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。     

中华蟾蜍血液生理生化指标的测定

本文对中华蟾蜍（Bufo gargarizans）血液生理和生化指标进行了测定,并对其测定结果进行了t检验。结果显示,中华蟾蜍血液生理生化指标中白蛋白（ALB）、总蛋白（TP）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（CHO）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、葡萄糖（Glu）、血清钙（Ca）、血清氯（Cl）、血清磷（P）、血清镁（Mg）、尿素（Urea）、血清钠（Na）雌雄问均差异不显著（P〉0．05）;碱性磷酸酶（ALP）、血清钾（K）两项指标雌雄之间差异显著（P〈0．05）;肌酐（Cre）在雌雄之间差异极显著（P〈0．01）,从测定结果可看出中华蟾蜍雌雄间血液生理生化值差异不大。     

利用共聚焦显微镜系统进行视觉显微结构的三维重建

本文介绍利用共聚焦激光扫描显微镜系统进行的三种动物视觉显微结构的三维重建.所重建的对象为鸽视顶盖的神经元,蜻蜒小眼的晶锥和蟾蜍两个视顶盖之间的纤维联接结构.通过对约60μm厚的样品的共聚焦激光扫描,得到了1和3μm厚的连续光学切面的图象.利用计算机对这些图象进行三维重建得到的模型富有实体感和体视感,特别是以荧光染料标记的样品其三维重建结果比预料的好.三维重建的结果首次展示了这三种视觉显微结构的三维形态,这对进一步研究视觉显微结构的定量形态学和结构功能关系有重要意义,特别是这种装置能研究活组织的三维构型.对该系统的原理和优良性能也作了介绍.     

精神分裂症视觉周边抑制异常及其神经机制

精神分裂症患者普遍存在视觉信息处理异常,这些视知觉功能紊乱涉及视通路的高级以及低级视区,表明在部分精神分裂症患者中,视觉系统早期或晚期的不同信息处理阶段均可能存在损伤.阐明这些感知觉信息处理紊乱的神经机制对理解精神分裂症神经病理生理学机制有重大意义.视觉周边抑制(surround suppression)是一种广泛存在的视觉现象,指在神经生理水平或视知觉水平上外周对中央视觉目标的抑制作用.精神分裂症的视觉周边抑制发生异常改变,然而其损伤状况并不完全一致,且其具体神经机制目前仍不清楚.本文以周边抑制为对象,从精神分裂症周边抑制改变状况及其神经机制两个层面简述了国内外精神分裂症视觉周边抑制的研究进展.未来研究方向需要系统全面地调查精神分裂症周边抑制损伤状况,综合脑科学研究技术共同探究精神分裂症患者周边抑制异常的具体神经环路.     

运动结构背景对视觉系统神经元反应的调制作用

对蟾蜍的５６个视顶盖神经元的视觉反应进行了定量考察和分析,发现它们不仅对黑目标起反应,也对结构目标起反应．同相运动的结构背景使５３．５％的神经元的反应完全抑制,而异相运动则只有１０％的神经元完全被抑制,却有２１．６％的神经元反应增强．遮盖感受野（ＲＦ）中心区,则同相运动使某些细胞脱抑制,而异相运动使其抑制强度稍有增强．遮盖ＲＦ的外周区,几乎全部研究过的神经元对结构背景运动本身也起反应。本研究还发现,如果预先将一目标放在兴奋性感受野（ＥＲＦ）中央静止不动,并使结构背景在水平方向匀速移动较长时间后突然停止运动,则被研究过的６６个视盖神经元中有２９个发放一串脉冲,即神经元的运动后放电．各个神经细胞放电的脉冲多寡不一。若在ＥＲＦ中央不放置静止目标,仅是结构背景的水平运动不能诱发放电．此效应的出现,既与目标背景间反差符号（即目标为白色或黑色）无关,也与背景的运动方向无关。为诱发这一效应,不仅要求背景运动时间较长（至少在２０秒以上）,而且目标的面积要有足够大。     

视觉注意与神经振荡

人脑每时每刻都要接收大量视觉信息，由于人脑加工信息的能力有限，所以在较大视野内将注意分配给相关信息，同时抑制引起注意分散的不相关信息，对执行目标导向的行为至关重要。这种对视觉信息的选择性和主动性加工以适应当前目标的过程被称作视觉注意（visual attention），且视觉注意可分为自上而下的注意与自下而上的注意两种不同功能。由于来自大脑电信号的神经振荡活动在认知加工中发挥重要作用，已有研究综述了视觉注意与神经振荡（neural oscillation）的密切关系，但并未涉及不同的注意功能与神经振荡的关系。本文系统性调查了不同注意功能与神经振荡的关系，发现额-顶区域的theta频带振荡活动反映了自上而下的认知控制，而后部脑区的theta振荡与自下而上的注意相关。顶-枕区域alpha振荡的偏侧化有助于注意分配，而alpha频带的大规模同步促成了注意对视皮层自上而下的影响。Beta振荡介导了自上而下的信息与自下而上的信息之间的互动，作为信息载体促进了视觉信息处理。Gamma振荡则可能与自上而下和自下而上的注意间整合相关。本文就视觉注意功能与神经振荡关系的研究现状展开综述，旨在揭示不同的神经振荡活动在特定的视觉注意功能中的作用。     

Vax基因与视觉神经系统的早期发育

视觉神经系统的发育与形成是一个相当复杂的过程,其基因调控机理是神经发育生物学领域的研究热点.Vax基因家族是新近发现的一类与视觉神经系统发育密切相关的同源异型盒基因,调控前脑、眼原基、视泡、视柄以及视网膜的发育.Vax-1参与色素上皮和视柄的分化;Vax-2则在视网膜及视神经背腹轴建立方面起重要作用.Vax基因的研究将对阐明视觉神经系统发育调控机制提供新的认识.     

控制蟾蜍舌肌运动神经元的视顶盖神经元的分布和形态

本实验把辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）注射到蟾蜍舌下神经核背内侧核（ｄｏｒｓｏｍｅｄｉａｌｎ．ＸＩＩ,ＤＭＮ）和视顶盖（ＯＴ）,利用逆行和顺行标记技术,研究了控制舌肌运动神经元活动的视顶盖神经元的分布和形态。结果表明,视顶盖神经元直接控制舌肌运动神经元,它们主要分布在视顶盖的腹外侧部。这些神经元在形态上可分为三大类：梨形神经元、锥形神经元和神经节神经元,与Ｇｏｌｇｉ浸染法描述的两栖类视顶盖细胞类型相似。这表明视顶盖虽有功能分区,但很难在细胞形态与其生理性质之间建立联系。     

Organization and postembryonic development of glial cells in the visual system of the Chinese honeybee, Apis cerana cerana (Hymenoptera:Apidae )

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一,对视觉系统的发育及功能起着重要的作用.本研究通过组织解剖观察、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫和蛹的视觉系统中神经胶质的类型和发育过程进行了比较研究.研究表明:在中华蜜蜂视觉系统中,根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质3种类型;神经胶质主要来源于视柄和视叶中的神经胶质前体中心;神经胶质细胞数量的增加一方面来自于细胞的迁移,另一方面来自于神经胶质细胞自身的分裂增殖.本研究为昆虫神经胶质的发育以及功能研究提供理论基础.     

中华蜜蜂视觉系统中神经胶质的组成和胚后发育

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一, 对视觉系统的发育及功能起着重要的作用。本研究通过组织解剖观察、 免疫组织化学等技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫和蛹的视觉系统中神经胶质的类型和发育过程进行了比较研究。研究表明： 在中华蜜蜂视觉系统中, 根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、 皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质3种类型; 神经胶质主要来源于视柄和视叶中的神经胶质前体中心; 神经胶质细胞数量的增加一方面来自于细胞的迁移, 另一方面来自于神经胶质细胞自身的分裂增殖。本研究为昆虫神经胶质的发育以及功能研究提供理论基础。     

昆虫视觉系统平行加工通道研究

许多飞行的昆虫能够借助它们的视觉发现、跟踪、识别、捕获对它们有意义的目标,有些昆虫例如蜜蜂、蝴蝶、蜻蜓等与高等的动物一样,它们也具有空间视觉、运动视觉和颜色视觉,这些视觉信息是如何进行加工的,其加工通道之间的相互关系如何,阐明这些问题对解释视知觉的形成是很重要的.由于昆虫神经系统比人和哺乳动物神经系统简单得多,其神经元的数量亦少得多,因此我们选择了以昆虫的视觉系统为模型系统对此问题进行研究.本文把1986年以来我们对此问题开展行为分析和神经生理学研究所取得的结果以及与此有关的工作综述如下.     

老年猫视皮层细胞对刺激反应的对比敏感度下降伴随皮层内抑制作用减弱(英文)

对人类和动物的心理学研究证实,老年个体的视觉对比敏感度相对青年个体显著下降。为揭示其可能的神经机制,采用在体细胞外单细胞记录技术研究青、老年猫(Felis catus)初级视皮层(primary visual cortex,V1)细胞对不同视觉刺激对比度的调谐反应。结果显示,老年猫V1细胞对视觉刺激反应的平均对比敏感度比青年猫显著下降,这与灵长类报道的研究结果相一致,表明衰老影响视皮层细胞对视觉刺激反应的对比敏感度是灵长类和非灵长类哺乳动物中普遍存在的现象,并可能是介导老年性视觉对比敏感度下降的神经基础。另外,与青年猫相比,老年猫初级视皮层细胞对视觉刺激的反应性显著增强,信噪比下降,感受野显著增大,表明衰老导致的初级视皮层细胞对视觉刺激反应的对比敏感度下降伴随着皮层内抑制性作用减弱。     

张香桐先生生平

张香桐院士是我国著名的神经生理学家,他在神经生理和神经解剖领域作出了卓越的贡献：首先提出大脑皮层运动区是代表肌肉的论点：根据视觉皮层诱发电位的分析提出视觉通路中三色传导学说,发现“光强化”现象,被世界生理学界命名为“张氏效应”;首次发现树突电位：从事针刺镇痛机制研究,认为针刺镇痛是两种感觉传入在中枢神经系统相互作用的结果。他的成就和贡献在国内外都具有很大的影响。张先生于2007年11月4日15时45分在上海华东医院逝世,享年101岁。本文摘自吴建屏院士在张香桐先生遗体告别仪式上的讲话,以此对张先生的逝世表示沉痛哀悼![编者按]     

初级视皮层的亮度信息加工

亮度(luminance)是最基本的视觉信息.与其他视觉特征相比,由于视神经元对亮度刺激的反应较弱,并且许多神经元对均匀亮度无反应,对亮度信息编码的神经机制知之甚少.初级视皮层部分神经元对亮度的反应要慢于对比度反应,被认为是由边界对比度诱导的亮度知觉(brightness)的神经基础.我们的研究表明,初级视皮层许多神经元的亮度反应要快于对比度反应,并且这些神经元偏好低的空间频率、高的时间频率和高的运动速度,提示皮层下具有低空间频率和高运动速度通路的信息输入对产生初级视皮层神经元的亮度反应有贡献.已经知道初级视皮层神经元对空间频率反应的时间过程是从低空间频率到高空间频率,我们发现的早期亮度反应是对极低空间频率的反应,与这一时间过程是一致的,是这一从粗到细的视觉信息加工过程的第一步,揭示了处理最早的粗的视觉信息的神经基础.另外,初级视皮层含有偏好亮度下降和高运动速度的神经元,这群神经元的活动有助于在光照差的环境中检测高速运动的低亮度物体.     

综述: 初级视皮层的亮度信息加工

亮度(luminance)是最基本的视觉信息.与其他视觉特征相比,由于视神经元对亮度刺激的反应较弱,并且许多神经元对均匀亮度无反应,对亮度信息编码的神经机制知之甚少.初级视皮层部分神经元对亮度的反应要慢于对比度反应,被认为是由边界对比度诱导的亮度知觉(brightness)的神经基础.我们的研究表明,初级视皮层许多神经元的亮度反应要快于对比度反应,并且这些神经元偏好低的空间频率、高的时间频率和高的运动速度,提示皮层下具有低空间频率和高运动速度通路的信息输入对产生初级视皮层神经元的亮度反应有贡献.已经知道初级视皮层神经元对空间频率反应的时间过程是从低空间频率到高空间频率,我们发现的早期亮度反应是对极低空间频率的反应,与这一时间过程是一致的,是这一从粗到细的视觉信息加工过程的第一步,揭示了处理最早的粗的视觉信息的神经基础.另外,初级视皮层含有偏好亮度下降和高运动速度的神经元,这群神经元的活动有助于在光照差的环境中检测高速运动的低亮度物体.     

蜜蜂复眼的视觉通路研究进展

视觉通路的研究在神经科学、 仿生应用和医学治疗上都具有十分重要的意义。西方蜜蜂Apis mellifera作为神经生物学研究的重要模式生物已被广泛地应用于视觉通路的研究。蜜蜂的视觉器官包括1对复眼和3只单眼, 复眼是形成视觉的主要感觉器官。视叶是蜜蜂传递和处理视觉信息的主要神经构造, 它包括视神经节层、 视髓质层、 视小叶和前视结节4个等级的神经纤维网。复杂的视觉信息在经过大脑的各级神经时被分离, 以许多空间隔离的并行连续的视觉通路传递和加工, 然后汇集到高级脑中枢, 部分甚至与其他感觉模态的信息相整合, 最终输出有效信息来调控蜜蜂的各种行为。本文按照信息在视叶中逐级传递的顺序对蜜蜂复眼的视觉通路研究进展进行综述。     

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。     

多尺度植物色彩表征及其与人体响应的关系

色彩是人们对植物外观的第一印象,与植物视觉特征和人体响应关系密切,因此,对森林美景度提升和公众适宜性契合具有重要作用。结合色彩学形成的历史关键节点和1个世纪以来植物色彩的研究动态,将植物色彩研究的发展历程划分为萌芽、形成、发展和繁荣等4个阶段,并简介了各阶段的主要特点。同时,从植物器官、植物个体、植物群体(涵盖种群和群落)、整体景观等4个视觉尺度以及审美、生理与心理等3个影响层面,阐述与评价了植物色彩传达机制与人体响应关系的相关研究。在此基础上,围绕植物色彩特征提取中存在的色彩要素定量、特征因子选取、色彩量化方法等方面的不足之处,对未来研究方向进行展望,提出植物色彩尺度与公众响应关系剖析、较大尺度色彩评价因子的深入挖掘、色彩量化方法的多学科融入、公众对植物色彩响应关系综合比对、森林景观美景度提升实践等5个方向的发展趋势,以期为全面地了解植物色彩的传达机制与影响、科学地开展不同精度和尺度下的植物色彩研究提供参考。     

一种检验坐骨神经—腓肠肌标本功能的新方法

在医学及生物学生理实验教学中 ,常用青蛙或蟾蜍制成坐骨神经 -腓肠肌标本以验证神经肌肉的生理功能。为提高实验的成功率 ,必须先检验剥制成的标本生理功能是否正常。常用的检验方法是用一铅锌片或干电池连上刺激电极 ,去刺激坐骨神经 ,观察肌肉是否收缩。在多年生理学实验教学中 ,经过反复探索 ,设计了一种最简单易行的实验方法 ,即利用金属器械与生物标本之间的电势差 ,以人的两手和躯体作为导线 ,形成一刺激电流回路刺激标本 ,效果十分明显。1　材料与方法材料 :活的健康的青蛙或蟾蜍。方法 :按常规操作方法 ,取一腿制成坐骨神经 -腓肠…     

视觉皮层方位敏感性的皮层下起源

自Hubel和Wiesel关于视皮层研究的开拓性工作以来,视觉方位敏感性一直被认为是视皮层细胞独有的功能。本文综述了80年代以来的最新研究成果,表明视觉方位敏感性起源于视网膜、丘脑外膝体等皮层下结构,而在视皮层方位功能柱形成之前,丘脑外膝体已对具有相似最优方位的外膝体神经元作了初步的编组或预安排。