神经放电起步点对电场刺激反应的“临界敏感”现象

在大鼠坐骨神经慢性压迫模型的放电起步点上,记录单纤维放电的峰峰间期(ISIs)序列。在无钙条件下,ISIs序列进入加周期分岔过程后,通过调定灌流液乙二醇双四乙酸(Ethylene Glycol—bis(β—aminoethyl Ether)N,N,N’,N’-Tetracetic Acid,EGTA,一种钙离子螯合剂)的浓度,使。ISIs序列分别稳定于远离分岔点的周期阶段(称周期阶段)或邻近分岔点的阶段(称临界阶段),分析电场刺激反应与分岔动力学状态的关系。实验观察到,相同强度的电场刺激可使周期阶段和临界阶段的放电频率增加,但后者的增加幅度比前者显著,并伴有放电模式的转化。在周期阶段,随电场刺激强度增大,放电频率近似线性增加,放电模式不变;在临界阶段,当电场刺激达到一定强度时,放电频率增加的斜率显著增大,此时,放电模式也发生转化。结果提示邻近分岔点的临界阶段对电场刺激的反应较周期阶段敏感,称之为“临界敏感”现象。     

神经起步点自发放电节律及节律转化的分岔规律

在神经起步点的实验中观察到了复杂多样的神经放电([Ca^2 ]o)节律模式,如周期簇放电、周期峰放电、混沌簇放电、混沌峰放电以及随机放电节律等。随着细胞外钙离子浓度的降低,神经放电节律从周期l簇放电,经过复杂的分岔过程(包括经倍周期分岔到混沌簇放电、混沌簇放电经激变到混沌峰放电、以及混沌峰放电经逆倍周期分岔到周期峰放电)转化为周期l峰放电。在神经放电理论模型——Chay模型中,调节与实验相关的参数(Ca^2 平衡电位),可以获得与实验相似的神经放电节律和节律转换规律。这表明复杂的神经放电节律之间存在着一定的分岔规律,它们是理解神经元信息编码的基础。     

神经放电加周期分岔中由随机自共振引起一类新节律

当改变实验性神经起步点细胞外[Ca^2 ]时,放电节律表现出从周期1节律转换为周期4节律的加周期分岔序列。其中,周期n节律转换为周期n 1节律的过程中(n=1,2,3)存在一种新的具有交替特征的节律,该新节律为周期n簇与周期n 1簇放电的交替,并且周期n 1簇的时间间隔序列呈现出整数倍特征。确定性神经放电理论模型(chay模型)只能模拟周期n节律直接到周期n 1节律的加周期分岔序列;而随机chay模型可以模拟实验中的加周期分岔过程和新节律。进一步,新节律被确认是经随机自共振机制产生的。这不仅解释了实验现象,也将随机自共振的产生区间从以前认识到的Hopf分岔点附近扩大到加周期分岔点附近,同时扩大了噪声在神经放电和神经编码中起重要作用的参数区间。     

大鼠视上核神经元自发放电节律的确定性机制

利用非线性动力学的方法,在多种生物数据中找到了确定性机制。大鼠下丘脑视上核（ｓｕｐｒａｏｐｔｉｃ ｎｕｃｌｅｕｓ,ＳＯＮ）神经元自发产生不规则的放电。为了研究这些不规则放电是否含有确定性机制,用电流钳对大鼠ＳＯＮ神经元进行全细胞纪录,取动作电位峰峰间期序列（ｉｎｔｅｒｓｐｉｋｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ,ＩＳＩ）作为研究对象。采用一种新的检测时间序列非稳定周期轨道的方法分析ＩＳＩ序列,发现ＩＳＩ含有非稳定     

混沌放电的可兴奋性细胞对外界刺激反应敏感的动力学机制

在大鼠损伤背根节神经元受到去甲肾上腺(NE)、四乙基胺(TEA)和高浓度钙等剌激的实验中,观察到非周期放电的神经元明显地比周期放电的神经元对外界刺激的反应敏感程度高。现有的结果表明许多非周期放电的神经元实际上表现为确定性的混沌运动,比如混沌尖峰放电、混沌簇放电以及整数倍放电等。以修正的胰腺B细胞Chay模型为例,通过对其分岔结构的分析和对构成混沌吸引子的基本骨架的不稳定周期轨道的计算,揭示了分岔、激变和混沌运动对参数敏感依赖性是该现象产生的动力学机制。同时指出以往使用平均发放率来刻划可兴奋性细胞放电活动存在的缺陷,提出了一种新的利用周期轨道信息的刻划方法。     

神经放电节律加周期分岔序列中的簇放电到峰放电的转迁

含快慢子系统的神经元数学模型仿真预期,神经放电节律经历加周期分岔序列,可以进一步表现激变,并通过逆倍周期分岔级联进入周期1峰放电。实验调节胞外钙离子浓度,观察到从周期1簇放电开始的带有随机节律的加周期分岔到簇内有多个峰的簇放电,再经激变转迁到峰放电节律的分岔序列,提供了这种分岔序列模式实验证据。实验所见之激变表现为簇放电节律的休止期消失,放电节律变为混沌峰放电和周期峰放电。作者利用随机Chay模型更加逼真地仿真再现了实验所见的分岔序列。该实验结果验证了以前的确定性数学模型的理论预期,并利用随机理论模型仿真了其在现实神经系统的表现;揭示了一类完整的神经放电节律的转换规律。     

实验性神经起步点的不规则节律中的非稳定周期轨道

在大鼠坐骨神经结扎模型中,记录到放电节律以周期加方式相互转化,在确认了周期二与周期三之间的不规则节律具有混性质后,借助峰峰间期序列的回归映象方法,使用了一种测度增强算法,确认了此混沌放电中的非稳定周期轨道结构,提示出非稳定周期轨道在神经不规则放电节律的动力学之中起着重要作用。     

大鼠视上核神经元自发放电节律的确定性机制

利用非线性动力学的方法 ,在多种生物数据中找到了确定性机制。大鼠下丘脑视上核(supraopticnucleus,SON)神经元自发产生不规则的放电。为了研究这些不规则放电是否含有确定性机制 ,用电流钳对大鼠SON神经元进行全细胞纪录,取动作电位峰峰间期序列(interspikeinterval,ISI)作为研究对象。采用一种新的检测时间序列非稳定周期轨道的方法分析ISI序列 ,发现ISI含有非稳定周期轨道族 ,即周期1 ,周期2 ,和周期3存在。结果表明 ,SON神经元的自发放电序列存在确定性的动力学机制。     

非NMDA受体参与双相呼气和吸气神经元电活动的调节

在新生大鼠延髓脑片上同步记录舌下神经根和双相呼气神经元／吸气神经元单位的放电活动,并在灌流的改良Kredbs液中先后加以非NMDA受体的激动剂KA和拮抗剂DNQX,观察对神经元单位放电的影响,以进一步探讨非NMDA受体在对双相呼气神经元之间交互兴奋和吸气神经元兴奋性突触输入中的作用,结果表明,使用非NMDA受体激动剂KA以后,双相呼气神经元的放电频率和蜂频率都明显增大,吸气神经元中期放电的频率和非NMDA受体激动剂KA以后,双相呼气神经元的放电频率和峰频率都明显增大,吸气神经元中期放电的频率和峰频率也显著增大,而早期和晚期放电的频率无明显改变,用相应拮抗剂以后,上述效应明显被抑制,结果提示,非NMDA受体参与了双相呼气神经元之间的交互兴奋作用,并且也介导了吸气神经元的兴奋性突触输入／     

刺激面神经核对前包钦格复合体呼吸神经元放电活动的影响及其递质机制

实验选用健康成年SD大鼠,观察电刺激面神经核对前包钦格复合体(pre-—Boetzinger complex,PBC)呼吸神经元(RNs)放电活动的影响,并观察微电泳6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮(CNQX)、荷包牡丹碱(BIC)、士的宁(Stry)和阿托品(Atr)对电刺激面神经核引起的PBCRNs放电变化的拮抗效应,以进一步探讨面神经核是否参与呼吸调节及其可能的神经机制。在12只面运动神经元逆行溃变大鼠同侧PBC内共记录到各类RNs116个,电刺激溃变侧面神经核时,前吸气(Pre-I)神经元(24／26个)和吸气(I)神经元(30／35个)主要表现为兴奋,呼气(E)神经元(20／22个)和吸气-呼气(I-E)跨时相神经元(28／33个)表现为抑制。CNQx可完全或部分拮抗电刺激面神经核对Pre-I(18／24)和I(23／27)神经元的兴奋效应;Stry可拮抗电刺激面神经核对Pre-I(12／18)和I(14／23)神经元的瞬时抑制效应以及对I-E(20／28)和E(9／16)神经元的抑制效应;BIC可拮抗电刺激面神经核对I—E(22／25)和E(9／9)神经元的抑制效应;微电泳Atr对各类RNs的放电变化无明显作用。这些结果表明,面神经核非运动神经元可能通过向PBC的纤维投射,以Glu、GABA和Gly为神经递质或调质,调节PBC RNs的活动,从而参与对呼吸运动的调节。     

心肌细胞自发性搏动节律的分岔和混沌现象

心脏的节律是复杂的、非线性的;其节律复杂性的起源是多层次的。实验观察了心肌细胞自发性搏动节律的模式,以及改变细胞间耦合强度时节律的转化规律。表明在以正常灌流液灌流状态下,心肌细胞表现为多种不同的节律模式,可以是周期的,也可以是非周期的。当细胞间耦合强度下降时,心肌细胞节律发生转化,并经倍周期分岔进入混沌节律。实验结果有助于更好地理解心脏节律复杂性的起源。     

小鼠下丘听觉神经元的方位角灵敏度

声源定位是听觉系统的主要功能之一。下丘作为听觉中脑的重要组成部分,在声源定位的过程中起到非常重要的作用。应用胞外记录方法研究小鼠下丘神经元对自由声场内不同方位声刺激的调谐特性。实验记录了100个下丘神经元,根据神经脉冲发放数与声源方位角关系曲线、最佳方位角(best azimuth, BA)位置和优势方位角范围(preferred azimuth range, PAR),可将其分为4类:对侧极大型神经元占79%,PAR为52.3°;双峰型神经元占14% ,PAR为68.0°;全向型神经元占5%,PAR为169.6°;同侧极大型神经元占2%,PAR为66.5°。实验结果说明,小鼠下丘神经元对方位角有很好的表达,对声源方位有选择性,并表明声音的方位信息在下丘进行了加工整合。本文还就下丘神经元方位编码的机制进行了探讨。     

华虻小叶神经元运动敏感性的研究

用电生理细胞内记录的方法记录了１０个以上小叶神经元对闪光、运动光斑及运动光栅刺激的电生理反应特点,结果表明：（１）小叶神经元对闪光刺激具有特征性反应,细胞对给光和撤光刺激都会表现出不同程度的去极化和超极化,反应的波形不随闪光时间的改变而改变,两次去极化之间的时间间隔与闪光刺激的时间长度成线性关系;（２）小叶神经元对运动光斑的运动速度非常敏感,而对光斑的运动方向的改变却不敏感,尽管有的细胞存在一个能使反应的变化更快的优势方向,但并没有明显的运动方向选择性;（３）小叶神经元对运动光栅的响应频率受光栅的空间频率和运动速度的双重调制,与光栅的运动方向无关。     

具有周期系数的系统的次谐和分叉

本文将K.Dietz的接触率以一年为周期的SIR流行病模型推广到一般情况,对该模型进行变量代换并且列入三个参数,得到了次谐和解的分叉方程以及它们的稳定性.所得结论包括了[6]的结果.     

损伤神经自发放电节律分岔与频率变化的非线性特征

为了研究神经放电节律回周分岔与放电频率变化之间的关系,采用大鼠坐骨神经慢性结扎模型,记录损伤区的自发放电,观察放电节律转化的动力学规律,分析相应的放电频率的变化,并用理论模型进行数值模拟。结果表明,与放电节律加周分岔相对应,放电频率的变化呈现非线性的特征,数值模拟支持实验的发现。研究提示：神经放电的频率变化与刺激强度的改变并非呈简单的线性相关,可能具有更复杂的关系。     

晚妊人胎脊髓内一氧化氮合酶阳性神经元和阳性纤维的分布及其生物学意义

取７例人胎脊髓标本,用还原型辅酶Ⅱ（β－ＮＡＤＰＨ）组织化学方法对人胎脊髓内一氧化氮合酶（ＮＯＳ）阳性神经元和阳性纤维的分布进行了观察。ＮＯＳ阳性神经元在妊娠３２周至３９周胎龄人胎脊髓内的分布和细胞形态无明显差异,主要位于后角深层（Ⅲ、Ⅳ层）、中央管周围灰质和中间带外侧核（ＩＭＬ）;前角内可见少数散在的ＮＯＳ阳性神经元;在脊髓白质内有密集的ＮＯＳ阳性的胶质样细胞分布。ＮＯＳ阳性纤维主要见于后角浅层（Ⅰ、Ⅱ层）和中间带。脊髓内ＮＯＮ阳性神经元和阳性纤维的分布,提示脊髓内ＮＯＳ可能与内脏活动的调节和躯体感觉传入的调制有关;ＮＯＳ阳性的胶质样细胞可能参与白质内神经纤维的髓化过程。     

PTSD样大鼠海马神经元凋亡及其ACP变化的研究

目的研究PTSD（posttraumatic stress disorder创伤后应激障碍）样大鼠海马神经元凋亡及ACP（Acid phosphatase酸性磷酸酶）的变化。方法建立大鼠PTSD模型-SPS（single-prolonged stress）,于模型建立后的6h、12h、1d、7d、14d取材;同时取材正常组作为对照,应用Annexin V-F1TC／PI双标记流式细胞术、透射电镜、酶组化方法分别进行各组海马神经元凋亡及ACP表达变化的观察及定量检测。结果模型建立后的6h、12h海马神经元的凋亡细胞增加、ACP活性增强,1d时凋亡细胞增加更为明显、ACP活性更为显著,7d、14d时凋亡细胞逐渐减少、ACP活性减弱。结论PTSD样大鼠海马神经元出现凋亡,凋亡增加的同时ACP酶活性增强,说明ACP酶参与PTSD大鼠海马神经元的凋亡。