哺乳动物大脑中神经活动如何改变突触

大脑最基本性质是快速适应周围环境改变的能力,这主要是通过改变各个神经细胞之间的连接来实现的。有多种不同机制可以调节突触的强度,包括突触效率的稳态调节、突触增强和减弱的形态学表现以及钙在其中的作用。当开始了解这些突触改变的细胞生物学机制的时候,也应该考虑这种突触可塑性在完整大脑中的功能意义。因此,应用最新的成像手段来研究经验如何影响皮层环路中突触的改变,尤其是在体双光子显微技术可以在新皮层的单个神经元水平上研究形态和功能可塑性。这些实验将逐渐填补传统的细胞水平和系统水平研究之间的空白,并将有助于更全面充分地理解突触可塑性这种现象及其在皮层功能乃至动物行为中所起的作用。     

哺乳动物大脑感觉皮层对多种感觉信息整合的研究进展

脑对多感觉信息的整合是人和高等动物获取环境中有意义信息的重要方式。长期以来科学界一直认为,脑对不同感觉刺激(包括视觉、听觉、躯体感觉等)信息的分析和加工由不同的感觉皮层介导,最终在联络皮层进行整合,形成综合性的感觉和意识,但最近的一些实验证据显示,以前被认为只负责对单一感觉刺激分析和处理的感觉皮层亦可受其他感觉刺激的影响并直接参与多感觉信息的整合作用,这些新的发现对过去传统的大脑皮层功能分区概念提出了严峻的挑战。就近些年来有关感觉皮层(主要包括听觉、视觉和躯体感觉皮层)对多感觉刺激信息整合的研究进行综述,以增加人们对大脑皮层功能的新认识,为感觉信息处理和编码及感觉信息整合的后续研究提供借鉴。     

高度杂波空间中 CF-FM 蝙蝠下丘回声定位的神经机制

蝙蝠是回声定位的专家。对于在高度杂波空间中捕食的CF-FM蝙蝠,面临着如何从发声和众多由背景环境物体反射的杂波回声中分辨和判断来自靶物的回声所携带信息的问题。已有研究表明,CF-FM蝙蝠可通过发出复杂成分的声脉冲,并通过听中枢的时相和频率整合来处理杂波环境下发声-回声对中包含的靶物距离和相对移动速度的信息。就以上方面在听中脑下丘的神经机制进行概述,以促进人们对听中枢在复杂听环境下对回声定位信号加工原理的认识。     

哺乳动物季节性繁殖的神经内分泌调节机制

动物的季节性繁殖, 是指其繁殖活动从静止到复苏的一个年周期性循环。研究显示, kisspeptin和RFRP对繁殖的季节性变化具有重要作用。非繁殖期最显著的特点是雌激素对GnRH分泌的负反馈效应的增加, 而雌激素的这种效应是由kisspeptin神经元传导的。因此, kisspeptin是影响繁殖活动的一个重要因子。RFRP的表达依赖于褪黑激素的分泌并呈现出季节性变化, 在非繁殖期对繁殖活动的抑制作用非常明显。此外, 甲状腺激素在繁殖期的终止上发挥着至关重要的作用, 而多巴胺能神经元A14/A15也促进了雌激素负反馈效应的季节性变化。这些神经元系统通过协同作用一起调节了生殖功能随光周期的季节性转变。文章对繁殖的季节性和这4个神经内分泌系统之间的关系进行了系统的阐述。     

哺乳动物季节性繁殖的神经内分泌调节机制

动物的季节性繁殖,是指其繁殖活动从静止到复苏的一个年周期性循环。研究显示,kisspeptin和RFRP对繁殖的季节性变化具有重要作用。非繁殖期最显著的特点是雌激素对GnRH分泌的负反馈效应的增加,而雌激素的这种效应是由kisspeptin神经元传导的。因此,kisspeptin是影响繁殖活动的一个重要因子。RFRP的表达依赖于褪黑激素的分泌并呈现出季节性变化,在非繁殖期对繁殖活动的抑制作用非常明显。此外,甲状腺激素在繁殖期的终止上发挥着至关重要的作用,而多巴胺能神经元A14/A15也促进了雌激素负反馈效应的季节性变化。这些神经元系统通过协同作用一起调节了生殖功能随光周期的季节性转变。文章对繁殖的季节性和这4个神经内分泌系统之间的关系进行了系统的阐述。     

视觉轮廓整合的神经机制

视觉轮廓整合是指视觉系统将视野中的离散元素组合为整体轮廓线的加工过程,是连接初级感觉加工和高级视觉物体知觉间的关键桥梁。对视觉轮廓整合神经机制的研究不仅能促进我们对人类知觉整合的理解,也有助于启发计算科学领域图形整合和分隔算法的改进。然而,轮廓整合的神经机制尚无最终定论。当前的争议主要集中在轮廓整合是基于初级视皮层固有水平连接的产物,还是基于脑区内水平连接及脑区间反馈连接共同作用的产物。本文在回顾这两种理论框架及其研究证据的基础上,对未来的研究问题和方向进行了展望。     

大脑中神经细胞的死亡机制

当大脑缺氧时 ,神经传输物质谷氨酸的释放就会诱发神经细胞的死亡。关于这种情况下谷氨酸释放的原因 ,人们已经提出了若干种机制。现在 ,对大脑海马体的细胞进行的研究表明 ,大脑缺氧时谷氨酸的释放似乎是由正常情况下将谷氨酸运送进神经细胞的运输子运输方向发生逆转引起的 ,即在大脑缺氧时这种运输子将谷氨酸从神经细胞中运送出来。这种解释 ,与在中风发生后最初几分钟内大脑中的实际情况以及受损情况是一致的大脑中神经细胞的死亡机制@车笛     

哺乳动物大脑发达可能与特定DNA序列有关

日本研究人员在新一期美国《国家科学院学报》网络版上发表论文说，他们通过动物实验发现，哺乳动物能够形成发达的大脑，可能与其体内存在一些特定DNA序列有关。     

成年哺乳动物神经发生的研究进展

神经干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的干细胞。在特定条件下,神经干细胞可分化为神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞从而参与神经功能的修复过程,该过程称为神经发生。一直以来,人们认为神经发生主要发生在哺乳动物胚胎时期,而成体是不存在神经发生的。然而近年的研究表明,成体神经发生在哺乳动物中枢神经系统中是终生存在的,且通过多种信号通路来调控。现就成年哺乳动物神经发生的研究进展展开论述。     

环境光对哺乳动物昼夜节律和大脑功能的影响

昼夜循环对人类和其他动物的生理和行为有着巨大的影响。光照条件能影响动物的视觉成像,并通过向大脑中的生物钟中心发送信号来调整生理和行为的节律。环境光向生物钟传递信号的系统包含了一个复杂的神经递质复合体-受体-第二信使系统。在夜间曝光能迅速启动下丘脑视交叉上核中大量相关的早期基因。此外,许多白天活动的物种,通常都是在光照条件下获得认知。本文综述了环境光对哺乳动物睡眠、生物节律、大脑认知能力和基因表达等生理和行为方面的影响。     

哺乳动物毛色形成机制与影响因素

哺乳动物拥有丰富多彩的毛色,对于多种多样的动物毛色,影响其形成的可能原因较多,遗传物质与环境的相互作用不可忽视。本文针对调控黑色素细胞形成及褐黑色素、真黑色素合成的相关基因,分析了哺乳动物毛色形成的可能机制,并对研究不同毛色动物的同种动物遗传差异的方法进行了讨论。     

成年哺乳动物皮质区神经发生的研究进展

神经发生是神经干细胞在适当的条件下分化成功能性整合神经元的过程,主要包括细胞的增殖、迁移、分化和存活。成年神经发生区以前脑室管膜下区(Subventricular zones,SVZ)和海马齿状回颗粒层下区(Subgranular zones,SGZ)为主,但皮质作为神经元和神经胶质细胞数量最多、分布最广,同时也是哺乳动物高度发展的脑区,是否有成年神经元新生,已成为近年来神经科学领域的研究热点[1,2]。现本文就未成熟神经元在皮质区的研究方法、分布、来源与转归、病理生理功能影响等方面探讨成年哺乳动物皮质神经发生现象。     

植物中转基因的整合机制

转基因在植物基因组中的整合分两步:在整合前阶段,转化的完整质粒及转基因片段经重组连接形成转基因串联子(transgenearray),其中不含任何植物基因组序列,连接反应由植物细胞本身的酶催化,仅依赖于游离的DNA末端,CaMV35S启动子和TDNA边界序列中的特定序列可能充当重组热点;在整合阶段,转基因DNA通过微同源介导的异常重组整合到植物基因组中,最初的整合位点作为整合热点,引导随后的转基因分子在该位点附近整合,不同转基因位点可被1～10kb植物DNA隔开,形成转基因簇(transgenecluster)。     

哺乳动物线粒体质量控制的机制

线粒体是真核生物细胞重要的细胞器,不仅通过氧化磷酸化为细胞生命活动提供能量,而且与细胞代谢和胁迫信号的传导、钙离子稳态、活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生及细胞凋亡等重要生物过程密切相关。线粒体的质量控制系统对于维持细胞正常生理功能具有重要作用,其功能障碍将导致多种疾病的发生。该文综述了哺乳动物线粒体质量调控的分子机制,为通过调控线粒体质量维持机体健康、降低疾病发生提供理论依据。     

哺乳动物性别决定机制的研究进展

哺乳动物的性别决定包括初级性别决定和次级性别决定,是以SRY基因为主导,其他多个基因参与的级联调控过程。近年的研究表明。SRY、DAX1、SOX3等性染色体基因和SOX9、MIS、WT1、SF1等常染色体基因都参与性别决定的级联过程。结合中学生物学教材及发育生物学相关原理,从性染色体上和常染色体上与性别决定有关的基因阐述哺乳动物的性别决定机制,并简述了哺乳动物的性别决定模型。     

哺乳动物冷应激的主要神经内分泌反应

为便于了解哺乳动物冷应激生理变化的调节机理,介绍了冷应激的主要神经内分泌反应。控制冷应激反应的主要中枢位于下丘脑。冷应激激活交感神经系统,激活下丘脑－垂体－甲状腺轴和下丘脑－垂体－肾上腺轴激素的合成和分泌,引起肾上腺髓质儿茶酚胺分泌增加;同时抑制促生长激素轴、促性腺轴、催乳激素轴的激素分泌。神经肽Y、瘦素、褪黑激素等多种神经肽和激素参与冷应激反应。     

哺乳动物脑下垂体前叶的直接神经调节

内分泌系统的活动受神经系的调节。脑下垂体前叶,作为内分泌系的核心器官,其神经调节历来是神经内分泌学的一个中心课题。早期对于垂体前叶的神经支配有过大量的研究,从无神经支配、仅有少量神经纤维到有较丰富神经,众说不一。多数认为这些神经纤维属血管运动性,主要来自交感神经系。也有从下丘脑发出大量神经纤维到垂体前叶的报告。Ha-     

解码大脑的空间方位认知

在过去的几十年间,与大脑空间方位认知功能相关的位置细胞、网格细胞、头朝向细胞和边界细胞陆续被发现,它们共同构成了大脑内部的导航定位系统。O'Keefe教授和Moser夫妇这三位科学家也正是由于发现了位置细胞和网格细胞,而共同获得了2014年的诺贝尔生理学或医学奖。     

哺乳动物昼夜节律的调控及其分子机制

昼夜节律是生物界普遍存在的一种生命现象,它由生物自身因素控制,并可对环境变化作出应对。综述哺乳动物昼夜节律调控的分子机制及全身组织器官生物钟同步化控制机制。     

哺乳动物性别决定及其机制的研究

哺乳动物的性别决定与性别分化是在以SRY基因为主,SOX基因、DAX-1等众多基因的参与下实现的。哺乳动物性别决定的研究涉及到三个方面的内容:性别决定机制、性别决定进化和物种间性别决定差异。性别决定的进化和物种间性别决定的差异对性别决定机制的研究提供了重要的线索。