手动与眼动反应抑制的认知神经机制

手动与眼动反应抑制是指抑制与当前环境不相适应的优势手动或眼动反应.与经典的Go/Nogo任务、停止信号任务测量的抑制水平相比,眼动抑制任务可提供更为丰富的指标,并分离出语言及手部运动反应的污染.手动与眼动反应抑制在不同神经精神疾病以及个体发展的不同阶段表现均有不同.额叶-基底神经节网络在手动和眼动抑制中发挥类似的作用,但额下回是手动抑制的关键脑区,额叶眼区和上丘则与眼动抑制关系更密切.目前,主要的争议集中在两者的神经机制、两者涉及的高级认知加工以及在神经心理学和发展心理学中的不同行为表现和发展趋势.     

皮层-基底神经节环路功能性连接与PD运动防治的神经可塑性机制研究进展

帕金森病(Parkinson's Disease,PD)是一种以运动功能障碍为主要临床症状的神经退行性疾病,皮层-基底神经节环路功能性连接异常是PD运动障碍发生发展的病理基础。运动疗法防治PD的神经可塑性机制可能与该环路的结构与功能重塑有关。本文拟以皮层-基底神经节环路为切入点,分别从皮层-基底神经节环路功能性连接与运动调控、皮层-基底神经节环路功能性连接异常与PD、皮层-基底神经节环路功能性连接重塑与PD运动防治三方面对该领域的相关研究进行综述。     

纹状体中等多棘神经元侧抑制效应与基底神经节运动功能调控

中等多棘神经元(medium spiny neurons,MSNs)是纹状体的主要投射神经元,其细胞膜上表达的不同类型多巴胺(dopamine,DA)受体,分别参与基底神经节直接与间接两条运动神经通路功能的调节。近年来发现,纹状体相邻MSNs之间还存在突触连接,这种突触结构对直接或间接通路的电活动产生侧抑制效应(lateral inhibition),并通过其前馈作用进一步调节基底神经节信息输出核团的兴奋性。因此,纹状体MSNs的侧抑制效应对运动的精确调节具有重要意义。本文拟从纹状体神经元构筑与侧抑制突触效应、纹状体MSNs侧抑制突触效应参与基底神经节调控的生理学机制、MSNs侧抑制效应异常与帕金森病(Parkinson's disease,PD)等方面对纹状体MSNs侧抑制效应与基底神经节功能调控的机制进行综述。     

急性毁损猫的初级视区使高级视区细胞失去对视觉刺激的诱发反应(英文)

心理物理学研究提示,初级视区毁损后的视觉残留可能是通过外纹状皮层的神经网络重组介导的,但缺少支持这一假说的电生理实验证据。采用在体细胞外单细胞记录技术,该研究分别检测了初级视区(主要包括17和18区)急性毁损猫和正常对照猫的高级视区(包括19、20和21区)神经元对不同视觉刺激的反应性。结果显示,与对照相比,急性毁损初级视区使99.3%的高级视区神经元丧失对运动光栅刺激的诱发反应,93%的神经元丧失对闪光刺激的反应。该结果表明,急性毁损成年猫的初级视皮层可能会导致其绝大部分视觉能力丧失。在幼年期实施初级视皮层毁损后,成年猫出现的残留视觉可能主要是由于手术后皮层下神经核团与外纹状皮层之间的通路重组引起的。     

基底神经节在运动调控作用中的研究进展

基底神经节是大脑皮质下一群神经核团的统称,主要负责运动调控、运动学习和情绪认识。经典的基底神经节模型描述了信息如何通过基底神经节两条神经通路返回大脑皮层,以实现对运动的正常调控。目前认为多种运动功能障碍性疾病的发生都与基底神经节功能异常有关,然而,其如何调控运动的运动学,如速度、方向和运动强度等还不是很清楚。现对基底神经节在运动调控作用中的研究进展进行综述,为进一步研究提供参考。     

初级运动皮层与帕金森病

初级运动皮层(primary motor cortex,M1),在精细运动执行中起非常重要的作用,同时在皮质-基底神经节-丘脑-皮质神经通路中也发挥重要的作用.本文结合当前研究进展,围绕M1区神经元构筑、突触投射及多巴胺受体分布及帕金森病(Parkinson's disease,PD)后神经元电生理学变化等方面阐述M1...     

D2DR在纹状体突触可塑性及运动障碍中枢调控中的作用

多巴胺Ⅱ型受体在大脑基底神经节纹状体区域表达丰富,可反馈性调节突触前多巴胺合成并介导细胞信号转导。纹状体神经元突触可塑性受多巴胺Ⅱ型受体介导的cAMP/PKA和PLC信号通路调节,也是自主运动控制的神经基础。在运动性疲劳及以帕金森病为代表的运动功能障碍的中枢疾病中,多巴胺Ⅱ型受体通过平衡基底神经节直接通路和间接通路发挥重要作用。本文对多巴胺Ⅱ型受体在纹状体神经元突触可塑性和运动功能障碍中枢调控中的作用进行综述,为相关疾病的靶向干预和治疗提供理论基础。     

TrkB受体依赖的PV神经元调控小鼠视觉方位辨别能力的机制

神经营养因子-酪氨酸受体激酶B （tyrosine receptor kinase B,TrkB）信号通路在调控初级视皮层（primary visual cortex,V1）兴奋与抑制平衡上发挥着重要的作用,以往的研究揭示了其通过增加兴奋性传递效率来调控皮层兴奋性水平的机制,却并未阐明TrkB受体如何通过抑制系统来调控兴奋与抑制平衡,进而影响视觉皮层功能。为了探讨TrkB信号通路如何特异性地调控最主要的抑制性神经元——PV神经元进而对小鼠视觉皮层功能产生影响,本研究通过病毒特异性地降低V1区的PV神经元上TrkB受体的表达水平,并通过在体多通道电生理手段记录初级视皮层抑制性与兴奋性神经元功能变化,通过行为学实验测试小鼠的方位辨别能力改变。结果表明,初级视觉皮层中的PV抑制性神经元上的TrkB受体表达减少会显著增加兴奋性神经元的反应强度,减弱抑制性神经元与兴奋性神经元的方位辨别能力,增加二者的信噪比,但是小鼠个体水平的方位辨别能力出现下降。这些结果说明,TrkB信号通路并非单纯通过增加靶向PV神经元的兴奋性传递来调控PV神经元的功能,其对神经元信噪比的影响也并非由于抑制系统的增强所致。     

腺苷A2A受体参与基底神经节间接通路运动调节的研究进展

运动功能是在神经系统的调控下完成的,皮层及基底神经节在运动功能调节中发挥信息整合及指令发放的作用,其中纹状体是基底神经节中接受传入信息的主要核团。腺苷A2A受体(adenosine A2A receptor, A2AR)在纹状体中高度表达,并在纹状体中整合多巴胺、谷氨酸和大麻素信号,参与间接通路运动抑制的信息编码。该文阐述了腺苷A2AR与多巴胺D2受体、代谢型谷氨酸mGlu5受体以及大麻素CB1受体的交互作用,探讨腺苷表达异常在神经疾病,如帕金森病、酒精成瘾等产生的作用,以及靶向干预腺苷改善相关疾病运动功能的机制,并对A2AR在间接通路运动调控及相关运动障碍中的研究进行总结,为后期运动功能中枢靶向干预提供理论参考。     

底丘脑核:从环路、功能到深部脑刺激治疗帕金森病的靶点

底丘脑核(subthalamic nucleus,STN)是基底神经节(basal ganglia)环路中唯一的兴奋性谷氨酸能核团,不仅是经典间接通路中的关键节点,而且接受皮层的直接投射从而构成超直接通路(hyperdirect pathway),甚至被认为是驱动整个基底神经节活动的起搏器。STN由于其在基底神经节环路功能中的重要地位而成为临床上神经外科深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)治疗帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的首选靶区之一。尽管STN-DBS可显著改善PD运动障碍,但其发挥效应的神经机制至今不明。本文简要综述了STN的传入、传出联系及它们在基底神经节环路中的功能,特别讨论了STN-DBS改善PD运动障碍机制的假说和最新研究进展。我们认为,对STN-DBS作用机制的认识不仅有助于临床PD治疗策略的发展,也有助于对基底神经节环路功能的深入理解。     

重复经颅磁刺激改善帕金森病运动症状的脑功能网络分析

目的 重复经颅磁刺激（rTMS）技术已广泛应用在临床中，实现对神经、精神类疾病的治疗，特别在抑郁症、强迫症中取得较好的临床治疗效果。近年来越来越多的研究将其应用于帕金森病（PD）的辅助、康复治疗，以期缓解患者的运动症状改善运动功能。目前临床中多以PD统一量表、运动任务评估rTMS对运动症状的辅助治疗效果，缺乏对高频rTMS刺激调控作用机制的探究。方法 本研究采用10 Hz rTMS刺激肢体症状始发侧对侧初级运动皮层（M1），对比分析刺激前后各脑区神经元活动及其连接性的变化，研究高频rTMS刺激初级运动皮层对PD患者大脑神经元活动的调节作用。结果 运动皮层beta振荡增加、gamma振荡降低（P<0.05），额、顶叶脑区间连接性减弱（P<0.05）。结论 10 Hz rTMS主要改变了PD患者beta、gamma振荡，其中运动皮层beta、gamma神经振荡的变化可能与磁刺激对运动功能的改善作用有关，而前额叶gamma振荡的变化可能是磁刺激抑制神经元异常放电活动调节患者运动控制功能。     

条件性运动学习的神经基础

人和动物形成多样的、快速可变的刺激－反应联合关系的过程被称为条件性运动学习。条件性运动学习使得人和动物具有很强的适应优势。损毁或行为电生理研究表明：运动前区背外侧部、基底神经节以及前额叶皮层腹侧部在条件性运动学习中起至关重要的作用;海马在条件性运动学习中也起着一定的作用;而杏仁核等一些结构在条件性运动学习中不起作用。     

高糖饮食对青年小鼠初级视觉皮层的功能损伤及其机制

目的 诸多研究证实高糖饮食会对视觉功能造成损伤，但是目前关于高糖饮食对视觉功能影响的研究主要聚焦于视觉通路前端，集中在眼球系统和视神经节部分，对于视觉通路的后端如中枢皮层还未有过相关报道。为了更全面地了解高糖饮食对视觉功能的影响，本文补充高糖饮食对视觉中枢皮层影响的研究。方法 本研究利用GO/NO-GO方位辨别任务的行为学范式、在体多通道电生理技术探究了高糖饮食对青年小鼠初级视觉皮层的影响。结果 行为学结果表明，经历了2个月高糖喂养的青年小鼠，方位辨别能力下降。通过电生理技术分析初级视觉皮层（V1）单个神经元的反应特性，发现高糖饮食小鼠初级视觉皮层单个神经元的方位调谐能力下降，神经元的反应变异性增加、信噪比明显降低。神经元噪音相关性分析结果表明，高糖饮食组小鼠初级视觉皮层的噪音相关性表现出明显的上调。进一步分析群体水平上信噪比和反应变异性的变化，结果表明群体水平上信噪比明显下降而反应变异性明显上升。结论 高糖饮食通过影响初级视觉皮层单个神经元的感受野特征以及群体神经元的信息处理能力，损伤了青年小鼠的方位辨别能力。     

习惯化用药及其策略转换的神经环路调控机制

目标导向和习惯化行为策略转换缺陷是习惯化觅药行为形成的主要原因.以往认为,前额叶皮层对负责目标导向系统的背内侧纹状体控制能力的减弱介导了习惯化行为.然而,最新研究发现,背外侧纹状体(DLS)的直接通路和间接通路可选择性调控目标导向和习惯化系统.并且,运动皮层对DLS的投射可通过双向调节多巴胺D1受体(D1DR)和D2受体(D2DR)神经元突触可塑性,调控直接通路和间接通路间的协同或拮抗作用.近期研究还发现,杏仁核作为调控情绪的关键脑区,可通过中央杏仁核与基底外侧杏仁核间的功能迁移,从而介导习惯化觅药行为中伏隔核与DLS间的功能连接.此外,纹状体内D1DR和D2DR神经元对习惯化觅药行为的调控存在竞争关系.鉴于此,本文将重点讨论伴随习惯化用药形成发生行为策略转换缺陷相关的细胞特异性和环路特异性的脑功能异常机制.     

多巴胺释放对纹状体神经元信息编码的影响

运动功能是在神经系统直接或间接调控下协调完成的,基底神经节对于运动功能的执行起至关重要作用,其中纹状体在基底神经节处于中心地位,接受多巴胺能神经元的投射,通过直接、间接通路参与运动的调控。多巴胺能神经元中多巴胺的释放以活性区介导的快速突触传递的方式进行。活性区由Bassoon、RIM和ELKS三种支架蛋白组成,其中RIM蛋白对多巴胺释放起调节作用。纹状体不同类型的神经元电活动随着多巴胺释放含量的变化出现适应性变化。当纹状体去多巴胺支配时,中等多棘神经元和快放电中间神经元放电频率显著增加;当纹状体多巴胺耗竭时,大胆碱能中间神经元出现pause-rebound编码模式。本文对多巴胺运动控制的分子机制展开讨论,并对其在运动疲劳中枢机制中的研究进行综述,为纹状体神经元靶向干预提供理论依据和新思路。     

猕猴在执行图形引导的有序运动过程中额叶皮层抑制性氨基酸变化的初步观察

本实验采用脑内微透析及同效液相色谱荧光分析技术,观察了猕猴在执行视觉图形引导的有序运动任务过程中额叶皮层（前额叶４６区,运动前区的Ｆ７和Ｆ２区以及初级运动皮层的Ｆ１区）透析液中γ－氨其丁酸（ＧＡＢＡ）和甘氨酸浓度的变化。观察到动物在执行ＦＲＳ任务时前额皮层透析液中ＧＡＢＡ浓度较操作前基础浓度明显升高,样品配对ｔ－检验具有显著统计意义;Ｇｌｙ浓度也有升高,但无统计意义。     

参与不同难度数字计算的脑区——脑功能磁共振成像研究

本研究用功能磁共振成像技术观察了人脑进行不同难度数字加减计算时的脑区激活情况,并探讨大脑皮层和皮层下结构在数字计算中的作用.用Siemens 1.5 Tesla磁共振机对16名右利手健康志愿者进行简单及复杂数字加减任务的fMRI扫描.实验采用组块设计.刺激任务分为简单加减计算任务、复杂加减计算任务和基线任务.用SPM99软件进行数据分析和脑功能区定位.分别比较同一任务各个脑区平均激活强度和同一脑区在两种任务中的激活强度.结果显示,简单及复杂加减计算激活的被试者的脑区基本相同,激活的皮层区主要见于额叶、顶叶、枕叶、扣带回、丘脑及小脑;简单及复杂加减计算激活的皮层下结构包括两侧尾状核、左纹状体边缘区等基底核结构和丘脑.在简单及复杂计算中,纹状体与皮质结构(额叶、顶叶)间激活强度均无显著性差异.简单计算与复杂计算比较,右顶叶,在复杂任务时出现激活,在简单任务时未出现激活.上述结果提示,完成数字计算任务的脑区除了额叶、顶叶、扣带回等皮层结构外,大脑皮层下的一些结构如纹状体、纹状体边缘区,也是参与数字计算的重要部位.皮层下结构纹状体和优势半球的纹状体边缘区参与了数字工作记忆,可能是进行数字计算神经环路的重要组成部位.右项叶(缘上回)只在复杂任务出现激活,该区可能是视空间记忆和加工的重要部位.     

双选择Oddball范式在行为抑制控制研究中的应用

行为抑制控制是个体对自身不恰当的、冲动的行为模式的抑制控制.这一功能对于人类的生存适应具有重要意义.Go/Nogo范式和Stop Signal范式(停止信号范式)是研究行为抑制控制及其认知神经基础的经典实验范式.在Go/Nogo范式中,被试仅对Go刺激做按键反应而对Nogo刺激不做反应.因此,该范式反映个体行为抑制控制功能的行为学指标过于依赖正确率,并且在提取抑制相关神经活动指标时难以排除运动相关因素的干扰,另一方面,停止信号范式要求通过梯度变化停止信号间隔,以保证被试在大约50%试次成功停止而另外50%试次停止失败,从而计算出反映行为抑制控制功能的停止信号反应时间,因此该范式损失了准确率指标,并且难以克服Go反应所诱发的神经活动对停止信号所诱发神经激活的污染.鉴于此,本研究组引入了双选择Oddball范式以期有效控制上述干扰因素,从而获得可灵敏反映行为抑制控制功能的综合性行为指标和神经生理指标.以反应时代价与准确率代价为主要行为学指标,双选择Oddball范式已被证实可以用于3个方面的研究:(i)可以用于行为抑制控制功能的个体差异研究(以性别差异为例);(ⅱ)可以用于研究个体内行为抑制控制的影响因素(以情绪及其强度为例);(ⅲ)可以用于物质成瘾的相关研究(以吸烟成瘾为例).这提示双选择Oddball范式可以广泛应用于行为抑制控制能力及其影响因素的灵敏测量与干预评估研究中.     

暗示性运动加工的认知神经机制

暗示性运动是指个体观看静止图片时从中知觉到的运动.研究者采用高低认知水平两类暗示性运动刺激材料,借助"冻结帧"、直接观看、运动后效和f MRI适应等任务范式,探讨了注意和意识在暗示性运动加工中的作用及其记忆特点;并借助脑成像等技术,考察了颞中区、颞上皮层区、颞上沟、镜像神经元系统等脑区在暗示性运动加工中的作用.但由于暗示性运动加工涉及"视觉腹侧通路与背侧通路功能的分离与整合"问题,目前对相关研究结果和解释还存在争议,暗示性运动加工的认知神经机制仍有待于进一步研究.     

帕金森病基底神经节神经递质失衡的研究进展

帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种老年神经系统退变性疾病,主要病理改变是中脑黑质致密部多巴胺能神经元渐进性变性死亡,从而引起基底神经节的功能失调。近年的研究显示,多巴胺能神经元的丢失并不是帕金森病发病的唯一因素,基底神经节中其它神经递质,包括谷氨酸、γ-氨基丁酸、乙酰胆碱等,在帕金森病的发病中也有重要的作用。在疾病发生发展过程中,神经递质的合成、分泌发生紊乱,基底神经节网络调控功能失调,导致了以运动系统症状为主的临床表现。本文就帕金森病状态下基底神经节中主要神经递质失衡的研究进展作一综述。