神经元的功能
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神经元的功能范文第1篇
【关键词】凋亡；神经元发育；神经生长因子；神经营养理论
长期以来，神经生长因子（nerve growth factor， NGF）被认为是调节神经元发育的主要因素。它在维持周围神经系统（PNS）神经元发育、表型和中枢神经系统（CNS）胆碱能神经元的功能完整中发挥重要作用[1]，并提出了神经营养理论。然而，近年发现神经元的发育不能完全由神经营养理论解释，它不仅由外部因素决定，还与内部因素相关。凋亡对CNS神经元发育的影响正说明了这一点[2]。
1 神经营养理论
NGF及其受体刺激多个信号通路，调节神经元生存和维持轴突、树突网络结构和突触的可塑性[3]。神经元发育过程中，神经元与神经元、靶器官形成突触联系后，大多数中间神经元被清除，引发了“神经营养理论”：神经元为存活进而争夺有限的靶源性存活因子[4]。外周神经系统NG为这一理论提供了强有力的支持：NGF不仅是特定神经元群体生存必需的，它也定位于NGF反应性的神经元所支配的组织，并且分布的密度与组织神经支配程度呈正相关[5]。
2 凋亡对神经元发育的影响
凋亡是由精确基因程序控制的细胞死亡过程。它伴随许多组织器官的发育，包括脊椎动物的神经系统。在CNS，大量的NGF产生于皮质、海马和脑下垂体。Fahnestock等发现成熟有活性的NGF在神经元发育期和成人期有促凋亡和营养的作用[6]。Southwell等发现CNS大部分神经元的凋亡是由独立于外部信号的特定程序引起[2]，因此神经元的清除不能完全由神经营养理论解释。
2.1 凋亡与神经元发育
高等脊椎动物的大脑新皮层由兴奋性投射神经元和抑制性中间神经元组成。在发育的早期，新皮层不同分区的兴奋性和抑制性神经元之间的比率为4：1。由于这个特定比率对于发挥正常脑功能非常关键，两个群体的细胞数目需要以某种方式匹配。突触形成过程中，有相当大比例的兴奋性和抑制性神经元通过凋亡被清除[7]。约40%的皮质中间神经元在突触形成过程中被清除[2]。然而，无论是在体内、体外培养或异时移植后，细胞均在产生约2周后走向凋亡。由于细胞死亡的时间点和受影响细胞的比例均独立于环境因素，因此，凋亡似乎是由细胞内因决定的[2]。为进一步研究皮质发育过程中周围细胞对中间神经元的存活的调节，将不同数量的中间神经元前体细胞移植到皮质，皮层自发性抑制活动的增加却很有限，表明仅有少量的移植中间神经元发挥正常作用。然而，移植细胞数量不同的移植群体的中间神经元存活率是相似的[2]，表明细胞环境未能影响神经元的存活。此外，通过敲除凋亡调节因子Bax彻底废除中间神经元的凋亡，仅引起正常功能的中间神经元数目的少量增加。
2.2 凋亡与神经细胞分裂的不对称性
“神经元的存活依赖于外在因素”一直被认为是复杂神经系统的属性之一和神经系统可塑性的组成部分。这使得Southwell等[2]的发现更加出人预料，并引出一个问题：导致皮质中间神经元死亡的原因是什么？一种可能性是凋亡的细胞本身倾向于死亡。发育过程中约有一半的皮质中间神经元被清除，可能是中间神经元的前体细胞分裂产生具有不同凋亡倾向的两类细胞造成的。线虫中已证实细胞分裂的不对称性与其中一个子细胞的凋亡相关。神经内分泌运动神经元（NSM）成神经细胞的不对称分裂有关基因的缺失可以防止NSM神经元的凋亡。另外，凋亡可能由皮质中间神经元随机决定。在成年线虫的生殖系，约50%的卵母细胞通过随机选择机制在卵子发生前被清除。卵子发生过程中，卵母细胞启动凋亡可能由一些内在的集中于调节凋亡核心基因的转录途径决定[8]。同样，抑制性神经元在产生后2周内同步死亡，表明凋亡在此期间更容易被诱导。
2.3 神经元发育过程中凋亡的调节机制
神经元分裂后，神经元早期基因的表达可以显著改变这些神经元被清除的可能性。其中之一就是编码NGF原肌球蛋白受体激酶A（tropomyosin receptor kinase A， TrkA）受体的基因。NGF通过TrkA受体，一种典型的酪氨酸激酶受体，激活信号通路MAPK、ERK、PI3K、C（PLC）-γ19-20，介导依赖于NGF的新生神经元的存活[9]。TrkA作为神经元存活依赖受体的发现，为“PNS神经元在缺乏NGF时死亡”提供了合理的解释。Schor等发现NGF通过激活亲和力低，非选择性的p75NT受体，激活君激酶信号级联通路，缺乏TrkA共表达时，细胞可能发生凋亡[2]。然而，与TrkA密切相关的受体TrkB，却未介导一个类似的作用，为“大部分CNS神经元的存活不依赖BDNF”提供了解释[9]。与此一致，TrkB的存在与否并不影响皮质中间神经元的存活[2]。中间神经元前体细胞是否存在预测其存活或死亡的分子标志的深入研究有助于认识决定这些细胞凋亡的因素。
新皮层兴奋性和抑制性神经元的比率是如何建立的尚未解决。大脑皮层抑制细胞的数量似乎不是通过局部自适应机制调节[2]，该比率可能通过调节兴奋性神经元的存活来决定。虽然许多兴奋性投射神经元在其靶组织神经支配发生过程中发生凋亡，但所涉及的外在信号仍不清楚。
3 小结
神经元的正常发育对于神经系统的正常发育、维持及发挥正常功能是必不可少的。近年来的研究使得神经营养理论提出并逐步得以证实，主要是建立在NGF对外周神经系统影响的基础上。然而，在于中枢神经系统中，近期的研究结果却不能完全由该理论解释。凋亡调节因子Bax对中间神经元的数目变化无明显影响。可能性较大的反而是神经元自身的不对称分裂，NGF介导的君激酶的级联信号通路，或兴奋性和抑制性神经元的比率。就目前而言，凋亡是如何参与神经元发育的调节的确切分子机制仍有待进一步阐明。
【参考文献】
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神经元的功能范文第2篇
【Eta1；脊髓；脊神经根/损伤
0引言
Eta1是一种磷酸化糖蛋白［1］，在中枢神经系统的炎症［2,3］及创伤愈合过程中起到一定功能.然而，有关脊神经根性撕脱伤后Eta1mRNA在脊髓运动神经元中表达的变化及意义尚无相关报道.我们建立脊神经根撕脱的动物模型，探究脊神经根撕脱是否可以改变Eta1在大鼠脊髓运动神经元中的表达水平.
1材料和方法
1.1材料
雄性Wistar鼠8wk龄，体质量200g，30只.用14g/L氟烷及1.5L/minO2对动物行吸入麻醉，于髂嵴上方作左旁正中切口，长约2.5cm.沿中线剥离左侧最长肌，并用小剪刀剪除L5横突.将经过L5横突的L3,L4神经根和四周组织分开，用小钩将其轻轻提起，并用小血管钳将其从椎间孔拉出，逐层关闭切口，制成L3,L4神经根的椎管外撕脱模型.术后1，3，7，14或21d处死动物.如文献［4］所述方法，在戊巴比妥麻醉下，通过灌注泵用冷生理盐水及40g/L的低温多聚甲醛（溶于pH7.4的PBS中）对实验鼠进行心内灌注.收集含有L3，L4脊髓的组织块，于固定液中4℃过夜固定，然后低温保护于含200g/L蔗糖的PBS溶液中过夜.用恒温切片机(LeicaMicrosystems,Wetzlar,Germany)切取12μm的切片并放置于多聚赖氨酸包埋的载玻片上.
1.2方法Nissl染色，利用甲酚紫对切片进行染色.原位杂交，依文献［5］所述进行体外转录.用BamHI或XbaI切割含有鼠ETA1cDNA序列（核苷酸从259到1025）的pCRⅡ质粒(Invitrogen)，使之线性化.按照操作说明书，利用digoxigeninRNA标记物（Roche）及SP6,T7的RNA聚合酶（Takara），从线性化的质粒中进行正义、反义RNA探针的体外转录.用文献［6］所述方法的改良法进行原位杂交.以正义探针杂交组作为阴性对照.原位杂交反应后，PBS清洗切片5min，然后和一抗在4℃下反应过夜.一抗为单克隆小鼠抗NeuN抗体(1∶400).切片用PBS冲洗3次以上，每次10min.最后和Alexa荧光488共轭的羊抗小鼠IgG抗体反应并用荧光固定剂(DakoCytomation,Copenhagen)固定于载玻片上.如文献［5］所述进行免疫组化反应.一抗是鼠抗神经细胞核抗体(NeuN;1∶400;ChemiconInternational,Temecula,Calif).随机从切片中同侧及对侧的脊髓前角选取0.147mm2大小的范围，计数NeuN和Eta1阳性细胞.
统计学处理摘要：采用方差分析评估组间差异，并用LSD法进行均数间的多重比较.P%26lt;0.05为有显著意义.
2结果
脊神经根撕脱伤可造成脊髓运动神经元的逐渐减少（Fig1A,B）.从伤后3d起，损伤侧前角运动神经元数目开始明显减少，而同期对侧前角运动神经元的减少则不明显.运动神经元的减少随时间显著增加，在伤后21d时，伤侧已有50%以上的运动神经元降解，伤侧运动神经元的数量为对侧的45%（Fig2）.此时对侧运动神经元的减少和对照组比较也有显著差异（P%26lt;0.05）.在正常对照组运动神经元细胞内观察到Eta1mRNA的微弱表达（Fig3A）.损伤后3d，在伤侧运动神经元细胞中的杂交信号水平升高（Fig3B）.在21d时，Eta1mRNA的表达恢复到正常水平.NeuN的荧光免疫组化及Eta1的原位杂交（Fig4A，B）两种方法证实Eta1在运动神经元细胞的表达.伤后3d，比较损伤侧及对侧的前角运动神经元（NeuN阳性）表达Eta1的细胞数量，虽然伤侧NeuN阳性的神经元细胞数量减少31.6%，但表达Eta1的细胞数量增加了52.5%（Fig5）.
3讨论
本实验提示，脊神经根撕脱后，Eta1在脊髓运动神经元中的表达上调.虽然由于神经元的死亡，脊髓前角中NeuN阳性的神经元减少，但Eta1阳性的神经元细胞数量是增加的.这表明撕脱伤引起运动神经元细胞中Eta1表达的上调，以此对运动神经元起保护功能.Chabas等［7］报道，在实验性自身免疫脑脊髓炎的急性期和复发期，Eta1在脑和脊髓的小神经胶质细胞及神经元细胞中均有表达，而在缓解期无表达.因为脊神经根撕脱伤模型也可被视为中枢神经系统［8］炎性反应的模型，所以这两个独立实验的相似结果，进一步证实Eta1在神经元细胞中可能存在保护功能.另外，在其他一些实验中发现的结果，如Eta1可以保护肿瘤细胞［9］，还能促进培养细胞的发育，防止培养的皮质神经元缺氧死亡［10］也支持这一论点.］
综上所述，在脊神经根撕脱伤后的运动神经元中可观察到Eta1表达的上调.我们认为Eta1在中枢神经系统中可能存在着不同于促进炎症反应的其他功能，即保护神经元细胞抵御iNOS介导的降解的功能.致谢摘要：大阪大学Dr.ShintaroNomura提供含有Eta1cDNA序列的质粒.
【参考文献
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TangHW,PanYL,NieYZ,etal.ConstructionofeukaryoticexpressionvectorofsiRNAspecificforosteopontinandcharacterizationofitsefficiencyinGC9811gastriccarcinomacellline［J］.JFourthMilMedUniv,2004;26（3）摘要:202-205.
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TaoFS,LiH,LiYQ,etal.CoexisfenceofcalbindinD28kwithparvalbumininneuronsofspinalcordanteriorborninrats［J］.JFourthMilMedUniv,2004;25（18）摘要:1645-1647.
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神经元的功能范文第3篇
【Abstract】 AIM: To observe the coexistence of calbindinD28k (CB) with parvalbumin (PV) in neurons of the anterior horn of the spinal cord in rats. METHODS: Immunofluorescence histochemical doublestaining method was used. RESULTS: Some of the medium and smallsized neurons in the anterior horn of the spinal cord showed CB or PVimmunopositive staining. The majority of the CBimmunoreactive neurons also exhibited PVimmunoreactivities， i.e. CB and PV coexisted in these neurons. CONCLUSION: CB and PV coexist in some of the neurons in the anterior horn. CB/PV doublelabeled neurons might belong to Renshaw cells and they may have some feedback inhibitory regulatory effects on the activities of α motor neurons in the anterior horn.
【Keywords】 spinal cord; anterior horn; calciumbinding prtein， vitamin Ddependent; parvalbumins; Renshaw cell
【摘要】 目的： 观察大鼠脊髓前角神经元内维生素D依赖性钙结合蛋白（CB）与小白蛋白（PV）的共存情况. 方法： 免疫荧光组织化学双重标记技术. 结果： 脊髓前角内的部分中、小型神经元呈CB或PV阳性；绝大部分CB阳性的前角神经元亦呈PV阳性，即CB与PV共存于这些神经元. 结论： CB与PV共存于部分前角神经元，这些神经元可能为Renshaw细胞并参与对前角α运动神经元的反馈抑制调控.
【关键词】 脊髓；前角；钙结合蛋白质，维生素D依赖性；小白蛋白；Renshaw细胞
0引言
脊髓前角内除含有运动神经元外，还含有形态各异的中间神经元. 由于这些神经元所含的神经递质或化学成分不同，功能也各异. 目前认为多数中间神经元因发生、发育和所处部位不同，它们常与运动神经元构成局部回路参与姿势反射和运动调节［1，2］；又因为中间神经元含γ氨基丁酸（GABA）等抑制性递质，其主要功能是对运动神经元起抑制作用［3，4］. 维生素D依赖性钙结合蛋白（calbindinD28k， CB）与小白蛋白（parvalbumin， PV）是最常见的和功能比较明确的两种钙结合蛋白（calciumbinding proteins， CaBPs），它们与细胞内Ca2+的存储和释放密切相关，并能调节神经递质的释放和影响代谢［5，6］. Renshaw细胞是数量较多的抑制性中间神经元，以往的免疫组化研究显示其胞体多呈CB阳性［4］，但CB与PV是否共存于Renshaw细胞，未见报道. 我们用免疫荧光组织化学双重标记技术对此进行了观察.
1材料和方法
1.1材料
成年SD大鼠16只，雌雄不拘，体质量250～300 g，由第四军医大学实验动物中心提供.
1.2方法
1.2.1灌注固定戊巴比妥钠（100 mg/kg）腹腔麻醉后开胸，经左心室插管至升主动脉，先用0.01 mol/L磷酸缓冲盐溶液（PBS， pH 7.3）100 mL冲净血液，然后用500 mL含40 g/L多聚甲醛、0.5 g/L戊二醛和2.5 g/L苦味酸的0.1 mol/L磷酸缓冲液（PB， pH 7.3）灌注固定1 h. 灌毕取出脊髓，置入上述新鲜固定液中后固定4 h（4℃），再移入含300 g/L蔗糖的PB中过夜. 将脊髓冠状冰冻切片，片厚20 μm，切片分为4组. 分别收集于0.01 mol/L的PBS（pH 7.3）中. 将第1组切片裱于经明胶处理的载玻片上，5 g/L的中性红染色，以便对照观察.
1.2.2免疫荧光组化染色CB和PV的免疫荧光组化双重染色： 将第2， 3组切片在常温下进行CB和PV的免疫荧光组化双重染色. 步骤如下： ① 分别用兔抗PV血清（1∶8000， Sigma）/小鼠抗CB血清（1∶5000， Sigma）孵育24 h，孵育液为含3 g/L Triton X100和25 g/L正常驴血清的PBS （PBSNDS）； ② Biotin结合的驴抗兔IgG （1∶200， Chemicon）孵育3 h；③ 100 g/L正常兔血清孵育30 min; ④ 5 g/L Avidin结合的Texas Red （Vector）和5 g/L DTAF标记的驴抗小鼠IgG （Chemicon）孵育3 h. 将切片裱于经明胶处理的载玻片上避光干燥，用含500 g/L甘油的PBS封片. 用荧光显微镜（BX60; Olympus）在不同的滤镜下观察Texas Red（激发波长530～580 nm，发射波长≥610 nm）和DTAF（激发波长450～490 nm，发射波长515～565 nm）标记的阳性结构.
1.2.3对照实验用正常兔和小鼠血清的混合液代替一抗孵育第4组切片，其余染色过程同上，结果均为阴性.
2结果
在脊髓不同节段的前角，分别可见呈CB或PV阳性的神经元胞体，尤其在颈膨大和腰膨大处最为明显. CB和PV阳性神经元胞体主要位于脊髓前角内、外侧运动神经元柱（Ⅸ层）之间的Ⅷ层，CB阳性神经元的数量略多于PV阳性神经元. CB和PV阳性神经元的胞体多为圆形、梭形或三角形，最大直径多在10～25 μm之间. CB和PV阳性纤维及终末也比较密集地分布于脊髓前角各节段（Fig 1A， B， C， D）. 绝大多数CB阳性神经元亦呈PV阳性；CB/PV双标神经元的数量较多，它们主要分布于脊髓全长的Ⅷ层（Fig 1A， B， C， D）. 计数结果表明CB/PV双标神经元的数量分别占CB和PV阳性神经元数量的92.6%和95.3%.
3讨论
脊髓前角的灰质中，除了位于Ⅸ层支配梭外肌和梭内肌的α运动神经元和γ运动神经元以外，Ⅷ层内还存在许多形态多样、性质和种类不同的中间神经元，其中的部分小型中间神经元属于轴突短且具抑制效应的Renshaw细胞. Renshaw细胞接受α运动神经元返回轴突侧支的支配，而Renshaw细胞的轴突也与α运动神经元形成抑制性突触联系，借此反馈调控α运动神经元的活动，保持运动的稳定和准确［7，8］.
电生理学实验研究证实脊髓前角内的CB阳性神经元多为中间神经元，大部分CB阳性神经元为Renshaw细胞并含有抑制性神经递质GABA［4］. 还有研究观察到大多数运动神经元表面的CB阳性终末来源于Renshaw细胞，Renshaw细胞的轴突终末与运动神经元形成单突触联系［4］. PV阳性神经元广泛分布于中枢神经系统［4］，PV虽不是典型的神经递质，但可与细胞内的Ca2+高度亲合，调节细胞内Ca2+的浓度，并能通过与Ca2+的结合参与神经元的胞内信号转导，调节Ca2+进入神经元，从而阻止运动神经元处于过度兴奋状态，影响神经元的兴奋性［9］.
本研究利用免疫荧光组化双重标记技术观察到脊髓前角的Ⅷ层内分布着许多分别呈CB或PV阳性的神经元，绝大多数CB阳性神经元亦呈PV阳性. 本研究观察到的CB与PV共存神经元可能属于Renshaw细胞，进一步证实了以往的研究认为CB阳性神经元是Renshaw细胞的观点，并为Renshaw细胞反馈抑制性调控α运动神经元提供了形态学依据.
参考文献
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神经元的功能范文第4篇
关键词：ZISC78；径向基函数神经网络（RBFNN）；实时；预报
1引言
神经网络是近年来得到广泛关注的一种非线性建模预报技术。它具有自组织、自学习、自适应和非线性处理、并行处理、信息分布存储、容错能力强等特性，对传统方法效果欠佳的预报领域有很强的吸引力。基于神经网络的非线性信息处理方法已应用于军事信息处理及现代武器装备系统的各个方面，并有可能成为未来集成智能化的军事电子信息处理系统的支撑技术。该技术在一些先进国家已部分形成了现实的战斗力。
船舶在波浪中航行，会受到风、浪和流的影响，因而将不可避免地发生摇荡运动。严重的摇荡会使船员工作效率下降、物品损坏、军舰的战斗力下降。如果能够预知未来一段时间船舶的运动情况，不仅有利于尽早采用先进控制算法控制舰载武器平台隔离船舶运动的影响，使其始终稳定瞄准目标，而且还可获得未来一个海浪周期内的船舶运动情况，以研究船载武器上层的控制策略，从而提高火力密度，因此，有必要研究在海浪中具有一定精度的海浪中船舶运动的短期预报。此外，如能有效准确地预报船舶的横摇运动，对于提高船舶的耐波性和适航性也有重要意义。
国内外学者也将神经网络用于船舶运动预报研究，但往往没有考虑实时性等实现问题，因而不能实用化。神经网络实现技术是神经网络研究的一个重要方面。神经网络实现可分为全硬件实现和软件实现两种。目前神经网络的实现还主要以软件模拟为主，由于现行的冯诺曼计算机体系结构不能实现并行计算，因而神经网络软件的实时应用还受到一定限制。
目前，一些著名集成电路制造公司如Intel、Mo-torola、松下、日立、富士通等均已推出自己的模拟或数字神经网络芯片，这些芯片无论在网络规模还是运行速度上都已接近实用化的程度，因而给神经网络应用的发展以极大的推动。由于舰载武器系统，需选用具有在片学习功能的神经网络芯片，即将网络训练所需的反馈电路及权值存储、计算和修正电路都集成在了一个芯片，因而可实现全硬件的、具有自学习能力的神经网络系统，也可以说，这是一种具有自适应能力的神经网络。
2ZISC78的功能及工作原理
ZISC78是由IBM公司和Sillicon联合研制的一种低成本、在线学习、33MHz主频、CMOS型100脚LQFP封装的VLSI芯片，图1所示是ZISC78的引脚排列图。ZISC78的特点如下：
内含78个神经元；
采用并行结构，运行速度与神经元数量无关；
支持RBF／KNN算法；
内部可分为若干独立子网络；
采用链连接，扩展不受限制；
具有64字节宽度向量；
L1或LSUP范数可用于距离计算；
具有同步／异步工作模式。
2．1ZISC78神经元结构
ZISC78采用的神经元结构如图2所示，该神经元有以下几种状态：
(1)休眠状态：神经网络初始化时，通常处于这种状态。
(2)准备学习状态：任何时侯，神经网络中的神经元都处于这种状态。
(3)委托状态：一个包含有原型和类型的神经元处于委托状态。
(4)激活状态：一个处于委托状态的神经元，通过评估，其输入矢量处于其影响域时，神经元就被激活而处于激活状态。
(5)退化状态：当一个神经元的原型处于其它神经元类型空间内，而大部分被其他神经元类型空间重叠时，这个神经元被宣布处于退化状态。
2．2ZISC78神经网络结构
从图3所示的ZISC78神经网络结构可以看出，所有神经元均通过“片内通信总线”进行通信，以实现网络内所有神经元的“真正”并行操作。“片内通信总线”允许若干个ZISC78芯片进行连接以扩大神经网络的规模，而这种操作不影响网络性能。
ZISC78片内有6bit地址总线和16bit数据总线，其中数据总线用于传输矢量数据、矢量类型、距离值和其它数据。
2．3ZISC78的寄存器组
ZISC78使用两种寄存器：全局寄存器和神经元寄存器。全局寄存器用于存储与所有神经元有关的信息，每片仅有一组全局寄存器。全局寄存器组中的信息可被传送到所有处于准备学习状态和委托状态的神经元。神经元寄存器用于存储所属神经元的信息，该信息在训练学习操作中写入，在识别操作中读出。
2．4ZISC78的操作
ZISC78的操作包括初始化、矢量数据传播、识别和分类等三部分。
初始化包括复位过程和清除过程。
矢量数据传播包括矢量数据输入过程和神经元距离计算过程。神经元距离就是输入矢量和神经元中存储的原型之间的范数。通常可选L1范数或Lsup范数：
其中，Xi为输入矢量数据，Xs为存贮的原型数据。
对于识别和分类，ZISC78提供有两种可选择的学习算法RBF和KNN。其中RBF是典型的径向基函数神经网络。在该RBF模式下，可输出识别、不确定或不认识的状态；KNN模式是RBF模式的限制形式，即在KNN模式下，新原型的影响域总被设为1，输出的是输入向量和存储原型之间的距离。需要指出的是，ZISC78具有自动增加或减小神经元个数以适应输入信号的分类和识别功能，神经元个数的最大值和最小值在全局寄存器组中设定。
2．5ZISC78的组网
一个ZISC78芯片内可以通过寄存器操作定义若干个独立的网络。若干个ZISC78芯片通过层叠可以组成一个更大的神经网络，组网芯片数量没有限制，小于10个ZISC78组网时，甚至连电源中继器件也不需要。所以，ZISC78具有最大的灵活性，能够满足不同的需要。
3仿真实例
为了验证ZISC78用于船舶运动实时预报的精度，本文对径向基函数神经网络预报进行了仿真，图4给出了基于径向基函数神经网络和船舶运动惯导实测信号预报的0．3秒（15步）误差曲线图。
通过以惯导实测数据ZHX＿lg．dat为例预报0．3秒（15步）以后的船舶运动，作者运用相空间重构理论已经判断出本数据为非线性信号。
该仿真的最大预报误差方差为6．4666e－004，该数据可以满足战技指标。
神经元的功能范文第5篇
传统观念认为，成年中枢神经系统是不可再生的，神经再生仅发生于胚胎期及出生后早期。近年研究表明，成年啮齿类和灵长类的海马、嗅球等部位可以产生新的神经元，神经再生持续于整个成年期，在各种病理因素刺激下，神经干细胞(NSCs)发生增殖、迁移、分化，最终整合到神经元网络中〔1〕，在多种疾病如帕金森病、卒中、变性疾病、抑郁、精神分裂症中发挥重要作用，有望成为新的治疗靶点，为神经系统损伤和疾病的治疗提供了一个新思路〔2〕。
1 帕金森病（PD）
刺激内源性神经再生最合适的靶点之一是黑质，因为导致运动障碍的主要病理是黑质多巴胺能神经元的丢失，单纯的细胞类型和单纯的靶点。Balu等已证实，成年黑质前体细胞能在体外被诱导为多巴胺能神经元，因此，增强黑质前体细胞的增殖和分化是非常具有前景的替代PD丢失细胞的方法。
2 卒中
在成年纹状体，观察到了实验性卒中后的神经再生。前体细胞从脑室下区(subventricular zone，SVZ)迁移到病变区域，较少一部分分化为中间神经元。这些前体细胞的迁移持续时间惊人的长，损伤后近1年，SVZ仍然产生大量前体细胞进入纹状体〔3〕。但卒中后功能的恢复和神经再生的关系还没有结论性的实验。另外，脑卒中后新生神经元只取代了死亡神经元数量的0.2％，这么少的数量如何明显地影响神经功能还有争议〔4～5〕。关于卒中后神经再生的机制已有大量研究，其中神经营养因子、雌激素、功能锻炼较受重视，因为其应用前景广阔。
3 变性疾病
如阿尔茨海默病（AD）中，神经变性范围比较大，细胞的丢失主要累及CA1区，神经再生不能作为替代丢失细胞的来源。但是，由于少数新生海马神经元可能改变这个回路的特征，降低兴奋域值，所以增强神经再生对改善认知功能仍然有利。几个实验证实AD时海马神经再生不足〔6〕，一些增强认知的治疗措施促进了海马神经再生〔7〕，因此可以推断，在AD病程发展中神经再生的缺失加速了海马功能的恶化。
4 抑郁
抑郁的患者表现出学习和记忆能力受损，且MRI显示海马体积缩小，萎缩的程度与抑郁发作的频率和抑郁未治疗的持续时间有关。体积改变有以下几种原因：神经元和神经胶质细胞凋亡数量增加、神经纤维的丢失和降低的齿状回神经再生和（或）胶质再生〔8〕。
抗抑郁药对行为学的改善也依赖于神经再生。选择性地照射海马消除新生神经元，就观察不到抗抑郁药的抗焦虑作用。慢性给予抗抑郁药，可引起神经再生〔9〕。所有类型的抗抑郁治疗都增加了海马神经再生，其药理学机制认为和5羟色胺1A受体有关，慢性抗抑郁治疗上调了生长因子及神经营养因子的表达，包括脑源性神经营养因子(BDNF)、睫状节神经营养因子(CNTF)、和血管内皮生长因子(VEGF)。
5 精神分裂症
通过Ki67免疫组化测定显示，精神分裂症患者海马NSCs增殖减低，可能参与了精神分裂症的病理生理学〔10〕。过去10年的基因研究已经鉴定出精神分裂症的危险基因，其中一种基因为精神分裂症断裂基因〔disruptedinschizophrenia 1(DISC1)〕，在胚胎大脑中广泛表达，在神经元成熟中起作用。DISC1基因敲除鼠，海马新生齿状回颗粒细胞出现胞体肥大，树突生长加速，出现异位的树突，加速新生神经元突触形成，证明DISC1控制了成年大脑神经元整合的节奏，也证明成年神经再生在精神分裂症中的作用。
精神分裂症急性期给予氟哌啶醇增加了沙鼠神经元增殖，慢性期给予奥氮平治疗提高了神经再生，慢性期给予氯氮平治疗，阻止了苯环氯啶诱导的海马细胞增殖降低。这些数据表明抗精神病药物产生疗效是通过逆转海马神经再生的不足〔11〕。
6 癫痫
动物实验表明，延长癫痫发作时间能有效地刺激海马神经再生和血管再生〔12〕，癫痫持续状态在几天的潜伏期后，海马齿状回颗粒下层(subgranular zone，SGZ)细胞增殖明显增加，大约80%～90%的新生细胞分化成颗粒细胞。癫痫间接通过星形胶质细胞的wnt信号途径、上调神经营养因子的表达、改变神经递质或神经调节系统等机制影响神经再生〔13〕。癫痫产生的新神经元可能参与了癫痫的反复发作，类似的异位颗粒神经元也在人类癫痫发现，证明不正常的神经再生参与癫痫的产生和学习、记忆功能损伤。因此作为癫痫的治疗手段还需要抑制不正常的整合，而不是单纯的为了替代神经元刺激神经再生。
7 展望
内源性NSCs在多种疾病中均可被激活，但由于NSCs数量上的不足，且增殖的NSCs只有极小部分分化为神经元(0.2%)，所以不能完全修复各种损伤造成的神经功能缺损。因此，进一步弄清神经再生的机制及调节因素，通过干预手段，放大内源性NSCs的作用，促进其增殖并向病灶处迁移，诱导其分化为神经元，将使神经修复成为可能。
参考文献
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3 Thored P，Arvidsson A，Cacci E，et al.Persistent production of neurons from adult brain stem cells during recovery after stroke〔J〕.Stem Cells，2006；24（3）:73947.
4 Komitova M，Mattsson B，Johansson BB，et al.Enriched environment increases neural stem/progenitor cell proliferation and neurogenesis in the subventricular zone of strokelesioned adult rats〔J〕.Stroke，2005；36（6）:127882.
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神经元的功能范文第6篇
神经干细胞;脑梗死;丰富环境;移植
脑梗死是神经科最常见的疾患,尽管其诊断及治疗技术在过去的几十年中有了很大的提高,但治疗效果仍然不尽如人意。以往人们认为神经细胞是不可再生的,但多年来对神经营养因子( neuro tro phic factor , NTF) 及神经干细胞( neural stem cell, NSC) 的研究使人确信:包括人类在内的哺乳动物,在一定条件下神经细胞是可以再生的,新生的神经元可以修复中枢神经系统损伤。因此,NSC 治疗现已成为治疗神经系统疾病最有价值的潜在治疗手段。现将利用NSC治疗脑缺血的策略介绍如下:
NSC治疗脑缺血主要有两个途径:一是通过某些手段激活自身干细胞,放大其治疗作用,达到自身修复的目的;另一途径是移植NSC,这样可以获得大量的干细胞,但来源困难,且存在社会伦限制和免疫排斥反应。
1康复训练
在脑血管病患者发病早期进行及时、有效的康复训练是提高患者生活质量、减少残疾、最大限度回归社会的一个重要措施。李玲等的研究结果显示:大鼠脑梗死24h 后每日给予平衡、旋转、行走等功能训练,其神经功能的恢复较未进行康复训练的大鼠明显[1],表明康复训练在脑梗死后神经功能的恢复中发挥极其重要的作用。王卫东等的研究显示:缺血性脑损伤后6至24 d 时间窗内,海马齿状回神经前体细胞的增殖水平明显上调,而脑梗死大鼠经康复训练后,齿状回神经前体细胞的增殖水平则进一步升高[2]。由于这些神经前体细胞绝大部分最终发育为成熟的神经元, 并移行到颗粒细胞层与周围的神经元进行整合,参与缺血性脑损伤后记忆功能的恢复[3]因此,缺血性脑损伤后进行康复训练所显示的神经功能恢复水平的提高,与包括海马齿状回在内的大脑多个部位的神经前体细胞增殖水平上调有关。周晓琳等的研究显示:局灶性脑缺血损伤后康复训练组在脑梗死后7 d、1 4 d 和21 d 各时间点海马区NSC 数量均高于相同时间点的未接受康复训练组,表明局灶性脑缺血损伤后,康复训练可以提高内源性NSC 的增殖水平[4]。局灶性脑缺血损伤后,康复训练可以提高内源性NSC 增殖水平,其机制还不清楚,可能通过以下几种途径促进缺血性脑损伤后齿状回神经前体细胞增殖:激发缺血性脑损伤后海马区神经生长因子、脑源性神经营养因子、转化生长因子、碱性成纤维生长因子等的释放;促进、诱导脑内DNA 的合成,激发细胞的有丝分裂;通过促进脑内血液循环,影响缺血性脑损伤后海马区兴奋性氨基酸受体、5羟色胺作用通路中谷氨酸和5羟色胺的代谢。
2 丰富环境( enriched env ir onment) 1947 年,美国人Hebb
提出丰富环境的概念,这一模式被广泛用来研究环境对脑功能的影响。已有研究证实,丰富环境对脑发育和脑损伤修复具有显着的促进作用。1978 年,丰富环境首次被定义为:复杂的无生命物与社会刺激的复合体,即动物的饲养环境空间增大,内置物体丰富而新奇,成员较多,不仅提供了多感官刺激和运动的机会,而且赋予了相互间社交行为的可能。尽管对丰富环境的具体设置各有差异,但总的原则是要增加自发的体力活动、社会性刺激及相互交往的机会[5]。研究表明,饲养于丰富环境的大鼠大脑皮质厚度、质量明显增加,神经元胞体和胞核面积增大,树突野增大,其侧棘增多,突触连接面变大,神经胶质细胞( 特别是少突胶质细胞) 的数量明显增多,且生活在丰富环境中时间越长、环境越丰富、个体之间交往越多,上述改变越明显, 受影响的皮质范围越大。丰富环境可以改善大脑中动脉梗死后成年大鼠的机能。丰富环境虽然对梗死面积没有影响,但可明显改善运动行为和认知能力[6]。Biernaskie 等的研究表明,在卒中后5 d 给予丰富环境是非常有效的,而且无论是卒中后14 d,还是卒中后30 d,接触丰富环境都能进一步促进神经功能的恢复[7]。Yasuhiko 等的研究表明,与假手术组相比,MCAO 诱发了同侧和对侧的齿状回神经前体细胞的先是短暂性增加后是持续性降低的增殖,而神经母细胞的产生一直处于一个低于基线的水平[8]。与标准环境的大鼠相比,处在丰富环境下8 周的MCAO 大鼠和假手术大鼠齿状回的神经元分化和神经发生出现了增加的现象。与假手术组大鼠相比,丰富环境组大鼠MCAO 后也在齿状回恢复了一定数量的神经母细胞。此外,丰富环境组大鼠缺血半暗带的神经核蛋白( NeuN) 阳性细胞密度增加,而在这个区域没有发现新神经元。对于丰富环境的研究已经长达50 余年,丰富环境干预已经被证实是一种简便有效的治疗手段,对于延缓衰老、增进智力也有一定作用。不过仍然有很多问题没有解决,比如干预应该从什么时候开始,持续多久,何种干预最为安全有效,对于不同人群干预方式强度应该如何调整,过强的丰富环境刺激对机体有什么不利影响,如何避免这种不利影响。相信随着这些问题的解决,丰富环境干预将会成为被广泛接受的治疗手段。
3NGF
近年来,人们尝试在神经系统损伤局部应用某些激活因子, 以激活存在于损伤局部的NSC,诱导其分裂、增殖、分化为相应神经元或神经胶质细胞,重建、修复损伤的脑组织,扩充在卒中或其他神经疾病发病后用内源性NSC 治疗的可能性。脑室内注射BDNF[9]或脑室区BDNF 基因的过度表达可以使成年大鼠嗅球、纹状体、隔区、丘脑、下丘脑中的新生细胞数目增加。体外培养显示,骨髓间充质干细胞可表达BDNF和NGF,对NSC 凋亡有饱和作用。这些发现使BDNF在脑缺血后促进神经再生的可能性大大增加。但最近有相反的观点,Larsson 等发现,给全脑缺血大鼠的海马内转导携带BDNF基因的重组腺病毒,可促进神经细胞的分化,但未增加新生细胞的数目和延长新生细胞的生存时间。与SVZ 相比,成年的海马齿状回没有固有的NSC,却能使神经元和神经胶质细胞的前体细胞进行有限的自我更新,这与以上试验结果不完全一致。促红素( erythro poietin, EPO) 可能是调节缺血后神经细胞再生的另一个重要因子。EPO 产生是缺血 缺氧反应的一部分,同时, SVZ 可表达EPO 受体。脑室内注射EPO 可降低SVZ 中NSC 的数目,增加从SVZ 向嗅球迁移的新生神经元,增加嗅球的中间神经元;而脑室内注射EPO 抗体可增加SVZ 中NSC 的数目, 减少从SVZ向嗅球迁移的新生神经元。
这项研究结果表明,EPO 是自分泌旁分泌因子,能调节大脑NSC的产生。给梗死后2 d 或几周的成年小鼠脑室内注入EGF, 引起梗死侧纹状体新生细胞数目非常显着的增长, 梗死后13 周,65%的新生细胞表达细小白蛋白,表明EGF促进梗死侧纹状体内中间神经元的转换。Nakatomi 等的研究发现,在缺血性脑损伤后,向脑室内注入生长因子可促进内源性祖细胞的激活, 并观察到其增殖,随后迁移入海马重塑神经元,海马区锥体神经元显着增殖。进一步的研究显示,新生的神经元整合入脑的环路,改善了神经功能缺损的症状。
4干细胞移植
从胚胎和成年脑内分离出NSC,在体外培养扩增后移植入缺血周围区( 在体外采用血清预培养可使NSC聚球速度加快,促进NSC 增殖[10]),利用其分化和迁徙特性,代替脑缺血后坏死的神经细胞,以恢复宿主中枢神经系统的正常结构和功能。1998 年,Brust le 将人胚NSC 移植入大鼠侧脑室,观察到移植细胞在轴突、神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等各个水平与宿主细胞广泛整合。王力平等的实验显示,移植的NSC 在小鼠脑脊液中存活良好,并具有向局部脑实质内迁移的能力。因此,可利用NSC 的生物学特性进行细胞替代和修复缺血所致细胞死亡引起的功能缺损。可能的干细胞移植手段包括NSC 移植和非NSC 移植,非NSC 移植主要指骨髓基质细胞( mar row stromal cell, M SC) 移植。Toda 等将NSC 移植入短暂性全脑缺血模型大鼠海马,发现有1% 3%的移植细胞存活,其中3% 9%的存活细胞表达神经元细胞核特异性抗原,即分化为神经元,改善了受损的空间认知能力( 通过水迷宫测试)。这表明NSC 移植入缺血大脑后能分化为神经元,并能改善空间认知能力。Kon 等将人类NSC 于大脑梗死后24 h 由静脉移植入大鼠体内,这些细胞结合到梗死灶周围,分化成神经元和星形胶质细胞,并存活到移植后56 d。这表明静脉注入人类NSC 可以结合到梗死灶,并且能在脑梗死急性期内对内源性有丝分裂信号产生应答,分化为成熟神经细胞,代替死亡细胞。因为获取大量的胚胎干细胞相对困难,研究人员开始将注意力转向异种胚胎干细胞移植,如猪胚胎干细胞。Dinsmor e 等发现,在鼠M CAO 后的第3、7、14、2 8 天,将105 个猪胚胎干细胞注入鼠的纹状体和顶叶皮质, 在移植后12 周,猪胚胎干细胞存活率超过80%,移植细胞转化为神经元及神经胶质细胞,MCAO 后第14 天,移植动物神经功能获得显着改善。MSC 是存在于骨髓中的非造血干细胞,又称间充质细胞,在适宜的条件下可以分化为神经细胞。Li 等将MSC 直接注入MCAO 大鼠纹状体内,28 d 后观察到MSC 成活并向缺血区迁移了2. 2 mm,与MCAO 而没有移植MSC 大鼠相比神经功能显着改善, 表明M SC 能在受体脑内成活并迁移,能参与MCAO 后神经功能的重建,表明MSC 移植可能是自体移植许多种神经系统疾病的一个非常有用的手段。另外,Shen 等在成年雄性大鼠脑梗死24 h 后,经颈内动脉注入2ml 106 个大鼠骨髓间质细胞或磷酸盐缓冲液, 28 d 后处死,发现骨髓间质细胞治疗组神经功能明显恢复。骨髓间质细胞治疗明显增强缺血半暗带皮质的血管发生,提高突触素表达和NG2 阳性细胞数目和密度,胼胝体的Ki67( 是反应肿瘤增殖的标记物,在许多肿瘤的研究中显示与预后有关) 阳性增殖细胞与少突胶质细胞的前体细胞也明显增加,并且增强胼胝体在两侧大脑半球的联系范围,这表明骨髓间质细胞能促进梗死大脑皮质边缘带与胼胝体的轴突芽殖和髓鞘再生,这可能是骨髓间质细胞治疗促进神经功能恢复的基础。但利用NCS 移植治疗脑梗死面临诸多问题,如目前建立的NSC 系绝大多数来源于鼠,而鼠与人之间存在着明显的种属差异;NSC 的来源不足; 移植后的NSC 存活比例及迁移能力都很低; 分化成神经元的比例也很低,功能神经不能形成; 不能精确控制移植细胞的迁徙和分化; 取材不易,靶点注射困难; 部分移植的NSC 成脑瘤; 利用胚胎干细胞代替NSC 存在着社会学及伦方面的问题等。
神经元的功能范文第7篇
临床观察显示针刺对原发性高血压患者有良好的治疗效果［1］。临床及实验研究结果表明，针刺降压有一定的穴位特异性，其中针刺“耳甲”“足三里”“曲池”“丰隆”等穴有较好的降压作用［2－4］，而“内关”“公孙”“百会”等穴有一定的升压作用［5－7］。针刺对血压的调节，是由脊髓及脊髓上中枢协同完成的。针刺引起的体表－内脏反射有脊髓固有反射及脊髓上反射两种形式，也是针刺调节心血管功能的重要神经反射形式［8］。其中对脊髓节段性反射的研究较多，得出了公认的结论［9］。孤束核（nucleusofthesolitarytract，NTS）位于延髓背侧，参与心血管、呼吸、胃肠等多种内脏功能的调控，也是心血管压力感受性反射的第一级感觉中继站［10－12］。在血压的调节过程中，NTS与迷走神经背核、延髓头端腹外侧核（rostralventrolateralmedulla，rVLM）、延髓尾端腹外侧核（caudalventrolateralmedulla，cVLM）、疑核等中枢核团有纤维联系，通过交感和副交感神经传出通路完成对血压的调节［13］。还有研究表明，不同躯体部位及耳针刺激信息的传入，通过间接和直接的途径到达NTS进行汇聚［14－16］。我们认为针刺信号可以通过影响NTS定的与血压调节有关的神经元，以体表－心血管反射的形式完成对血压的调控。但对于NTS中与血压调节有关神经元的鉴别及机体不同血压状态下针刺效应的同步研究，目前尚不多见。本实验拟观察不同穴位电针对麻醉大鼠血压的影响，同步记录NTS细胞外电活动，探讨针刺在不同血压状态下的降压作用，阐明NTS升压反射相关神经元在针刺降压过程中的变化特点，以深入探讨针刺降压的中枢机制。
1材料与方法
1．1动物健康成年Sprague－Dawley雄性大鼠（250～350g）47只，中国医学科学院实验动物中心提供，清洁级，实验动物许可证号：SCXK（京）2009－0017，饲养于12h光照／12h黑暗的环境中，自由饮水和摄食。实验过程中对动物的处置遵照科技部的《关于善待实验动物的指导性意见》规定。
1．2主要试剂与仪器脱羟肾上腺素（Phenylephrine，PE，Sigma）；立体定位仪（SR－6R，日本光电），推进器（DMA－1510，美国），微电极放大器（Model1800，美国），Micro1401mR生理信号采集分析系统（CED，英国），BIOPAC（MP150多道生物信号采集分析系统，美国），微量注射泵（ALC－IP800，上海奥尔科特生物科技有限公司），刺激器（SEN－7203，日本光电），隔离器（SS102J，日本光电），动物恒温系统（ALC－HIP，上海奥尔科特生物科技有限公司），玻璃微电极拉制仪（ModelP－97，美国），针灸针（0．25mm×30mm，苏州医疗用品厂），冰冻切片机（Thermo，MicromInternationalGmbH，德国）。
1．3实验动物制备大鼠用10％乌拉坦（1．0～1．2g／kg）腹腔注射麻醉。手术及实验过程中动物体温用恒温仪维持在37℃左右。动物行颈静脉、颈动脉、气管插管术后，动脉插管通过三通与注射器和压力传感器相连，实时记录及监测平均动脉压（meanarterialpressure，MAP）的变化，注射器内留置2mL200U／mL的肝素，以防血管堵塞。静脉插管直接与注射器相连，以备静脉用药。动物俯卧，将大鼠头部用耳棒固定于立体定位仪上，暴露小脑后端及延髓。在显微镜下剥离软脑膜，暴露的脑组织用温的石蜡油覆盖。以立体定位仪确定NTS坐标位置：闩部上下1．0mm，中线旁开0～1．0mm，深度0．3～0．8mm。在手术显微镜下插入玻璃微电极至延髓表面，随即以石蜡油覆盖以防止干燥及减少延髓波动对微电极位置的影响。玻璃微电极在P－97微电极拉制仪上拉制，尖端直径1μm左右，测定微电极直流电阻应为10～15MΩ，记录前灌冲2．0％醋酸滂胺天蓝电极液。
1．4实验记录同步记录NTS神经元放电及MAP，在微电极推进器下，以2μm／s的速度推进玻璃微电极，在0．3～0．8mm深度之间寻找放电稳定的神经元；在此基础上经静脉注入PE（4μg／kg），以鉴定该神经元对MAP上升的反应。MAP升高超过10mmHg（1mmHg≈0．133kPa）、NTS神经元放电频率增加或减少15％即界定为血压相关神经元。待NTS神经元自发放电稳定、MAP恢复至正常后，记录30s放电脉冲数作为对照值，然后电针耳穴“心”及体穴“内关”“足三里”各30s，各穴电针时间间隔至少在5min以上。为排除针刺穴位顺序对神经元放电结果的影响，穴位随机排序，观察电针对MAP及NTS神经元放电的影响。以0．2mL／min（2μg／mL）的速度在大鼠颈静脉微量注射PE（6～12μg／kg，维持15～30min）造成药物性血压升高超过15mmHg及以上。在升压平台期再分别电针上述穴位，并观察其对MAP和NTS神经元放电的影响。神经元放电的信号经微电极放大器放大，MAP信号经BIOPAC转化为电信号后输入Micro1401mR生理信号采集分析系统，SPIKE2软件进行数据处理。神经元放电记录结束后，用刺激器通过隔离器经微电极放大器向玻璃微电极通以20μA的阴极直流电20min，将玻璃微电极内2％的醋酸滂胺天蓝电极液导入脑组织以标记记录位置。灌流切片后确认正确的记录位点，位置不符合者数据不纳入统计。
1．5穴位定位及电针刺激按照《实验针灸学》［17］选穴。左“足三里”穴在左腓骨小头下约5mm处；左“内关”穴在左前肢1／6折点处外侧，桡、尺骨缝中；左耳穴“心”在耳甲腔中央。电针强度2mA，频率10Hz，波宽500ms，参考电极放在穴位旁开0．5mm处。
1．6统计学处理血压数据用均值±标准误（x珚±sx珔）表示，针刺前后比较用配对t检验，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，多组间进一步的两两比较采用LSD检验，均以P＜0．05作为差异有统计学意义的标准。据本研究组以往对NTS神经元自发放电的研究，以刺激前后放电频率超过15％作为标准，神经元对针刺的反应分为兴奋、抑制和无反应，刺激后频率变化增加15％判断为升压反射相关神经元。神经元对刺激反应的分类个数属计数资料，神经元放电变化表示为增加百分比，组间变化率的比较采用LSD分析。以上数据输入SPSS13．0统计软件进行统计分析。
2结果
2．1NTS与升压反射有关的神经元的鉴别麻醉大鼠颈静脉注射PE后，在记录动脉血压升压反射的同时，分辨并完整地记录到67个NTS神经元细胞外放电，其中15个细胞（22．39％）放电频率增加，呈兴奋反应，放电频率的净增加率为（63．59±13．21）％；36个神经元（53．73％）放电频率无变化；16个神经元（23．88％）放电频率减少，呈抑制反应，放电频率的净降低率为（49．28±11．50）％。
2．2电针作用于耳穴“心”及体穴“内关”“足三里”对大鼠生理状态下MAP及NTS神经元放电的影响如图1所显示的单个例子，电针耳穴“心”和体穴“足三里”能够明显降低实验动物的MAP，与此同时，NTS与升压反射相关神经元的放电明显增加；电针“内关”虽然也能轻度激活NTS神经元放电，但对MAP没有明显影响。正常大鼠的MAP范围为82～120mmHg。统计结果表明（图2），生理血压状态下，电针耳穴“心”使动物的MAP由原来的（100．11±3．30）mmHg下降为（88．47±3．75）mmHg，下降了（11．64±0．45）mmHg（P＜0．001）；电针“足三里”使MAP下降了（5．74±0．64）mmHg（P＜0．001）；电针“内关”对MAP无显著影响（P＞0．05）。不同穴位组间降压效应比较显示，电针耳穴“心”和体穴“足三里”对MAP的影响大于“内关”（P＜0．05）。针刺不同穴位引起MAP变化的同时，对生理MAP状态下NTS与升压反射相关神经元的放电频率的影响以兴奋性为主。对升压反射有兴奋性反应的15个神经元待MAP恢复至生理状态时，电针大鼠耳穴“心”，8个放电频率增加［净增加率为（115．20±15．25）％］，7个放电频率无变化或减少；电针“内关”穴，7个神经元放电频率增加［净增加率为（54．24±6．89）％］，8个放电频率无变化或减少；电针“足三里”穴，7个神经元放电频率增加［净增加率为（103．35±14．78）％］，8个放电频率无变化或减少。组间比较结果显示，电针耳穴“心”和“足三里”两个穴位对神经元激活增加的百分比较“内关”穴显著增高（P＜0．05）。见图3。
2．3电针作用于耳穴“心”及体穴“内关”“足三里”对PE引起MAP升高状态大鼠MAP和NTS神经元放电的影响在大鼠颈静脉注射PE造成药物性升压模型，MAP由生理的（99．28±3．82）mmHg，上升并维持在（121．66±2．91）mmHg。如图4所显示的单个例子，电针耳穴“心”和体穴“足三里”能够明显降低实验动物升压平台期的MAP，与此同时，NTS与升压反射相关神经元的放电明显增加；电针“内关”虽然也能轻度激活NTS神经元放电，但对MAP没有明显影响。统计结果表明（图5），在PE引起的升压平台期，电针耳穴“心”使动物的MAP由原来的（124．17±4．43）mmHg下降到（118．70±3．64）mmHg，下降了（8．30±0．79）mmHg（P＜0．001）；电针“足三里”使MAP下降了（6．07±0．79）mmHg（P＜0．05）；电针“内关”对MAP无明显影响（P＞0．05）。组间比较显示，电针耳穴“心”和体穴“足三里”的降压效应好于“内关”（P＜0．05）。比较同一穴位电针对麻醉大鼠生理状态和PE引起血压升高状态下MAP的影响，结果表明两种状态下MAP的差异无统计学意义（P＞0．05）。电针不同穴位引起升压平台期MAP变化的同时，对NTS与升压反射相关神经元的放电频率的影响以兴奋性为主。对升压反射有兴奋性反应的15个神经元中，电针耳穴“心”，9个放电频率增加［净增加率为（92．94±10．42）％］，6个放电频率无变化或减少；电针“内关”穴，9个神经元放电频率增加［净增加率为（44．66±6．27）％］，6个放电频率无变化或减少；电针“足三里”穴，8个神经元放电频率增加［净增加率为（86．73±5．57）％］，7个放电频率无变化或减少。组间比较结果显示，电针耳穴“心”和“足三里”两个穴位对神经元激活增加的百分比较“内关”穴显著增高（P＜0．05）。见图6。
神经元的功能范文第8篇
【关键词】 AS；突触可塑性；神经递质；突触传递
在由神经元和胶质细胞构成的神经系统中，胶质细胞数量占90%，其中星形胶质细胞(astrocyte，AS)是体积最大，也是分布最为广泛的胶质细胞。过去认为AS主要是对神经元起支持和营养作用。然而，近年来越来越多的证据表明AS在维持神经系统的正常生理活动、脑的发育和神经病理等过程中发挥着重要作用［1］。突触是神经元之间信息传递过程中的重要结构。最新观点认为，AS与突触前和突触后神经元共同构成三重突触(tripartite synapses)结构，参与信号的传导和整合［2］。
1 突触可塑性
突触可塑性是指突触在一定时期，一定条件下突触数目、结构和功能的改变，既包括突触传递效能的变化，又包括突触形态结构以及亚微结构的变化，来调节神经传导和神经分泌等［3］。
根据作用时间，突触可塑性可分为短时效的和长时效的。根据接收条件刺激的突触前纤维与传递效应改变的突触之间的对应关系，可分为同突触型，即条件刺激和可塑性改变发生在同一条突触通路上；和异突触型，指条件刺激作用于传入神经，而可塑性改变发生在没有接受刺激的突触通路上［4］。
2 AS与突触可塑性
AS与突触前、后神经元的位置关系密切，在神经系统内与突触结构紧密相连。早在1997年，Barres等［5］就报道，胶质细胞可以促进突触间的联系。与胶质细胞共同生长的神经元突触的活跃程度是独自生长的神经元突触的10 倍。后来，Barres 实验室又发现，去除视网膜神经节细胞(RGCs)中的AS后，电生理记录反映突触的活性很小；将AS加入后, 即使没有与胶质细胞接触, 神经元对多种刺激的反应程度也比那些独自生长的高出7倍, 且很少出现突触传递障碍。为解释上述现象,Mauch等［6］使用层析、2 d电泳和质谱分析等方法进行了细致的研究。结果表明，AS在突触囊泡的释放和再循环过程中也有重要作用。 AS释放的载脂蛋白/ 胆固醇被神经元内吞入胞内, 使RGCs的自身突触 (autapse) 数目增加了8倍, 量子含量 (quantal content)增加了10倍。近年来，使用细胞培养、膜片钳记录、免疫荧光标记及免疫电镜、免疫蛋白印迹等多种技术进行的研究也揭示：在体外培养条件下，AS可直接控制神经元的突触数目和效能，这些结果提示AS可主动参与调控神经元的兴奋性及突触的可塑性［7］。
3 AS通过释放递质调节突触可塑性
根据传统的观点，能否释放递质是神经元与胶质细胞的一个根本区别。现已证实，胶质细胞也能释放递质，包括谷氨酸、ATP、D-丝氨酸等。这些胶质细胞源性递质既可以作用于AS自身，也可以作用于神经元，调节突触传递和神经元活性［8］。
3.1 谷氨酸
谷氨酸是中枢神经系统重要的兴奋性神经递质，AS能通过控制突触间隙谷氨酸的浓度来调节突触传递。其释放的谷氨酸可作用于突触后膜的NMDA受体，激活神经元［9］；也可作用于突触前膜的NMDA受体，增加微小兴奋性突触后电位和微小抑制性突触后电位；还能激活中间神经元上的红藻氨酸受体 (kainite recepotor，KA)，引起自发性抑制性突触后电位频率增加［10］； 此外，谷氨酸还能活化不同类型的谷氨酸受体，特定调节海马中间神经元的抑制性突触传递［11］。
3.2 ATP
ATP对突触传递主要起抑制作用，这可以通过突触前、后两种机制实现。在海马，突触前膜释放的谷氨酸可作用位于AS膜表面的相应受体引起ATP释放，ATP在细胞外降解生成的腺嘌呤可激活突触前膜的嘌呤受体，抑制突触前神经元进一步释放神经递质［12］。此外，ATP能减少谷氨酸能神经元内Ca2+震荡的幅度和频率，从而抑制兴奋性突触传递［13］。通过这种方式，AS可抑制突触传递并为远隔部位的突触提供“交互通话”的方式。这样，AS对突触活动的整合使整个突触网络内产生了广泛的协同效应［14］。
3.3 D-丝氨酸
D-丝氨酸有助于在突触后神经元引发长时程增强(long-term potentiation, LTP)。AS可通过释放D-丝氨酸的量来控制长时程突触可塑性。Yang等［15］发现，与AS共同培养的神经元可诱发出LTP；而在不含AS的条件培养液中，只能观察到正常的自发性和诱发性突触传递，但诱发不出LTP；如果向其中加入D-丝氨酸，则能够重新诱发出LTP。而且这些LTP现象均可被D-丝氨酸降解酶所抑制。
3.4 其他
除以上神经胶质递质外，AS还可以释放高半胱氨酸和其他非递质类物质，如胆固醇，肿瘤坏死因子，神经营养因子，细胞外基质等，对于突触数量、结构和传递效能产生重要影响。
4 展望
近年来，对胶质细胞生物学功能的研究已经成为神经生物学领域的一大热点。随着研究的深入，对于胶质细胞在突触可塑性调节中的作用取得了一定进展，但仍有许多重要环节没有阐明。随着对胶质细胞与神经元之间相互作用机制的日益深入的研究，人们对于脑功能的认识将日臻完善，诸多尚未澄清的问题必会得到圆满的解答。
参 考 文 献
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