胼胝体输入对猫皮层17/18交界区细胞方向和取向选择性的影响

用抑制性神经递质GABA阻断胼胝体输入、用微机控制的运动光棒作为视觉刺激,用金属电极胞外记录技术,研究猫皮层17/18区交界附近细胞方向选择性和取向选择性的变化.在被检测的48个细胞中,50%细胞的方向选择性强度,54.2%细胞的取向选择性强度发生了改变;约20%细胞的最优反应方向或.及最优取向发生了10-30°的偏移;共有56.2%细胞的方向选择性、58.3%细胞的取向选择性受到明确的影响.这些结果表明胼胝体对皮层细胞视觉反应的贡献是多方面的.     

猫视皮层细胞对运动光棒刺激的反应特性的定量分析

数据分析方法的不完善影响了关于细胞视觉反应特性研究结果的可靠性.本工作在分离视觉反应中方向和取向选择性因素的基础上.采用“积分平均”的手段.且将取向选择性理解为“强度随取向的变化率”,得到一种较为准确全面地表现细胞有关反应特性的定量分析法,可以体现出一些以往各方法无法反映出的差别,我们用此方法分析了猫视皮层细胞对运动光棒刺激的反应特性及其相关性.发现取向选择性因素对总反应的贡献较方向选择性大;反应强度,方向选择性和取向选择性三者间存在着弱相关.最优方向、最优取向及方向选择性最强的方向三者间有一定的偏离.     

猫后内侧上雪氏区视神经元对运动棒反应的取向和方向特征

猫后内侧上雪区（ｐｏｓｔｅｒｏｍｅｄｉａｌｌａｔｅｒａｌｓｕｐｒａｓｙｌｖｉａｎａｒｅａ,ＰＭＬＳ）的绝大多数神经元（１７１／２００）对运动棒的取向调谐,６２％（１２４／２００）细胞的取向调谐宽度（半高波宽）小于９０°：按方向选择性和取向选择性可分辨出几类特征明显的细胞类型：１、强取向和强方向选择性细胞;２、强取向调谐的双向选择细胞;３、弱取向调谐的强方向选择细胞;４、无取向无方向选择性细胞;以及５、特征不明显的或中间类型细胞。它们与最近光学记录揭示的鹰猴中颞叶视区（ｍｉｄｄｌｅｔｅｍｐｏｒａｌｖｉｓｕａｌａｒｅａ,ＭＴ）的组织有很好的吻合。     

视觉细胞反应中方向选择性和取向选择性成分的分离

运动的光刺激常被用于研究视觉神经细胞的方向和取向选择性.但是,在细胞的反应中,两种因素同时存在且混杂在一起; 以往的各种分析方法均因未能有效地解决这一问题而不够准确,对此我们给出了理论和实例证明.本工作引入正余弦函数系对实验数据作最优回归分析.拟合程度好于以往的方法.并且从根本上分离了反应中的方向和取向选择性成分.使对这两种性质的准确定量成为可能.本文对此方法的内在含义作出了解释,并提出了对方向、取向选择性及最优方向、取向的理解.     

猫后内侧外上雪氏区视神经元最优方向的组织

以不同角度插入微电极,定量分析了猫后内侧上雪氏区（ＰＭＬＳ区）细胞对运动光棒方向偏好的组织特征。结果显示：垂直于皮层表面相继记录的细胞,最优方向倾向于相似,其变化率显著低于电极平行或倾斜于皮层表面的测量值。提示该区细胞对运动刺激的方向选择性以垂直于皮层表面的“功能柱”的形式组织起来。在柱内最优方向基本保持不变     

猫前内侧上雪氏区视神经元对运动随机线条的反应

对于运动信息在脑内的加工,一种观点认为分两阶段进行,低级视皮层只对运动图形内部成分的取向进行调谐,高级视皮层整合低级视皮层的输入,对图形整体的运动方向敏感。用网格（plaid）作为刺激的实验表明,在较低级皮层区,细胞多表现为成分方向选择性（Component-motion Selectivity),即对刺激中的取向因素敏感：而较高视皮层的细胞多表现为整体方向选择性（Pattern-motion Selecitivity),对运动整体的方向敏感,从而支持运动信息加工的“两阶段”理论。实验中,用一系列运动随机线条刺激（random line patterns)。研究猫前内侧上雪氏区（Anteriormedial lateral suprasylvian area,AMLS)神经元的方向调谐特性。结果表明多数细胞为整体方向选择性,且随线长增加此类细胞比例下降,而成分方向选择性细胞的比例有所增加,呈现由整体方向选择性向中间类型（Unclassified),由中间类型向成分方向选择性变化的趋势,提示整体或成分方向选择性可能并非细胞的固有特性,而是可以随刺激取向因素的变化而改变的。     

猫视皮层17,18区神经元对错觉轮廓的反应

研究了轻度麻醉下猫视皮层17, 18区细胞对错觉轮廓刺激的反应特性, 比较了对错觉轮廓有明显反应的细胞对真实轮廓和错觉轮廓刺激的感受野特性的异同. 共记录了猫视皮层17, 18区200个方位/方向选择性细胞, 其中有42%的细胞是错觉轮廓反应细胞. 将这些细胞对真实轮廓和错觉轮廓的反应进行比较, 尽管错觉轮廓反应细胞对移动光棒和错觉轮廓光棒的方位/方向调制曲线十分相似, 但对移动错觉棒和移动光棒的反应模式(潜伏期和反应时程)不同. 对由光栅组成的错觉轮廓而言, 细胞的反应大小与组成光栅的相位无关, 并且细胞对组成错觉轮廓光栅的最优空间频率比对普通移动光栅的最优空间频率要高得多, 说明细胞确实是对轮廓本身反应, 而不是对组成轮廓的光栅的末端反应. 某些速度调制类型的细胞对移动错觉棒反应的最优速度比对移动光棒的最优速度要低得多. 进一步验证了猫视皮层17, 18区部分细胞能对错觉轮廓反应, 并且观察到这些细胞对错觉轮廓和真实轮廓有不同的感受野反应特性, 提示视觉系统对两种刺激图形的检测机制可能存在着差异.     

昆明小鼠下丘神经元对调频声的反应

尽管昆明小鼠下丘神经元对纯音的反应已有深入研究,但其对调频声的反应情况却未见报道。本研究在自由声场条件下,采用单单位细胞外记录方法,观察了昆明小鼠下丘神经元对调频声刺激的反应情况。根据神经元对调频声及纯音反应的阈值差异,所记录的99个下丘神经元可分为三种类型:对调频声刺激反应的阈值低于纯音的为Ⅰ型(57/99,57.6%),二者阈值相当的为Ⅱ型(12/99,12.1%),而纯音阈值低于调频声的为Ⅲ型(30/99,30.3%)。与Ⅲ型神经元相比,Ⅰ型神经元具有较低的CF和Q20dB(P<0.05和P<0.001)和较高的RB20dB(P<0.05)。通过分析下丘神经元对上、下扫时发放数的差异,发现有36个(36/99,36.4%)神经元表现出方向选择性,其中22个(22/99,22.2%)为上扫敏感,其余14个(14/99,14.2%)为下扫敏感,且上扫敏感性神经元比下扫敏感性神经元在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型神经元中有更广的分布范围。通过比较发现,Ⅰ型神经元和方向选择性神经元的特征频率都非常集中地分布在10kHz-20kHz范围内(77.2%和83.3%)。此外,对其中24个神经元采取了不同调制速度的调频声刺激,大多数(15/24,62.5%)神经元对快调频声反应最为敏感,并且随着调制速度的升高,方向选择性神经元的比例有下降趋势(45.8%vs41.7%vs33.3%)。上述结果提示,昆明小鼠下丘神经元能有效处理调频声刺激,且具有方向选择性的调频声在昆明小鼠的声通讯中占有重要地位。     

调频声调制方向选择性与其前掩蔽的关系:小鼠下丘细胞内记录研究北大核心CSCD

细胞外记录研究报道听中枢神经元的调制方向选择性和前掩蔽均与神经抑制有关,但由于未能获得抑制性突触输入作用的直接证据,尚存有争议。本研究在20只昆明小鼠(Mus musculus Km)上进行在体细胞内记录,研究了下丘神经元调频声的调制方向选择性或偏好与其前掩蔽之间的关系。共获得93个下丘神经元,对其中37个产生动作电位(action potential,AP)发放且数据完整的神经元做了分析和讨论。在上扫选择性神经元(n=12)频率调谐的高频边存在抑制性突触后电位构成的抑制区,而在下扫选择性神经元(n=8)的低频边存在抑制区,在不具有调制方向选择性的神经元(n=17)频率调谐的高、低频边均未观察到有明显的抑制区,表明这些抑制区是调频声调制方向选择性形成的重要原因。比较上扫和下扫调频声对上、下扫选择性和非选择性神经元的前掩蔽效应,结果显示具有调制方向选择性的神经元,其所偏好方向的调频声对最佳频率(best frequency,BF)声产生的前掩蔽强于非偏好的调频声;而无调制方向选择性神经元,上、下扫调频声的掩蔽效应无差异。以上结果提示,AP后跟随的强抑制性突触后电位可能是调制方向选择性神经元前掩蔽产生的机制。     

猫初级视皮层神经元不依赖于图形取向的方向调谐

设计并利用运动“随机”线条图研究了猫初级视皮层(V1)共91个细胞的方向调谐特性.结果表明, V1区神经元的方向选择性除了存在基于图形成分取向的机制以外,还存在不基于取向因素的机制.当刺激图形中的取向或非取向因素增强时,神经元的方向调谐也会相应转变.     

老化对猕猴中颞视区细胞早期方向选择性的影响

中颞视区(middle temporal area、MT/V5)在视觉运动处理过程中起着重要作用。MT区神经元对物体运动方向具有强选择性,而这种细胞的方向选择性被认为是运动方向知觉的神经基础,且已有实验表明方向选择性由于受到注意影响,而在时间进程上分为2个阶段。该研究组先前的实验发现麻醉猕猴(Rhesus macaque)MT区细胞的方向选择性发生了衰退,但该衰退是整个时间进程上平均的结果,并不能在时间进程上揭示其神经机制。因此,为了进一步探索运动方向感知能力下降的神经机制,该实验采用单细胞技术在麻醉猕猴的MT区研究了在正常老化过程中MT区细胞的早期方向选择性变化(early stage direction selectivity,esDB),结果表明老年猕猴MT区细胞早期方向选择性显著降低,具有强早期方向选择性的细胞显著减少。该结果进一步揭示了MT区细胞方向选择性在早期发生的衰退可能介导了视觉运动感知能力的下降。     

普氏蹄蝠下丘谐波主频神经元的时程选择性

为探讨下丘(Inferior colliculus,IC)回声定位信号主频范围内的神经元的时程选择性,在自由声场刺激条件下,我们在4 只普氏蹄蝠的IC 采用不同时程的声刺激,研究了神经元的时程选择性。通过在体细胞外记录,共获得56 个声敏感下丘神经元,其记录深度、最佳频率和最小阈值的范围分别为1547 - 3967 (2878. 9 ±629.1)μm,20 -68 (49.0 ± 11. 1)kHz 和36.5 -95. 5 (59. 8 ±13. 0)dB SPL。根据所记录到的下丘神经元对不同时程的声刺激的反应,即对不同时程的选择性(Duration selectivity),将其分为6 种类型:短通型(Short-pass,SP,n = 11/56)、带通型(Band-pass,BP,n = 1/56)、长通型(Long-pass,LP,n = 5 /56)、反带通型(Band-reject,BR,n = 3 /56)、多峰型(Multi-peak,MP,n =6 /56)和全通型(All-pass,AP,n =30 /56)或非时程选择型(Nonduration-selective,NDS)。通过比较普氏蹄蝠下丘谐波主频内和主频外神经元的时程选择性,我们发现处于回声定位信号主频范围内神经元(n =32)比主频外神经元(n = 24)具有更短的最佳时程和更高的时程选择性。结果提示,在普氏蹄蝠回声定位过程中谐波主频内神经元较谐波主频外神经元发挥了更为重要的作用。     

纹外皮层PMLS区反馈投射对初级视皮层神经元反应特性的影响

神经系统中存在大量下行投射,与上行输入一起形成复杂的前馈与反馈回路,调控神经信号的传导和处理,但目前对皮层内反馈投射的功能作用认识还比较薄弱.通过微量注射抑制性神经递质γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA),使猫纹外皮层后内侧外上雪氏区(area posteromedial lateral suprasylvian,PMLS)局部可逆性失活,使用胞外记录方法,研究初级视皮层17区神经元反应特性的变化.实验结果显示,PMLS区失活后,17区细胞对运动刺激的反应总体减弱,反应的相对稳定性基本不变,最高发放率/自发之比有所下降.与此同时,细胞的方向选择性指数减小,朝向选择性无显著变化.除少数"双向"反应细胞外,绝大部分细胞的最优方向基本不变.进一步分析发现,细胞对各个方向刺激的反应普遍下降,最优方向上的下降程度最大,是导致方向选择性减弱的主要原因.这些结果表明,PMLS区反馈投射可增强初级视皮层的方向选择性,而对朝向选择性影响有限.这一作用特点体现了PMLS区在皮层中偏重处理运动视觉信息的功能.     

脂肪酶催化选择性开环聚合反应研究进展

对脂肪酶催化选择性开环聚合反应的研究历史和最新研究进展等进行综述。重点介绍在立体选择性、化学选择性和区位选择性开环聚合反应方面的研究进展,并对该技术的发展趋势和潜在应用进行了展望。     

基因选择性剪接的生物信息学研究概况

基因选择性剪接现象是真核生物基本而又重要的调控机制。由于基因的选择性剪接在形成生物复杂性和多样性上具有极其重要的作用,同时选择性剪接与许多人类疾病也密切相关。因此,研究基因选择性剪接是一项十分重要的工作。生物信息学作为一门新兴的学科在研究基因选择性剪接上起关键的作用,尤其在研究基因表达调控机制、选择性剪接基因预测以及选择性剪接基因进化上。本文综述了这方面的最新研究进展,为更深入了解真核生物基因的表达调控机理提供依据。     

禾谷缢管蚜田间种群Ace1基因选择性剪切

【目的】为了分析我国不同地区禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)田间种群Ace1基因的选择性剪切、Ace1基因选择性剪切频率及Ace1基因选择性剪切对其ACh E1结构的影响。【方法】从我国11个省(市)的16个地区采集田间试虫,通过RT-PCR技术,克隆各个地区及室内敏感品系各15头禾谷缢管蚜试虫的Ace1基因序列的全长,分析并鉴定Ace1的选择性剪接,在SABLE服务器和I-TASSER服务器上分别分析选择性剪切对ACh E1的二级结构和三级结构的影响。【结果】16个地理种群中,9个地理种群都存在选择性剪切,不同地理种群该选择性剪切的频率不同;剪切位点靠近Ace1基因的5′端,其对应的核苷酸序列为5′-ATCCGAATTTAG-3′,导致4个氨基酸(RSEF)缺失;选择性剪切改变了局部的二级结构,并在一定程度上改变其三级结构。【结论】禾谷缢管蚜田间种群中较为普遍地存在一个Ace1基因的选择性剪切,该Ace1基因选择性剪切改变了ACh E1的空间结构,并可能改变ACh E1的代谢特性。     

西花蓟马对蔬菜寄主的选择性研究

通过西花蓟马在田间不同蔬菜上的种群数量、在室内对不同蔬菜的自由选择和不同蔬菜对西花蓟马生长发育和繁殖的影响等方面,研究了西花蓟马对蔬菜寄主的选择性。结果表明西花蓟马在田间可危害24种蔬菜,但在不同蔬菜上种群数量差异很大,存在明显的寄主选择性,对黄瓜、四季豆、茄子、萝卜和香菜的嗜食度很高,为最适宜寄主,而对番茄、蒜、芹菜等11种蔬菜的嗜食度较低,为非适宜寄主。西花蓟马在室内的自由选择结果表明西花蓟马在7种不同蔬菜上着落的成虫数量和产卵量不同,其选择性为黄瓜＞四季豆＞茄子＞莴苣＞甘蓝＞芹菜＞蒜。不同蔬菜对西花蓟马的发育历期和产卵量有明显的影响,西花蓟马在黄瓜上发育最快,在四季豆上产卵量最高。西花蓟马对蔬菜寄主的选择性在田间的调查结果和室内实验结果基本一致。     

大白鼠上丘脑片深层部突触传递和LTP的研究

在大白鼠上丘脑片深层部的中层或深层给电刺激、分别在径向对应的深层或中层,记录到诱发的突触后场电位.以100Hz、1秒的强直刺激首次在上丘的深层部引出了长时程突触增强(LTP).N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的选择性拮抗剂2-氨基-5-磷酸戊酸盐(APV)对LTP的阻断效应表明,NMDA受体不仅对上丘深层部LTP的产生有作用.而且也与LTP的维持有关.突触后场电位的幅度受APV或兴奋性氨基酸受体的非选择性拮抗剂犬尿喹啉酸(KYNA)的作用而减小,受γ-氨基丁酸(GABA)A型受体的选择性拮抗剂荷包牡丹碱(Bicu)的作用而增加,表明谷氨酸能神经递质在上丘深层部的兴奋性突触传递中起着重要作用,并且这些突触传递也受到GABA能抑制性突触的调节.     

大白鼠上丘脑片深层部突触传递和LTP的研究

在大白鼠上丘脑片深层部的中层或深层给电刺激、分别在径向对应的深层或中层,记录到诱发的突触后场电位.以100Hz、1秒的强直刺激首次在上丘的深层部引出了长时程突触增强(LTP).N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的选择性拮抗剂2-氨基-5-磷酸戊酸盐(APV)对LTP的阻断效应表明,NMDA受体不仅对上丘深层部LTP的产生有作用.而且也与LTP的维持有关.突触后场电位的幅度受APV或兴奋性氨基酸受体的非选择性拮抗剂犬尿喹啉酸(KYNA)的作用而减小,受γ-氨基丁酸(GABA)A型受体的选择性拮抗剂荷包牡丹碱(Bicu)的作用而增加,表明谷氨酸能神经递质在上丘深层部的兴奋性突触传递中起着重要作用,并且这些突触传递也受到GABA能抑制性突触的调节.     

二斑叶螨对不同甜瓜品种的取食和产卵选择性

二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是世界性的重大农业害螨,为明确其对不同甜瓜品种的取食和产卵选择性,采用离体叶碟法研究了二斑叶螨在7种不同甜瓜品种上的选择性及其产卵量,并探究了其在活体植株上的种群增长动态。结果表明,离体叶碟上,二斑叶螨对不同甜瓜品种的取食和产卵选择存在明显差异。选择2 h时二斑叶螨在IVF29品种上的成螨数量最低,而在IVF168上成螨数量最高,选择率为28.73%;选择12 h时,二斑叶螨成螨量及产卵量在IVF58和IVF118品种上较低,而在羊角蜜和IVF168品种上表现较高,24 h时选择趋势一致。活体植株上的种群动态结果表明,调查时间段内二斑叶螨种群数量持续升高,第20天时羊角蜜、IVF58和IVF118种群数量(低于400头/株)显著低于IVF117和IVF168的螨量(高于660头/株)。对测试不同时间段内各个参数进行综合比较和分析,二斑叶螨对甜瓜IVF168品种的选择性强、适合度高,而对IVF58和IVF118品种的选择性较差,表明IVF58和IVF118可用于甜瓜生产中的备选品种及高抗螨性甜瓜新品种的选育。