Gamma神经振荡产生机制及其功能研究进展

Gamma神经振荡的频率在30～100 Hz之间,存在于动物和人类大脑的多个区域,如丘脑、体感皮层以及海马等部位,在各个尺度水平上都可被检测到.抑制性中间神经元组成的神经网络是产生此高频节律性活动的主要条件之一.皮层的gamma神经振荡与丘脑-皮层系统有关.Gamma神经振荡具有易化突触可塑性和调节神经网络的作用,主要参与感觉特征绑定、选择性注意以及记忆等高级功能.     

节律性听觉刺激下的神经振荡同步化及其应用

大脑的感觉、情绪、认知等功能与其神经振荡模式有密切的联系。通过施加节律性刺激可以调控大脑的神经振荡模式,进而影响个体感受、情绪状态和认知功能等。与近年来常见的非侵入性电刺激和磁刺激相比,同样依赖于外部刺激输入的节律性感觉刺激具有成本低、易操作等优点,被认为是一种极具潜力的神经调控手段。本文以节律性听觉刺激为例,系统综述了不同类型的节律性听觉刺激如何影响大脑的神经振荡模式,进而影响相关状态和功能;并通过总结外部节律性听觉刺激对个体感知觉、情绪与认知功能的影响,讨论其生理机制和应用前景。     

神经可塑性与认知功能关系研究进展

认知是神经中枢的高级智能活动,其神经生理特性是中枢神经之高度可塑性,涵盖神经网络、神经再生及突触连接等层次的可塑性调节变化。因突触可塑性是神经元之间信息传递之中心枢纽,亦为神经可塑性之主要部位。故本文主要从与突触可塑性相关的LTP、突触素、相关神经递质及临床相关疾病等方面阐述突触可塑性对认知功能的影响。     

知觉相关的神经振荡-外界节律同步化现象

具有特定频率的节律性刺激能同步大脑内相应频率的神经振荡,使神经活动与外界刺激发生相位锁定,称之为神经振荡-外界节律同步化(neural entrainment).这种同步化的现象伴随着大脑内神经元集群兴奋水平的周期性波动,并与节律信息加工、知觉及注意等认知过程存在关联.得益于其非侵入、易操作以及能有效调控神经活动的特性,神经振荡-外界节律同步化成为了研究神经振荡与知觉和认知功能关系的有力手段,也为认知障碍诊断及干预提供了新的思路和方法.     

神经耦合振荡的量子孤波分析

为了分析神经耦合振荡产生频率同步的原因,在神经信息波动方程孤立子解的基础上讨论了神经耦合振荡方程组的稳定解。分别从同地和异地耦合孤波的同相和反相四种情况给出了孤波之间距离随时间的变化规律。阐述了大脑视觉皮层神经元集群之间的耦合振荡在神经孤波模式下呈现出的波粒二象性,体现了知觉具有量子化的特点。因而神经振荡必将引发集体突发,形成脑波频率同步。     

神经振荡及其在神经精神疾病机制研究中的应用

神经振荡反映了大脑神经元集群的同步化活动。哺乳动物的海马体、丘脑、皮质等脑区中的神经振荡在空间定位、导航、记忆等复杂认知过程中发挥至关重要的作用。在多种精神疾病中,神经振荡的损伤及其耦合同步性下降是导致认知障碍的关键。本文综述了神经振荡的微观机制和生理功能的研究进展,介绍了尖波涟漪、gamma振荡和睡眠纺锤波在重性抑郁障碍、精神分裂症、阿尔茨海默病等多种神经精神疾病下的异常改变,并对神经振荡作为临床诊疗靶点的应用潜力做出评估和展望。     

海马神经振荡的产生机制和功能

神经元集群(neuronal ensemble)的节律性活动往往能诱导产生清晰可见的神经振荡,反映着该群神经元规则化和同步化的活动。通常依据频率可将神经振荡分为delta振荡(0.5~3 Hz)、theta振荡(4~12 Hz)、beta振荡(12~30 Hz)、gamma振荡(30~100 Hz)和尖波涟漪(sharp-wave ripples,SWR)(100 Hz的纹波叠加在0.01~3 Hz的尖波上)。这些神经振荡在人和动物的许多脑区中出现,常伴随着感觉、运动、睡眠等行为产生,在认知、学习和记忆巩固过程中发挥着至关重要的作用。本文简要回顾海马脑区神经振荡的研究历程,对其中的最重要的三种神经振荡——theta振荡、gamma振荡和SWR的产生机制、主要功能及各频率神经振荡的相互作用作出概述,并对今后的研究方向作出展望。     

γ节律振荡机制在视觉研究中的新进展

γ节律振荡是大脑皮质中常见的,频率在30～80 Hz之间的神经振荡模式,在初级视觉通道中能观察到多种起源的γ节律振荡.在小鼠、猫与猴V1的视觉诱发的γ节律振荡主要起源于L2/3和L4B,并对刺激参数敏感.猫与小鼠初级视觉通道(视网膜、LGN与V1)中观察到起源于视网膜由亮度诱发的高频γ节律振荡;在猴LGN却没有观察到γ节律振荡,而在V1上记录到亮度诱发的γ活动.γ节律振荡的产生与抑制性中间神经元网络有重要的关系,其中抑制性中间神经元中PV细胞被认为与自发γ节律振荡的产生相关. SOM细胞的参与对低频γ节律振荡(20～40 Hz)的产生起到关键作用;而光栅诱发的高频γ节律振荡(65～80 Hz)主要与PV细胞有关.动物在不同生理状态、发育阶段与脑疾病状态下光栅诱发的γ节律振荡存在较大差异,反映大脑对视觉信息加工的变化.     

STN-GPe神经通路在BG振荡作用中的研究进展

基底神经节(basal ganglia,BG)是椎体外系的组成部分,对运动具有重要的调控作用。BG振荡活动的变化与行为状态的改变有着密切联系。近年来,大量的解剖学、生理学和计算机神经模拟研究证实丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)和苍白球外侧部(external globus pallidus,GPe)之间存在相互的纤维联系,STN-GPe神经通路对生理和帕金森(Parkinson disease,PD)状态下BG振荡活动的产生、维持和发展都具有关键作用。本文以STN、GPe电活动特征为切入点,阐明STN-GPe神经通路在BG振荡活动中所扮演的角色。     

认知功能障碍发病机制研究进展

随着年龄增大,人脑的功能势必会逐渐退化,以阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)为代表的人脑退行性疾病的发病率逐年升高,给患者、家庭和社会带来了沉重的负担,也引起了广大医务工作者的密切关注。本文介绍了目前在认知功能障碍发病机制研究领域方面的若干最新进展。     

多方式认知功能成像研究进展

对大脑结构和功能的深入研究要求认知功能成像技术同时具有高时间分辨率和高空间分辨率.多方式认知功能成像通过不同成像技术fMRI/PET和EEG/MEG的结合,能够同时在空间定位和时间过程上研究大脑认知活动的动态过程.多方式认知功能成像已经被成功地应用于选择性注意、视觉通路、随意运动和语义加工等的研究,并揭示了相关大脑活动的空间和时间特征.今后的研究将进一步提高多方式认知功能成像的时空分辨率和准确性,以更深入地探索认知功能的神经机制.     

血管性认知功能障碍的研究进展

血管性认知功能障碍(VCI)是目前严重危害老年人健康的疾病之一。随着人类寿命的延长、人口老龄化的增加,将会有越来越多的老年人患者患上VCI。对于VCI的早期、有效的干预有重要的临床意义,也受到人们的广泛关注。如能预防甚至治疗VCI的产生,可从很大程度上提高老年人的生活质量,减轻家庭和社会的负担。现就近年来对血管性认知功能障碍的相关研究予以综述。     

海鞘神经复合体内分泌功能研究进展

海鞘属尾索动物亚门(Urochordata)被囊类(tunicata)的代表和文昌鱼属头索动物亚门(Cephalochordata)两者总称为原索动物(Protochordata).     

综述: 知觉相关的神经振荡-外界节律同步化现象

具有特定频率的节律性刺激能同步大脑内相应频率的神经振荡,使神经活动与外界刺激发生相位锁定,称之为神经振荡-外界节律同步化(neural entrainment).这种同步化的现象伴随着大脑内神经元集群兴奋水平的周期性波动,并与节律信息加工、知觉及注意等认知过程存在关联.得益于其非侵入、易操作以及能有效调控神经活动的特性,神经振荡-外界节律同步化成为了研究神经振荡与知觉和认知功能关系的有力手段,也为认知障碍诊断及干预提供了新的思路和方法.     

电突触耦合Chay神经元同步振荡的研究

从微观解释异常神经元构建组织时癫痫样波形的相互制约关系对神经系统疾病的研究很有意义,而两神经元耦合特性的探索是重要的基础工作。采用Chay提供的Pacemaker神经元模型以电突触耦合来研究不同耦合强度对神经元动态时序的影响,并指出突触作用过程的混沌特征。给出并讨论了不同状态神经元相耦合时非线性振荡的数值计算结果,即：起搏神经元与处于冲动混沌状态神经元、处于冲动混沌和独态冲动状态的异常神经元、异常神经元与处于静息状态神经元的动态时序,还给出了部分相图以及Ca 离子浓度变化的特点。神经元这种负载特性的讨论有助于研究在活组织中癫痫发作的机理、传输和控制。     

神经营养因子NGF、BDNF与围绝经期妇女认知功能关系的研究进展

神经营养因子(NTFs)是近几年神经科学研究的热点,研究显示它在神经系统中发挥独特的作用,尤其是神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)在脑内功能及其表达调控方面具有重要作用。围绝经期妇女随着雌激素水平的降低会产生认知功能的减退,有研究发现去卵巢动物(OVX)雌激素水平降低可以导致某些NGF、BDNF的丢失。通过启动内源性NGF和BDNF的表达而实现对神经元的保护可能为雌激素替代治疗(ERT)脑保护作用的一种机制。本文就近几年的研究进展做一简要综述。     

脾神经与脾脏免疫功能研究进展

脾脏是人体外周最大的免疫器官,其与细胞免疫以及体液免疫关系密切,对脾内及外周血内的免疫活性细胞的量和比例有重要的调节作用,近年来随着对脾脏免疫功能的研究愈来愈深入,尤其是神经对脾脏免疫的调控研究方面取得了较大进展.支配脾脏的神经主要是腹腔交感神经节后纤维,其既参与调节脾脏免疫功能,同时也受到免疫应答系统的影响,二者相互作用,共同完成脾脏功能.明确相互之间作用机制,对临床某些疾病发病机理以及治疗都有一定的指导意义.     

系统生物学在认知功能障碍研究中的应用

认知功能障碍可导致患者日常生活能力、社会适应能力明显下降,严重影响患者的生活质量。根据近年来众多研究显示,认知功能障碍的发生发展与基因、蛋白质、微生物等内环境因素的失调和紊乱有关。基于系统生物学的研究,梳理了近年来国内外研究学者在代谢组学、蛋白质组学、基因组学和肠道微生物组学层面对认知功能障碍的研究,并对系统生物学在认知功能障碍中的应用前景进行了展望,以期为认知功能障碍相关研究提供参考。