丰富环境在孤独症谱系障碍动物模型中的作用及机制研究进展

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)是一种常见的高度遗传和异质性的神经发育障碍,临床特征包括社交障碍、兴趣狭窄、重复刻板行为、注意力缺陷、焦虑、抑郁和癫痫等,目前尚无治疗ASD核心症状的药物。基因-环境相互作用驱动大脑经验依赖性改变,从而改变认知、情感和行为等,通过新的环境体验与身体活动可以改善大脑功能。丰富环境(environmental enrichment, EE)是一种提供感觉、运动和社交刺激的非药物治疗方法,已应用于各类神经系统疾病的基础和临床研究中。研究显示丰富环境能够改善ASD儿童的自闭样行为,减轻ASD的核心症状,对ASD动物模型(包括基因遗传模型和调控环境因素模型)也能产生不同影响。本文综述了丰富环境影响大脑的潜在分子机制,并探讨其对不同ASD动物模型的突触结构功能及可塑性、树突棘发育和行为水平产生的影响及分子机制,为ASD相关疾病提供新的治疗策略和靶点。     

应激性与适应性的判定

应激性特别强调刺激与反应的关系，而且刺激必须来自生物体以外的刺激；反应必须是生物体接受刺激后自身作出的反应。即：外界刺激存在，生物发生反应：外界刺激停止或消失，生物的反应停止：因此判断是否为应激性的依据主要有3：①是否存在外界刺激；②生物体是否对外界刺激作出了反应；③此反应是否     

星形胶质细胞的生物学功能

人类大脑由两类细胞组成:一类是神经元,另一类是神经胶质细胞。神经胶质细胞的数量约为神经元的10倍,但其作用长期以来一直被认为仅限于在神经元之间充当填充物,填满大脑中的剩余空间,同时为神经元提供营养。但近年来认识到神经胶质细胞的主要成员星形胶质细胞能够感知外界刺激,它的反应选择性甚至高于相邻神经元。神经元的反应活动很多都要经过星形胶质细胞的介导才能完成。本文介绍了星形胶质细胞在神经调制、突触调节和神经血管系统偶联方面的一些新进展,以期在不久的将来对星形胶质细胞的功能有更深入的了解,并能应用于临床实践。     

应激性与反射关系辨析

在高中课本中,应激性是指生物体对外界刺激能够产生一定反应的特性,反射是指在中枢神经系统的参与下,人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应。从这两个概念可以看出．应激性的内涵是对外界刺激的反应,刺激来自生物体外：反射的内涵是通过神经系统对内、外刺激作出的反应。刺激既有外界环境的,又有内部环境的．反应的发生需要通过反射弧来完成,二者内涵是不相同的．自然其外延也不相同。应激性的外延涉及到一切生物体,既包括植物也包括原核生物、原生生物、真菌、动物和人,它是生物的基本特征。而反射的外延仅是具有神经系统的人和动物,比应激性要窄。那么能否说反射是应激性的一种表现形式即反射属于应激性呢？不能,人和动物对外界环境刺激作出的反应属于反射也属于应激性,人和动物对内部环境刺激作出的反应,属于反射但不属于应激性。例如：颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射（又称减压反射）,颈动脉体和主动脉体化学感受性反射（又称加压反射）,都是由内部环境变化引起的反射,依照概念都不属于应激性,这样应激性与反射之间既有交叉重叠的地方．又有不相同的地方,用下图表示。     

《动物行为学》讲座(2)——第二讲 动物行为学的基本概念

一,反射长期以来,人们一直把动物的行为看成是对外界或内部感觉刺激的一种反应,最简单的反应就是反射。反射的特点是在刺激和反应之间有着极强的联系。在相同的条件下,同一刺激总是引起完全相同的反应。     

动物的痛觉和痒觉感受机制(1)

动物要感知外界对身体的伤害和潜在伤害且及时做出反应,发展出了痛感和痒感。各种伤害性刺激,包括机械损伤、极端温度、极端酸碱环境等,都会引起痛觉,这些损伤性刺激主要由TRP离子通道感知,再由其他离子通道放大。各种对身体有潜在伤害的刺激则引起痒的感觉,这些刺激主要由与G蛋白偶联的受体感知,再由其他离子通道加以放大。痛觉和痒觉通过不同的神经通路传递至大脑,因此痒不是"微痛"。     

科研快讯

<正>《自然-神经科学》:催产素或可提升新生小鼠大脑感官在感官丧失后,新生小鼠大脑在感官反应方面所产生的变化可通过调控催产素得到克服。《自然-神经科学》发表的这项研究结论或能够为特定神经发育障碍比如自闭症谱系障碍(ASD)等提供治疗方法。催产素是荷尔蒙的一种,由大脑释放,能够促进性兴奋、社交和情感行为。Xiang Yu等人发现当新生小鼠在刚出生就被剥夺视觉和触觉感官时,其大脑下丘脑所产生的催产素的释放量会有所减少。剥夺幼鼠的一种感官信息也会影响其大脑中其他的感官皮层并导致这些皮层之间的兴     

是“应激性”或是“激应性”

在初中《动物学》原生动物门中讲到:“动物对外界的刺激能够产生反应,叫做应激性”。而是高中《生物》绪论中说:“生物都有激应性。任何生物对刺激都能发生一定的反应”。既然都是说明生物对外界刺激发生的反应,却一个叫应激性,一个叫“激应性”。为了不给学生造成概念上的模糊,我认为这二者应统一。根据上海辞书出版社出版的《简明生物学词典》的解释“应激性”是“生物体随环境变化的刺激而发生相应反应的特性。应激性是生物体的基本特征之”,丧失这种特性,生命活动就随之停止”,我认为这种解释好,因此,还是叫“应激性”合适。     

揭秘大脑里的“开关”

动物对不同的感觉刺激产生不同的行为反应,这对动物生存至关重要。关于其神经机制的研究,之前的工作多集中在感觉系统信息处理方面。但视觉刺激所包含的行为意义是怎样被大脑处理的,大脑处理后又如何根据刺激的行为意义调控行为的发生尚不清楚。为了更好地解析行为选择的神经机制,中国科学院神经科学研究所杜久林组姚园园等利用斑马鱼的逃跑环路为模型,研究了不同行为意义的视觉刺激引起不同行为反应的神经机制。首先,他们发现斑马鱼仅对危险性而非非危险性视觉刺激产生逃跑行为,且这一行为控制发生在视觉信息由视觉中枢向逃跑命令神经元传递的阶段(即视觉-运动信息转换阶段)。其次,发现下丘脑多巴胺能神经元和后脑甘氨酸能抑制性神经元组成"开关"样功能模块控制这一行为选择。进而,他们发现这一"开关"样功能模块对危险性和非危险性视觉刺激的不同控制是由这些神经元的视觉反应特性实现的。这一工作揭示了神经调质系统在行为选择中的作用,增加了人们对感觉–运动信息转换控制的认识。该工作发现的神经调质系统响应感觉刺激这一功能特点可能是大脑中一种普遍存在的神经机制,即神经调质系统接受和处理感觉刺激所携带的行为意义,进而通过调节感觉-运动神经通路,帮助动物作出相应的行为选择。这一工作为课题组提出的"Bi-modal Brain Function Hypothesis"提供了进一步的实验证据。     

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.     

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.     

四棱豆在向光性实验中的应用

向性运动是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动。在单侧光刺激下,植物表现出向光性运动。这一现象虽然在自然界非常常见,但对光照强度敏感,在较短时间里对单侧光刺激发生反应的植物并不多见。笔者在四棱豆(Psophocarpus tetragonolobus)的引种试验中     

植物细胞信号系统

植物体生活在纷繁复杂的外界环境中，其内部必然存在一定的机制以感受环境因子（光、重力、渗透压等）的不断变化并作出相应的反应，从而适应环境，维持自身的生长发育。植物细胞信号系统即执行着这一功能，它是外界刺激与细胞反应间的中介。1钙信使系统最早被发现的植物信号系统是钙信使系统。钙作为营养物质对植物生长发育的重要性已众所周知。从70年代末，人们又发现钙还可作为外界刺激的第二信使来调节植物的生理生化反应。1．1植物中具有钙信使系统由于质膜及细胞器膜（液泡膜、内质网膜、线粒体膜等）上的Ca‘”－ATP酶具有钙泵功能…     

浅谈色觉和色觉异常——色盲

人类生活在一个明暗交织、五彩缤纷的世界。眼睛接受外界光线的刺激,经过一系列有关的物理、化学、生化、心理等复杂过程,最后由大脑加工,形成对外界事物色彩鲜明的认识。不同波长的光线呈现不同的色彩。遗憾的是并不是所有的人都可以和我们一样来领略这大自然的美景。...     

细胞信号系统研究进展

细胞信号系统是80年代以来生物学研究领域中最活跃的课题之一．其主要研究对象是生物体对外界刺激做出反应时,细胞内发生的一系列生理生化变化,也即外界刺激信号在细胞内的传递过程．文章简述了该研究领域中近年来的新进展．     

植物中解密Ca2+信号转导特异性的机制

Ca^2＋信号介导植物对外界信号的刺激反应,并调节多种生理过程。CBL是一种在植物中发现的Ca^2＋结合蛋白,其靶蛋白为CIPK,现对CBL-CIPK信号转导系统及其如何解密Ca^2＋信号转导特异性进行综述。     

大鼠初级听皮层神经元对声音空间信息的编码

尽管大脑听皮层神经元对声音空间信息的编码已有不少的研究报道,但其编码机制并不十分清楚,相关研究在大鼠的初级听皮层也未见详细的研究报道．用神经电生理学方法在大鼠初级听皮层考察了151个听神经元的听空间反应域,分析了神经元对来自不同空间方位声刺激反应的放电数和平均首次发放潜伏期的关系．结果表明,多数(52.32%)神经元对来自对侧听空间的声刺激反应较强,表现为对侧偏好型特征,其他神经元分别归类为同侧偏好型(18.54%)、中间偏好型(18.54%)、全向型(3.31%)和复杂型(7.28%)．多数神经元偏好的听空间区域的几何中心位于记录部位对侧听空间的中部和上部．绝大多数初级听皮层神经元对来自偏好听空间的声刺激反应的放电数较多、反应潜伏期较短,对来自非偏好听空间的声刺激反应的放电数较少、反应潜伏期较长,放电数与平均首次发放潜伏期呈显著负相关．在对声音空间信息的编码中,大脑初级听皮层可能综合放电数和潜伏期的信息以实现对声源方位的编码．     

孤独症谱系障碍的遗传基础与神经机制

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)是一种神经精神障碍,主要表现为社会交往障碍、交流障碍以及局限性的兴趣和重复刻板的行为模式三个主要核心症状．本文介绍了ASD的遗传基础和神经机制的最新研究进展．ASD具有较高的遗传率,且ASD个体的5-羟色胺和睾丸激素都较高．神经影像学研究发现,ASD个体的杏仁核、扣带回、梭状回、镜像神经元和前额叶等大脑区域在结构和功能上都与正常发育个体存在差异,但在个别区域激活模式的差异方向上仍存在不一致的地方．此外,功能连接的研究结果也证实了ASD个体连接不良的假设．未来的研究应该更多地着眼于如何利用这些基础研究成果为临床上提出有效的治疗和训练方式．     

刺激大脑皮层体感Ⅰ区和大脑脚对大鼠脊髓背角神经元伤害感受性反应的影响

在大鼠用玻璃微电极细胞外记录的方法,观察了刺激皮层体感Ⅰ区(SI区)和大脑脚(CP)对皮肤强电刺激诱发的脊髓背角广动力范围(WDR)神经元长潜伏期反应(C-反应)的影响。结果表明刺激SI区对背角WDR神经元C-反应的影响以抑制为主,刺激CP的作用与刺激SI区的作用相似,但刺激CP更为有效。抑制作用的持续时间在不同神经元差别很大,短者在刺激停止后仅持续400ms,长者可达10min以上。静注纳洛酮对抑制作用无明显影响,静注二甲麦角新碱在部分神经元可使抑制作用明显减弱或完全消失,提示5-HT部分参与皮层下行抑制作用的实现,而内鸦片肽则否。     

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。