幼年斑马鱼的视觉系统与捕食行为

神经环路的研究是揭示动物行为神经机制的关键。斑马鱼作为一种低等脊椎动物, 在神经环路的研究中有着独特优势。文章描述了斑马鱼视觉系统及其下游的神经环路, 重点讨论了它们在捕食行为中的可能作用。斑马鱼捕食行为主要依赖于视觉功能, 该过程涉及到视觉-运动通路各个层次的神经环路, 包括下游的网状脊髓命令神经元、脊髓内部的运动控制环路以及一些亟待研究的功能单元。随着在体记录和操纵神经元活动技术的成熟, 以及行为学范式的完善, 对斑马鱼捕食行为相关神经环路的研究将在未来数年内迅速发展, 同时也将推动神经科学相关研究的进步。     

采用GCaMP活体钙成像解析神经环路调控机制的研究策略及意义

大脑中的神经元通过集体行为建立相互连接,构成多种神经环路进而执行不同的功能。神经环路的研究方向即寻找构成各神经环路的神经元细胞,研究这些神经元是如何产生通讯互动以此构成特定的环路及环路本身在中枢神经系统行使的生命活动。众多研究已经证实,在解析生理或病理条件下神经环路调控机制过程中,通过实时监测神经元内重要生物传感器钙离子的变化可精确反映大脑组织内神经元活动。GCaMP活体钙成像方法有助于从单细胞水平揭示生理或病理状态下不同环路的调控机制。本文系统综述了GCaMP活体钙成像作为一种示踪技术在神经环路研究中的应用及进展,为神经环路和神经药理学的研究提供了参考依据。     

食物成瘾及其神经环路调控机制

食物成瘾是指人们对某些特定食物（高度加工、可口、高热量的食物）的依赖性达到难以控制的程度,并表现出一系列成瘾样的行为学变化,具有强迫性、长期性和反复性的特点。食物成瘾可引起肥胖症,而且是大部分人不能维持减肥效果或坚持限制性饮食以保持健康体重的核心因素。深入理解食物成瘾及其神经生物学机制,将为干预食物成瘾以改善肥胖提供准确的靶点。食物成瘾的诊断标准是耶鲁大学食物成瘾量表,而食物成瘾的动物模型为小鼠食物自我管理模型。外侧下丘脑-腹侧被盖区-伏隔核神经环路、腹侧被盖区-前边缘皮质-伏隔核神经环路和外侧隔核-结节核神经环路是调控食物成瘾的关键神经环路机制。     

催产素减轻抑郁症状机制的研究进展

抑郁症是临床上常见的精神疾病.目前缺少治疗抑郁症的有效手段.催产素(oxytocin,OT)是一种由下丘脑室旁核和视上核神经元分泌的神经肽,参与生理和病理状态下多种复杂神经精神活动.近年来,许多临床和基础研究显示OT可通过多种机制减轻抑郁症状.本文就OT的生理作用,抑郁状态下OT分泌水平,OT对抑郁相关激素、脑区、环路和神经可塑性及OT对氧化应激反应的作用等最新研究进展做一综述,探究OT减轻抑郁症状的机制.     

小胶质细胞极化在抑郁症发病中的作用

应激可诱发抑郁症,严重影响人们的身心健康。小胶质细胞是中枢神经系统的主要免疫细胞,在各种神经退行性疾病中发挥重要作用。不同极化类型的小胶质细胞可分泌不同作用的炎症因子,介导神经炎症,与抑郁症的发生密切相关,但目前其机制尚不明确。抑郁症与应激、小胶质细胞极化和神经炎症等因素的相互作用有关。本文综述了小胶质细胞极化在抑郁症发病中的作用研究进展。     

神经发生在抑郁症发生发展中的作用

抑郁症是一种常见的精神疾病。全球范围内,预计有3.5亿人患有抑郁症,重度抑郁症已成为世界范围内致残的第二大疾病,并给家庭和社会带来严重的经济负担。尽管最近在神经科学研究方面取得了很大进展,但抑郁症病理生理学基础上的神经生物学机制仍知之甚少。神经发生是新的神经元产生的过程,神经发生除维持正常的生理功能外,近几十年来研究发现,神经发生在抑郁症的病理生理学和症状学中起着重要作用。深入研究神经发生的调控机制,不仅可以阐明神经发生在抑郁症病因学中的作用,同时对理解治疗药物的药理学机制以及发现新药具有重要意义。因此,该综述对神经发生在抑郁症的作用及机制进行了讨论。     

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。     

脑成像与脑网络

揭示脑的奥秘是人类面临的最大挑战之一。神经元是构成神经系统结构与功能的基本单位。神经元与神经元之间通过突触实现信息交互,并构成神经环路或神经网络。神经环路有局部的,也有跨脑区或长程的,甚至全脑尺度的。神经环路则是脑实现神经信息处理的基本单元。若干神经环路构成脑网络。脑网络研究已经成为脑功能与脑疾病研究领域的热点。     

感光色素蛋白与视网膜退行性疾病

随着多种治疗视网膜退行性疾病的手段的开发,感光色素蛋白逐渐显现出独特的优势。近年来,各种针对视觉传导神经环路的不同环节的感光色素蛋白干预手段陆续出现,本文结合感光色素蛋白在视力恢复中的研究进展,介绍光遗传学在视网膜退行性疾病治疗中的应用,而光遗传学研究的核心工具是感光色素蛋白。因此本文将重点围绕感光色素蛋白的改进展开介绍。     

运动奖赏效应及其神经生物学机制的研究进展

身体活动不足已经成为当今社会的公共卫生问题。深入理解运动的奖赏效应及其可能的神经生物学机制,将为改善身体活动不足提供科学有效的干预靶点。本文指出运动是一种典型的自然奖赏行为。大脑奖赏相关的腹侧背盖区-伏隔核的多巴胺能神经环路、前额叶皮质-伏隔核的谷氨酸能神经投射、红核-腹侧背盖区的谷氨酸能神经投射是调控运动奖赏效应的关键神经环路机制。此外,多巴胺、内源性大麻素系统和内源性阿片肽等多种神经分子参与了运动奖赏效应的调控。然而,大脑奖赏系统的过度激活将会导致运动成瘾。     

老年痴呆症的突触和神经环路机制

老年痴呆症的主要临床表现为认知功能严重受损,其原因可能是皮层与海马内的突触结构或功能障碍及神经环路活动异常所致。可溶性Aβ尤其是Aβ寡聚体(而不是沉积在脑组织中的淀粉样斑块)可能首先选择性地攻击GABA能抑制性神经元,使海马或皮层内兴奋性神经元由于所受抑制减弱而过度兴奋,进而导致神经环路或网络活动异常。神经网络异常又通过一系列的代偿反应引起突触传递和突触可塑性受损。正常生理水平的tau通过不同的机制在介导Aβ的突触及神经环路毒性中扮演重要角色。     

Semaphorin 3——下丘脑黑皮质素回路形成关键因子

下丘脑是机体代谢与能量平衡调控的重要神经中枢。下丘脑“黑皮质素”(melanocortin)神经环路参与能量稳态调节:该环路,由下丘脑弓状核POMC神经元、AgRP神经元、室旁核MC4R阳性神经元及三者间的神经投射共同构成。     

精氨酸加压素与抑郁症的研究进展

抑郁症是目前最为常见的情感性精神障碍,以情绪及应激的行为反应失调为主要特征。迄今为止,抑郁症的病因及发病机制不明,但相关的神经生化假说很多。精氨酸加压素(Arginine vasopressin,AVP)作为一种神经肽,因其在抑郁症中改变明显而越来越受关注。加压素系统包括丘脑大细胞性神经元、丘脑视上核和室旁核小细胞性神经元、视交叉上核(Suprachiasmatic nucleus,SCN)及下丘脑外边缘脑区。AVP在大脑区域分布不同,对大脑功能的调节机制也不一样。本文从加压素系统及血浆AVP在抑郁症中的研究进展、AVP受体拮抗剂在抗抑郁治疗方面的研究现状进行综述。     

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。     

多巴胺的负调控中枢——缰核在抑郁症中的作用

腹侧被盖区(VTA)在大脑奖赏环路中起到核心调控作用。抑郁症中VTA的多巴胺能神经元电活动发生异常改变。近年来的研究发现,来自缰核的输入能够负调控VTA多巴胺神经元的电活动。在抑郁动物模型中,由于βCaMKII表达水平异常增加所引起的被过度活化的外侧缰核神经元,可以通过降低包括多巴胺在内的单胺水平,最终导致多种核心抑郁表型的产生。     

Nature Neuroscience发表催产素调控感觉皮层早期发育的研究成果

<正>2014年1月26日,中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所于翔研究组在Nature Neuroscience在线发表其研究成果。该工作发现了一种在发育早期感觉经验依赖的感觉皮层跨模态可塑性,并揭示了催产素这种由下丘脑分泌的神经肽是介导该跨模态可塑性的关键分子,在发育更早期就对感觉皮层的神经环路形成有促进作用。鉴于孤独症患儿经常伴随有感觉输入的异常,上述发现对进一步     

神经-免疫调控在呼吸道疾病中的研究进展

神经系统和免疫系统相对独立又相互作用,神经-免疫调控对于呼吸系统抵御外界有害刺激、维持稳态至关重要。神经-免疫之间密切关联、相互作用,参与了呼吸道疾病的发生与发展过程,形成了对炎症等反应监测和调节的环路。本文综述呼吸系统的神经-免疫调控及其在呼吸道疾病中的作用,为深入了解神经-免疫的交联效应、探索其在呼吸道疾病中的作用机制提供理论基础,为呼吸系统疾病的防治提供新思路。     

大脑皮层内活动依赖的神经环路结构可塑性研究进展

哺乳动物大脑皮层内的神经环路在神经发育、学习记忆、神经和精神疾病过程中表现出令人惊异的结构和功能可塑性。随着新的成像技术及分子生物学方法的应用,在细胞和突触水平上观察活体皮层内神经环路的动态结构变化成为可能,因此近十年来有关活动依赖的神经环路结构可塑性方面的研究进展迅速。该文综述了该方面的部分实验结果,重点阐述个体生长发育、丰富环境、感觉剥夺、病理状态以及学习和记忆等过程和条件下树突的结构可塑性特点,尤其是树突棘的形态和数量变化特征;并简单介绍轴突的结构可塑性,以及结构可塑性相关的分子和细胞机制,最后提出未来该领域内亟待解决的问题。     

利用嗜神经病毒跨突触追踪神经网络研究进展

解析大脑神经网络的连接图谱是认识大脑功能的前提。发展追踪大脑神经环路结构的技术,已成为神经科学研究中的迫切需求。基于嗜神经病毒发展而来的跨突触追踪技术,是揭示大脑神经网络结构的最有效手段,也是神经科学研究中发展十分迅速的领域。不同的嗜神经病毒类型或毒株,都有其独特的分子生物学特性、跨突触标记特性、改造方式。通过使用遗传重组改造的嗜神经病毒追踪神经环路,可以获得特定区域或特定类型神经元多级输出网络、输入网络及单级输入或输出网络。主要介绍神经科学研究中常用的神经病毒及相关的辅助工具病毒特性,及嗜神经病毒介导的各种神经回路标记技术。     

高迁移率族蛋白B1介导神经炎症在抑郁症中的研究进展

抑郁症是一种常见的慢性情感障碍性疾病,带来严重的经济和社会负担。神经炎症机制在抑郁症的研究中逐渐深入。临床和动物模型均证实,抑郁症体内高水平的炎性细胞因子和被激活的小胶质细胞等典型神经炎症反应与抑郁症的发病机制密切相关。高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein, HMGB1)是一种高度保守的染色体结合蛋白,是一种重要的危险相关模式分子,可被免疫活性细胞和坏死细胞释放至细胞外,启动脑内炎症反应。HMGB1拮抗剂的研发也为神经精神类疾病治疗拓宽了治疗途径。该文重点介绍了HMGB1介导神经炎症的分子机制及其在抑郁症发病及治疗中的研究现状,以期为后续临床诊疗提供重要理论基础。