意识与麻醉

<正>意识可以定义为"个体觉察自我与环境存在的脑功能状态"也就是说,意识是脑对"存在"的觉察,感知"存在"就是对真实自我和环境的觉察、发生在清醒状态下,对"存在"的觉察是脑的基本功能,也是注意、学习、认知、思维等功能的前提.国际上许多实验室,研究麻醉导致的意识丧失以及麻醉后意识的重启动,来揭示意识的神经基础.最近,Solovey等(J Neurosci,2015,35(30):10866)发现,不同麻醉药物诱导的脑活动模式不同,如果忽略那些具体活动的特征,意识丧失与     

大脑神经联接图谱的研究进展

脑科学旨在阐明神经系统结构和功能,揭示大脑工作的神经机制.由于大脑中神经元数量庞大,神经元形态和功能种类多样,神经元之间的结构与功能联接错综复杂,使得研究脑工作原理尤具挑战.因而,在全脑尺度上绘制神经元之间的联接,即神经联接图谱,揭示大脑各脑区、核团、神经元之间的功能和结构联系,是全面理解脑工作原理的基础.近几年,多维度多模态成像、神经环路示踪与功能调控、图像处理等技术的进步,推动了神经联接图谱研究的迅速发展,使人们得以在局部脑区乃至全脑尺度上观察神经元的形态、联接与活动.本文总结近年来宏观、介观、微观脑神经联接图谱相关技术的进步和神经环路结构与功能研究的进展,对脑联接图谱研究领域面临的挑战与发展趋势加以探讨,并提出斑马鱼(Danio rerio)是目前在全脑尺度上阐释脑结构和功能神经联接图谱的理想动物模型.     

混沌在神经系统中的作用

随着非线性动力学的发展,发现神经的不规则电活动具有确定混沌特性。混沌广泛地存在于神经系统,神经元的混沌电活动对神经元的生理功能必不可少,服电的混沌活动特性与大脑的功能状态密切相关,在大脑正常状态下脑电混沌活动的维数、李雅普指数、复杂度等指标较高;而在服功能受损的病理状态下,上述混沌指标降低。混沌在神经系统中起着重要的作用。     

脑皮层和自主神经活动的因果作用

精神紧张、焦虑等脑活动可以导致心脏疾病,而冥想能够改善心脏功能.采用心率变异性、有向传递函数和校正条件熵的方法研究了不同脑任务引起心脏功能的变化以及皮层脑活动和心脏活动的耦合模式.结果表明,意识活动可以通过抑制交感神经减慢心率,通过抑制副交感神经和激活交感神经加快心率.并且意识活动调节自主神经过程中脑皮层中央后区到前区的信息流增加,心脑间的耦合程度显著增强.有向传递函数和校正条件熵方法有望成为分析脑电信号的功能耦合及脑到心脏信息传递的有力工具.     

光学神经成像研究进展

大脑功能的成像检测在认知神经科学领域具有极其重要的意义。现代光子学技术的发展为认知脑成像提供了新的研究手段,在神经系统信息处理机制研究中发挥重要作用。文章介绍了在神经元、神经元网络、特定脑皮层功能构筑以及系统与行为等不同层次开展神经系统信息处理机制研究的各种光学成像技术,包括多光子激发荧光显微成像、内源信号光学成像、激光散斑成像和近红外光学成像等,并评述了这些有特色的光学成像技术在多层次获取和分析神经信息中的研究进展。     

微生物药物在神经系统疾病中的研究进展

最近大量的研究表明,肠道微生物与帕金森病、抑郁症、孤独症谱系障碍和阿尔茨海默症等神经系统疾病的发生发展密切相关。其中涉及神经内分泌代谢、神经和免疫等途径,肠道微生物稳态经由以上途径参与大脑功能的维持与调控。反之,脑功能的紊乱也会破坏微生物组成以及肠道屏障的完整性。“肠-微生物-脑轴”近年来成为神经科学研究的焦点。肠道微生物产生的代谢产物可从肠腔进入人体血液循环系统,通过靶向特定器官、调控信号通路以及配-受体结合等方式,调控神经系统疾病的发生与发展。针对“肠-微生物-脑轴”所研发的多种微生物药物为治疗神经系统疾病打开了新的窗口,然而其具体作用机制仍不明确。本综述介绍微生物药物在神经系统疾病治疗方面的最新研究进展,解析其可能的作用机制,并对未来的研究方向进行展望。     

脑科学和脑功能MR成像

目的：在对大脑认知功能进行脑功能成像研究之中,随着磁共振成像技术的发展,人们现在可以对脑的认知功能,如视觉、运动、语言和记忆等功能中枢进行成像。本文首先介绍了脑科学的发展历程,并从脑功能MR成像的方法出发,分析了其成像机理,探讨了用脑功能MR成像为手段对脑科学—认知科学进行的方法研究,最后对脑功能MR成像应用于脑科学的研究作了展望。     

肠道菌群与神经精神系统疾病研究进展

过去,我们认为大脑通过激素、神经系统调控胃肠道功能。现在,越来越多的研究聚焦于脑肠轴(brain-gut-axis)。该通路的重要参与者——肠道菌群(gut microbiota)也可以通过肠道神经系统、神经内分泌系统以及神经免疫系统调控大脑功能,进而影响疾病的发生发展,如癫痫、阿尔茨海默症、自闭症、情绪障碍等。总而言之,肠道菌群可能是情绪、认知、疼痛、饮食习惯、睡眠等的关键调节者,并且可能参与了从情感性疾病到神经系统疾病(如癫痫、阿尔茨海默症和自闭症等)的发生发展。研究肠道菌群与人类癫痫、神经退行性疾病以及精神疾病的相互作用关系及其机制,对重新认识神经精神相关疾病的发生发展、优化治疗措施至关重要。     

脑源定位技术的精度评估及其在实际中的应用

脑源定位技术旨在通过头皮表面的脑电、脑磁信号来识别大脑内的神经活动源，是研究大脑皮层神经活动、认知过程和病理功能的基础。其毫秒级的时间分辨率可以有效弥补功能核磁共振在低时间分辨率方面的不足。然而，理论分析层面中逆问题的不适定性，以及实践操作层面上不同的记录方式、电极数量和头模型构建等过程带来的误差，给脑源定位的准确性带来极大挑战，也在一定程度上限制了脑源定位方法在神经科学和心理学研究以及临床诊断治疗中的实际应用。因此，理论分析和实践操作层面中的精度评估在脑源定位方法的实际使用中至关重要。针对以上问题，本文在对现有脑源定位方法介绍的基础上，着重分析了脑源定位技术的精度评估方法以及其在基础研究和临床诊断治疗中的实际应用。具体地，本文在理论分析中总结了基于空间分辨率、基于点扩散以及串扰函数的评估方法对于不同脑源定位方法中源的重叠程度和其他源对目标源的影响；在实践操作中介绍了记录方式、电极数量和密度、头部容积传导模型等因素对源定位精度的影响；进一步介绍了脑源定位技术在时频分析、连通性分析中的应用，以及其在临床中的应用，包括癫痫、注意缺陷与多动障碍等脑部疾病。     

基于听觉刺激的意识障碍患者脑功能连通性研究

目的 目前对意识障碍（DOC）患者的分级评估仍是相关领域的重点和难点。因效性网络可以通过时间序列间的因果关系直观地反映信息传递方向,帮助人们更好地理解患者大脑不同区域之间的信息交互作用。本文结合脑电图和因效性网络探讨听觉刺激下无反应觉醒综合征（VS）患者与最低意识状态（MCS）患者的脑功能连通性差异。方法 共纳入23例DOC患者,采集并分析唤名刺激下的脑电信号,通过多元格兰杰因果方法构建脑功能网络,利用脑网络节点度、聚类系数、全局效率以及因果流向性等参量从脑区之间协同工作的角度对比研究听觉刺激下不同意识水平患者的网络特征。结果 唤名刺激下MCS患者的脑功能连通性强于VS患者,且呈现出因果流向差异,MCS与VS患者四个脑区的信息传递方向均不相同。结论 唤名听觉刺激下MCS患者的信息传递能力强于VS患者;与VS患者相比MCS患者为因果源的电极通道数增多,对其他脑区的信息输出增多。本研究可为DOC患者意识水平的分级评估提供一定的理论依据。     

常染色体隐性遗传小头畸形相关蛋白研究进展

脑发育相关疾病是一类影响大脑或中枢神经系统生长和发育的疾病。常染色体隐性遗传小头畸形(autosomal recessive primary microcephaly, MCPH)是一种神经系统发育障碍疾病,病人主要表现为头围减小,并伴随一定程度的智力衰退。迄今为止已发现至少有25个基因突变都会导致MCPH,根据它们发现的顺序分别命名为MCPH1～25。MCPH蛋白作为重要的成份参与调控大脑发育相关信号通路。本文对目前发现的25个MCPH相关蛋白的表达模式、细胞定位、分子生物学功能、表型及动物模型进行了综述,旨在提升人们对脑发育相关疾病的致病机制的认知,促进对神经元生成、脑尺寸大小及脑功能调控等分子机制的研究。     

神经内分泌讲座(一)——神经内分泌学研究的历史与现状

神经内分泌学是神经学和内分泌学之间的一门边缘学科。它主要是研究神经系统与内分泌系统之间的相互关系,例如,神经系统怎样调节内分泌系统的活动,特别是下丘脑如何调节垂体的活动;下丘脑与脑的其它部位的结构与功能联系;内分泌系统的激素对中枢神经系统的影响等。半...     

微生物-肠-脑轴与神经系统疾病的研究进展

肠道微生物对神经系统疾病 (如帕金森病、抑郁症和阿尔兹海默症等) 的治疗具有辅助治疗的作用。其主要通过神经通路、免疫通路以及微生物代谢物等途径在肠-脑轴的作用下影响大脑功能和宿主行为。因此,文中结合国内外的研究进展,就微生物-肠-脑轴在神经系统疾病中的主要作用进行探讨,以期为神经退行性疾病的治疗提供新思路。     

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。     

20世纪神经科学发展中10项诺贝尔奖成就简介

神经科学 (Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ)一词开始出现于 2 0世纪 60年代 ,泛指与神经系统的结构和功能有关的知识和研究 ,也称“脑科学”。人类对脑的了解落后于对其它器官的了解 ,这主要是由于神经系统 ,尤其是神经系统高级中枢———脑的结构的高度复杂性 (上千亿个神经细胞按不同层次组合 ) ,和功能的高度复杂性 (下至简单的反射活动 ,上至创造性的思维活动 )。人类对自身脑的了解走过的漫长道路中 ,诺贝尔生理学或医学奖获得者作出了巨大的贡献。复习这一过程有助于了解科学发展的客观规律 ,对推动未来科学的发展当有所助益。但必须指出 ,…     

基于fMRI的脑功能整合数据分析方法综述

脑功能成像在人脑信息处理和认知活动的神经关联中发挥了不可轻视的作用.从大脑功能整合出发,可以将脑功能成像数据分析方法分为探测大脑功能整合的功能连接和有效连接两方面,功能连接探究空间远离的两个脑区之间的连接,有效连接研究一个脑区对另一个脑区作用的大小.根据这两个概念,相应地可以将功能磁共振数据分析方法分为两大类.本文着重...     

摄食行为的神经调控

神经系统大致分为中枢神经系统和外周神经系统,并构成非常复杂的神经网络.中枢神经系统被称为人体的司令部,不仅负责意识、记忆、语言等高级认知功能,决定个体行为,还对机体外周器官的功能和活动起到重要的调控作用.能量代谢作为生命最基本的特征之一,同样受到神经系统的精密调控.摄取食物是能量代谢中的重要一环,正常的摄食行为对维持代...     

国家基础性研究重大关键项目——脑功能及其细胞和分子基础

1 意义动物的神经系统,特别是人脑,是自然界最复杂的系统。揭示脑的奥秘是当代自然科学面临的最大挑战之一。脑的研究具有重大的科学和哲学意义和多方面的实用意义。作为长期进化的产物,人脑的结构、功能以及人类的行为极其复杂。正是神经系统的活动构成了人类的感觉、学习、思维,情感和行为的基础。认识神经系统的活动规律和特性,在各个层次(系统、回路、细胞、分子等水平)阐明其机制,是神经科学的长期目标。神经科     

静息态fMRI在神经、精神类疾病中的研究进展

静息态功能磁共振(resting-state functional MRI,rs-fMRI)是近年出现的一种新的fMRI技术,它通过研究大脑静息状态的自发活动来反映复杂的人脑活动状态,可为我们探索大脑活动的内部机制提供新的途径。由于它无需复杂的任务实验,近年来被广泛用于神经、精神类疾病的基础与临床研究。本文就近年来国内外对静息态脑功能磁共振在神经、精神类疾病中的研究做一综述。     

某些剧烈刺激对脑乳酸的影响

我们曾以氨作为脑功能活动的指标对大鼠大脑进行过一些观察(于宗瀚、徐京华,1962)。与氨相似,乳酸也是脑内的一种不稳定物质。在不同的功能状态下,脑内乳酸水平会有所改变(Richer,Dawson,1948)。因此对于研究脑的功能生物化学,乳酸也是一个可利用的指标。在某些剧烈条件下,例如缺氧、麻醉、噪声和颠覆等,动物脑的各部位处于什么状态呢?对于听敏感的大鼠,这是研究癫癎的实验医学动物;其大脑究竟与一般大鼠有什么区别呢?在类癫痫发作后又有些什么变化呢?本工作即试图以乳酸为指标,对这些情况进行观察。