非快速眼动睡眠期间神经同步活动与记忆巩固关系研究进展

神经同步活动被认为是神经系统信息处理的关键。脑内存在多种不同频段的局部同步活动和区域间同步活动,这些神经同步活动与多种行为和认知功能相关。记忆作为脑的高级认知功能,其形成和巩固的过程与神经同步活动关系密切。本文主要从体内非快速眼动(non-rapid eye movement, NREM)睡眠期间多个脑区间的神经振荡活动以及体外培养神经网络的同步爆发活动两个层面综述了神经同步活动与记忆巩固关系的研究进展,分析了当前研究存在的问题,并对今后的相关研究作出展望。     

哺乳动物不活动化肌纤维的动作电位

用河豚毒素(TTX)慢性阻断大鼠坐骨神经的冲动传导,使后肢不活动,经过不同时间(最长7d)后离体观察了快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维终板区的诱发动作电位。我们发现在不活动期间动作电位超射和上升速率逐步下降,并从第4天起部分肌纤维能在含有1×10~(-7)g/ml TTX的溶液中被诱发产生动作电位(称抗TTX动作电位),待至第7天时全部SOL肌纤维和90％的EDL肌纤维都能被诱发出抗TTX动作电位。与去神经肌纤维相比,不仅抗TTX动作电位出现较晚,并且其超射和上升速率较低。在去掉TTX阻断使肌肉恢复活动后,动作电位超射和上升速率渐趋恢复,抗TTX动作电位逐渐消失。无论是动作电位的恢复还是抗TTX动作电位的消失,EDL肌纤维均快于SOL肌纤维。本文还讨论了不活动化使肌纤维动作电位变化以及快、慢肌差别的可能原因。     

壬基酚对黑斑蛙神经活动的影响

应用电生理的方法研究不同浓度壬基酚对黑斑蛙的坐骨神经干神经冲动产生和传导的影响。用不同浓度的壬基酚处理黑斑蛙,7 d后,观察其活动状态和体表特征,同时用生物信号采集处理系统分别测定壬基酚对黑斑蛙坐骨神经干的神经冲动传导速度、动作电位幅度、相对不应期和绝对不应期的影响。结果表明：随着壬基酚浓度的增加,黑斑蛙的活力减弱,其皮肤出现血斑的现象加重,说明壬基酚可引起黑斑蛙活力、精神和体表等发生异常;随着壬基酚浓度的升高,黑斑蛙坐骨神经干的神经冲动传导速度逐渐减慢,动作电位峰值降低,相对不应期和绝对不应期逐渐延长,与壬基酚浓度呈剂量-效应关系。说明在壬基酚作用下,黑斑蛙神经活动对刺激反应的灵敏性降低,动作电位的产生及传导受到一定程度的抑制和阻碍。在50 mg·kg^-1低浓度组,壬基酚对黑斑蛙神经活动影响不显著(P>0.05),说明黑斑蛙对低浓度的壬基酚有一定的耐受力。     

关于耦合神经元活动时的能量原理

最近美国耶鲁大学的神经科学家们用实验数据表明,哺乳动物大脑皮层中神经信号的传递是一个代价昂贵的能量支出过程,而神经信号的编码是与能量代谢紧密地耦合在一起的,但是到目前为止还无法定量给出神经元活动时的能量函数。在这篇文章中,能量原理被用于神经活动和神经信息处理机制的研究,在电生理实验数据的基础上,建立神经元活动的用能量函数表示的运动方程。结果表明用能量函数表达耦合神经元的阈下电活动和动作电位,数值计算结果与用Hodgkin-Huxley方程所描述的动作电位一致。从而有可能依据能量原理从脑信息处理的角度揭示和理解大脑神经网络系统的信息表现规律。     

蛙离体单根有髓鞘神经纤维静息电位与动作电位细胞内记录方法

本文介绍一种记录蛙离体单根有髓鞘神经纤维的静息和动作电位的细胞内记录方法,包括神经干标本的制作和固定、微电极和刺激电极的制备、简易防震和静息与动作电位的记录.该方法记录的静息电位和动作电位幅值,在30min 内可保持相对稳定。     

小鸡视网膜神经节细胞的反应特性: 多电极记录研究

视网膜主要进行视觉信息的初级加工和处理. 应用多电极记录技术, 对一小块保持功能活性的小鸡视网膜上的多个神经节细胞的电活动进行同步记录, 然后通过相关非线性分析方法检测提取动作电位. 对视网膜神经节细胞群体活动特性的分析, 说明了视觉信息不仅为神经元的放电频率所编码, 也为相邻神经元的协同放电活动所携带.     

从感受器与刺激的相宜性来判断神经活动的种类

反射是神经系统调节人体或动物体生命活动的基本方式。神经活动又分为低级神经活动和高级神经活动。低级神经活动的基本方式是非条件反射,而高级神经活动的方式是条件反射,条件反射又分为第一信号系统和第二信号系统。这里,就有一个学生较难掌握的问题,即非条件反射与条件反射。第一信号系统与第二信号系统有哪些区别? 现行生理卫生课本作了这样的简单阐述:高级神经活动是大脑皮层的活动,低级神经活动是大脑皮层以下(脑干、脊髓)的活动;非条件反射是先天性的反射,条件反射则是     

动作电位和神经干复合动作电位

以生物电科学探究的发展历程为依据,通过分析动作电位和神经干复合动作电位的测定方法,揭示了动作电位和神经干复合动作电位的区别,并针对动作电位的概念和测定方法的误区进行探讨。     

耳大神经动作电位及其传导速度的测定

检测人体耳大神经动作电位,对鉴别脊髓神经节前和节后纤维的病变有重要意义。关于耳大神经动作电位的测定方法,国内尚未见诸报道。本文介绍一种耳大神经动作电位简便测定方法,并报告国人耳大神经传导速度的正常值及其影响因素,为临床应用提供生理基     

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...     

Caveolin与脑功能关系的研究进展

Caveolin作为细胞质膜微囊——Caveolae的标志蛋白,参与Caveolae的形成、定位,并具有介导膜泡运输、维持细胞胆固醇稳态和调控信号转导等功能.近年来发现,Caveolin与脑功能的生理或病理变化有关,在神经发育、突触可塑性以及神经退行性疾病中起着重要的作用.结合最新的研究进展和前期实验结果,简单介绍Caveolin的结构和功能,并对其在脑功能中的调控作用作一阐述与展望.     

神经胶质细胞调控黑腹果蝇生理行为研究进展

生物机体的神经系统由神经元和神经胶质细胞(简称胶质细胞,glia)两部分组成.目前,对神经元的研究已经非常广泛,但是有关胶质细胞的功能研究仍然所知甚少.由于胶质细胞不具兴奋性,无法像神经元一样传递动作电位,传统观点认为胶质细胞主要起到支撑神经元并维持其正常功能的作用.近年来,越来越多的研究结果表明,胶质细胞参与调控生物...     

基于能量融合积分模型的心脏生理物理活动研究

为了更深入地了解目前靠生理实验及临床手段无法洞察的心脏三维空间的电生理运行机制,分析和表现心脏复杂的电生理活动,从而揭示心脏的生理物理特性,本研究通过人类心肌细胞的动作电位传导数学模型,结合基于心脏解剖数据所建立的真实心脏组织结构的三维空间模型,构建出精细的心脏生物物理融合模型,并将心脏在三维空间中的生物物理活动表现出来.实验结果表明,基于心脏动作电位传导的融合模型,不同时刻的动作电位传导在非匀质性组织内的三维空间中的传播位置、空间关系以及生物物理过程被清晰地显示出来,心脏研究人员从而能够以视觉感知的方式认识和深入理解人类心脏电生物物理系统的功能机制,并有助于进一步推测心脏的生理和病理反应.     

培养新生大鼠心肌细胞的电信号传导：多电极记录研究

利用多电极阵列同步记录技术对培养的新生大鼠单层心肌细胞的电活动进行胞外记录,观察心肌细胞在自发搏动和电刺激情况下信号在细胞间的传导模式。通过对记录信号的处理和分析,能获得诸如起搏细胞的数量和位置、动作电位的传导速度和途径以及不同起搏细胞间的相互影响等信息。研究还发现,心肌细胞阈下刺激会影响细胞的搏动和信号传导。     

光纤记录系统在神经科学研究中的应用

近年来,光纤记录系统作为一种记录自由活动动物大脑特定核团神经元活动的技术,在神经科学领域研究中广受欢迎,是研究动物神经元活动与行为关系的重要技术手段.本文综述了单通道光纤记录系统、多通道光纤记录系统及多色光纤记录系统在认知、行为学、心理学等神经科学基础及神经疾病中的应用,并简述了光纤记录系统与功能磁共振成像技术结合、光...     

多穗柯总黄酮对蟾蜍坐骨神经干动作电位的影响

为了研究多穗柯总黄酮对中华大蟾蜍坐骨神经干动作电位的影响,我们将离体中华大蟾蜍坐骨神经分为4组,分别置于浓度为0.01 g/L、0.05 g/L、0.1 g/L、0.2 g/L的多穗柯总黄酮溶液中浸泡,用BL-420S生物机能实验系统测定各组不同浸泡时间坐骨神经干动作电位的幅度、传导速度、阈强度及绝对不应期。随着多穗柯总黄酮溶液浓度增加和浸泡时间的延长,坐骨神经干动作电位的幅度升高(p0.05或p0.01),阈强度降低(p0.01),绝对不应期缩短(p0.05或p0.01),传导速度加快(p0.05)。因此,多穗柯总黄酮可增强神经的兴奋性,加速神经动作电位的传导。     

外周诱发电位的模型研究

本文根据容积导体中有关动作电位的电生理理论,用三点源模型模拟单根纤维动作电位(SFAP),并假设神经束的复合动作电位(CAP)是由SFAP线性叠加而成,给出了神经束CAP的模型.通过运用上述模型,计算了正常人正中神经纤维传导速度分布,分析了刺激腕部正中神经引导的传感诱发电位(SEP)的N~-_9成分;另外,还得出一些描述此外周传导通路性质的其它参数,如平均传导速度、神经纤维活动最可几传速度分布范围等.此方法可用来研究其它各种外围诱发电位.     

特异性抗原诱发致敏豚鼠心室乳头肌早期后除极和触发活动的研究

采用微电极细胞内记录和电子计算机实时采样技术,研究了特异性抗原（卵白蛋白０．２５μｍｏｌ／Ｌ）对致敏豚鼠心室乳头肌动作电位的影响。特异性抗原激发后,致敏心肌动作电位发生了下列改变：２ｍｉｎ左右ＡＰＤ＿（５０）、ＡＰＤ＿（９０）明显延长;５ｍｉｎ后,ＡＰＤ＿（５０）、ＡＰＤ＿（９０）、３期时程明显缩短;２０ｍｉｎ以后,上述改变逐渐恢复。心性过敏反应可诱发早期后除极（发生率５５％）和触发活动,形成快速自发动作电位（发生率４０％）,早期后除极在低频驱动（０．２－１．０Ｈｚ）时易于发生,且在２ｍｉｎ左右多见。结果提示,心性过敏反应诱发的动作电位时程的变化、早期后除极和触发活动,可能和超敏反应时发生的快速自律型心律失常有关。     

多通道神经信号分析方法及其应用

在神经科学研究中,多通道记录方法被普遍应用在对神经元群体活动特性的研究中.通过分析多个神经元的活动,可以了解神经系统协同编码外界信息的规则以及大脑实现各项功能的机制.为了挖掘出多通道神经信号中携带的信息及其潜在的相关性,需要合适的计算方法辅助对神经元放电活动进行解码.本文回顾了多通道神经信号分析中的一些常见方法,以及它...     

神经元放电阈值的可变性及其意义

神经元能够将不同时空模式的突触输入转化为时序精确的动作电位输出，这种灵活、可靠的信息编码方式是神经集群在动态环境或特定任务下产生所需活动模式的重要基础。动作电位的产生遵循全或无规律，只有当细胞膜电压达到放电阈值时，神经元才产生动作电位。放电阈值在细胞内和细胞间具有高度可变性，具体动态依赖于刺激输入和放电历史。特别是，放电阈值对动作电位起始前的膜电压变化十分敏感，这种状态依赖性产生的生物物理根源包括Na⁺失活和K⁺激活。在绝大多数神经元中，动作电位的触发位置是轴突起始端，这个位置处的阈值可变性是决定神经元对时空输入转化规律的关键因素。但是，电生理实验中动作电位的记录位置却通常是胞体或近端树突，此处的阈值可变性高于轴突起始端，而其产生的重要根源是轴突动作电位的反向传播。基于胞体测量的相关研究显示，放电阈值动态能够增强神经元的时间编码、特征选择、增益调控和同时侦测能力。本文首先介绍放电阈值的概念及量化方法，然后详细梳理近年来国内外关于放电阈值可变性及产生根源的研究进展，在此基础上归纳总结放电阈值可变性对神经元编码的重要性，最后对未来放电阈值的研究方向进行展望。