一、大鼠发育过程中视皮层神经元电生理与形态学特性的相关性——细胞内染色研究(论文文献综述)
刘嘉琛[1](2021)在《老化与屈光参差弱视对视觉皮层神经网络信息编码的影响》文中指出作为感官系统中被研究得相对透彻的一员,视觉系统是探究神经网络编码模式的重要窗口。在此,我们分别以衰老和弱视作为研究模型,探究了视皮层神经网络在老化和运动双稳态知觉中对噪音的处理机制。在视皮层中,老年动物的神经元反应与青年动物存在明显的差异,表现出增加的反应变异性和降低的信噪比,这表明老年动物视皮层神经元的信息处理能力出现衰退。为了抵抗单个神经元反应变异性升高所导致的信息丢失,神经网络需要一些机制来减少反应变异性所带来的消极影响,其一是神经元之间的冗余效应;其二是加权平均的信息处理方式。冗余作用可以通过增加信息在个体中的备份,从而降低单个神经元反应变异性对神经元群体所携带的信息的负面影响。那么在老化皮层神经网络中冗余效应是否和青年动物一样有效呢?通过互信息计算,我们发现了猕猴次级视皮层(V2)神经元群体在老化过程中表现出明显的冗余作用下降,使得神经网络无法抵抗噪音的影响,进而表现出群体信噪比的下降。我们进一步研究了这种噪音调节编码下降的原因。通过计算神经元之间的突触连接,我们发现突触传递效率下降导致的神经元反应相似性减退及其对信息冗余的贡献下降,是造成老化视皮层神经网络冗余效应衰退的重要原因。这一结果为老化大脑信息处理能力的下降提供了新的视角。神经元网络通过加权平均的方式整合单个神经元所携带的信息,因此能够将单个神经元的反应变异性通过平均的方式部分消除,但是噪音相关性的存在减弱了噪音消除的效果。本实验室前期的工作表明在老年猕猴的视觉皮层神经元之间的噪音相关性明显高于青年猕猴,同时噪音相关性的增加与抑制性神经元功能的衰退表现出明显的关系。然而抑制性神经元如何调控噪音相关性呢?我们对此进行了深入探究。我们使用不同类型的转基因小鼠,通过化学遗传调控分别抑制了 PV+、SST+、VIP+三类主要中间抑制性神经元,并检测了神经元群体在调控前后的噪音相关性变化。结果表明,PV+和SST+神经元活性衰退均能引起小鼠视皮层神经网络的噪音相关性增加。我们通过波形特征分离出PV+抑制性神经元,发现其去相关作用减弱,提示这类神经元以去相关的方式参与调节噪音相关性。VIP+神经元的活性衰退则被发现能引起神经网络的噪音相关性降低。我们认为这与VIP+神经元在皮层网络中主要起的是去抑制作用有关。通过数据建模,我们分别探究了抑制作用和去抑制作用对噪音相关性的影响,模拟结果均与记录到的电生理数据有很好的一致性。这一结果明确了抑制系统调控噪音相关性的机制,阐明了不同亚型抑制性神经元在调节皮层神经网络信息编码中的具体作用,也告诉了我们衰老过程中抑制系统的衰退导致了噪音相关性升高的神经机理,为深入了解老化大脑的神经机制并寻求改善途径提供了新的切入点。除了自然老化,疾病也会影响视觉皮层网络的神经编码。视觉发育疾病——屈光参差弱视就是其中较为典型的一种。我们对比了这类视功能损伤患者和视觉发育正常的被试在观察运动双稳态刺激时的表现。通过调节刺激对比度改变皮层网络的噪音水平,我们发现弱视患者的双稳态知觉并不随之表现出系统性的变化。进一步使用双稳态神经网络模型验证表明,噪音水平会显着影响双稳态感知中的知觉转换频率和持续时间。这一结果与我们在对照组被试上观察到的行为表现是一致的,提示我们屈光参差弱视患者的神经网络可能对噪音的变化存在一套异常的编码模式。我们在老化和屈光参差弱视两种不同的模型上分别对神经网络的信息编码进行了探究,结果表明两者均会对视皮层的信息处理造成影响,而对噪音的处理或在其中扮演了 一定的角色。
丁艳霞[2](2019)在《衰老相关的大鼠初级视皮层神经元的功能衰退及轴突始段可塑性研究》文中进行了进一步梳理衰老会伴随很多视觉能力的明显减弱,包括对视觉信号的方位和运动方向辨别、运动速度和亮度对比度检测等能力的下降。诸多电生理研究报道显示,这些老年性视觉能力的下降主要由于视觉皮层神经元随着衰老出现兴奋性升高,导致其对刺激信号的检测功能出现退化。近些年的研究结果显示,衰老相关的视皮层神经元的功能衰退可能与皮层内抑制作用的下降,尤其是GABA能抑制作用减弱有关。然而,最近关于衰老过程中GABA能递质系统分子标志物表达的研究结果却存在分歧,且神经元的功能衰退是否伴随着GABA能抑制作用的改变也未得到完全证实。另一方面,最近的研究表明,神经元轴突始段(AIS)的结构在应对神经元活动变化时具有高度的可塑性,以维持神经元兴奋性的稳定。衰老导致视觉皮层神经元兴奋性升高,这是否同时会触发神经元AIS的结构出现可塑性变化尚不可知。为了回答以上问题,本研究以老年和青年大鼠为研究对象,结合在体单细胞电生理记录、免疫荧光双标记和蛋白免疫印迹技术开展了系统的研究。首先,比较了青年和老年大鼠初级视皮层(V1)神经元的自发反应及对不同方位和运动方向视觉刺激的诱发反应,以明确衰老对V1神经元反应特性和功能的影响;其次,检测并比较青年和老年大鼠V1中GABA能神经递质分子标志物的表达,以评价衰老对视皮层内GABA能抑制作用的影响;最后,比较两个年龄组大鼠V1神经元AIS的长度以及在动作电位(AP)启动中起关键作用的Na+通道Nav1.6在AIS上的分布,以评价老年性V1神经元功能改变伴随的神经元AIS的可塑性变化。我们的结果发现:(1)与青年大鼠相比,老年大鼠V1神经元的平均自发反应和对视觉刺激的诱发反应均显着增加,信-噪比显着下降,表明衰老导致大鼠V1神经元的兴奋性升高;另外,老年大鼠V1神经元对非最优方位和运动方向的视觉刺激反应的增加幅度高于对最优方位和运动方向的视觉刺激反应的增加幅度,导致其对不同方位和运动方向刺激反应的选择性显着降低,表明衰老引起大鼠V1神经元对不同视觉信号的检测功能减弱;(2)与青年大鼠相比,老年大鼠V1各层中GABA阳性神经元占皮层神经元总数的比例显着减少,同时老年大鼠V1中GABA合成关键酶GAD67的含量显着降低,表现为GAD67的免疫荧光强度明显减弱以及GAD67的蛋白表达量显着减少,尽管GABA合成酶GAD65的免疫荧光强度和蛋白表达量在两个年龄组之间无显着差异。此外,老年大鼠V1中GABAAR的一个重要亚单位α1的免疫荧光强度和蛋白表达量亦较青年大鼠的显着减少。这些结果表明,衰老导致视觉皮层GABA能抑制作用减弱;(3)伴随老年大鼠V1神经元的兴奋性增强,其II/III层和V层神经元AIS的平均长度显着缩短;V1区Nav1.6的蛋白表达量显着减少,沿着AIS分布的Nav1.6的平均免疫荧光强度明显降低,尤其是AIS近胞体段Nav1.6的免疫荧光强度出现特异性降低,表明具有Nav1.6分布的AIS比例显着缩短。据以上结果分析推测,衰老引起AIS上Nav1.6离子通道数目减少,这将会使V1神经元兴奋时Na+内流减少,兴奋恢复过程中Na+-K+泵消耗ATP减少,从而有利于弥补衰老过程中V1神经元放电频率增加而引起的能量过度消耗。综上所述,本研究发现衰老导致大鼠V1神经元的兴奋性显着增强,对视觉信号的检测功能下降,这种神经元功能衰退伴随视皮层内GABA能递质系统分子标志物表达的减少,该实验结果表明皮层内GABA能抑制性神经递质系统作用的减弱可能是引起皮层神经元功能减退的重要因素。另外,我们的研究亦提示,老化的视皮层神经元在出现兴奋性升高和功能退化的同时,也可通过AIS结构可塑性方式进行适应性代偿,以维持脑内能量收支的平衡。
孙鹏程[3](2019)在《基于光学成像的经角膜电刺激视网膜诱发视觉通路响应特性研究》文中提出人类从外界环境获取的信息绝大部分来自于视觉感知,作为最重要的感觉系统,视觉传导通路中任意位置发生结构性或功能性损伤都会造成视力受损甚至失明。神经电刺激作为一种近些年迅速发展的治疗策略,针对一些常规药物手术治疗无法起效的疾病,有着十分显着的治疗效果。在人工视觉修复的研究领域中,特别是对于不可治愈性的视网膜退化疾病,侵入式(有创)视网膜电刺激(即视网膜假体)效果显着,已经取得了长足的进步和发展。同时无创的视网膜电刺激也被证实具有神经保护作用,在治疗视觉系统疾病以及评估患者视觉通路功能等方面也得到广泛关注。虽然电刺激视网膜能够引起人工视觉感知,但是与正常视觉刺激诱发响应相比,仍然存在许多不同之处。系统客观的比较这两种刺激在视觉系统中诱发响应的异同能够进一步帮助理解其中的神经机制,然而目前类似的研究尚不够充分。因此本研究围绕这一系列问题,基于光学成像技术,采用无创的经角膜电刺激(Transcorneal Electrical Stimulation,TES),开展动物(猫)在体实验研究,研究TES诱发视觉通路(视觉皮层及视网膜)响应的时空特性,比较其与视觉刺激诱发响应的异同,探讨潜在的神经机制。电刺激视网膜是否能够在视觉皮层诱发与正常光刺激相似的皮层响应,视觉系统在处理正常视觉信息和外源性电刺激的过程中存在哪些差异,直接比较这两种刺激引起皮层响应的时空模式可以直观地帮助探究这些问题。本研究采用无创的TES方式,可以在不损伤视觉通路的前提下与视觉刺激直接比较,基于内源信号光学成像技术,记录了不同参数的两种刺激在视觉皮层诱发的响应,通过比较两种刺激诱发皮层响应的时空模式,分析推断视觉系统在处理视网膜电刺激的过程中可能存在的神经机制。结果表明:TES与视觉刺激诱发的皮层响应峰值时间无明显差异,但TES诱发响应的延迟期更短;与全视野视觉刺激相比,当电流强度大于1.2 mA时,TES在18区诱发的响应更强;视觉刺激诱发的皮层响应存在视网膜拓扑映射关系,而TES优先激活视觉皮层18区,当刺激强度大于3.6 mA时17区神经元才被激活;TES激活17区的电流强度明显高于18区的激活阈值电流。考虑到TES诱发响应在17/18区边界的变化规律,我们推测TES在视觉皮层引起的响应不仅与刺激电流在视网膜处形成的电场分布有关,还会受到不同视网膜神经元之间电刺激激活阈值差异的影响。本研究通过比较两种刺激诱发皮层响应的异同,分析探讨了视觉系统在处理外源性电刺激时可能存在的神经机制,同时也为TES临床应用提供了一些实验理论支持。视网膜是一种具有多层结构的复杂神经组织,不同层视网膜细胞的电刺激响应特性存在差异,目前电刺激诱发视网膜响应的具体规律仍不清楚,因此探索电刺激引起不同层视网膜细胞的响应对于研究电刺激激活视网膜细胞的神经机制十分重要。但是由于电刺激伪迹的干扰,之前的研究多是采用电生理方法记录离体视网膜细胞响应,或在体记录后端视觉通路响应间接反映视网膜细胞的响应。本研究首次将光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)应用在电刺激视网膜响应的研究,利用其优良的轴向分辨率,并使用不阻挡成像光路的TES作为刺激方式,研究电刺激诱发视网膜不同层细胞响应的时空模式,同时比较视觉刺激与电刺激诱发视网膜响应的异同。结果表明:在分割的三层视网膜(内层视网膜、外层视网膜和视网膜下腔)中,TES均能够引起显着的正负两相内源性光学散射信号(Intrinsic Optical Signals,IOSs),外层视网膜响应最弱;刺激强度与IOSs具有正相关性,但并不显着;TES在三层视网膜引起响应的潜伏期均短于85 ms,响应上升时间随着刺激强度的增大而变长;通过比较神经阻断剂抑制视网膜细胞神经活动前后TES诱发IOSs,我们认为OCT记录到的IOSs主要来源于视网膜神经活动;比较视觉刺激与电刺激诱发视网膜响应的时间特性,发现视觉刺激诱发的IOSs在刺激开始后立刻产生并持续增加,直至刺激结束后几百毫秒才开始减弱,而TES诱发的IOSs在刺激开始时立刻出现并很快达到峰值,然后一直保持在相对稳定的水平,直到刺激结束后才开始缓慢减弱,所以我们认为电刺激诱发的IOSs是一种与刺激电场高度同步的响应。该部分研究结果进一步帮助理解电刺激诱发视网膜响应的时空模式及潜在的神经机制。本文利用光学成像技术研究了经角膜电刺激诱发视觉皮层和视网膜的具体响应模式和时空特性,并与视觉刺激诱发的响应进行比较。研究结果探索了电刺激诱发视觉通路响应潜在的神经机制,为电刺激视网膜在视觉功能修复及视觉系统疾病治疗方面提供实验基础,有助于非侵入式经角膜电刺激在临床视觉系统疾病治疗及视觉通路功能评估等领域的应用。
解来青[4](2018)在《氟西汀对成年视皮层的“去成熟化”及对成年大鼠弱视的治疗作用研究》文中进行了进一步梳理研究背景及目的成年弱视目前被视为眼科的“绝症”,无特效疗法,其根本原因在于人或动物成熟后其中枢神经系统失去可塑性。最近,人们发现中枢神经系统的某些神经元突触可塑性可以被抗抑郁药氟西汀(fluoxetine)重新激活,从而为成年视皮层可塑性重启的研究提供了启示,为成年弱视治疗开辟新的途径。本研究中我们以大鼠为研究对象,以眼优势可塑性为切入点,采用视觉电生理的方法研究氟西汀对成年大鼠视皮层眼优势可塑性的逆转作用,从而从功能上探讨氟西汀对成年大鼠视皮层的“去成熟化”作用;采用组织化学、免疫荧光及免疫印迹的方法对视皮层相关结构及功能性因子进行检测,从而为氟西汀“去成熟化”视皮层提供结构和形态学证据,以初步探寻氟西汀“去成熟化”成年大鼠视皮层作用的可能机制;同时,我们建立成年大鼠弱视模型,初步探讨氟西汀联合遮盖治疗对成年大鼠弱视的治疗效果。实验方法:1、采用图形视觉诱发电位(PVEP)的方法研究氟西汀给药时间与成年大鼠视皮层眼优势(OD)可塑性逆转的关系,比较氟西汀与双眼形觉剥夺(BFD)逆转成年大鼠OD可塑性的效果。2、采用免疫荧光及免疫印迹法研究硫酸软骨素多糖(CSPGs)及Nogo受体的发育学变化以及氟西汀对成年大鼠视皮层CSPGs和Nogo受体的影响。3、利用免疫荧光、Western blot等方法检测氟西汀对成年大鼠视皮层神经元周围网(PNNs)及白细胞共同抗原相关性磷酸酶受体(LAR)表达的影响。4、采用免疫荧光及免疫印迹法研究钙结合小清蛋白(PV)阳性神经元的发育学及PNN/PV的共表达变化;以及氟西汀和BFD对成年大鼠视皮层PNN及PV的影响。5、建立大鼠成年(P70)弱视模型,研究氟西汀口服配合传统遮盖治疗对成年大鼠弱视的治疗效果。实验结果:1、20%氟西汀水溶液喂养成年大鼠4周可重新激活成年大鼠的OD可塑性,延长给药时间与4周相当;氟西汀对视觉可塑性重塑的主要作用机制是抑制形觉剥夺眼反应,与BFD既抑制形觉剥夺眼反应同时促进非形觉剥夺眼反应不同。2、CSPGs及Nogo受体在视皮层的表达呈视觉经验依赖性;氟西汀可使成年大鼠视皮层CSPGs及Nogo受体的表达回复到幼年状态,且其效果与BFD相当。3、LAR及PNNs在视皮层共表达并呈相同的变化规律;LAR在视皮层的表达呈视觉经验依赖性,随大鼠发育周龄增加,LAR呈逐渐增加;成年大鼠LAR高表达,氟西汀可显着降低LAR阳性细胞的数量,氟西汀对视皮层PNNs及LAR具有“去成熟化”作用。4、PV阳性神经元及PNNs呈视觉经验依赖性,作为GABA能中间神经元的最重要亚型,绝大部分PV阳性神经元被PNNs包绕,随大鼠视皮层的逐渐发育,被PNNs包绕的PV阳性细胞呈逐渐增多,至关键期结束达到成年水平;氟西汀喂养4周、BFD及二者联合均可显着降低视皮层PNN及PV阳性神经元的密度;氟西汀喂养4周、BFD及二者联合均可显着降低PNN+/PV+/总PV+的比值,但二者联合组降低幅度更明显,表现出二者存协同作用。5、20%氟西汀水溶液口服4周配合非弱视眼遮盖对成年大鼠弱视具有治疗作用。结论:本研究发现氟西汀口服不论在功能还是结构上,对成年大鼠视皮层均表现为显着的“去成熟化”作用。在功能上,氟西汀口服可以逆转成年大鼠视皮层眼优势可塑性;在结构上,典型表现为视皮层内的神经元周围网PNNs、CSPGs、Nogo受体、LAR在氟西汀的作用下出现显着的“幼年化”改变。而在氟西汀对成年大鼠视皮层“去成熟化”的过程中,伴发PV阳性的GABA能中间神经元特征性的改变,表现为被PNNs包绕的PV阳性细胞在氟西汀的作用下发生显着下调。最后,氟西汀口服配合经典的弱视遮盖法对成年大鼠的弱视具有显着的治疗效果。
王玄[5](2019)在《TrkB受体激动剂改善老年猕猴视皮层的功能特性》文中研究说明老龄化问题严重影响人们的生活质量。老化会造成视觉系统的各种功能发生严重的损伤。然而之前的大量研究表明,老年人的视觉功能障碍并不仅仅是因为视光学系统的退化,因此在老化过程中,还存在着各个视觉皮层的结构和功能的衰退。过往的研究表明,老化影响了多种老年动物神经元的各个视觉功能,例如空间频率与时间频率反应特性、方位方向选择性、对比敏感度、反应变异性、反应潜伏期等。以BDNF为主的神经营养因子调控了神经环路发育和功能的几乎所有的方面,包括细胞增殖和分化,轴突和树突的生长,突触发生,突触功能和可塑性,以及一些高级认知功能。老化过程中,皮层内的BDNF水平出现明显的下降。有研究表明,初级视皮层中BDNF/TrkB信号下降与视锐度和空间对比敏感度下降具有明显的相关性。因此,老化导致的BDNF/TrkB信号系统的损伤可能是造成视觉功能下降的潜在机制。7,8-二羟黄酮是一种小分子TrkB受体激动剂。相较于BDNF,7,8-二羟黄酮能通过血脑屏障并且具有更好的药代学效力。因此,作为BDNF替代物,7,8-二羟黄酮为许多神经退行性疾病提供了新的治疗途径。本研究旨在探索7,8-二羟黄酮对于老化视皮层功能特性的影响。我们将通过静脉给药以及局部给药的方法,向老年猕猴的V2区进行外源的7,8-二羟黄酮输注。我们检测了一系列给药前后神经元反应特性的变化。结果显示:(1)空间调谐频率特性:无论是静脉给药或是局部给药,给药后神经元的空间频率调谐带宽都发生显着减小,这可能是通过提高神经元对于非最优刺激的抑制作用来实现的,提高了空间频率分辨能力;最优空间频率未发生偏移,这可能是因为我们的实验是急性给药,所引发的是短期作用。(2)对比敏感度:无论是静脉给药或是局部给药,给药后神经元的对比度阈值都发生显着减小,对比敏感度提高,说明视皮层功能性损伤得到明显改善;对比度增益也有提升,意味着兴奋—抑制系统平衡的修复。(3)反应变异性和信噪比:无论是静脉给药或是局部给药,给药后神经元的反应变异性都发生显着减小,我们推测这同样意味着兴奋-抑制系统平衡的修复;与变异性相关的信噪比显着提高,说明神经元信息处理能力得到改善。(4)噪音相关性:无论是静脉给药或是局部给药,给药后神经元群体的噪音相关性都发生显着减小,这意味着神经元群体的编码效率得到提高,信息处理的准确性增加。以上这些结果表明,7,8-二羟黄酮能显着改善老化猕猴V2区神经元的视觉功能。其可能的机制是通过修复老化造成的BDNF/TrkB信号系统的损伤,影响皮层内部的兴奋-抑制系统的平衡,进而改善神经元的各项反应特性。我们的研究为视皮层衰老的可能机制提供了一些新的见解。同时,7,8-DHF的静脉给药方法研究为老年人脑功能的恢复以及神经退行性疾病的治疗提供了新的生理学证据。
马增光[6](2016)在《基于内源性脑光学成像的经角膜电刺激视网膜诱发视皮层的时空响应机制研究》文中研究说明视觉系统是人类获取外界信息最重要的感觉系统,视觉传导通路上任何一处部位发生病变都有可能致盲,失明对人类的生活影响巨大。神经科学家期望通过电刺激视觉通路来使盲人恢复视觉功能,因此,视觉通路电刺激在人工视觉领域获得了广泛的应用。随着视网膜假体的临床化,研究者们开始更多地关注术前患者的视觉功能评估以及术后的康复学习策略,经角膜的视网膜电刺激(Transcorneal Electrical Stimulation,TcES)能够以无损的方式激活视网膜,有望在人工视觉领域发挥更大作用。目前,TcES诱发的光幻视已经被用来评估残余的视觉功能和筛选合适的假体植入者,相比于主观的光幻视测量,客观和定量的研究TcES诱发的视觉皮层响应不仅能够促进TcES在评估和筛选等方面的应用,还能够帮助理解电刺激产生的脑机制。围绕这一问题,基于脑光学成像及微电极阵列技术,本研究开展了TcES诱发猫视觉皮层响应的研究。TcES在视觉皮层究竟诱发了什么样的响应,究竟什么样的电刺激参数最能激发视觉皮层的响应,这一系列的问题只有通过对皮层响应进行客观和定量的评估才能获得答案。本文主要使用了多波长的内源信号光学成像对TcES诱发皮层的血氧和血量信号进行同步成像,揭示皮层诱发响应的时空模式,系统地研究不同刺激参数对皮层响应的影响,并结合银球电极阵列记录皮层表面诱发电位,探索响应区域的神经响应机制。结果表明:当刺激频率在10–20Hz范围内时,诱发的皮层响应达到最强;随着刺激电荷的增强,正响应区域的信号强度和激活面积都在增加,但是有逐渐饱和的趋势,同时响应区域逐渐由皮层上代表周边视野的部位向代表中心视野的部位扩展,即TcES对周边视网膜的刺激作用要强于中心视网膜;电生理记录表明正响应区域伴随有强烈的神经元活动。本研究为TcES诱发的皮层响应研究奠定实验基础,促进我们对假体视觉机制的理解,同时电刺激参数的优化也将有助于TcES的应用。本研究报道了TcES能够在视觉皮层诱发拮抗性的响应,国际上对于负响应产生的机制还存有争议。要想全面的了解TcES诱发的皮层响应,不仅要关注正响应,还应该充分地关注负响应。针对负响应的产生机制,我们采用了激光散斑衬比成像和微电极阵列技术来探究潜藏的血流和神经电生理机制。研究发现:负响应区域的信号响应起始时间及峰值到来时间总是滞后于正响应区域的信号;随着刺激的增强,负响应区域的信号强度和激活面积表现出先增大后减小的变化规律;正响应区域的血流速度增加而负响应区域的血流速度减少;血量信号和血氧信号总是显示出高度的线性相关性;电生理记录显示负响应区域一部分神经元活动发生了抑制。因此,TcES引发的负响应可能是由局部区域内神经元兴奋和抑制性活动的平衡变化导致的。为了与电刺激诱发的负响应比较,本文还探索了周边光栅刺激诱发的皮层负响应,发现在负响应区域并不存在神经元活动的下降,因此,并不是所有的负响应都与神经元活动的抑制有关系,血液盗取现象是可能的原因。本文的研究成果丰富了对负响应机制的研究,对于神经科学工作者解释负的血液动力学信号具有非常重要的意义,从而使功能成像技术在临床上有更准确的应用。本文所开展的一系列研究,为TcES诱发的视皮层响应研究奠定坚实的实验基础,促进TcES在视觉功能评估和患者筛选方面的应用,揭示负响应产生的内在机制,使功能成像技术更好地服务于科研和临床。
刘慧[7](2012)在《PTPσ受体参与神经元周围网络调节视皮层可塑性终止的机制研究》文中研究说明弱视是指在视觉发育敏感期,由于缺乏清晰视觉图象刺激,从而造成矫正视力低于正常的疾病。弱视发病率高,视功能低下给患者的工作、学习和生活带来诸多困难。成人弱视发病率为2.9%,是20-70岁人群单眼视力损害的首要原因。弱视的发展和治疗与视皮层可塑性密切相关。在可塑性关键期内,采取适当的治疗方法能使弱视患者的视功能恢复;当可塑性关键期终止后(8-12岁以后),虽然异常的视觉环境不能引起弱视,但弱视导致的视功能损害无法恢复。因此对视皮层可塑性机理进行研究,将进一步认识弱视的发病机制,并为提高成年弱视治愈率和开发弱视治疗的药物奠定实验基础。当视皮层可塑性关键期终止时,视皮层细胞外间质(Extracellular matrix, ECM)中的硫酸软骨素蛋白多糖(chondroitin sulphate proteoglycans, CSPGs)等分子逐渐聚集并包绕神经元胞体和树突形成神经元周围网络(perineuronal net, PNNs),主要包绕于Parvalbumin (PV)阳性神经元周围。采用chABC酶降解成年大鼠视皮层中的CSPGs后可以成功恢复视皮层眼优势柱的移动,并降低了视皮层γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)能神经元的抑制作用。CSPGs有共同的核心蛋白,并由胶质细胞和神经元共同分泌,能够抑制轴突的生长和再生。本实验室前期研究也发现随着视觉发育,正常大鼠视皮层神经元GABA受体介导的抑制性突触传递增强。应用chABC酶(chondroitinase ABC)降解大鼠视皮层PNNs中的CSPGs,并结合脑片膜片钳全细胞记录率先发现:ChABC酶处理组大鼠视皮层Ⅳ层神经元PSCs各项指标无显着变化,说明ChABC酶通过降解CSPGs并不影响视皮层Ⅳ层突触传递特性,但特异性地影响了GABAA介导的抑制性突触传递。上述结果提示CSPGs对视皮层发育可塑性关键期终止的作用可能是GABA能神经环路成熟和发挥抑制效应的结构基础。虽然既往研究观察到CSPGs是视皮层可塑性终止的关键因素,但并没有进一步探讨CSPGs发挥抑制作用的分子机制。最新研究表明:酪氨酸磷酸酶蛋白受体σ (protein tyrosine phosphatase σ, PTPσ)为CSPGs发挥抑制轴突生长作用的特异性受体。PTPσ是白细胞抗原家族成员,由类免疫球蛋白(Ig)和纤维结合素Ⅲ (FNⅢ)重复片段等构成。该受体广泛分布于腺体和神经系统(高表达于海马,大脑皮质,嗅球,视网膜,室管膜下层),参与了神经的发育及再生:主要表现为抑制轴突生长和参与胶质瘢痕的形成。PTPσ具有保守、正电荷胞外结构域,研究表明CSPGs中带负电荷的多糖链—硫酸软骨素(CS)正是PTPσ的结合位点。与ChABC酶降解CSPGs后的效果类似,体外实验发现即使CSPGs存在,功能性地删除编码PTPσ的基因Ptprs后,神经轴突仍然能够继续生长。在体实验也证实:Ptprs基因敲除动物脊髓背根节神经元轴突能够穿过脊髓损伤后CSPGs密集的瘢痕区域并继续生长。之前的大量研究已经证实了PTPσ能够负向性地调节轴突的生长,但PTPσ受体的下游底物或胞内信号通路如何抑制轴突的生长和树突的形成,目前并不十分清楚。既往研究表明,肌动蛋白(actin)和视皮层可塑性的分子机制关系十分密切。神经元的细胞骨架包括微丝、微管及神经丝,这三种成分中只有含肌动蛋白网络的微丝在发育神经系统的生长锥和成熟神经系统的树突棘中发现。生长锥是个活跃运动的微观结构,其与神经突起的发生和生长、轴突的特殊途径选择,以及突触的形成有关,且神经突起的生长、延伸只发生在生长锥。研究发现作为突触局部细胞黏附分子(Synapticallylocalized cell adhesion molecules, SAMs)的成员,N-cadherin存在于突触前后末端,其胞内结构域和β-catenin结合,而后者则与α-catenin结合,从而使N-cadherin和actin形成连接。通过控制突触蛋白的聚集和树突棘的形态,N-cadherin和catenin蛋白参与了突触连接成熟的过程。Siu等研究发现,背根神经节神经元高度表达内源性的N-cadherin和PTPσ,且能够调控神经元生长锥的延伸。结合上述内容我们提出假设:PTPσ参与了视皮层可塑性的终止,其机制与介导CSPGs对PV阳性神经元的调控作用有关,而PTPσ及其下游通路分子N-cadherin和β-catenin的表达变化是成年大鼠视皮层可塑性再激活的重要分子机制。为此,本课题采用以下技术和方法,在大鼠视觉可塑性关键期及其终止前后,以及成年可塑性再激活状态下,探讨视皮层PTPσ与视觉发育可塑性关键期终止的关系及其可能存在的分子机制。方法1、应用荧光定量PCR观察PTPσ mRNA水平在发育前后的变化,以及免疫荧光组织化学研究PTPσ受体在视皮层中的表达和分布随发育的变化情况2、应用免疫组织化学技术分别双重标记PTPσ和PNNs、PTPσ和PV阳性神经元,同时采用免疫荧光组织化学三重标记PV、PNNs、PTPσ,研究视皮层可塑性关键期的终止前后,PTPσ分别与PNNs、PV神经元在视皮层的共表达情况与发育之间的关系。3、建立双眼形觉剥夺模型再激活成年大鼠视皮层可塑性后,采用免疫荧光组织化学观察PTPσ、PV、PNNs的表达情况。同时应用荧光定量PCR分别观察PTPσ、N-cadherin和β-catenin mRNA水平随发育以及在成年视皮层可塑性激活后的变化情况。结果1、PTPσ受体在视皮层可塑性关键期前后的表达和分布(1)在大鼠出生后1周,PTPσ表达位于高水平,但在出生后3周以后,各层均显着下降,维持在低水平,说明PTPσ的表达呈现一定的视觉经验依赖性。(2) PTPσ表达在可塑性关键期结束后,到成年期又升高恢复至可塑性开始时的水平,这为PTPσ参与视皮层可塑性关键期的“终止”提供了证据。(3) PTPσ在其阳性表达细胞内表达定位于胞膜、胞浆及轴突。视皮层Ⅱ-Ⅲ层、Ⅳ层、Ⅴ-Ⅵ层均可见PTPσ阳性细胞表达,但各组均以Ⅴ-Ⅵ层表达最多。而视皮层中PTPσ阳性细胞绝大部分为神经元。2、PTPσ受体调控Parvalbumin阳性神经元终止视皮层可塑性的研究(1)绝大部分PNN阳性细胞表达PTPσ,提示视皮层中CSPGs可能通过PTPσ受体调节神经元的发育及成熟,并发挥抑制轴突生长的效应,是可塑性终止的重要分子机制。(2)大部分PV阳性神经元表达PTPσ,提示在视皮层发育过程中PTPσ可能参与了PV神经元功能的调控,并一直持续到可塑性终止后至成年。同时,PV/PTPσ双标细胞在Ⅳ层最多,而在其他层较少,这与PNN/PTPσ双标细胞以及PNNs的分布特点相一致。(3)视皮层中PV和PTPσ都为阳性表达的神经元也同时被PNN包绕,这一现象为PTPσ受体与CSPGs结合后发挥抑制PV神经元轴突生长及形成突触联系的效应提供了形态学证据。而视皮层IV层PV/PNN/PTPσ三标阳性神经元在PV神经元中的比例至PW9时最高,说明在视皮层发育过程中PTPσ逐渐参与了CSPGs对PV神经元的调控,可能是视皮层可塑性关键期终止的重要机制。3、PTPσ受体及其下游通路分子参与成年大鼠视皮层可塑性再激活及其机制的研究(1)双眼形觉剥夺后的大鼠与同龄成年大鼠相比,视皮层PTPσ mRNA明显下降,PTPσ阳性细胞密度在视皮层各层均明显减少,说明双眼形觉剥夺14天后降低了视皮层内PTPσ的表达水平。(2)双眼形觉剥夺14天的大鼠与同龄成年大鼠相比,视皮层各层中PV神经元的数量并无明显变化。(3)双眼形觉剥夺14天大鼠与同龄成年大鼠相比,视皮层与可塑性关系密切的Ⅱ-Ⅲ层、Ⅳ层CSPGs水平明显下降,说明成年大鼠视皮层可塑性再激活与CSPGs有关。(4)视皮层N-cadherin mRNA的表达在PW1时最高随后下降,在PW7(可塑性终止前)再次出现高峰,并在成年后降至低水平,说明视皮层内N-cadherin mRNA的表达受到年龄及视觉经验等因素的影响,与可塑性终止有关。但双眼形觉剥夺14天对视皮层N-cadherin mRNA表达与同龄成年大鼠相比无明显变化。(5)视皮层β-catenin mRNA的表达在PW1时最高随后下降,在PW7(可塑性终止前)再次出现高峰,并在成年后降至低水平,说明视皮层内β-catenin mRNA的表达受到年龄及视觉经验等因素的影响,与可塑性终止有关。然而,与同龄成年大鼠相比,双眼形觉剥夺14天能够使视皮层β-catenin mRNA表达升高。结论1.本实验首次揭示了出生后视皮层PTPσ受体的表达在可塑性关键期前后的发育变化,发现: PTPσ在出生后早期表达位于高水平,但在进入可塑性关键期后显着下降,维持在低水平,但当可塑性结束后,到成年期又升高恢复至可塑性开始时的水平。首次揭示PTPσ受体参与了视皮层可塑性关键期的“终止”。2.在视皮层发育过程中大部分PV阳性神经元表达PTPσ,并一直持续到可塑性终止后至成年,提示在视皮层发育过程中PTPσ可能参与了PV神经元功能的调控。率先在组织水平上发现:视皮层中PV和PTPσ都为阳性表达的神经元也同时被PNN包绕,而视皮层IV层PV/PNN/PTPσ三标阳性神经元在PV神经元中的比例由关键期开始的最低值上升至成年期时的最高值,提示在视皮层发育过程中PTPσ逐渐参与了CSPGs对PV神经元的调控,是视皮层可塑性关键期终止的重要机制。3.本实验率先发现双眼形觉剥夺14天使成年大鼠视皮层PTPσ、CSPGs表达明显下降,提示双眼形觉剥夺导致细胞外基质中的CSPGs及其受体PTPσ的减少,削弱了CSPGs的抑制效应,可能是成年大鼠视皮层可塑性“再激活”的机制之一。4.视皮层β-catenin mRNA的表达在出生后早期最高随后下降,在可塑性终止前再次出现高峰,于成年后降至低水平,提示视皮层内β-catenin mRNA的表达受到年龄及视觉经验等因素的影响,与可塑性终止相关。率先发现双眼形觉剥夺能够使成年大鼠视皮层β-catenin mRNA表达升高,有利于促进了神经元突起生长,是成年大鼠可塑性“再激活”的机制之一。
王文宏[8](2011)在《LBA在剥夺性弱视大鼠视觉发育可塑性关键期的作用》文中指出目的建立单眼视觉剥夺性弱视大鼠动物模型,研究枸杞子提取物(LBA)对视觉剥夺性弱视大鼠视网膜神经节细胞(RGCs)是否具有保护作用。方法新生Wistar大鼠30只,随机分成生理盐水组(10只)、左旋多巴组(10只)及LBA组(10只)。出生1周后,应用褥式缝合法缝合所有幼鼠左侧眼睑,建立单眼视觉剥夺性弱视动物模型,三组每日分别经口给予等量的NS (0.9% NaCl)、L-dopa(20mg/kg)及LBA(10mg/kg),喂养满6周。取材前5天将30g/L荧光金注射到所有大鼠双侧的上丘和外侧膝状体,通过荧光金逆行标记观察视网膜铺片中RGCs形态和数量的变化。结果①视网膜铺片中标记的RGCs为黄白色,胞体形态多样,可见荧光充盈的细胞突起。②NS组、L-dopa组及LBA组中左眼的RGCs密度明显低于右眼,差异均有显着性(P<0.01)。③与NS组相比,L-dopa组及LBA组左眼RGCs密度均明显升高(P<0.01),而L-dopa组及LBA组之间差异无显着性(P>0.05)。④L-dopa组及LBA组RGCs的存活率分别为85.17%±4.42%和84.31%±5.97%,均明显高于NS组71.35%±6.34%(P<0.01),而L-dopa组及LBA组之间差异无显着性(P>0.05)。结论①在剥夺性弱视大鼠视觉发育可塑性的关键期,LBA可有效地保护RGCs,提高RGCs存活率。②LBA对RGCs的视觉保护作用与治疗弱视的常规用药左旋多巴效果接近。目的建立单眼剥夺性弱视大鼠动物模型,研究视觉发育敏感期不同阶段枸杞子提取物(LBA)对视皮层17区Bcl-2和NGF表达的影响。方法新生Wistar大鼠60只,随机分成正常组(12只)、生理盐水组(24只)、LBA组(24只)。出生7天后,应用褥式缝合法缝合NS组和LBA组幼鼠左侧眼睑,建立单眼视觉剥夺性弱视大鼠模型。NS组及LBA组每日分别经口给予等量的0.9%NaCl及10mg/kg LBA,正常组自由进食,于生后14天、21天、28天、35天、42天、70天分别取材制片,采用Nissl染色测量视皮层17区神经元的数目和截面积,采用SABC免疫组化法检测视皮层17区相应区域Bcl-2和NGF的表达。结果①Nissl染色显示剥夺性弱视大鼠右侧视皮层分层欠清晰,神经元排列相对疏松,细胞形态及突起不规则,Nissl小体表达有所减少,可见胞核缩小、着色加深。②LBA组大鼠生后28天至70天,右侧视皮层神经元的数量和截面积明显同龄NS组大鼠的对应区域,差异有显着性(P<0.05)。③LBA组大鼠生后21天至70天右侧视皮层Bcl-2阳性细胞的数量和OD值高于同龄NS组并低于正常组大鼠的对应区域,差异有显着性(P<0.05)。④LBA组大鼠生后42天及70天,右侧视皮层17区NGF阳性细胞的数目和OD值高于同龄NS组大鼠的对应区域,差异有显着性(P<0.05)。结论①大鼠视觉发育敏感期,剥夺性弱视可导致视皮层神经元细胞数目和截面积低于正常组。②LBA对剥夺性弱视大鼠在视觉发育可塑性的关键期内具有一定保护作用,可作为弱视治疗的临床备选药物。③LBA对剥夺性弱视大鼠视觉发育的保护机制可能与上调Bcl-2及NGF的表达有关,以促进神经细胞的营养和生长。
阴正勤,余涛[9](2010)在《提高对双眼形觉剥夺性弱视发病机制和治疗进展的认识》文中指出弱视的发生、发展与视觉发育可塑性关键期密切相关,而形觉剥夺所致视皮层功能异常引起的弱视最严重,错过一定治疗时机将很难治愈。近年来关于双眼形觉剥夺对视皮层可塑性机制影响的研究为成年弱视治疗提供了理论基础。
郝瑞[10](2010)在《正常发育大鼠视皮层神经元特点及突触输入模式对其影响的研究》文中认为研究目的研究正常发育大鼠生后视皮层Ⅳ层神经元细胞电学生理特点及不同来源突触的输入及其输入模式的变化对神经元细胞反应的影响。1.正常发育大鼠视皮层神经元脉冲潜时及膜电导成分动力学变化分析研究;2.不同来源突触输入及其输入方式对正常发育大鼠视皮层神经元反应特性的影响;3.年龄因素对大鼠视皮层神经元反应特性的影响。研究方法1.采用电流钳全细胞记录模式,在电流钳下绘制I-V曲线进行视皮层神经元突触电导成分变化的分析;在电压钳全细胞记录模式下,利用不同的钳制电压用电学分离方式记录兴奋性及抑制性电流的发生,测量两种电流成分的潜时差异。2.改变刺激模式,观察大鼠视皮层神经元细胞膜脉冲电导的变化。3.改变白质两个刺激电极间的距离及两个刺激模式及时序,记录大鼠视皮层Ⅳ层的细胞反应变化情况;在电压钳模式下进行全细胞记录,利用计算变异系数的方法对被激发的突触事件进行间接描述。研究结果1. EPSC的反转电位在-50.39±13.74mV,而IPSC的反转电位在0.47±10.33mV。利用两种电活动的反转电位的差异,将神经元细胞钳制在不同的电位水平,从而分离出EPSC与IPSC。两者分离后,利用潜时测量方法,可以分别测出EPSC与IPSC潜时,EPSC为5.10±0.52ms,IPSC的潜时为11.45±1.84ms。2.利用突触定量分析公式,得出正常发育的神经元细胞膜电导存在两种成分,即兴奋性成分和抑制性成分。3.分别利用单纯刺激和联合刺激的模式,在不同的电流水平下记录细胞膜电位的改变,从而计算出生理状态下大鼠视皮层神经元电导成分的改变。可以得出:单纯纯刺激后,兴奋性电导与抑制性电成分均较刺激前发生改变,利用配对t检验,发现这种差异具有统计学意义(P<0.01)。而联合刺激后,两种成分的改变亦具有统计学意义(P<0.01),而对于两种不同的刺激模式,联合刺激后抑制性成分的变化具有统计学意义(P<0.01),而兴奋性成分的变化差异无统计学意义(P>0.01)。4.观察不同距离白质刺激后视皮层Ⅳ层神经元细胞反应的特点,可以发现在100-120μm差异具有统计学意义(P<0.01)。提示100-120μm可能是大鼠视皮层微功能柱的范围。5.利用配对t检验,对刺激前后大鼠视皮层神经元反应的幅度大小进行统计学检验,差异具有统计学意义(P<0.01),提示不同的刺激模式对大鼠视皮层神经元细胞的影响不同。6.根据CV=σ/M=[(1-p)/np]1/2将刺激前后不同组别CV进行标准化,同时将刺激前后反应幅度的变化标准化后得出对于单纯刺激而言,突触效能的改变多依赖于突触前机制,而对于联合刺激而言,突触效能的改变以突触后机制为主7.不同年龄大鼠白质刺激引起相应视皮层Ⅳ层的细胞反应变化情况:P20大鼠视皮层对于刺激输入,不论单纯刺激或联合刺激,均有可能引发LTP,而P14大鼠视皮层,两种刺激模式诱发的均为LTD改变。8.改变白质两个刺激模式时序,两个刺激时间差不同,可以得出:对于不同发育时期大鼠,刺激的时序的改变均导致在一特定的时间窗内产生非线性加和结果,即在某一特定时间窗内,联合刺激的模式所产生的神经元细胞反应大小不仅仅是每个刺激单纯刺激时引起的反应的加和。而当超出这个时间窗时,此加和现象不明显。结论1.大鼠视皮层Ⅳ层神经元细EPSC的反转电位在-50.39±13.74mV,而IPSC的反转电位在0.47±10.33mV。利用两种电活动的反转电位的差异,将神经元细胞钳制在不同的电位水平,分离出EPSC与IPSC。可以分别测出EPSC与IPSC潜时,EPSC为5.10±0.52ms,IPSC的潜时为11.45±1.84ms,两种电流成分的潜时不同。2.正常发育的神经元细胞膜电导存在两种成分,即兴奋性成分和抑制性成分,且两种成分发生动态性变化以维持神经元细胞的正常反应。3.刺激模式的变化对大鼠视皮层神经元细胞膜脉冲的兴奋性电导和抑制性电导均产生影响,且抑制性电导的变化差异具有统计学意义。4.根据对应于视皮层不同距离白质刺激引起视皮层Ⅳ层的细胞反应变化情况可以得出在正常发育大鼠初级视皮层微小功能柱或类功能柱的存在。5.对应于视皮层不同距离的两个不同刺激模式的白质刺激引起视皮层Ⅳ层突触效能的变化提示不同的刺激模式对大鼠视皮层神经元细胞的影响不同。且其发生机制可能存在差异:对于单纯刺激而言,突触效能的改变多依赖于突触前机制,而对于联合刺激而言,突触效能的改变以突触后机制为主。6.不同年龄大鼠白质刺激引起相应视皮层Ⅳ层的细胞反应变化不同,P20大鼠视皮层对于刺激输入,不论单纯刺激或联合刺激,均有可能引发LTP,而P14大鼠视皮层,两种刺激模式诱发的均为LTD改变。7.对于不同发育时期大鼠,刺激的时序的改变均导致在一特定的时间窗内产生非线性加和结果,即在某一特定时间窗内,联合刺激的模式所产生的神经元细胞反应大小不仅仅是每个刺激单纯刺激时引起的反应的加和。而当超出这个时间窗时,这样的加和现象不明显。对于P14大鼠,其时间窗约为±0.5ms,而对于P20大鼠,时间窗范围则缩短为±0.1ms.
二、大鼠发育过程中视皮层神经元电生理与形态学特性的相关性——细胞内染色研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大鼠发育过程中视皮层神经元电生理与形态学特性的相关性——细胞内染色研究(论文提纲范文)
(1)老化与屈光参差弱视对视觉皮层神经网络信息编码的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 老化与弱视对视觉系统的影响(综述Ⅰ) |
1.1 引言 |
1.2 老化对视觉系统的影响 |
1.2.1 老化视皮层中神经元的结构改变 |
1.2.2 老化视皮层中神经元的反应特性改变 |
1.2.3 衰老降低个体的视觉感知 |
1.2.4 老化大脑中的兴奋-抑制失衡导致感知觉功能下降 |
1.3 屈光参差性弱视对视觉系统的影响 |
第二章 感觉系统中的神经网络信息编码及噪音调节机制(综述Ⅱ) |
2.1 引言 |
2.2 神经元放电活动中的噪音 |
2.2.1 神经元的放电模式 |
2.2.2 神经编码过程中的噪音 |
2.3 神经活动中的噪音与知觉决策 |
2.4 神经网络如何限制噪音对信息传递过程的影响 |
第三章 老化降低次级视皮层神经网络的信息传递鲁棒性(研究Ⅰ) |
3.2 引言 |
3.3 材料与方法 |
3.4 实验结果 |
3.4.1 老化V2局部神经网络中不可逆转的噪音调节能力衰退 |
3.4.2 老化降低皮层神经元信号相似性及其对冗余信息的贡献 |
3.4.3 老化降低V2区神经元间的连接强度和突触传递效率 |
3.5 讨论 |
第四章 不同亚型抑制性神经元衰退对视皮层神经网络噪音水平的调节影响(研究Ⅱ) |
4.2 引言 |
4.3 材料与方法 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 抑制GABA系统增加皮层局部神经网络噪音水平 |
4.4.2 抑制PV+神经元降低皮层局部神经网络噪音调节能力 |
4.4.3 SST+神经元参与皮层神经网络噪音调节 |
4.4.4 VIP+神经元通过去抑制作用参与对皮层网络噪音水平的调节 |
4.4.5 模拟神经网络 |
4.5 讨论 |
第五章 弱视视觉皮层的运动双稳态知觉编码(研究Ⅲ) |
5.2 引言 |
5.3 材料与方法 |
5.4 实验结果 |
5.4.1 弱视患者在高对比度下的运动双稳态知觉 |
5.4.2 弱视的运动双稳态知觉对噪音变化不敏感 |
5.4.3 弱视视觉皮层在运动双稳态运动编码中的噪音编码异常 |
5.5 讨论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
个人简历 |
在读期间已(待)发表文章 |
(2)衰老相关的大鼠初级视皮层神经元的功能衰退及轴突始段可塑性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 衰老相关的视皮层神经元的功能衰退及轴突始段可塑性研究进展 |
一、衰老相关的视皮质神经元的功能衰退及其机制研究 |
1. 衰老引起的视觉功能衰退 |
2. 衰老相关的视觉功能衰退的原因探索 |
2.1. 导致老年性视觉功能衰退的中枢部位探索 |
2.2. 衰老引起的视皮层神经元功能衰退的机制研究 |
3. 衰老相关的GABA能递质系统分子标志物表达的研究 |
3.1. GABA递质系统简介 |
3.2. GABA与视觉皮质功能的关系 |
3.3. 不同状态下视觉皮层内GABA能递质系统的变化 |
二、神经元轴突始段(axon initial segment,AIS)的可塑性研究 |
1. AIS—神经元轴突上的一个特殊区域 |
2. AIS结构的可塑性研究 |
第二章 衰老相关的大鼠初级视皮层神经元的功能衰退 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1. 动物准备 |
2.2. 在体单细胞电生理记录及数据分析 |
3. 结果 |
4. 讨论 |
第三章 青年与老年大鼠初级视皮层中GABA能神经递质系统分子标志物表达的比较研究 |
1. 引言 |
2. 材料与方法 |
2.1. 取材 |
2.2. 冰冻切片 |
2.3. 免疫荧光组织化学染色 |
2.4. 蛋白免疫印迹 |
3. 结果 |
3.1. GABA阳性神经元的比例 |
3.2. GAD65和GAD67的表达 |
3.3. GABAARα1 的表达 |
4. 讨论 |
4.1. 大鼠V1皮质区GABA能标志物的年龄相关性变化 |
4.2. 年龄相关的神经元功能下降的机制 |
第四章 青年与老年大鼠初级视皮层神经元轴突始段的形态学比较研究 |
1. 前言 |
2. 材料与方法 |
2.1. 取材和冰冻切片 |
2.2. 免疫荧光组织化学染色 |
2.3. 蛋白免疫印迹 |
3. 结果 |
3.1. AIS长度的年龄相关性改变 |
3.2. 衰老对AIS上Nav1.6 的表达与分布的影响 |
4. 讨论 |
全文总结和展望 |
参考文献 |
缩写表 |
致谢 |
附: 攻读学位期间取得的研究成果 |
(3)基于光学成像的经角膜电刺激视网膜诱发视觉通路响应特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 视觉系统简介 |
1.1.1 视觉传导通路 |
1.1.2 眼和视网膜 |
1.1.3 视神经和外侧膝状体 |
1.1.4 视觉皮层 |
1.2 视网膜电刺激及其应用 |
1.2.1 视觉损伤 |
1.2.2 假体视网膜电刺激 |
1.2.3 非侵入式视网膜电刺激 |
1.3 视网膜电刺激诱发视觉通路响应特性及神经机制的研究 |
1.3.1 电刺激视网膜诱发视觉皮层响应及其与视觉诱发响应的差异 |
1.3.2 电刺激视网膜响应特性的研究 |
1.4 论文主要内容和创新 |
1.5 本章小结 |
第二章 视觉刺激与经角膜电刺激诱发皮层响应的比较 |
2.1 引言 |
2.2 材料方法与实验设计 |
2.2.1 实验动物(猫)视觉系统简介 |
2.2.2 动物实验手术过程 |
2.2.3 内源信号光学成像(OIS)记录 |
2.2.4 视觉刺激和经角膜电刺激 |
2.2.5 数据处理 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 初级视觉皮层17/18区边界的划分 |
2.3.2 视觉刺激与经角膜电刺激诱发响应的时空模式 |
2.3.3 视觉刺激与TES诱发皮层响应的幅值特性 |
2.3.4 视觉刺激与TES诱发响应的空间变化模式 |
2.3.5 皮层响应在17/18区边界附近的变化规律 |
2.4 实验结果讨论 |
2.5 本章小结 |
第三章 经角膜电刺激诱发视网膜不同层细胞的响应研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料方法与实验设计 |
3.2.1 实验动物视觉系统简介 |
3.2.2 动物实验过程 |
3.2.3 光学相干层析成像(OCT)记录 |
3.2.4 经角膜电刺激及视觉刺激 |
3.2.5 视网膜神经活动的阻断 |
3.2.6 实验方案 |
3.2.7 数据分析 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 TES诱发视网膜内源性散射相对变化的特性 |
3.3.2 TES诱发IOSs来源的研究 |
3.3.3 闪烁光与TES诱发IOSs的比较 |
3.4 实验结果讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 总结与展望 |
4.1 研究总结 |
4.1.1 视觉刺激与经角膜电刺激诱发皮层响应的比较 |
4.1.2 经角膜电刺激诱发视网膜不同层细胞的生理响应研究 |
4.2 研究创新点 |
4.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 缩写对照 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
(4)氟西汀对成年视皮层的“去成熟化”及对成年大鼠弱视的治疗作用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
前言 |
参考文献 |
第一部分 氟西汀对成年大鼠视皮层眼优势可塑性的逆转作用研究 |
引言 |
一、材料和方法 |
二、结果 |
三、讨论 |
四、结论 |
参考文献 |
第二部分 氟西汀对成年大鼠视觉可塑性及PNNs和Nogo受体的影响 |
引言 |
一、材料和方法 |
二、结果 |
三、讨论 |
四、结论 |
参考文献 |
第三部分 LAR受体的发育学变化以及氟西汀对成年大鼠LAR的影响研究 |
引言 |
一、材料和方法 |
二、结果 |
三、讨论 |
四、结论 |
参考文献 |
第四部分 氟西汀对视皮层PV阳性GABA能中间神经元的影响研究 |
引言 |
一、材料和方法 |
二、结果 |
三、讨论 |
四、结论 |
参考文献 |
第五部分 氟西汀联合对侧眼遮盖对成年大鼠弱视的治疗作用研究 |
引言 |
一、材料和方法 |
二、结果 |
三、讨论 |
四、结论 |
参考文献 |
全文总结 |
综述 视觉可塑性的神经机制研究进展 |
参考文献 |
缩略词表 |
主要仪器设备 |
攻读学位期间公开发表论文 |
致谢 |
(5)TrkB受体激动剂改善老年猕猴视皮层的功能特性(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 神经营养因子研究进展(综述一) |
1.1 引言 |
1.2 神经营养因子调控神经环路的发育和功能 |
1.2.1 神经营养因子的合成、加工和分泌 |
1.2.1.1 转录调控 |
1.2.1.2 转录后调控 |
1.2.1.3 翻译后加工 |
1.2.1.4 活性诱导的分泌 |
1.2.2 神经环路发育的调控 |
1.2.2.1 神经干细胞的存活和分化 |
1.2.2.2 分化神经元的存活 |
1.2.2.3 轴突-树突分化、生长和引导 |
1.2.2.4 突触形成和成熟 |
1.2.2.5 发育中环路的精细化 |
1.2.3 成熟神经环路的调控 |
1.2.3.1 突触功效的调控 |
1.2.3.2 LTP和LTD调控 |
1.2.3.3 BDNF类似于LTP的中介者 |
1.2.3.4 突触前和突触后所需的BDNF活性 |
1.2.3.5 突触BDNF的来源 |
1.2.3.6 突触结构的调节 |
1.2.3.7 远程逆行突触增强 |
1.2.4 小结 |
1.3 神经营养因子在相关神经疾病中的作用 |
1.3.1 神经退行性疾病 |
1.3.2 阿尔茨海默病(AD) |
1.3.3 帕金森氏病(PD) |
1.3.4 神经营养因子对AD和PD的治疗策略 |
1.3.5 亨廷顿氏病(HD) |
1.3.6 情感障碍 |
1.3.7 肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS) |
1.3.8 小结 |
1.4 正常老化过程中的神经营养因子系统 |
1.4.1 BDNF与老化皮层的可塑性 |
1.4.2 老化引起突触连接的损伤 |
1.4.3 老年动物BDNF水平的变化 |
1.4.4 老年人体内BDNF水平的变化 |
1.4.5 小结 |
第二章 小分子TrkB受体激动剂—7,8-二羟黄酮(综述二) |
2.1 引言 |
2.2 黄酮类化合物 |
2.3 7,8-二羟黄酮的生化和生物学特性 |
2.3.1 7,8-二羟黄酮及其衍生物的构效关系研究 |
2.3.2 7,8-二羟黄酮的细胞毒性 |
2.3.3 7,8-二羟黄酮的药物代谢动力学 |
2.4 7,8-二羟黄酮在相关疾病中的应用 |
2.4.1 7,8-二羟黄酮显示出对阿尔茨海默病有力的治疗效果 |
2.4.2 7,8-二羟黄酮通过激活肌肉TrkB抑制肥胖症 |
2.5 小结 |
第三章 TrkB受体激动剂改善老化视皮层的视觉功能(实验研究) |
3.1 前言 |
3.2 实验材料与方法 |
3.2.1 实验动物 |
3.2.2 实验准备和电生理记录 |
3.2.3 视觉刺激 |
3.2.4 实验方案 |
3.2.4.1 静脉急性给药实验 |
3.2.4.2 V2区局部给药实验 |
3.2.5 数据采集 |
3.2.6 数据分析 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 空间频率调谐 |
3.3.2 对比敏感度 |
3.3.3 反应变异性和信噪比 |
3.3.4 噪音相关性 |
3.3.5 溶剂对照组 |
3.4 讨论 |
第四章 总结和展望 |
4.1 总结 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(6)基于内源性脑光学成像的经角膜电刺激视网膜诱发视皮层的时空响应机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 视觉系统 |
1.1.1 视觉的产生 |
1.1.2 眼球和视网膜 |
1.1.3 视神经和外膝体 |
1.1.4 视觉皮层 |
1.2 视觉通路电刺激的应用 |
1.2.1 人工视觉 |
1.2.2 视皮层电刺激的应用 |
1.2.3 外膝体电刺激的应用 |
1.2.4 视神经电刺激的应用 |
1.2.5 视网膜电刺激的应用 |
1.2.6 经角膜电刺激视网膜的应用 |
1.3 大脑皮层诱发响应中的时空特性机制研究 |
1.3.1 视网膜电刺激诱发皮层响应研究 |
1.3.2 大脑皮层负响应研究现状 |
1.4 论文主要内容及创新 |
1.5 本章小结 |
第二章 光学成像及电生理技术在皮层响应研究中的应用 |
2.1 内源信号光学成像(OIS)技术 |
2.1.1 内源信号产生的机制 |
2.1.2 硬件系统 |
2.1.3 软件系统及其数据处理 |
2.2 激光散斑衬比成像(LSCI)技术 |
2.2.1 基本原理及其应用 |
2.2.2 硬件系统 |
2.2.3 软件系统及其数据处理 |
2.3 电生理技术 |
2.3.1 电刺激技术 |
2.3.2 大脑皮层电生理信号 |
2.3.3 电生理硬件系统 |
2.3.4 电生理软件系统 |
2.4 视觉刺激系统 |
2.5 猫视觉系统简介 |
2.6 动物手术和实验流程 |
2.7 本章小结 |
第三章 不同参数的经角膜电刺激视网膜诱发皮层响应研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料方法与实验设计 |
3.2.1 动物手术过程 |
3.2.2 视觉刺激和经角膜的视网膜电刺激 |
3.2.3 内源信号光学成像记录 |
3.2.4 电生理记录 |
3.2.5 数据处理 |
3.3 实验结果分析 |
3.3.1 视觉皮层区域 17/18 边界的确定 |
3.3.2 经角膜电刺激视网膜诱发皮层响应的时空模式 |
3.3.3 不同刺激频率的影响 |
3.3.4 不同刺激脉宽的影响 |
3.3.5 不同刺激电流强度的影响 |
3.3.6 不同刺激电荷的影响 |
3.3.7 光信号和电生理信号的比较 |
3.4 实验结果讨论 |
3.4.1 经角膜电刺激视网膜诱发皮层响应的区域 |
3.4.2 不同电刺激参数的影响 |
3.4.3 经角膜电刺激视网膜的应用 |
3.5 本章小结 |
第四章 经角膜电刺激视网膜诱发皮层负响应机制研究 |
4.1 引言 |
4.2 材料方法与实验设计 |
4.2.1 动物手术过程 |
4.2.2 经角膜的视网膜电刺激 |
4.2.3 内源信号光学成像和激光散斑衬比成像记录 |
4.2.4 电生理记录 |
4.2.5 数据处理 |
4.3 实验结果分析 |
4.3.1 经角膜电刺激视网膜诱发皮层拮抗性响应的空间模式 |
4.3.2 皮层拮抗性响应的时序分析 |
4.3.3 不同电刺激脉宽对负响应的影响 |
4.3.4 皮层血流成像 |
4.3.5 皮层二维平面LFP和MUA的记录 |
4.3.6 皮层不同深度LFP和MUA的记录 |
4.4 实验结果讨论 |
4.4.1 OIS和BOLD f MRI中负响应的研究比较 |
4.4.2 快速下降的血量可能导致负血氧信号初始的增加 |
4.4.3 负信号与神经元兴奋和抑制的平衡变化有关系 |
4.4.4 纯粹的血液动力学机制的可能性 |
4.5 本章小结 |
第五章 周边视觉刺激诱发皮层负响应机制研究 |
5.1 引言 |
5.2 材料方法与实验设计 |
5.2.1 动物手术过程 |
5.2.2 周边视觉刺激 |
5.2.3 内源信号光学成像记录 |
5.2.4 电生理记录 |
5.2.5 数据处理 |
5.3 实验结果分析 |
5.3.1 周边光栅刺激诱发皮层响应的空间模式 |
5.3.2 周边光栅刺激诱发皮层响应的时序分析 |
5.3.3 皮层二维平面LFP和MUA的记录 |
5.3.4 皮层不同深度LFP和MUA的记录 |
5.4 实验结果讨论 |
5.4.1 周边光栅刺激引发的皮层负响应 |
5.4.2 神经元活动导致负响应的相关研究 |
5.4.3 纯粹的血液动力学响应机制 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究总结 |
6.1.1 不同参数的经角膜电刺激视网膜诱发皮层响应研究 |
6.1.2 经角膜电刺激视网膜诱发皮层负响应的机制研究 |
6.1.3 周边光栅刺激诱发皮层负响应的机制研究 |
6.2 研究创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
符号与标记 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
(7)PTPσ受体参与神经元周围网络调节视皮层可塑性终止的机制研究(论文提纲范文)
缩略语表 |
Abstract |
摘要 |
第一章 前言 |
第二章 PTPσ受体在视皮层可塑性关键期前后的表达和分布 |
2.1 材料和方法 |
2.2 结果 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 PTPσ受体调控 Parvalbumin 阳性神经元终止视皮层可塑性的研究 |
3.1 材料和方法 |
3.2 结果 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 PTPσ受体参与成年大鼠视皮层可塑性再激活及其机制的研究 |
4.1 材料和方法 |
4.2 结果 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
全文结论 |
参考文献 |
文献综述 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(8)LBA在剥夺性弱视大鼠视觉发育可塑性关键期的作用(论文提纲范文)
第一部分中文摘要 |
第一部分ABSTRACT |
第二部分中文摘要 |
第二部分ABSTRACT |
第一部分 引言 |
第一部分 第一章 材料和方法 |
1.1 主要实验仪器 |
1.2 主要实验试剂及配置 |
1.3 主要实验方法 |
1.4 结果观察 |
1.5 统计学处理 |
第一部分 第二章 结果 |
第一部分 第三章 讨论 |
3.1 剥夺性弱视动物模型 |
3.2 视网膜神经节细胞的逆行标记 |
3.3 LBA对RGCs的保护作用 |
第一部分 结论 |
第二部分 引言 |
第二部分 第一章 材料和方法 |
1.1 主要实验仪器 |
1.2 主要实验试剂 |
1.3 主要试剂配制 |
1.4 主要实验方法 |
1.5 结果观察 |
1.6 统计学处理 |
第二部分 第二章 结果 |
2.1 视皮层17区Nissl染色 |
2.2 视皮层17区Bcl-2免疫组化染色 |
2.3 视皮层17区NGF免疫组化染色 |
第二部分 第三章讨论 |
3.1 视觉发育可塑性关键期与弱视 |
3.2 剥夺性弱视大鼠模型视皮质17区的实验结果及意义 |
3.3 枸杞子提取液对视觉发育可塑性关键期的保护作用 |
第二部分 结论 |
参考文献 |
综述 |
综述的参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
附图 |
致谢 |
(10)正常发育大鼠视皮层神经元特点及突触输入模式对其影响的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
目录 |
缩略语/符号说明 |
前言 |
研究现状、成果 |
研究目的、方法 |
一、正常发育大鼠视皮层神经元脉冲潜时及膜电导成分动力学变化分析研究 |
1.1 对象和方法 |
1.1.1 实验动物和实验仪器药品 |
1.1.1.1 动物选择与分组 |
1.1.1.2 主要试剂 |
1.1.1.3 主要仪器 |
1.1.1.4 实验方法 |
1.2 结果 |
1.2.1 大鼠视皮层Ⅳ层神经元细胞不同反应的反转电位及其潜时变化 |
1.2.2 正常发育大鼠视皮层神经元细胞膜脉冲电导动态变化 |
1.2.3 刺激模式的变化对大鼠视皮层神经元细胞膜脉冲电导的影响 |
1.3 讨论 |
1.3.1 正常发育大鼠视皮层单个神经元活动特性 |
1.3.2 经验依赖性视皮层发育特点 |
1.4 小结 |
二、不同来源突触输入及其输入方式对大鼠视皮层神经元反应特性的影响 |
2.1 对象和方法 |
2.1.1 实验动物和实验仪器药品 |
2.1.2 实验方法 |
2.1.3 数据分析 |
2.2 结果 |
2.2.1 对应于视皮层不同距离白质刺激引起视皮层Ⅳ层的细胞反应变化情况 |
2.2.2 对应于视皮层不同距离的两个不同刺激模式的白质刺激引起视皮层Ⅳ层突触效能的变化 |
2.2.3 对应于视皮层不同距离的两个不同刺激模式的白质刺激引起视层Ⅳ层的神经元细胞反应变化突触前-或/和突触后-机制分析 |
2.3 讨论 |
2.3.1 视皮层神经元的长程相互作用 |
2.3.2 视皮层对于信息输入的整合机制 |
2.3.3 感受野内外刺激模式的改变对于视觉信息输入影响的机制 |
2.4 小结 |
三、年龄因素对大鼠视皮层神经元反应特性的影响 |
3.1 对象和方法 |
3.1.1 实验动物和实验仪器 |
3.1.2 实验方法 |
3.1.3 数据分析 |
3.2 结果 |
3.2.1 不同年龄大鼠白质刺激引起相应视皮层Ⅳ层的细胞反应变化情况 |
3.2.2 不同发育时期大鼠对应于视皮层两个白质刺激时序的变化引起视皮层Ⅳ层突触效能的变化 |
3.3 讨论 |
3.3.1 突触可塑性的提出及研究进展 |
3.3.2 发育期突触可塑性的变化与神经递质的改变 |
3.3.3 发育期大鼠视皮层突触可塑性变化的细胞分子机制 |
3.4 小结 |
全文结论 |
论文创新点 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
综述 |
综述参考文献 |
致谢 |
四、大鼠发育过程中视皮层神经元电生理与形态学特性的相关性——细胞内染色研究(论文参考文献)
- [1]老化与屈光参差弱视对视觉皮层神经网络信息编码的影响[D]. 刘嘉琛. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]衰老相关的大鼠初级视皮层神经元的功能衰退及轴突始段可塑性研究[D]. 丁艳霞. 安徽师范大学, 2019(01)
- [3]基于光学成像的经角膜电刺激视网膜诱发视觉通路响应特性研究[D]. 孙鹏程. 上海交通大学, 2019(06)
- [4]氟西汀对成年视皮层的“去成熟化”及对成年大鼠弱视的治疗作用研究[D]. 解来青. 苏州大学, 2018(01)
- [5]TrkB受体激动剂改善老年猕猴视皮层的功能特性[D]. 王玄. 中国科学技术大学, 2019(05)
- [6]基于内源性脑光学成像的经角膜电刺激视网膜诱发视皮层的时空响应机制研究[D]. 马增光. 上海交通大学, 2016
- [7]PTPσ受体参与神经元周围网络调节视皮层可塑性终止的机制研究[D]. 刘慧. 第三军医大学, 2012(03)
- [8]LBA在剥夺性弱视大鼠视觉发育可塑性关键期的作用[D]. 王文宏. 青岛大学, 2011(06)
- [9]提高对双眼形觉剥夺性弱视发病机制和治疗进展的认识[J]. 阴正勤,余涛. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2010(05)
- [10]正常发育大鼠视皮层神经元特点及突触输入模式对其影响的研究[D]. 郝瑞. 天津医科大学, 2010(06)