恶心呕吐的分子机制及神经回路研究进展

恶心和呕吐是常见的临床症状,通常与多种疾病和治疗过程相关。这些症状的主观性使其难以准确描述,且其发生机制复杂,涉及多种组织器官、受体和神经回路。恶心和呕吐的药物治疗效果有限,且常伴有不良反应。恶心呕吐对多种手术病人的早期康复产生了显著影响,因此了解其发生机制并改善预防和治疗措施是当前研究的重要方向。近年来的相关研究集中在恶心和呕吐的分子及神经回路机制上,取得了重要进展。此外,围手术期尤其是术后恶心呕吐(postoperative nausea and vomiting, PONV)的临床因素和研究现状也得到了关注,以期改善病人的治疗体验和康复效果。本文综述恶心呕吐病理发生相关受体和神经回路机制以及PONV的研究进展,为临床预防及治疗PONV提供理论参考。

神经病理性疼痛与焦虑共病的神经回路机制研究进展

神经病理性疼痛病人常伴有焦虑情绪,两者共病给病人带来严重的负担。大量研究表明,中枢神经系统内,杏仁核(amygdala, AMY)、前扣带回皮质(anterior cingulate cortex, ACC)、内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex, mPFC)、终纹床核(bed nucleus of the stria terminalis, BNST)、蓝斑(locus coeruleus, LC)等相关脑区及其构成的神经回路,共同参与调控啮齿类动物神经病理性疼痛与焦虑样行为,而且在这些脑区和环路中发挥调控作用主要为谷氨酸能神经连接。本文将系统整理并阐述神经病理性疼痛与焦虑共病相关神经元及神经回路研究进展,旨在提供精准医疗实施的理论依据。

经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响

背景:经颅磁声电刺激是一种基于磁声耦合电效应的无创、高精度脑神经聚焦刺激方法,可调节神经节律振荡活动,从而影响大脑的运动、认知等功能。目的:探究经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响。方法:①动物实验:采用随机数字表法将24只Wistar大鼠随机分为4组,每组6只:正常对照组不进行任何干预;正常刺激组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电刺激(空间峰值脉冲平均强度为13.33 W/cm^(2),基波频率为0.4 MHz,基波周期数为1000,脉冲重复频率为200 Hz);模型对照组、模型刺激组通过腹腔注射1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶建立帕金森病模型,造模成功后,模型对照组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电假刺激,模型刺激组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电刺激,每天刺激时长2.0 min,刺激结束停留8-10 min后,采集大鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号并同时记录行为学正确率,对比分析各组局部场电位信号能量的时频分布情况和行为差异,当大鼠正确率连续3 d高于80%后停止刺激实验和T迷宫实验。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激下皮质-基底神经节回路模型,分别改变超声发射周期(5,10,20 ms)、超声发射占空比(30%,50%,90%)和感应电流密度(20,50,100μA/cm^(2)),比较不同刺激参数下健康与帕金森病大鼠beta振荡的功率谱密度值。结果与结论:①动物实验:正常对照组大鼠的空间学习能力强于模型对照组(P<0.001),正常刺激组大鼠的空间学习能力强于正常对照组(P<0.05),模型刺激组大鼠的空间学习能力强于模型对照组(P<0.01);正常对照组beta振荡能量分布较为集中,正常刺激组较正常对照组beta振荡信号能量有所降低,模型对照组与模型刺激组beta振荡能量广泛分布且能量值显著高于正常对照组、正常刺激组,并且模型刺激组beta振荡信号能量明显低于模型对照组;②建模仿真实验:不加刺激时,健康大鼠beta频段功率谱密度峰值(30 dB)显著低于帕金森病大鼠(55 dB);施加经颅磁声电刺激后,两组大鼠beta频段功率谱密度值普遍降低;beta频段功率谱密度峰值与超声发射周期呈正相关、与感应电流密度呈负相关,当超声发射占空比为50%时功率谱密度峰值最低;③结果表明:经颅磁声电刺激可抑制健康与帕金森病大鼠的beta振荡,进而改善大鼠的运动功能与决策认知功能。

情绪神经回路的可塑性

从两个方面介绍了近年来关于情绪神经回路可塑性的研究进展:(1)情绪神经回路中各主要脑区(包括前额叶、杏仁核等)的可塑性及其相互影响;(2)情绪神经回路可塑性的影响因素,包括情绪学习、早期环境和经历以及抚养者的情绪状态等。文章最后还对情绪神经回路可塑性的研究方法及未来的研究方向进行了探讨。

基因多态性对情绪调节神经回路的影响

随着脑成像和基因分析等新技术手段的综合运用,情绪调节的神经生物学基础研究有了很大进展。综述相关研究表明:情绪调节的神经回路涉及背侧-腹侧前额叶、前额叶-杏仁核和皮层-边缘系统的相互作用,这些神经回路受到5-羟色胺传运体(5-hydroxytryptamine transporter,5-HTT)、儿茶酚转甲酶(Catechol-O-methyltransferase,COMT)和色氨酸羟化酶2(Tryptophan hydroxylase2,TPH2)等基因变异,以及不同基因多态之间交互作用的影响。情绪调节神经回路的功能出现障碍将导致情绪疾病的产生。

白腰文鸟嗅叶X区的神经回路与P物质的免疫组化定位

用双向神经示踪剂生物素结合的葡聚糖胺和SP 免疫组织化学方法研究白腰文鸟发声学习中枢嗅叶X区的神经投射和P物质在发声中枢及相关核团内的分布。结果表明 :X区接受发声与听觉整合中枢上纹状体腹侧尾核 (HVC)以及中脑AVT的传入投射 ,由X区发出的神经纤维投射到丘脑外侧核内侧部 (DLM)。在HVC、DLM、新纹状体前部巨细胞核和发声控制中枢古纹状栎核内有许多的SP 免疫阳性神经细胞 ,在X区、中脑背内侧核和延髓舌下神经核等有大量的SP 免疫阳性神经纤维或终末等。提示P物质可能在发声中枢内起重要的生理作用。

鸟类鸣啭学习神经回路的发育可塑性

鸟类鸣啭控制系统已成为人们研究神经系统与学习、行为和发育关系的重要模型。鸣啭系统在发育中所表现出的神经和行为明显变化的特点 ,为我们理解语言学习敏感期、突触联系的再分布、结构特化以及细胞死亡与神经发生提供了宝贵的信息。在许多方面 ,鸣禽鸟的鸣啭系统都有别于哺乳动物 ,这为特定理论问题的研究提供了新的途径。

听觉系统抑制性神经回路的活动依赖性组构

最近的研究发现,哺乳动物听觉系统中抑制性神经回路的成熟和优化依赖于自发性和经验性的神经活动,神经活动对于抑制性突触的亚细胞定位、抑制性神经回路的拓扑组构,以及耳优势带的形成均至关重要。这些研究可能揭示了脑发育过程中抑制性神经回路构建的一般规律和细胞机制。

神经回路研究

神经科学界近年来有一种趋势与共识:为真正了解脑的奥秘,同时也为治疗神经-精神疾病找出合理的治疗途径与方案,需要重视对神经回路的研究。

基于神经回路的心态和谐就业通用胜任力开发模型构建

以就业通用胜任力5个要素为基础,运用神经回路理论分析了就业通用胜任力5个要素的神经机理作用以及开发的理论依据,设计了基于神经回路的心态和谐就业通用胜任力开发模型,提出结合价值或认知重评工具,通过训练五个要素能力达到开发神经回路,促进心智改善的目的。

鸟鸣学习记忆神经回路的可塑性

鸣禽鸟鸣啭神经基础和鸣啭行为之间存在着机能对应性 所以 ,鸣啭控制系统成为人们研究神经系统与学习、行为和发育关系的重要模型 鸣禽的鸣啭系统在发育中及成年表现出的神经和行为巨大变化特点 ,为我们理解敏感期、突触联系的分布、结构特化、细胞死亡与再生、经验依赖式神经可塑性以及性别分化提供了宝贵的信息

神经性厌食症和神经回路的功能

患有神经性厌食症的人对饮食和体重减轻有严重的偏见，结果导致极度消瘦甚至死亡。这些症状是否继发于精神社会的影响、强迫症、焦虑或脑的食欲回路的障碍，这个问题一直备受争议。利用新的脑显像技术发现腹侧和背侧神经回路的机能障碍可能是重要原因。例如，岛叶活动的改变可能与神经性厌食症的调节有关。

光敏感通道(Channelrhodopsin-2)--神经回路功能和神经系统疾病研究的新工具

光敏感通道(channelrhodopsin-2,ChR2)是一种受光脉冲控制的具有7次跨膜结构的非选择性阳离子通道蛋白,自1991年从莱茵衣藻中发现后被许多实验室所关注.依据ChR2可以快速形成光电流,使细胞发生去极化反应的电生理特性,ChR2已被广泛应用于神经系统的研究.与传统的神经系统研究方法如电生理技术、神经药理学方法相比,用光脉冲控制带有ChR2的神经元的活动,具有更高的空间选择性和特异性.ChR2作为光基因技术的核心组成部分,对神经科学是一个崭新的应用前景广泛的研究工具.近年来ChR2不仅应用于视觉、躯体感觉、听觉和嗅觉等多条感觉神经回路的形态和功能研究,还被应用于各种临床神经系统疾病的研究.本文总结了目前ChR2在神经系统中的研究进展,并对ChR2未来的应用前景作了进一步展望.

迷走神经回路与胃肠动力的关系

胃肠运动的神经调节十分复杂,其主要通过肠神经系统(ENS)、自主神经系统(ANS)和中枢神经系统(CNS)进行调控,由各级中枢接受胃肠道传入的各种信息,整合后发出调节信息经由自主神经系统和神经-内分泌系统将其传送到ENS或直接作用于相应的胃肠道平滑肌。其中延髓迷走复合体(DVC)是构成迷走反射的基础,也是调控胃肠动力的重要副交感中枢。本文对控制胃肠动力的迷走神经回路的组织与结构和对胃肠动力的调节作用进行了综述。

经前烦躁症与神经回路研究进展

经前烦躁症(PMDD)的临床表现复杂多样,是育龄期妇女的常见病、多发病,直接影响女性生活质量。其发病机制十分复杂,近年来,国内外学者从神经机制及脑区活性变化来揭示PMDD的发病原因。相关研究显示,前额叶、杏仁核、海马及小脑、岛叶等脑区的活性变化可能与PMDD发病密切相关,现对涉及该病的脑区及脑区间的相互联系进行综述,为明确经前期综合征的神经机制研究提供参考依据。

星形胶质细胞对神经回路形成作用研究进展

星形胶质细胞(astrocytes, Ast)是哺乳动物大脑中含量最多的神经胶质细胞,它在维持血脑屏障、调节局部血流量、抗氧化和代谢支持以及神经回路的形成上起着重要的作用。星形胶质细胞可以通过各种分泌信号控制突触的形成、成熟和修剪。近年来,在突触缺陷所引起的一系列神经精神疾病中也可以发现星形胶质细胞的身影,了解星形胶质细胞在神经回路发育和功能的调控,有助于对这一系列健康疾病问题提供新的治疗手段。神经回路的形成主要包括三个过程,首先,轴突和树突之间形成未成熟突触;其二,突触成熟,沉默突触转化为活性突触;其三,敲除和修剪过量及不合格突触。星形胶质细胞可以控制突触形成、成熟和消除的每个阶段以支持神经回路的发生和维护。现将星形胶质细胞对神经回路形成的调节作用研究进展综述如下。

先天性恐惧防御行为的神经回路研究进展

恐惧是危险刺激诱发的一种负性情绪,过度恐惧会诱发精神障碍类疾病。对先天性恐惧的神经环路进行解析有助于理解相关精神疾病的病理生理机制。目前,关于先天性恐惧的研究主要基于嗅觉、视觉、听觉等不同感官信号刺激的应答反应机制,而不同类型恐惧信号输入由不同的神经环路调控。主嗅系统和副嗅系统神经回路接收并处理嗅觉刺激信息从而介导冻结等防御反应,视觉刺激信号诱发的逃跑行为主要通过上丘和下丘脑投射回路调控,而听觉刺激信息引发的逃跑等反应主要由听觉皮层投射回路介导。本文综述了视觉、听觉、嗅觉等系统危险刺激投射的神经回路变化,以期为相关精神疾病的诊治提供靶点信息。

基于STDP学习规则的视网膜神经回路的特性

基于视网膜的生理解剖结构,构建了包括视锥细胞、水平细胞、双极细胞、AII无长突细胞、神经节细胞、外侧膝状体核和ON通路与OFF通路的视网膜神经回路模型,并在神经节细胞层和外侧膝状体核层的突触连接中引入STDP(Spike-Timing Dependent Plasticity)学习规则,通过添加单一图形刺激和交替图形刺激,比较神经节细胞和外侧膝状体核的电位发放、发放频率以及两者之间突触权重的变化,研究视网膜神经回路的信息传递特性.结果表明:构建的神经回路模型可有效地将光照强度信息转化为发放时序频率信息,且表现出生物视网膜的信息结构特性;STDP学习规则的引入使得外侧膝状体核层接收了相应的刺激模式并学习记忆了这种模式,且ON通路和OFF通路表现出学习独立性;STDP学习规则可以对交替出现的图形刺激,在突触权重的空间分布上进行叠加,且重叠部分的学习效果更加显著.

基于人机具身交互的听力学习神经回路设计

深度学习网络极大推动机器学习能力的提升,社会迎来人工智能全新时代。在机器智能快速进化的同时,应探索人类智能快速发展提升的理论和技术,提高人类认知学习效率。本文基于智能笔新型人机交互模式,融合具身认知理论,提出创意英语听力人机具身交互训练模式。实验证明,人机具身交互训练回路快速推进英语听力神经回路的建构,高效推动学生英语听音写字能力的发展。人机具身交互神经回路是信息技术、人工智能、认知科技的深度融合,能够探索新一代认知学习技术的实践。

基于神经回路策略的无线网络流量可解释性预测方法

针对无线网络流量预测任务中模型的“黑箱”问题,提出基于神经回路策略(Neural Circuit Policy,NCP)的高可解释性流量预测模型。首先,采用均值滤波分解流量数据的趋势、残差分量来增强特征表示;其次,构建紧凑的NCP框架以可信学习策略捕捉流量长期时变关系;最后,通过全连接层得到预测结果。实验表明,该方法以可解释的方式实现了精准的无线网络流量预测。