開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇神經元的功能，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

[關鍵詞] 基底前腦；巢蛋白；膽堿能神經元

[中圖分類號] R329 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2015）01-48-03

[Abstract] To summarize the achievements of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain and to explore the future research direction.To study the literature of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，especially to analyze and review the literature of recent five years.Nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，which is a subset of cholinergic neurons and may be a kind of functional status of cholinergic neurons but not be neonatal neurons.Nestin of neurons doesn't originated from neural precursor cells，but has expressed after neuronal differentiation.Therefore，cholinergic neurons in basal forebrain could be classified into nestin immunoreactive neurons and negative neurons，the effect of nestin expression on the neuronal function of basal forebrain is worthy of in-depth study.

[Key words] Basal forebrain；Nnestin；Cholinergic neurons

基底前腦存在著一群巢蛋白免疫陽性神經元，這群神經元受到越來越多人的關注，現將其研究進展綜述如下。

1 基底前腦的組成及神經元概況

基底前腦是指位于端腦內側面靠近腦表面一些的灰質結構，主要包括隔核、斜角帶核、杏仁核、Meynert基底核和腹側基底核等[1]，與腦的其他區域沒有明確的界線。其中內側隔核和斜角帶核共同組成隔-斜角帶復合體（medial septum and diagonal band complex，MSDB）。MSDB含有膽堿能神經元、γ-氨基丁酸能神經元、谷氨酸能神經元在內的多種神經元。這些神經元中膽堿能神經元數目最多，對其功能的研究也較深入，認為其與學習記憶功能有關，老年性癡呆患者MSDB的膽堿能神經元明顯減少[2-4]。

2 基底前腦有一群巢蛋白免疫陽性神經元

巢蛋白（nestin）是Ⅵ型中間絲蛋白，由胚胎期

神經前體細胞一過性表達，神經元的分化后停止表達，被其它中間絲蛋白代替。巢蛋白常作為神經前體細胞的特異性標記物，廣泛應用于體內外的神經前體細胞鑒定[5]。在正常成年腦組織中，巢蛋白主要在具有神經發生功能的部位、血管內皮細胞以及激活的神經膠質細胞中表達[6]。

最近發現成年大鼠MSDB和成人的基底前腦區域都有一個連續的巢蛋白免疫反應陽性（nestin-immunoreactive，nestin-ir）的細胞帶。Nestin-ir細胞特異性地分布于MSDB，能表達神經元特異性稀醇化酶和神經元特異性白[7-8]，但不表達膠質纖維酸性蛋白，而且其大小及形態均與成熟的神經元類似，因此認為此類細胞是成熟神經元[9]。

最初的實驗結果提示基底前腦的nestin-ir神經元是一類獨立于膽堿能神經元、GABA能神經元及谷氨酸能神經元之外的神經元[8-9]。MSDB的nestin-ir神經元能發出纖維到海馬、丘腦及前額葉皮質[9-10]。大鼠MSDB的nestin-ir神經元數量、胞體面積與大鼠的認知功能密切相關[11]。

3 基底前腦nestin-ir陽性神經元研究的新進展

近年，對基底前腦nestin免疫陽性神經元的研究又取得了一些新的進展，如對nestin-ir陽性神經元的化學屬性進行了進一步研究；對nestin-ir陽性神經元電生理特征進行了初步研究；對nestin-ir陽性神經元來源及可塑性進行了探索。

3.1 Nestin-ir陽性神經元的化學屬性鑒定

最初的研究認為nestin-ir陽性神經元是位于基底前腦的一類獨立于膽堿能神經元、GABA能神經元及谷氨酸能神經元之外的獨立的神經元。但Guo等[12]使用免疫熒光雙標及激光共聚焦檢測技術發現，基底前腦的nestin-ir陽性神經元幾乎全部與膽堿能神經元雙標，約占膽堿能神經元的50%。使用單細胞RT-PCR及電生理特征檢測，也證實基底前腦的nestin-ir陽性神經元屬于膽堿能神經元[13]。Hendrickson等[14]的實驗也證實基底前腦的nestin神經元是膽堿能神經元。

3.2 Nestin-ir陽性神經元的電生理特征

使用膜片鉗全細胞記錄技術與單細胞RT-PCR技術證實MSDB的巢蛋白陽性細胞具有典型的成熟神經元的動作電位，從電生理的角度證實了此類細胞為成熟的神經元。巢蛋白陽性神經元表現出慢放電神經元特征，而不是快放電（faster-firing）和簇狀放電（cluster-firing），因而從電生理特征上也證實驗巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元而不是GABA能神經元和谷氨酸能神經元，巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元的一個亞型[12]。與巢蛋白陰性的膽堿能神經元相比，巢蛋白陽性的膽堿能神經元具有較大的超極化激活的內向電流（Ih）及較大的興奮性突觸后電流。提示巢蛋白陽性和陰性的膽堿能神經元在學習記憶過程中可能具有不同的功能[13]。

3.3 Nestin-ir陽性神經元發育神經生物學

Guo等[15]通過免疫熒光雙標的方法研究了基底前腦巢蛋白、膽堿乙酰轉移酶（choline acetyl transferase，ChAT）和小清蛋白（parvalbumin，PV）陽性神經元在出生后的表達模式。發現ChAT在出生后1天即開始表達，而PV在較晚出現，約在出生后16天開始表達。巢蛋白在出生后9天開始表達，并在出生后的整個發育過程中與同一區域的部分ChAT陽性神經元重疊。研究結果進一步提示巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元的一個亞群，但巢蛋白陽性和陰性的膽堿能神經元有不同的出生后表達模式。神經元內的巢蛋白不是直接來源于神經元前體細胞，而是在神經元分化后再表達的。

3.4 巢蛋白陽性神經元的來源探索

為探索基底前腦巢蛋白免疫陽性神經元的來源，朱丹青等[16]研究了巢蛋白免疫陽性神經元與5-乙炔基-2’脫氧尿嘧啶核苷（EdU）陽性細胞、巢蛋白免疫陽性神經元與雙皮質素（doublecortin，DCX）陽性神經元的關系。發現EdU陽性細胞主要分布于海馬齒狀回及側腦室的室管膜及室管膜下區的細胞，在內側隔核、斜角帶核等區域無明顯的EdU陽性細胞，巢蛋白免疫反應陽性神經元與EdU陽性細胞無共定位表現。巢蛋白免疫反應陽性神經元與雙皮質素陽性神經元之間無雙標。由于EdU是胸腺嘧啶核苷的類似物，能在細胞增殖期替代胸腺嘧啶滲入正在復制的DNA分子中[17-18]，而DCX只在新生的神經元中表達。因此，實驗提示基底前腦巢蛋白免疫反應陽性神經元不是新生的神經元，可能是成熟膽堿能神經元的一種功能狀態。可能是巢蛋白表達使膽堿能神經元產生了特殊的功能。通過腹膜腔給大鼠連續注射BrdU（75mg/kg）28d，在基底前腦的NESs中未發現BrdU免疫陽性，但在大鼠的SVZ、吻側遷移流及SGZ檢測到BrdU強陽性，也說明基底前腦的NENS不是新生神經元[14]。

3.5 巢蛋白陽性神經元纖維投射及損傷研究

趙宇紅等用快藍注射法追蹤基底前腦巢蛋白陽性神經元向嗅球的纖維投射及嗅神經損傷對基底前腦巢蛋白陽性神經元影響，發現約53.6%的基底前腦膽堿能神經元投射到嗅球，MS及vDB的巢蛋白陽性神經元在嗅神經損傷后具有代償功能[19]。嗅神經元損傷后巢蛋白陽性神經元數目的下降要緩慢于巢蛋白陰性神經元。提示與巢蛋白陰性神經元相比，巢蛋白陽性神經元對于損傷有更強的耐受性。Yu等[20]的研究則提示，巢蛋白陽性神經元對于秋水仙堿的損傷有更強的耐受性。但Hendrickson等[13]的研究則發現巢蛋白表達對192-皂草素引起的神經損傷無保護作用。因此，需要更多的研究來證實巢蛋白表達對神經元功能的影響。

4 展望

最新的研究改變了當初對于巢蛋白陽性神經元化學屬性的認識，證實了基底前腦巢蛋白陽性細胞是成熟的神經元，屬于膽堿能神經元。這種神經元具有較大的超極化激活的內向電流和興奮性突觸后電位，可能在學習記憶過程中具有不同的功能。神經元內的巢蛋白不是直接來源于神經前體細胞，而是在神經前體細胞分化后再表達的。巢蛋白陽性神經元也不是新生神經元，而是膽堿能神經元的一種功能狀態，可能是巢蛋白表達使膽堿能神經元產生了特殊的功能，使其具有更強的神經可塑性。雖然我們對巢蛋白陽性神經元有了一定的了解，但仍有很多迷團需要打開，特別是巢蛋白表達對神經元功能的影響，以及我們能否通過調控基底前腦神經元巢蛋白的表達來改變神經元的功能，改善學習記憶等。

[參考文獻]

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第2篇

馬保華

神經系統是由神經細胞(神經元)和神經膠質組成的。

神經元　神經元(neuron)是一種高度特化的細胞。是神經系統的基本結構和功能單位，具有感受刺激和傳導興奮的功能。神經元由胞體和突起兩部分構成。胞體的中央有細胞核，核的周圍為細胞質，胞質內除有一般細胞所具有的細胞器(如線粒體、內質網等)外，還含有特有的神經原纖維及尼氏體。神經元的突起根據形狀和機能又分為樹突(dendrite)和軸突(axon)。樹突較短，但分支較多。它接受沖動，并將沖動傳至細胞體。各類神經元樹突的數目多少不等、形態各異。每個神經元只發出一條軸突，長短不一，胞體發生出的沖動則沿軸突傳出。

根據突起的數目，可將神經元從形態上分為假單極神經元、雙極神經元和多極神經元三大類。根據神經元的功能，其可分為感覺神經元、運動神經元和聯絡神經元。感覺神經元又稱傳入神經元，一般位于外周的感覺神經節內，為假單極或雙極神經元。感覺神經元的周圍突接受內外界環境的各種刺激，經胞體和中樞突將沖動傳至中樞。運動神經元又名傳出神經元，一般位于腦、脊髓的運動核內或周圍的植物神經節內，為多極神經元，能將沖動從中樞傳至肌肉或腺體等效應器。聯絡神經元又稱中間神經元，是位于感覺和運動神經元之間的神經元，起聯絡、整合等作用，為多極神經元。

神經膠質　神經膠質(neuroglia)數目較神經元多，突起無樹突、軸突之分。胞體較小，胞漿中無神經原纖維和尼氏體，不具有傳導沖動的功能。神經膠質對神經元起著支持、絕緣、營養和保護等作用，并參與構成血腦屏障。

突觸　神經元間的聯系方式是互相接觸。而不是細胞質的互相溝通。該接觸部位的結構特化稱為突觸(synapse)。通常是一個神經元的軸突與另一個神經元的樹突或胞體錯突觸發生機能上的聯系。神經沖動由一個神經元通過突觸傳遞到另一個神經元。

世界衛生組織和衛生部規定。60歲以上為老年人。但在現實生活中，不難發現，同是花甲之人，有的身體健康，有的疾病纏身；有的暮氣沉沉；有的老當益壯，有的未老先衰；有的壯心不已，有的萬念俱灰。顯然簡單地以年齡或表面現象來劃分老年人是很不科學的，所以有關專家也有以下4種觀點：

1　根據年代年齡界定：所謂年代年齡，也就是出生年齡，是指個體離開母體后在地球上生存的時間。西方國家把45―64歲稱為初老期，65―89歲稱為老年期，90歲以上稱為老壽期。發展中國家規定男子55歲、女子50歲為老年期限。根據我國的實際情況，規定45―59歲為初老期，60～79歲為老年期限，80歲以上為長壽期。

2　根據生理年齡界定：所謂生理年齡就是指以個體細胞、組織、器官、系統的生理狀態、生理功能以及反應這些狀態和功能的生理指標確定的個體年齡。生理年齡可分為4個時期：出生至19歲為生長發育期，20～39歲為成熟期，40～59為衰老前期。60歲以上為衰老期，因此，生理年齡60歲以上的人被認為是老年人。但生理年齡和年代年齡的含義是不同的，往往也是不同步的。生理年齡的測定主要采用血壓、呼吸量、視覺、聽覺、血液、握力、皮膚彈性等多項生理指標來決定。

3　根據心理年齡界定：所謂心理年齡是根據個體心理學活動的程度來確定的個體年齡。心理年齡以意識和個性為其主要測量內容。心理年齡分為3個時期：出生至19歲為未成熟期，20―59歲為成熟期，60歲以上為衰老期。心理年齡在60歲以上的人被認為是老年人。心理年齡和年代年齡的含義是不一樣的。也是不同步的。如年代年齡60歲的人，他的心理年齡可能只有四五十歲。

4　根據社會年齡界定：所謂社會年齡是根據一個人在與其他人交往的角色作用來確定的個體年齡。也就是說一個人的社會越位越高，起的作用越大，社會年齡就越成熟。 (季玉娜)

人體五大保健“特區”

范士忠

醫學研究表明。人體有五大保健“特區”：背部、腋窩、脊柱、肚臍和腳部。

背部中醫養生專家指出。后背正中的脊柱是人體動脈的必經之地，脊柱兩旁的太陽膀胱經絡與五臟六腑聯系甚密，經常予以激發疏通，有益于氣息運動，使血脈流暢，滋養全身器官。現代醫學發現，人體背部皮下還蘊藏著大量免疫細胞，忠上感冒或中暑后，“摔背”和“刮痧”等就是激活背部免疫細胞的好辦法。

腋窩腋窩蘊藏著豐富的血管、神經和淋巴結。假如被人用手觸及。被接觸者就會控制不住大笑，這被專家稱為“腋窩運動”。其強身奧妙有兩，最：一是刺激此處的神經、血管和淋巴結。可促進體液循環，使全身器官能享受到更多的養分與氧氣；二是由骷及腋部而引發的大笑，可以使人體所有的器官甚至細胞都得到運動，對腦、心臟和肺最有益。

脊柱　最新醫學研究表明，人老首先是脊柱先老。日本一家雜志報道，鍛煉脊柱可防治100多種疾病。脊柱是人體的中心軸，做太極旋轉能產生很強的生物電能，給各臟腑和腦部以至全身輸送、補充能量，對病毒的侵襲也有極強的免疫力，對腦血栓、老年癡呆癥、中風癱瘓、神經官能癥、糖尿病等也有防治作用。

第3篇

關鍵詞 分層次教學 合作學習 神經系統

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）22-0050-02

所謂分層次教學，就是教師在學生知識基礎、智力因素和非智力因素存在明顯差異的情況下，有區別地設計教學環節和進行教學，遵循因材施教原則，有針對性地實施對不同類別學生的學習指導。作為老師，應該相信每一位學生通過自己怕努力都能實現預訂的目標。為了讓所有學生都能更好地發揮潛能，教師應結合他們實際，設計合理的分層目標，既讓優等生吃得飽，又得讓學困生吃得了。

[教學案例]

課題：北師大版七年級下《神經系統與神經調節》第1課時

1.教學目標

（1）知識性目標。描述神經系統的組成及各組成部分之間功能上的關系；說出神經元的功能，解釋神經元結構和功能的統一性。

（2）能力目標 。初步嘗試利用生活中的小材料制作生物小模型；嘗試通過材料分析、小組合作討論初步具備分析歸納問題的能力。

（3）情感態度價值觀。初步養成主動思考、勤于動手的良好習慣和團隊意識，認同生物體結構和功能相統一的觀點；體驗團隊活動，分享個人及小組成果，關注生命安全。

2.教學設計過程

（1）觀看視頻，小組合作討論中獲得：神經系統的組成

在播放視頻前提出問題及要求：①通過視頻你知道神經系統由哪些結構組成？②各個組成部分有什么特點？播放神經系統組成視頻，引導學生小組合作討論從視頻中總結神經系統組成，并畫出神經系統組成結構圖。

設計意圖：通過視頻的觀看，培養學生獲取和抽提信息的能力，進一步利用結構圖來幫助學生構建知識框架。問題由淺入深保證三個層次的學生都有能力思考和參與到問題的討論中，知識結構圖的構建及不斷完善符合學生的認知發展規律，同時有利于培養學生的團隊合作能力和參與的積極性。

（2）在活動體驗中思考：神經系統是協調人體各項活動的基礎

組織學生參與“我說你做”游戲，體驗神經系統的調節功能。選派兩名司令員命令，其余學生充當小兵執行命令。命令由兩部分組成，司令員A命令的前半部分，司令員B命令的后半部分，小兵們將兩個命令組合起來并執行。如：A命令為男生；B命令為不要起立。

設計意圖：通過活動體驗的方式讓學生直接從活動直觀感受神經系統的功能，促使學生主動思考神經系統是如何調節生命活動，以學生的生活經驗和活動經驗為基礎加深對知識的印象。簡單生動的游戲形式簡化抽象知識，更易于基礎較差學生的接受，培養學生的生物學興趣，增強克服學習困難的信心。

（3）創建新舊知識聯系：神經元是神經系統結構與功能的基本單位

回憶生物體結構層次的知識，引導學生思考：①神經系統的結構與功能的基本單位是什么？圖片展示動物細胞的模式圖與神經元，啟發學生比較神經元與動物細胞的異同。提出問題：②神經元與其他動物細胞相比有哪些相同點和不同點？播放生物電的產生視頻及神經沖動在神經元上傳導的動畫，引導學生回答：③神經元的哪些結構與它的功能相適應？

設計意圖：通過對神經元和動物細胞模式圖的對比，既有助于學習能力較強的學生構建知識的連接，幫助基礎較差的學生鞏固已學過的知識，為新知識的學習奠定基礎，同時有利于對神經元的形態形成直觀的認識，對神經元突起的特點留有深刻的印象。在獲得感性認識的基礎上，提出問題，促進學生歸納：神經元和其他動物細胞在結構上主要區別是具有大量突起。通過對問題的思考，激活學生原有的知識結構，從而使新知識同化到學生的知識結構中去。通過視頻的方式將微觀抽象的“生物電”“神經沖動”等名詞具體化，使學生獲得直觀的印象，同時結構與功能的先后順序安排有利于培養學生的結構與功能相適應的生物學觀點。

（4）在動手中建構神經元模型

課前準備毛線球、有顏色的膠帶、波浪狀塑料棒等代表神經元各部分結構模型以及剪刀等。對照神經元的結構模式圖，學生小組合作“組裝”神經元模型。模型制作完畢后，小組代表將神經元模型放在實物展臺上展示，并描述神經元的結構以及沖動在神經元上是如何傳導的。

設計意圖：通過構建直觀、形象的神經元模型進一步使得神經元的結構具體化，加深學生對樹突和軸突特點的記憶；在模型不斷改進、完善中，也使神經元的結構在不斷構建。模型制作過程中眼、腦、手并用，更有利鞏固和記憶知識。

3.教學反思

（1）創新教學模式，創建高效課堂

本節課中設計了四個環節，每個環節都不同，設計意圖的側重點和目的也不同，從不同的角度和出發點促進教學的知識性目標、能力目標和情感態度價值觀等目標的實現，踐行了新課標。教學過程中兼顧到各個層次的學生的發展水平，讓優生吃得飽、學困生吃得飽、中間學生有挑戰，提高課堂的有效性。

（2）堅持實踐，不斷反思，完善分層教學模式

隨著教學活動層次化的由低到高的發展，學生學習和探究的能力相應地得到了提高，使各層次的學生都能得到各自的發展。分層教學過程中也有一些看不見的因素影響這分層教學的效果：①過分關注學習成績而忽視了能力的培養；②分層過于明顯，影響了一部分學生學習的積極性；③分層評價系統不夠完善，不能較好的對學生進行評價。因而在以后的教學實踐過程中要注意跟蹤學生的思想和學習的動態變化及時調整分層對象，與學生建立起相互信任的合作關系，同時要及時與家長、班主任溝通了解學生的情況，才能更好的促進學生的全面發展。此外，分層教學對于教師的要求更高，工作量也更大，需要教師有更強的責任心，因而需要更多的教學實踐和經驗才能推動其更好的發展。

參考文獻：

第4篇

1　引言

神經網絡是近年來得到廣泛關注的一種非線性建模預報技術。它具有自組織、自學習、自適應和非線性處理、并行處理、信息分布存儲、容錯能力強等特性，對傳統方法效果欠佳的預報領域有很強的吸引力。基于神經網絡的非線性信息處理方法已應用于軍事信息處理及現代武器裝備系統的各個方面，并有可能成為未來集成智能化的軍事電子信息處理系統的支撐技術。該技術在一些先進國家已部分形成了現實的戰斗力。

    船舶在波浪中航行，會受到風、浪和流的影響，因而將不可避免地發生搖蕩運動。嚴重的搖蕩會使船員工作效率下降、物品損壞、軍艦的戰斗力下降。如果能夠預知未來一段時間船舶的運動情況，不僅有利于盡早采用先進控制算法控制艦載武器平臺隔離船舶運動的影響，使其始終穩定瞄準目標，而且還可獲得未來一個海浪周期內的船舶運動情況，以研究船載武器上層的控制策略，從而提高火力密度，因此，有必要研究在海浪中具有一定精度的海浪中船舶運動的短期預報。此外，如能有效準確地預報船舶的橫搖運動，對于提高船舶的耐波性和適航性也有重要意義。

國內外學者也將神經網絡用于船舶運動預報研究，但往往沒有考慮實時性等實現問題，因而不能實用化。神經網絡實現技術是神經網絡研究的一個重要方面。神經網絡實現可分為全硬件實現和軟件實現兩種。目前神經網絡的實現還主要以軟件模擬為主，由于現行的馮諾曼計算機體系結構不能實現并行計算，因而神經網絡軟件的實時應用還受到一定限制。

目前，一些著名集成電路制造公司如Intel、Mo-torola、松下、日立、富士通等均已推出自己的模擬或數字神經網絡芯片，這些芯片無論在網絡規模還是運行速度上都已接近實用化的程度，因而給神經網絡應用的發展以極大的推動。由于艦載武器系統，需選用具有在片學習功能的神經網絡芯片，即將網絡訓練所需的反饋電路及權值存儲、計算和修正電路都集成在了一個芯片，因而可實現全硬件的、具有自學習能力的神經網絡系統，也可以說，這是一種具有自適應能力的神經網絡。

2 ZISC78的功能及工作原理

ZISC78是由IBM公司和Sillicon聯合研制的一種低成本、在線學習、33MHz主頻、CMOS型100腳LQFP封裝的VLSI芯片，圖1所示是ZISC78的引腳排列圖。ZISC78的特點如下：

內含78個神經元；

采用并行結構，運行速度與神經元數量無關；

支持RBF／KNN算法；

內部可分為若干獨立子網絡；

采用鏈連接，擴展不受限制；

具有64字節寬度向量；

L1或LSUP范數可用于距離計算；

具有同步／異步工作模式。

2．1 ZISC78神經元結構

ZISC78采用的神經元結構如圖2所示，該神經元有以下幾種狀態：

(1)休眠狀態：神經網絡初始化時，通常處于這種狀態。

(2)準備學習狀態：任何時侯，神經網絡中的神經元都處于這種狀態。

(3)委托狀態：一個包含有原型和類型的神經元處于委托狀態。

(4)激活狀態：一個處于委托狀態的神經元，通過評估，其輸入矢量處于其影響域時，神經元就被激活而處于激活狀態。

(5)退化狀態：當一個神經元的原型處于其它神經元類型空間內，而大部分被其他神經元類型空間重疊時，這個神經元被宣布處于退化狀態。

    2．2 ZISC78神經網絡結構

從圖3所示的ZISC78神經網絡結構可以看出，所有神經元均通過“片內通信總線”進行通信，以實現網絡內所有神經元的“真正” 并行操作。“片內通信總線”允許若干個ZISC78芯片進行連接以擴大神經網絡的規模，而這種操作不影響網絡性能。

ZISC78片內有6 bit地址總線和16 bit數據總線，其中數據總線用于傳輸矢量數據、矢量類型、距離值和其它數據。

2．3 ZISC78的寄存器組

ZISC78使用兩種寄存器：全局寄存器和神經元寄存器。全局寄存器用于存儲與所有神經元有關的信息，每片僅有一組全局寄存器。全局寄存器組中的信息可被傳送到所有處于準備學習狀態和委托狀態的神經元。神經元寄存器用于存儲所屬神經元的信息，該信息在訓練學習操作中寫入，在識別操作中讀出。

2．4 ZISC78的操作

ZISC78的操作包括初始化、矢量數據傳播、識別和分類等三部分。

初始化包括復位過程和清除過程。

矢量數據傳播包括矢量數據輸入過程和神經元距離計算過程。神經元距離就是輸入矢量和神經元中存儲的原型之間的范數。通常可選L1范數或Lsup范數：

其中，Xi為輸入矢量數據，Xs為存貯的原型數據。

對于識別和分類，ZISC78提供有兩種可選擇的學習算法RBF和KNN。其中RBF是典型的徑向基函數神經網絡。在該RBF模式下，可輸出識別、不確定或不認識的狀態；KNN模式是RBF模式的限制形式，即在KNN模式下，新原型的影響域總被設為1，輸出的是輸入向量和存儲原型之間的距離。需要指出的是，ZISC78具有自動增加或減小神經元個數以適應輸入信號的分類和識別功能，神經元個數的最大值和最小值在全局寄存器組中設定。

2．5 ZISC78的組網

一個ZISC78芯片內可以通過寄存器操作定義若干個獨立的網絡。若干個ZISC78芯片通過層疊可以組成一個更大的神經網絡，組網芯片數量沒有限制，小于10個ZISC78組網時，甚至連電源中繼器件也不需要。所以，ZISC78具有最大的靈活性，能夠滿足不同的需要。

3　仿真實例

為了驗證ZISC78用于船舶運動實時預報的精度，本文對徑向基函數神經網絡預報進行了仿真，圖4給出了基于徑向基函數神經網絡和船舶運動慣導實測信號預報的0．3秒（15步）誤差曲線圖。

通過以慣導實測數據ZHX＿lg．dat為例預報0．3秒（15步）以后的船舶運動，作者運用相空間重構理論已經判斷出本數據為非線性信號。

該仿真的最大預報誤差方差為6．4666e－004，該數據可以滿足戰技指標。

4　結束語

第5篇

【關鍵詞】帕金森病，干細胞治療，文獻綜述

帕金森病又名震顫麻痹，是一種由于黑質多巴胺能神經元等進行性變性缺失所致的神經系統變性疾病，隨著人口的老年化，其發病率呈逐年上升趨勢。2006年中華醫學會神經病學分會運動障礙及帕金森組制定的診斷標準［1-2］：①運動減少。②至少符合以下1項：a：肌肉僵直；b：靜止性震顫；c：姿勢不穩。③至少符合以下4項中的3項：a：單側起病；b：靜止性震顫；c：逐漸進展；d：發病后多為持續性不對稱性受累。盡管近10多年對帕金森病的發病機制認識及治療手段探索均有長足的進步，但尚無法對其徹底根治。近年來對神經系統可塑性的研究及對神經再生和干細胞的認識逐漸加深，干細胞工程迅速發展。干細胞由于具有自我更新能力和多向分化潛能的特性，運用干細胞移植治療帕金森病成為可能，極具發展前景和應用價值。

1 神經干細胞的特點

1.1 神經干細胞（NSCs）是一群能自我更新并具有多種分化潛能的細胞，它來源于神經組織并可生成神經組織，在適當條件下可分化成神經元、少突膠質細胞和星形細胞。Ourednik等認為神經干細胞是最適合于中樞神經系統細胞的替代治療和基因治療的細胞。

1.2 神經干細胞可直接來源于胚胎成年哺乳動物的腦組織。在補充適量的促有絲分裂試劑如堿性成纖維細胞生長因子、表皮生長因子或白血病抑制因子后，神經干細胞可在無血清的或含血清的培養液中生長。另一個提高增殖和延長培養時間的方法是，在神經元祖細胞中轉染增殖調節基因。V-myc基因可轉染神經干細胞，建立長久分化的神經干細胞系。最近研究表明，源于胚胎中樞神經系統各區域的NSCs具有不同的分化潛能，中腦來源的NSCs（mesencephalic neural stem cells，mNSCs）更易于分化為DA神經元，是細胞移植治療PD的理想細胞源。然而由于機體局部微環境的影響，僅少量mNSCs可在體內分化為DA神經元。

2 影響神經干細胞分化的因素

首先，移植的神經干細胞的分化受其本身內在性質的影響。其次，神經干細胞所處的局部微環境因素和營養因素對神經干細胞的分裂和分化也具有一定的誘導作用。移植干細胞的分化與所處環境的神經類型和神經發育階段有關。向體外培養的干細胞中加入不同組合的誘導因子如血清、組織提取液、各種細胞因子等，可使神經干細胞繼續增值或向不同方向誘導分化。神經干細胞自然分化為多巴胺能神經元的比例只占細胞總數的0.5％～5％，而在一定條件下，神經干細胞向多巴胺能神經元分化的比例甚至可達到80％。一些因子在多巴胺能神經元的分化中起作用。Nurrl和Ptx3等轉錄因子能夠調節神經細胞向多巴胺能神經元分化。膠質細胞源性神經營養因子（glial cell line derived neurotrophic factor，GDNF）是目前發現最強的DA神經營養因子，然而由于血腦屏障和腦組織結構的特點，使其應用受到了限制［3］。

3 神經干細胞移植后的生物學特性

Alcksandrova 等［4］將源于胚胎大鼠和人胚的神經干細胞分別移植于新生及成年大鼠腦內，于移植后1個月應用放射自顯影技術觀察，發現源于胚胎大鼠的神經干細胞在移植到成年大鼠腦后并未停止發育，它能夠繼續分裂、遷移，形成神經元和膠質細胞，免疫組化顯示它能夠表達特異性的神經遞質和神經肽。將來源于8～12周胚胎的人神經干細胞，移植前培養兩周，然后將其移植入大鼠腦內，于移植后10～20d，光鏡下，所有的受體腦內均可見培養的人神經干細胞。成簇的移植細胞位于尾狀核、側腦室、白質、腦皮質，移植的細胞周圍可見巨噬細胞，但未見明顯的免疫反應。移植細胞的濃度從注射區向周圍逐漸減少干細胞中可見有絲分裂細胞，表明在新的微環境下干細胞仍有增殖潛能。大鼠和人神經干細胞移植于成年大鼠腦后，表現相似的生物學行為并分化為神經元和膠質細胞。移植后，兩者都可以連續地進行有絲分裂，從移植區遷移至受體腦的周圍組織。大鼠腦內移植可作為人神經干細胞發育的生物模型。Brustle等將源于8周人胚的神經干細胞移植入大鼠胚胎腦室，也可見有神經元的分化，移植細胞可以在軸突、神經元、星形膠質細胞、少突膠質細胞等各個水平廣泛整合。

成體中區神經系統中存在神經干細胞，也可以在體外培養擴增后移植到腦內。從成鼠前腦室下帶中分離出神經干細胞，然后進行單細胞克隆、擴增、收集，分別移植至大鼠切割海馬傘側和正常側的海馬齒狀回中，發現移植至海馬齒狀回中的神經干細胞能夠存活，并可沿正常海馬齒狀回中固有的神經干細胞遷移路徑即顆粒下層遷移。切割海馬傘側海馬內存活和遷移的神經干細胞明顯多于正常海馬內的神經干細胞。提示切割海馬傘側海馬齒狀回內促進神經干細胞的存活并誘導其遷移、分化的物質增強。移植到小鼠嗅球的室管膜下區的神經干細胞可與該處的神經元發生廣泛的整合。將神經干細胞移植入大鼠海馬，觀察到由神經干細胞分化來的神經元與宿主的神經元形成功能性的突觸聯系，體外實驗也證實了這一點。所以，神經干細胞有望從解剖和功能上對受到損傷或變性的腦組織進行修復。移植的神經干細胞在大鼠腦內表現多巴胺的特性。Villa等［5］報道，應用V-myc轉染的人胚神經干細胞，可以建立人神經干細胞系，使體外大量擴增神經干細胞成為可能。

對于帕金森病，產生人多巴胺能神經元是我們治療的主要目的。胚胎和成年腦組織干細胞均可產生多巴胺能神經元，從而為帕金森病的移植治療提供細胞來源。在增殖時，這些細胞形成表達中樞神經系統祖細胞標記（nestin）免疫活性的細胞球。在包含有IL-1b，IL-11，LIF和GDNF等分化介質中可形成TH免疫活性的細胞，這些細胞表現為多巴胺能神經元的形態學和功能的特性，包括多巴胺的產生和釋放。目前已經培育出分化為酪氨酸羥化酶（TH）陽性細胞比例達98%的單克隆神經干細胞系。這些細胞可進一步擴增，可在液氮中儲存，復蘇后可以重新擴增。這些單克隆細胞系移植后可產生更高的多巴胺水平。源于人胚胎中腦的神經干細胞也可移植于被毀損的大鼠腦內，成功地恢復多巴胺水平。

利用神經干細胞作為基因治療的載體是一種新興的方法。在體外將外源基因導入神經干細胞，再經過培養、擴增，導入腦內，可以廣泛用于中樞神經系統變性疾病及腫瘤的治療。應用單個或多個外源基因對神經干細胞進行修飾，使其攜帶補充外源性多巴胺基因及營養因子基因，然后導入腦內，可用于帕金森病和阿爾茨海默病的治療。植入的神經干細胞受局部微環境的影響，在植入部位分裂增殖為相應的神經細胞，補充和替代受損的細胞并與宿主的局部細胞整合，建立功能性突觸聯系；另一方面，外源基因在移植部位表達，發揮治療作用。Park等將NT-3（神經營養素-3）轉染神經干細胞，發現體外培養時分化為神經元的比例可達90%，移植到梗死灶后，有20%的細胞可向神經元方向分化，移植到缺血半暗帶后，向神經元方向分化的比率可達80%。Ryu等［6］將TH聯合GTPCH-1基因修飾的C17.2系NSC移植到PD鼠模型紋狀體中，發現NSC能夠很好的存活、遷移和分化，并能明顯地改變動物行為。Kim等采用TH聯合GTPCH-1基因修飾的永生化系mNSC（HB1.F3）移植治療PD，能改善動物行為，并在移植區有大量的TH陽性細胞表達，表明NSC是基因治療PD的有效理想載體。研究發現孤兒核受體（Nurr1）基因可促進NSC系如C17.2分化為DA神經元，減少其分化為膠質細胞的比例。Nurr1基因修飾后的胚胎干細胞分化為DA神經元的比例可從15%增至50%。這些神經元能表達中腦特異性的標志物，包括TH，Ret，Pitx3，Enl；而且將這些神經元移植到6-羥基多巴胺大鼠模型腦內可產生功能性整合，并出現行為學改善。因而Nurr1基因的移植可通過增加外源性DA神經元的數量對PD起治療作用。O’KeeffeFE等［7］過度表達Pirx3于NSCs中，然后暴露于E11，這導致多巴胺能神經元細胞分化的明顯增強，再植入6-羥基多巴胺毀損帕金森病大鼠腦內，導致明顯運動功能恢復。另外，有大量Girkz陽性NSC起源的A9神經元在移植周圍。這證明給予正確的信號，NSC能誘導成多巴胺能神經元。Li等通過腺病毒載體將Nurr1轉染于NSC后，移植到6-羥基多巴胺大鼠模型腦內，發現其比單純NSC移植治療PD的病理學行為學改善更明顯。膠質源性神經營養因子（GDNF）是目前發現針對DA神經元的一種最有效和特異性的神經營養因子。Liu等發現將表達NTN的C17.2-NSC植入PD模型鼠紋狀體，移植細胞能夠存活、分化，保護DA神經元，抵制6-羥基多巴胺對DA神經元的毒性并能改善動物旋轉行為，其保護效果可持續4個月以上。褪黑素（MT）具有重要的免疫調節作用。Sharma等［8］應用MT聯合C17.2-NSC移植治療PD模型，發現對PD模型損害側黑質紋狀體的TH免疫反應有明顯保護作用。目前，免疫調節蛋白或神經保護因子聯合NSC用于細胞移植后免疫應答的調節也是PD細胞移植治療的研究熱點。

4 前景與展望

神經干細胞移植治療帕金森病目前已成為一種研究和治療的方向，但對其分子機制、免疫排斥、移植誘導產生的運動等問題還需進一步研究。目前大部分結論都是基于動物實驗的結果，能否在人類身上得到類似或更好的結果還尚未可知，在實用性、技術、神經生物學等方面存在一些問題。但隨著分子生物學、基因工程技術的發展和對神經干細胞及帕金森病治療研究的深入，特別是近來對移植誘導產生的運動的鑒定以及分化至多巴胺能神經元的新方法的出現［9］，有望對神經干細胞移植治療帕金森病的研究產生更好的推動作用。

參考文獻

［1］ 中華醫學會神經病學分會運動障礙及帕金森病學組，帕金森病的診斷［J］.中華神經科雜志，2006，39（6）；408-409

［2］ 王新德，帕金森病和帕金森綜合癥的診斷標準和鑒別診斷［J］中華神經精神科雜志，1985，18（4）;255

［3］ 鄧興力等，神經干細胞聯合多巴胺神經元移植治療帕金森病的實驗研究［J］. 昆明醫學院，2008，28（5）

［4］ ALCKSANDROVA MA,SABURINA IN,KOROCHKIN LI,etal.Behavior and differentiation of the neural stem cells in vivo［J］.Biology Bulletin,2001,28(6） :553- 560.

［5］ VILLA A,SNYDER EY,VESCOVI A,et al.Establishment and properties of a growth factor- dependent,perpetual neural stem cell line from human CNS［J］.Exp Neurol,2000,161:67- 84.

［6］ RYU MY，LEE MA,AHN YH,et al.Brain transplantation ofneural stem cells cotransduced with tyrosine hydroxylase and GTP cyclohydrolase in Parkinsonian rats［J］.Cell Transplant, 2005,14(4)：193- 202。

［7］ O'KEEFFE FE，SCOTT SA，TVERS P.Induction of A9 dopaminergic neurons fromneural stemcells improves motorfunction in an animal model of Parkinson's disease［J］.Brain,2008，131 （3） :630- 641.

［8］ SHARMA R,MCMILLAN CR,NILES LP.Neural stem cell transplantation and melatonin treatment in a 6 hydroxydopamine model of Parkinson disease［J］.J Pineal Res,2007,43(3):245- 254.

［9］ Allan LE, Petit GH, Brundin P. Cell transplantation in Parkinson's disease: problems and perspectives. ［J］.Curr Opin Neurol. 2010 May 19. ［Epub ahead of print］

第6篇

【關鍵詞】 依托咪酯;認知功能;水迷宮;caspase-3;海馬

作者單位:528000徐州醫學院江蘇省麻醉學重點實驗室(馮舒韻);

佛山市第一人民醫院麻醉科(楊承祥 李恒)

術后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是指手術麻醉后數天內發生的一種可逆的、具有波動性的急性精神紊亂綜合征,表現為精神錯亂、焦慮、人格的改變以及記憶受損。年齡因素是發生術后認知功能障礙的主要原因[1,2]。近來研究發現,圍術期物對老年患者術后認知功能障礙的發生也有著密切的聯系。不同的靜脈對POCD的影響尚無定論。而依托咪酯作為一種快速靜脈全麻藥,有著對心血管系統影響小的突出優點,尤其適用于老年患者。本研究擬探討依托咪酯對老年大鼠認知功能的影響及可能機制,為臨床提供依據。

1 資料與方法

1.1 材料 藥品:依托咪酯(批號20031105,貝朗藥業有限責任公司生產),50%脂肪乳(批號031001,貝朗藥業有限責任公司生產)。動物選擇及分組:12個月齡的老年SD大鼠54只(徐州醫學院動物中心提供),體重(400±50)g,雌雄各半。大鼠行1次水迷宮測試,剔除有明顯運動障礙的大鼠。隨機分為照組(N組,n =18),依托咪酯組(E組,n=18),脂肪乳組(L組,n=18)。

1.2 給藥方法 給藥:給藥前三組均行水迷宮測試,4次/d,連續4 d,記錄潛伏期(入水時至找到平臺的時間)及穿越中點次數。第5d 起E、L組分別以20 mg/kg的劑量腹腔注射依托咪酯,連續3 d,N組不予任何處理。于停藥1 d后(即第9 d)行水迷宮測試。

1.3 水迷宮測試[3] 通過Morris水迷宮(徐州醫學院麻醉學實驗室提供)測試,圓池高約80 cm,直徑150 cm,分成4個象限,將平臺置于第4象限沒人水中約1 cm,水及平臺表面預先被染黑,水深14 cm;依次選擇4個不同象限將大鼠人水,通過自動圖象拍攝系統記錄游泳軌跡,以人水時至找到平臺的時間為潛伏期,取其平均值。停藥1 d,于第9天行水迷宮測試。平臺置于第4象限,大鼠依次于各象限入水,記錄大鼠找到平臺位置的時間及穿越中點的次數,取平均值;測試結束1 h后處死大鼠。

1.4 海馬神經元凋亡分析 腹腔注射10%水合氯醛350 mg/kg,待3~5 min大鼠完全麻醉后,斷頭處死,取出完整大腦組織,予4%甲醛浸沒固定。3 h后取出腦組織置于濾紙上,冠狀切取海馬組織(2~5 mm),繼續固定24~48 h;系列乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋連續冠狀切片(片厚5 μm,隔10張取2張),常規脫蠟。用免疫組化法進行測定。其主要試劑均由上海晶天生物有限公司提供,R&D公司生產的caspase-3免疫組化試劑盒。抗原修復為高壓熱修復,SP法免疫組化染色,抗體比例為1:150。

1.5 統計學處理 用SPSS13.0統計軟件進行分析,計量資料以均數±標準差(x±s)表示,組間及組內比較采用單因素方差分析,P

2 結果

水迷宮測試結果的比較注射依托咪酯前,與水迷宮測試第1天比較,E、L、N組水迷宮測試第4d潛伏期縮短及穿越中點次數增加(P0.05);注射依托咪酯后,與N組比較,E組水迷宮測試潛伏期及穿越中點次數無明顯變化(P>0.05),見表1。

海馬CA1區神經元caspase-3表達情況(顯微鏡倍數×400,高倍鏡視野下每個標本觀察10個視野,取總和)。與N組比較,E、L組海馬神經元caspase-3表達無明顯增加(P>0.05),見表2。

表1

3組水迷宮不同時間點潛伏期與穿越中點次數的比較(n=18,x±s)

指標 組別1 d4 d 9 d

潛伏期 E組35.2±4.5 8.2±2.2* 7.9±2.5*

(s) L組40.6±4.2 7.5±1.6*7.6±2.1*

N組38.5±5.3 9.2±3.1* 8.3±1.8*

穿越E組 023*

中點L組032*

(次)N組023*

注:與第1天比較,*P

表2

3組海馬CA1區神經元caspase-3表達情況的比較 (n=18,x±s)

組別表達caspase-3細胞個數

E組32±3

L組28±4

N組30±2

圖N 海馬CA1區神經元400×

圖E 海馬CA1區神經元400×

3 討論

全麻藥的靶器官是腦,關于全麻藥對記憶認知的影響及其機制,已有了大量的研究,表明有許多全麻藥影響記憶認知功能、改變或損害大腦可能是POCD病因的依據[4]。依托咪酯是咪唑類衍生物,屬于一種快速催眠性靜脈全麻藥,靜脈注射后很快進入腦和其他血流灌注豐富的器官。在催眠作用開始時導致新皮質睡眠,降低皮質下抑制。由于其對血流動力學影響小,在臨床上一直主張用于有腦缺血風險的神經外科手術麻醉和老年體弱及危重患者的麻醉中。依托咪酯對老年患者術后認知功能是否有影響的研究比較少。Dixon CE等研究發現依托咪酯對大腦受傷的大鼠并不增加海馬神經元的損傷。但Martin等的研究表明依托咪酯可引起記憶缺失并可以被γ-氨基丁酸受體拮抗劑所逆轉。麻醉誘導時單次應用依托咪酯不會損害神經元。依托咪酯實施麻醉對術后認知功能是否有影響仍存在爭議,尚需大量臨床和動物實驗佐證。

POCD的發病機制至今尚未明確,目前認為老年患者的術后認知功能障礙可能與膽堿能功能的減退,多巴胺,去甲腎上腺素和谷氨酸釋放過度,五羥色胺和GABA的活性增強及降低有關,最終導致與學習記憶、空間定位的重要中樞海馬(hippocampus)結構和形態發生改變。在與學習記憶有關的腦區中,海馬結構的作用顯得特別突出,現已證明,海馬CA1區與學習記憶密切相關,它的突觸是神經信息傳遞的關鍵部位。在動物實驗研究中,人們發現全身物作用于發育中的大鼠后,可通過藥物對神經元的毒性作用,誘發炎性細胞因子的釋放等使腦部神經元的凋亡增強。Jevtovic-Todorovic等發現吸入麻醉后發育期的鼠腦產生廣泛的神經退行性變,并導致海馬神經元突觸傳遞功能損害,進而產生持久的學習、記憶功能缺失。根據本實驗免疫組化結果,E組表達caspase-3的神經元個數為(32±3),與N組相比差異無統計學意義(P>0.05),故筆者認為單次注射依托咪酯不增加老年大鼠海馬神經元凋亡的發生。

本研究結果表明,在注射依托咪酯后, E組第9天與第1天比較,潛伏期明顯縮短,差異有統計學意義(P0.05),提示單次注射依托咪酯不增加老年大鼠海馬神經元凋亡的發生,筆者認為單次注射依托咪酯并不損傷大鼠海馬神經元。

綜上所述,單純應用依托咪酯進行麻醉,對老年大鼠學習記憶功能無明顯影響。但對于臨床上的應用,仍需要更多研究。

參 考 文 獻

[1] Moller J T, Cluitmans P,Rasmussen LS,et al.Long-term post-operative cognitive dysfunction in the elderly : ISPOCD1 study.Lancet,1998,351:857-861.

[2] 王春燕, 吳新民.全身麻醉術后對中老年患者認知功能的影響.中華麻醉學雜志, 2002,22: 332-335.

第7篇

但是，最近一些研究發現，人的一些器官和組織受損后，即便沒有輸入干細胞進行治療，人體也有自我修復的強大功能，而且這些功能表現在許多方面。

多種干細胞修復機體

生物體，包括人體的自我修復能力其實就是再生醫學的一部分，因為再生醫學就是尋找有效的生物治療方法，促進機體自我修復與再生或構建新的組織與器官，以改善或恢復受損組織和器官的功能。

機體的自我修復需要以干細胞的分化和生長為基礎。例如，早就有研究人員發現，牙髓內膠質細胞能轉化為干細胞，后者再修復損傷的牙齒。牙髓是位于牙齒中心的柔軟組織，其間有少量間充質干細胞，后者能分化為牙齒、骨骼和軟骨細胞，因此可以修復牙齒，甚至骨骼。

但是，過去沒有人知道間充質干細胞來自何方。現在，瑞典卡羅林斯卡醫學院發育生物學家阿達米科研究團隊發現，牙髓內的膠質細胞的功能是支持和包圍纏繞在口腔和牙齦上的神經元，并幫助疼痛信號從牙齒傳遞到大腦。他們在小鼠的一組膠質細胞中添加熒光標記時發現，隨著時間的推移，一些膠質細胞離開了牙齦上的神經元向牙齒內部移動，在這里它們轉化為間充質干細胞。最后，這些間充質干細胞分化為牙齒細胞。這說明，人體有強大的自我修復功能，可以不需要外源性干細胞或胚胎干細胞就能自我修復受損的組織和器官。

機體的自我修復也體現在心腦血管病的康復上。腦卒中是一種急性腦組織和細胞受損的疾病，也被視為是不可修復的疾病。腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中，是一種突然起病的腦血液循環障礙性疾病，又叫腦血管意外。多種原因可引起腦內動脈狹窄、閉塞或破裂，造成急性腦血液循環障礙，臨床上表現為一次性或永久性腦功能障礙癥狀和體征。

發生腦卒中后，人體神經細胞缺乏足夠的氧氣供給，幾分鐘內就會死亡。接著，受這些神經細胞控制的身體機能也會退化和消失。過去認為，死亡的大腦細胞無法替換，因此腦卒中造成的后果通常是永久性的。患有大腦大血管急性缺血性損傷的患者，每小時損失1.2億個神經細胞、每分鐘有190萬個神經細胞受損，同時伴有無數的神經突觸和神經有髓纖維受損。與因大腦老化而產生的神經細胞的正常死亡速率相比，缺血性大腦如果不接受治療，則每小時老化3.6年。

但是，現在一些新的研究發現，發生腦卒中后，大腦中的一些星形膠質細胞能變成神經細胞，彌補受到損害和丟失的神經細胞。同樣，心肌梗死或心臟缺血也會導致心臟血管受損，但是，一些新的研究發現心臟內的成纖維細胞也能轉化為內皮細胞，促進和引起血管增生，達到修復心臟血管的目的。這些都是機體的自我修復功能。

成纖維細胞轉變成內皮細胞的奧秘

現在，阿達米科等人還不知道牙髓內的膠質細胞變成干細胞的具體原因和途徑，他們分析認為，牙齒中有某種化學信號發揮作用，才會使膠質細胞轉化為間充質干細胞。如果能弄清這一點，就能在實驗室嘗試用新方法培植干細胞，從而促進機體的自我修復。

不過，對心臟內的成纖維細胞是如何轉化為內皮細胞的，研究人員已經找到了部分答案。

人的皮膚和肌肉遭受外傷后會自我修復，修復的結果是在皮膚表面形成瘢痕。同樣，心臟病發作后心臟組織也會自我修復并形成瘢痕。現在美國北卡羅來納大學醫學院的研究人員艾里克?烏比爾等人發現，在心臟病發作后通常生成瘢痕組織的成纖維細胞可以轉變為內皮細胞，后者可以生成血管，從而向心臟受損區域供應氧氣和營養。這就會大大降低心臟病發作后的損害以及產生的后遺癥。

但是，成纖維細胞轉化為內皮細胞并由此修補血管必然有某種人們以前并不知道的機制。烏比爾等人發現，這其中的轉化開關其實是一個在人體組織中起著關鍵作用的蛋白，即腫瘤抑制蛋白p53。如果提高瘢痕形成細胞中的p53水平，可顯著減少心臟病發作后的瘢痕并改善心臟的功能。

這一發現改變了此前人們對機體自我修復的一些看法，例如，認為成纖維細胞是終末分化的細胞，因此成纖維細胞無法分化形成其他類型的細胞。但是，研究人員對小鼠的研究發現，情況并非如此。只要有一些條件，成纖維細胞就可以分化為內皮細胞并形成血管。這些條件是：一是心臟受損，二是有p53的誘導。

研究人員過去的研究證明，心臟病發作后，成纖維細胞會用瘢痕組織來替代受損的心肌組織。然而，瘢痕使得心臟壁變硬，從而削弱心臟將血液輸送到全身的能力，引起較多的后遺癥。但是，隨后內皮細胞會構建出新血管來改善受損區域的循環。更讓人不愿看到的結果是，有時候這些內皮細胞會自然轉變為成纖維細胞，增加瘢痕厚度。

烏比爾等人受此啟發，想探索是否能把內皮細胞自然轉變為成纖維細胞的順序顛倒，讓成纖維細胞轉變成內皮細胞，如此就能更好地幫助病人，這也是機體自我修復機制的一種應用。

烏比爾等人誘導小鼠發生心臟病，然后研究小鼠心臟中的成纖維細胞是否具有一些內皮細胞的特征性標記物，結果正如他們所期待的，在小鼠心臟受損區域幾乎1/3的成纖維細胞上發現了內皮細胞標志物。這也意味著實際上在心臟受損后，是由成纖維細胞生成的內皮細胞形成了新的功能性血管。

接下來，烏比爾等人進一步發現，觸發成纖維細胞生成內皮細胞的是p53，后者能夠引發受損的失控細胞自殺（細胞凋亡），從而減少這些細胞繼續生長并發展成癌癥，所以p53是一種阻止癌癥發生的有利因子，也被稱為基因組衛士。在心臟損傷之后，p53在成纖維細胞中被開啟或過度表達，調控成纖維細胞變為內皮細胞。因此，提高p53水平可以促使更多的成纖維細胞轉變為內皮細胞，再由后者修復和形成血管。

烏比爾等人認為，刺激心臟成纖維細胞p53信號通路能增加成纖維細胞向內皮細胞轉化的能力，從而增加血管密度，促進心臟功能的恢復。機體的自我修復功能意味著這是未來治療心臟病的一種簡單可行和實用的方法，因為這種方法并不需要向病人輸入外源性干細胞。當然，這種方法要在臨床中使用可能還需要好幾年的時間。

星形膠質細胞如何轉化為神經元？

腦卒中是導致人們迅速死亡的嚴重疾病之一，腦卒中造成的死亡僅次于心臟病造成的死亡。腦卒中導致腦組織的血流供應中斷，組織缺血缺氧，結果大量神經元（神經細胞）壞死，并由此導致運動、感覺和認知等一系列大腦功能障礙。因此，發生腦卒中之后，人的生活質量很差。

過去，研究人員一直致力于研究將外源性干細胞輸入腦卒中患者的大腦以產生新的神經元來修復大腦。現在，瑞典隆德大學的柯卡亞和卡羅林斯卡醫學院的林德瓦爾等人對大腦缺血的小鼠（相當于人患腦卒中）進行研究，發現小鼠大腦中的星形膠質細胞能轉化成神經元，不過，這種神經元是幼稚的神經元，但可以經過發育成為成熟的神經元，由此修復大腦。這一研究也是首次發現腦卒中后星形膠質細胞可以轉化為神經元。

然而，星形膠質細胞不會平白無故地轉化為神經元，而是有條件的，即大腦受到缺血性損害，而且要啟動一種分子信號通道，這種信號通道就是Notch信號通道。所謂Notch信號通道是1917年摩根等人發現的。他們在突變的果蠅中發現Notch基因，該基因的部分功能缺失會使果蠅翅膀的邊緣產生缺口（Notch），因此得名。

后來，研究人員發現，Notch信號通道廣泛存在于脊椎動物和非脊椎動物中，由Notch受體、Notch配體和其他效應分子組成，這一通道啟動后可造成相鄰細胞的相互作用，從而調節細胞、組織、器官的分化和發育。哺乳動物有4種Notch受體和5種Notch配體。

大腦中也存在Notch信號通道。在正常人的大腦中，Notch信號通道激活可抑制星形膠質細胞向神經元轉化，因此星形膠質細胞不會轉化成神經元。但是，對患腦卒中的小鼠的研究發現，小鼠大腦中的Notch信號通道被抑制，而星形膠質細胞可以啟動這一抑制過程，由此星形膠質細胞可以轉化為神經元。研究人員推論，人患腦卒中后也可通過這一途徑讓星形膠質細胞轉化為神經元。

柯卡亞等人在研究中還發現，對未患腦卒中的小鼠人為阻斷Notch信號通道，也能讓星形膠質細胞轉化為神經元，因此，腦卒中和其他途徑都可阻斷Notch信號通道，從而讓星形膠質細胞轉化為神經元。這也意味著，阻斷大腦中的Notch信號通道有可能成為治療腦卒中的一種新方法，而且簡便實用，因為不用向腦卒中患者大腦注射外源性干細胞。

此外，研究人員對小鼠的研究還發現，小鼠大腦中新生成的神經元與其他細胞形成了突觸，這是神經細胞之間發生聯系的一種基本結構。但是，這些新的神經元是否具有功能，以及它們在動物和人類卒中患者康復過程中的具體作用還有待進一步研究來證實和闡明。

其實，早在10年前，柯卡亞和林德瓦爾就發現，人患腦卒中后大腦自身神經干細胞可形成新的神經元。但這次的新研究證明，大腦的自我修復能力不只是神經干細胞可以轉化為新的神經元，而且星形膠質細胞也可以轉化為神經元。也許，大腦中的其他細胞也可能具有潛在的轉化為神經元的能力，只不過需要一定的條件。因此，機體修復自身的能力一直被低估了。

第8篇

    【摘要】 

目的 觀察單側黑質紋狀體通路損毀對大鼠丘腦網狀核神經元電活動的影響。方法 采用在體細胞外記錄方法研究正常大鼠和帕金森病(parkinson’s disease, pd)模型大鼠丘腦網狀核(trn)γ氨基丁酸(gaba)能神經元放電頻率和放電形式的變化。結果 對照組和pd組大鼠trn神經元的放電頻率分別是(14.7±1.6)hz (n=23)和(33.8±3.0)hz(n=29)，pd組大鼠trn神經元的放電頻率顯著高于對照組(p<0.001)。在對照組大鼠，17%的神經元呈現不規則放電，83%為爆發式放電；而在pd組大鼠，具有規則、不規則和爆發式放電的神經元比例分別為7%、45%和48%，爆發式放電的神經元比例明顯低于對照組(p<0.05)。結論 單側黑質紋狀體通路損毀誘發大鼠trn內gaba能神經元的放電頻率增高，爆發式放電減少，這種變化可能與皮質trn興奮性神經傳遞增強和蒼白球trn抑制性神經傳遞減弱有關。

    【關鍵詞】  丘腦網狀核；帕金森病；γ氨基丁酸；電生理學；大鼠

unilateral lesion of the nigrostriatal pathway changes the neuronal activity　of the reticular thalamic nucleus in the rat

zhang qiaojun, liu jian, liu yaping, yuan haifeng, gao rui, xiang li

(department of neurology, the second affiliated hospital, medical school of xian jiaotong university, xian 710004; department of physiology and pathophysiology,medical school of xian jiaotong university, xian 710061, china)

abstract: objective  to investingate the changes in neuronal activity of the thalamic reticular nucleus (trn) following the unilateral lesion of the nigrostriatal pathway. methods  the changes in the firing rate and firing pattern of the trn gabaergic neurons were examined with extracellular recording methods in control and parkinsons disease (pd) rats. results  the results showed that the firing rates of trn neurons in control and pd rats were 14.7±1.6hz (n=23) and 33.8±3.0hz (n=29), respectively, and the firing rate of trn neurons in pd rats was significantly increased when compared to that of control rats (p<0.001). in control rats, 17% of the neurons fired irregularly and 83% in bursts. in pd rats, 7% of the neurons fired regularly, 45% irregularly and 48% in bursts, the percentage of the neurons firing in bursts being siginificant lower than that of control rats (p<0.05). conclusion  unilateral lesion of the nigrostiatal pathway induces an increase of the firing rate on the trn gabaergic neurons and a decrease of the percentage of the neurons firing in bursts, suggesting that the changes may be associated with the increase of the corticaltrn excitatory neurotransmission and decrease of the globus pallidustrn inhibitory neurotransmission.

key words: thalamic reticular nucleus; parkinsons disease; γaminobutyric acid; electrophysiology; rat

丘腦網狀核(thalamic reticular nucleus, trn)位于背側丘腦的前外側面，主要由γ–氨基丁酸(γaminobutyric acid, gaba)能神經元組成，與丘腦、皮質有廣泛的纖維聯系。因此，trn影響丘腦和皮層之間的神經信息傳遞，參與感覺、運動和邊緣系統功能活動的調節[1]。研究發現trn與帕金森病(parkinson’s disease, pd)的靜止性震顫有密切關系。trn也接受來自基底神經節的纖維投射，特別是來自蒼白球和黑質網狀部的投射[2]。蒼白球是基底神經節環路間接通路中的一個重要核團，影響丘腦底核的活動；而黑質網狀部是基底神經節環路的一個輸出核，其gaba能傳出抑制丘腦和皮質的活動[3]。電生理學研究也發現刺激黑質或腹側蒼白球能夠改變trn神經元的電活動[34]。然而黑質致密部多巴胺能神經元的變性導致蒼白球和黑質網狀部神經活動的改變，這種變化如何影響trn神經元的活動目前尚不清楚。因此，在本研究中我們以6羥多巴胺(6hydroxydopamine, 6ohda)pd模型大鼠為對象，采用玻璃微電極細胞外記錄方法，觀察pd模型大鼠trn中gaba能神經元電活動的變化。

1  材料與方法

1.1  pd大鼠模型的建立  選用西安交通大學醫學院實驗動物中心提供的健康雄性sd大鼠16只，體重180-220g。大鼠在標準環境飼養1周，隨機分為對照組(n=6)和pd組(n=10)。pd組大鼠在水合氯醛(300mg/kg, i.p.)麻醉下固定于腦立體定位儀上(narishige)，根據paxinoswatson大鼠腦定位圖譜確定右側黑質致密部的位置：ap 5.0-5.3mm， l 1.9-2.1mm，d 7.2-7.4mm[5]。注射6ohda前30min，先給大鼠注射地西帕明(25mg/kg, i.p., sigma)以保護去甲腎上腺素能神經元。6ohda(sigma)溶于含0.1g/l抗壞血酸的生理鹽水中，用前配制。10μl微量注射器與玻璃微電極相連，尖端直徑約50μm，分兩個位點在黑質致密部注射6ohda，每點4μg/2μl，總量8μg/4μl，給藥速度1μl/min，注射完畢后留針5-10min，退針。6ohda注射后1周，大鼠皮下注射阿樸嗎啡(0.05mg/kg)，10min后誘發向健側旋轉每5min大于20轉者，表明pd模型成功，列為實驗對象[6]。

1.2  電生理記錄  電生理記錄在黑質致密部損毀后2周進行。大鼠在烏拉坦(1.2g/kg, i.p.)麻醉下固定于腦立體定位儀上，并確定右側trn的位置：ap 1.4-1.6mm；l 1.8-2.0mm；d 5.6-6.2mm[5]。采用玻璃微電極細胞外記錄法記錄trn內gaba能神經元的放電。電極尖端直徑1-2μm，阻抗10-20mω，充灌液為0.5mol/l醋酸鈉含20g/l滂胺天藍。細胞放電經微電極放大器顯示于記憶示波器上(nihon kohden)，以觀察電位波形和細胞放電的形式，同時信號輸入監聽器監聽。將信噪比大于3∶1的、穩定的單細胞放電經生物電信號采集與分析系統(ced1401 spike2)輸入計算機后，做實時觀察、儲存和進行頻率及放電形式的分析，每一神經元的采樣時間5-10min。整個實驗過程中監測大鼠心電，直腸溫度維持在(37±0.5)℃。

1.3  gaba能神經元的確認及放電形式分析  trn的gaba能神經元動作電位是以正相波為主的2相波，動作電位時程1.5-2.5ms，放電頻率5-40hz，不規則或短串爆發式活動[1]。根據放電間隔圖(interspike interval histogram, isih)和不對稱指數確定神經元的放電形式。每一神經元isih的生成最少包含500個動作電位，bin寬4ms。依據該圖將神經元的放電形式分為：規則、不規則和爆發式放電。規則放電isih呈對稱分布；不規則放電isih呈隨機分布；爆發式放電isih呈現逐漸衰減的正偏態分布。從isih中我們還測量和計算了眾數(mode)和不對稱指數(asymmetry index)，以協助判斷神經元放電形式的變化。眾數是指最高頻率的放電間隔；不對稱指數為眾數與平均放電間隔的比值，反映放電間隔圖的形狀，該值小于1表示正偏態分布，反映神經元活動的規律性[7]。

1.4  組織學定位  電生理記錄完畢后，通過玻璃微電極電泳滂胺天藍標記記錄位點(-20μa，15min)。大鼠在麻醉下經心臟灌注生理鹽水，隨后用40g/l多聚甲醛溶液灌注固定，迅速斷頭取腦，后固定4h。冠狀冰凍切片，片厚50μm，確定被記錄神經元的位置。

1.5  統計學處理  對符合gaba能神經元特點，且位于trn內的神經元進行統計分析。統計分析采用spss11.0軟件，實驗數據以均值±標準差(±s)表示。兩組大鼠trn內gaba能神經元放電頻率的比較采用獨立樣本t檢驗，平均放電間隔和不對呈指數采用mannwhitney u檢驗；2組大鼠放電形式的比較采用χ2檢驗，以p<0.05為差異有統計學意義。

2  結果

2.1  兩組大鼠trn內神經元的放電頻率  實驗共記錄和分析了52個神經元的電活動，其中pd組29個，對照組23個。這些神經元均符合gaba能神經元的鑒定標準，且位于trn內。對照組大鼠trn內gaba能神經元的放電頻率為5.0-35.7hz(14.7±1.6, n=23)，pd組神經元的放電頻率變化范圍是11.8-67.0hz(33.8±3.0, n=29)。與對照組相比，pd組神經元的平均放電頻率顯著增高(p<0.001, 圖1a)。

圖1  兩組大鼠trn神經元放電頻率、平均放電間隔和不對呈指數的比較（略）

fig.1 comparisons of the firing rate, mean interspike interval and asymmetry index of trn neurons in control and pd rats

a: firing rate; b: mean interspike interval; c: asymmetry index   *p<0.001 vs. control group; pd: parkinsons disease

2.2  兩組大鼠trn內神經元的放電形式  對照組大鼠的神經元表現出2種放電形式，不規則放電神經元4個(17%, n=23)，爆發式放電神經元19個(83%, n=23)。在pd組大鼠，有3種形式的神經元放電，規則放電神經元2個(7%, n=29)，不規則放電神經元13個(45%, n=29)，爆發式放電神經元14個(48%, n=29)。經χ2檢驗，pd組大鼠爆發式放電神經元明顯減少(p<0.05)，而不規則放電神經元增加，同時有規則放電神經元的出現(圖2)。

圖2  對照組和pd組大鼠trn神經元放電形式的分布（略）

fig.2 the distribution of firing patterns of trn neurons in control and pd rats

*p<0.05 vs. the value in control rats; pd: parkinsons disease  

反映2組大鼠trn中gaba能神經元放電形式的參數平均放電間隔和不對稱指數也有顯著差異。對照組和pd組神經元的平均放電間隔分別是(86.2±9.2) ms和(37.6±3.7)ms，pd組大鼠的平均放電間隔明顯縮短(p<0.001)，表明放電頻率增高；不對稱指數在對照組大鼠為0.42±0.07，pd組大鼠是0.76±0.06，pd組顯著大于對照組(p<0.001)，其均值更接近于1，說明放isih趨向于正態分布，即爆發式活動減少(圖1b、1c)。

3  討論

   

我們分別從6只對照組大鼠記錄到23個gaba能神經元放電，從10只pd組大鼠記錄到29個gaba能神經元的電活動，經組織學確認它們均位于trn內。黑質致密部多巴胺能神經元的變性，導致紋狀體中多巴胺水平顯著降低，從而引起整個基底神經節環路的功能改變。基底神經節環路由直接和間接2條通路所組成，當紋狀體中多巴胺水平降低時，組成直接通路的、表達d1受體的紋狀體中等大小棘狀投射gaba能神經元傳出活動降低，使環路的傳出核(黑質網狀部和腳內核)抑制性輸出增加；而組成間接通路的、表達d2受體的紋狀體中等大小棘狀投射gaba能神經元傳出活動增加，抑制蒼白球的活動，導致底丘腦核活動增強，興奮性谷氨酸能傳出增加了傳出核的抑制性輸出。因此，黑質紋狀通路的變性導致基底神經節環路直接通路的抑制性活動減弱，間接通路的興奮性活動增強，使環路的2個傳出核的抑制性傳出活動增強，進而抑制丘腦和皮質的活動[3]。

   

基底神經節環路中的蒼白球和黑質網狀部均發出抑制性gaba能纖維投射到trn[2]。在pd狀態下，蒼白球活動降低使trn神經元去抑制，而黑質致密部活動增強抑制trn神經元。我們的實驗結果證實黑質致密部多巴胺能神經元的損毀引起trn神經元的放電頻率顯著增高，除了與上述2個核團的活動有關外，也與皮質trn的興奮性神經傳遞增強有關。近年來研究發現黑質紋狀體通路的變性引起基底神經節內興奮性谷氨酸能神經傳遞的增強，這種變化在pd的病理生理機制中具有重要作用[3]。許多研究已經證實pd模型動物和pd患者的底丘腦核谷氨酸能神經元活動增強，深部腦刺激抑制底丘腦核的活動能改善pd患者的臨床癥狀[3]。離體腦片實驗也發現黑質紋狀體通路的損毀引起皮質紋狀體谷氨酸能突觸傳遞增強，并且皮質紋狀體纖維末梢第ⅱ組代謝型谷氨酸受體表達增多[8]。我們以往的研究也證實黑質致密部多巴胺能神經元的損毀引起內側前額葉皮質錐體神經元放電頻率增加。皮質錐體神經元活動的增強導致trn內谷氨酸的釋放增多，引起trn內gaba神經元的放電頻率增加。在pd模型大鼠發現中腦腳橋核的電活動增強，而中腦腳橋核的膽堿能傳出通過直接的抑制作用，以及間接抑制黑質網狀部神經元的活動，進而降低了網狀部對trn的抑制，這也是pd模型大鼠trn神經元活動增強的一個原因[6]。神經元放電形式的變化取決于神經元的自身活動和外來傳入的影響，爆發式放電活動與神經遞質的釋放相關。黑質致密部多巴胺能神經元的變性導致基底神經節環路的抑制性輸出增加，抑制丘腦神經元的活動，而丘腦又有豐富的谷氨酸能纖維投射到trn，來自丘腦的興奮性傳入的減少導致trn神經元爆發式活動降低[9]。此外，中腦腳橋核膽堿能傳出的增加抑制trn神經元的活動，減少了神經元的爆發式活動。由于中樞神經系統解剖和功能的復雜性，我們的在體實驗結果證實黑質紋狀體通路的損毀誘發了trn內gaba能神經元的放電頻率顯著增加，爆發式放電神經元的數目減少。這些變化可能與皮質–trn興奮性谷氨酸能傳遞的增強，以及蒼白球trn抑制性gaba能傳遞的減弱有關。同時黑質紋狀體多巴胺的耗竭引起trn活動的改變也為pd靜止性震顫的起源和認知功能障礙的研究提供了新線索。

【參考文獻】

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[6]breit s, boualibenazzouz r, benabid al, et al. unilateral lesion of the nigrostriatal pathway induces an increase of neuronal activity of the pedunculopontine nucleus, which is reversed by the lesion of the subthalamic nucleus in the rat [j]. eur j neurosci, 2001,14(11):18331842.

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第9篇

關鍵詞　鏡像神經元系統；社會認知；模仿；心理理論；共情

分類號　B845

1　前言

近年來，關注心理理論(theory of mind ToM)、共情(empathy)等社會認知領域的研究成為發展心理學、社會心理學、認知神經科學等領域研究的熱點。而Gallese等人(1996)和Rizzolatti等人(1996)在猴腦F5區發現的鏡像神經元(mirrorneurons)及隨后研究發現的人類大腦的鏡像神經系統(mirror-neuron system，MNS)，使得研究者能夠從神經機制層面更深入地理解我們的社會認知活動。而且，鏡像神經系統的根本特點――建立對外界觀察的內部行為表征使得我們能夠居身模仿(embodied simulation)，也使得研究者能夠從一個比之前更加統一、基礎的理論出發來了解各種紛繁復雜的人類社會認知活動，包括模仿學習、語言的習得及理解、推測他人意圖以及共情等(Gallese et al，2004)。以鏡像神經系統為切入點的研究成為近幾年社會認知神經科學的一大趨勢，其研究報告或綜述多見于Science、Nature Neurosci、Nature Rev Neurosei、Neuron、Ann，Rev，Neurosei，這些雜志也反映了該領域研究的重要性。

2　對猴子鏡像神經元的研究

應該說，和科學界很多重要發現，如青霉素一樣，鏡像神經元的發現也是一個美麗的偶然。Rizzolatti等人在利用單細胞記錄(single-unit recording)技術研究獼猴大腦運動前區皮層(promotor codex)F5區在獼猴進行抓握食物活動時的神經元放電活動時，偶爾發現當實驗者將食物抓起時，觀察到這一行為的獼猴的大腦F5區表現出了強烈的放電活動，而且該電活動模式、強度和獼猴自己進行該行為時F5區神經元的放電活動相似。在這一偶然發現后，Rizzolatti等人(1996)的實驗進一步證實了F5區的一系列神經元，不僅在自己進行抓握某物體的行為時放電，而且在觀察其他個體(無論是人――實驗者，還是同類――另一只獼猴)進行同樣活動時也發生放電反應。也就是說，自己實施行為所激活的神經元在觀察他人進行同樣活動時也發生激活，這種將觀察到的外界行為投射到自身實施行為的特性使得F5區的神經元被命名為鏡像神經元。

2.1鏡像神經元如何從聽覺信息來理解行為

在發現位于F5區鏡像神經元可以匹配自己和他人的行為后，Rizzolatti等人認為鏡像神經元的首要作用在于理解他人的行為，而非僅僅對觀察到的動作進行反應(RizzolaRi等人，1996)。為此，有人假設和動作相聯系的聽覺信息，如剝花生時的剝殼聲，會激活和剝花生的動作相聯系的鏡像神經元。Kohler等人(2002)的研究即發現，除了視覺信息，和動作相聯系的聽覺信息同樣可以激活鏡像神經元。研究發現F5區的一部分神經元在獼猴撕紙且聽到撕紙的聲音時激活。有趣的是，即使獼猴沒有看到撕紙的動作而單單聽到撕紙的聲音，該部分鏡像神經元同樣發生激活，而在控制條件(白噪音)下該部分神經元則沒有反應。在發現F5區的神經元可以對動作相關的聲音發生激活后，Kohler等人進一步考察了鏡像神經元能否根據不同特征的聲音，例如剝花生和撕紙產生的不同聲音，來區分不同的動作。其還比較了神經元在觀察且聽到聲音、僅觀察沒有聲音、僅聽聲音沒有觀察、自己執行動作這四種條件下的激活。實驗結果再次表明，鏡像神經元的分工是非常精細的，例如一些神經元在觀察剝花生且同時聽到剝殼的聲音(視覺+聽覺)時激活強烈；而一些神經元僅僅在聽到剝殼聲音時(僅聽覺)就強烈激活；另外代表相應動作的聲音也激活了和該動作相聯系的鏡像神經元。這一系列結果表明，獼猴能夠對外界信息，無論是視覺還是聽覺，通過鏡像神經元的相應激活來建立內部的行為表征從而理解該信息表征的行為。而且，聽覺信息的刺激同樣能夠激活運動前區皮層F5區的鏡像神經元，也使得研究者推斷這部分鏡像神經元可能在進化上促進了人類言語的發展、習得和理解，這個問題還會在后面提到。

2.2鏡像神經元在推測他人行為意圖中的作用

研究者發現只有在獼猴觀察目的指向(goal，directed)的動作時鏡像神經元才發生激活，而僅僅觀察物體及沒有目的的行為都無法激活鏡像神經元。另外，僅僅聽到和動作相關的聲音也可以激活鏡像神經元(Kohler等，2002)。這些證據使得研究者認為鏡像神經元的激活并不是基于對知覺到的動作刺激的表征，而是在一個更抽象的層面上對行為的意圖進行理解。基于該假設，Umilta等人(2001)設計了一個獼猴觀察人抓握木塊的實驗，該實驗的關鍵之處在于人的抓握動作的后半部分被擋板遮掩，獼猴僅僅能觀察到動作的前半部分。實驗條件為獼猴事先知道擋板后面有一個木塊，控制條件為獼猴知道擋板后面什么也沒有。結果發現當獼猴知道擋板后面存在著木塊的時候，即使其沒有看到具體的手抓握木塊的動作，仍有相當部分的鏡像神經元表現出和完整地觀察到抓握行為類似的神經元激活模式，說明此時獼猴仍能建立對發生動作的內在表征。而控制條件下，即使實驗者仍然進行抓握行為，但F5區的鏡像神經元沒有發生激活。這些結果首先再次表明了只有目的指向的抓握行為才能激活運動前區皮層F5區的鏡像神經元，其次獼猴可以利用自己的先前知識來理解當前觀察到的行為，即鏡像神經元在外部線索不明確的情況下依然可以建立對外部行為的內在表征來幫助獼猴推斷其觀察的行為的意圖。由此也可以看出鏡像神經元的激活不是單純對動作的物理性質的反映，而是代表了對動作的意圖等方面的理解。沿著這條思路，Fogassi等人(2005)的研究考察了隱含著不同意圖的同樣動作是否可以通過鏡像神經元的不同激活模式來表征。研究采用了經典的誘發鏡像神經元的實驗情景：獼猴觀察別人的行為和自己執行同樣的行為。為了區分不同的動作意圖，實驗設置一是獼猴抓食物放入嘴中，二是獼猴抓食物放入一個容器里，這樣，容器的有無就成了判別行為意圖的背景線索。研究發

現頂下小葉(inferior parietal lobule IPL)被記錄電活動的神經元中有2／3在獼猴觀察別人行為中激活。這些神經元表現出鏡像神經元的特性：在自己執行行為和觀察別人行為時表現出相似的激活。而且，鏡像神經元表現出了對不同行為目的的不同激活方式，例如某些鏡像神經元表現出對以進食為目的的抓握動作的激活，對將食物放入另一容器為目的的行為則沒有激活；而另一些鏡像神經元則表現出相反的激活模式。需要指出的是，在觀察行為和執行行為階段，同樣意圖的行為激活的鏡像神經元回路也相似，再次表現出鏡像神經元在建立對外界觀察的內在行為表征時是根據行為的意義、意圖等而非其物理特性。

3　人類的鏡像神經系統

自從Rizzolatti等在猴腦F5區發現鏡像神經元后，考慮到F5區和人類大腦Broca區的同質性，研究者也推斷人腦中可能存在同樣性質的鏡像神經系統來幫助人們理解他人行為以至于語言的理解。利用功能核磁共振fMRI等腦成像技術進行研究的結果也都支持人腦中同樣存在能夠匹配觀察到的行為和自己執行行為的鏡像神經系統(Hari al。1998，Iacoboni et al，1999)。這些結果表明鏡像神經系統可能是人類進行模仿學習(imitation learning)的基礎，進而也是心理理論的獲得、共情能力、社會交往等的神經機制(Meltzoff&Deter,2003)。

3.1模仿

模仿行為在出生幾個小時的嬰兒身上就已經出現了，研究表明12-21天大的嬰兒已經可以準確地模仿如伸舌頭、手指動作及各種面部表情，研究者認為模仿是發展基本的社會技能如心理理論等的關鍵(Meltzoff&Decety，2003)，模仿功能的缺失則會導致孤獨癥等以社會交往缺陷為核心癥狀的癥候群(Williams et al，2001；Oberman＆Ramaehandran，2007)。雖然有大量的行為研究表明人們會無意識地模仿和自己正在溝通的人的行為、面部表情、說話方式甚至呼吸節律等等，表現出“變色龍效應”(chameleon effect)，William James解釋為這是因為我們觀察到的行為會在某種程度上激活自己相應的行為模式，類似于啟動效應(轉引自Iacoboni&Dapretto，2006)。但這些解釋并未指出實際上人們對行為的觀察和執行是基于一個共同的機制，這個機制從神經基礎上來看也就是鏡像神經系統。鏡像神經系統作為人類模仿能力的基礎是不難理解的，因為其核心特征即觀察他人行為可以激活自己大腦中負責編碼及執行這些行為的皮層，包括運動皮層，從而進行居身模仿(embodied simulation)并完成動作的輸出。例如Iacoboni等人(1999)在實驗中要求被試對手指運動進行模仿，對照組為同樣的手指運動，只是按照空間提示進行的運動而非模仿觀察到的手指運動。這樣在控制了手指運動因素后，fMRI結果表明左側額下回Broca區域和頂上小葉(superiorparietal lobule)在模仿時激活。其中頂葉負責編碼被觀察的手指動作而額區負責理解行為的目的及對動作進行編碼。其研究結果表明了模仿是基于觀察行為和形成內在行為表征并執行該行為的直接匹配機制。在另一個通過觀察模仿進行學習的研究中，Stefan等人(2005)的結果也表明了具有鏡像活動性質的初級運動皮層(primary motor cortex)在人通過模仿、觀察進行動作學習中起重要作用。基于此類結果Iacoboni和Dapretto提出了模仿的神經回路，其包括了額下回(inferior frontal gyrus IFG)、頂下小葉(IPL)等鏡像神經系統區域。而且顳上溝(superior temporal sulcus STS)也在模仿中起重要作用(Iacoboni et al，2001)。該回路的工作機制是這樣的：STS負責將輸入的知覺信息編碼并傳遞到負責動作信息描述的MNS頂葉處，然后再傳遞到主要負責領會動作目的的MNS額葉部分，這時臨近的運動前區皮層開始進行動作編碼并將模仿的可能結果向回傳遞到顳上溝，將要輸出的動作編碼在這里觀察的動作信息進行匹配并完成動作輸出(Iaeoboni&Dapretto，2006)。另外需要注意的是，高度進化且具有復雜結構及功能的大腦在模仿學習時并不僅僅局限于鏡像神經系統。例如Fery等人(2006)的研究即發現，和被動地觀察某一動作相比，當被試被告知隨后需要模仿該動作，即被試在觀察時帶有學習意圖時，不僅傳統的鏡像神經系統區域激活，另外還激活了其它涉及了動作編碼及運動表征的皮層、亞皮層區域(subcortical regions)，顯示了大腦在有意學習時的靈活性。

3.2語言理解

在Broca區域是否參與模仿這一問題上，在Iacoboni等人(1999)發現模仿學習涉及Broca區域后，Heiser等人(2003)又采用重復經顱磁刺激(repetitive transeranial magnetic stimulation rTMS)的研究結果證實了Broca區域在模仿中不可或缺的作用：當rTMS造成Broca區域的暫時功能損失后，被試的模仿能力顯著降低(Heiser等人2003)。由于模仿可能是言語的習得乃至理解的基礎，研究者推測包括Broca區域的鏡像神經系統可能對言語理解至關重要。其實，自從在獼猴的F5區發現鏡像神經元并認為其涉及了對他人行為的理解后，出于F5區對觀察的手部和嘴巴部位運動特別敏感，以及F5和Broca區可能的同質性，研究者便假設人類的語言系統可能就從這些神經元進化而來(Gallese et al1996；Rizzolatti et a1，1996)。另外，考慮到鏡像神經元對聽到的和動作關聯的聲音表現出和觀察、執行相關動作類似的激活(Kohler et al，2002)，和Broca區在模仿中的重要作用，這些似乎都表明鏡像神經系統在人類發展過程中可能對言語理解起了重要的作用。近年來的一系列研究也支持這一假設。Tettamanti等人(2005)將表述動作內容的句子播放給被試，觀察腦功能區域的變化。結果發現和從句法上匹配的控制組句子相比，表述動作內容的句子顯著激活了左半球的包括額下回Broca區域的額葉一頂葉一顳葉回路，如上文所述，該回路是模仿學習的基礎，Tettamanti等人(2005)也認為，聽表述動作內容的句子激活了匹配觀察及執行行為的鏡像神經回路，說明被試是在理解句子表述的動作的前提下對該句子進行加工的。具體來說，Broca區域的激活顯示了其加工抽象語義來表征動作的作用。鏡像神經系統在語言理解中的重要作用還在Buccino等人

(2005)的研究中得以體現：當被試在聽表征某動作的句子時，實施該動作的動作誘發電位會產生相應變化。例如聽到手部相關動作的語句時，從被試手部肌肉記錄的電位會發生變化；同理，聽到和腳相關的動作語句時，從被試腳部記錄的電位會發生變化。雖然該研究沒有利用腦成像直接證明是否鏡像神經系統在言語理解中激活，但出于動作電位的變化，研究者有理由認為動作電位變化的神經機制為鏡像神經系統，其自動地建立對該語句描述行為的內部動作表征并表現在動作電位的變化上，使得我們能夠理解語言所表述內容。

3.3對他人行為意圖的理解

對他人行為意圖的理解是心理理論的重要方面。一直以來就心理理論的獲得存在著理論論(theory-theory)和模仿論(simulation theory)的爭論。鏡像神經系統的發現則為后者提供了強有力的支持：即我們對他人意圖的理解的基本機制不是通過概念的推理，而是對觀察到事件通過鏡像神經系統的直接模仿。例如獼猴的鏡像神經元可以對不同意圖的類似動作表現出不同的激活，而且這些激活和自己在相應意圖下執行動作時鏡像神經元激活模式相似，這提示獼猴對他人動作意圖的理解是通過自身鏡像神經元激活進行動作重現來實現的(Fogassi etal，2005)。研究者對人在通過觀察行為推測意圖的研究也發現，不同的意圖涉及了不同的鏡像神經元系統激活方式。Iacoboni等人(2005)在其實驗中通過設置不同的場景區分了同樣動作的兩種意圖。其場景一為餐桌上放著茶壺、水杯、零食，動作為人手抓握水杯；場景二的區別在于餐桌上的茶壺蓋是打開的，零食相比場景一少了一些，餐桌上也散落著零食，動作同樣為抓握水杯。場景的不同提示著觀察者場景一中拿水杯是為了喝水，場景二中拿水杯是為了整理用餐后的餐桌。fMRI結果表明觀察有動作的場景相比于僅僅觀察動作和僅僅觀察場景激活了腹側運動前區皮層(ventral premotor cortex)及額葉下回(IFG)的后部――傳統的鏡像神經系統。而且當比較限于兩種不同的意圖時，IFG區域的激活模式也顯著不同，而且這是在兩種場景在IFG區域激活無差異的前提下得到的。排除了背景因素的影響后，結果清晰地說明，IFG除了理解他人的動作外，還涉及了對不同動作意圖的理解。其隨后的實驗考察了我們理解他人行為的意圖是否需要“自上而下”的加工，結果表明即使在被試注意力集中在和推測意圖無關的任務中時，表征意圖理解的MNS同樣發生激活。這也進一步說明了理解他人行為的意圖，至少在比較簡單的層面上，是通過居身模仿這一更加自動化的過程而非基于意識層面上的信息推理。簡單得來說，理解他人的行為、意圖就是“perceiving is doing”這一過程：觀察別人的行為等于自己也在執行這一行為，那么自己自然也就理解了這一行為的目的(Lepage＆Thdoret,2007)。

3.4共情

即使鏡像神經系統的存在保證我們可以迅速地理解他人的動作及背后的意圖，我們的社會認知功能仍然并非完整。因為社會交往中情緒的重要性是顯而易見的，所以共情的能力也是社會認知功能中不可或缺的一部分。對于情緒的理解，一個觀點認為我們將接受到的面部表情、肢體語言等信息和存儲于我們記憶、經驗中的信息做比較來了解他人的情緒。但顯然，該觀點最多解釋了我們如何在認知上了解他人的情緒，而非我們如何在情緒上感受他人的情緒(Rizzolatti&Craighero，2005)；而從之前的論述來看，我們觀察別人的行為時大腦的鏡像神經系統在腹側額葉的運動前區皮層及初級運動皮層的激活使得我們經歷著“perceiving is doing”這一過程來達到動作理解和推測他人的意圖，同樣，當觀察他人的情緒表現時，鏡像神經系統的參與也可以使得大腦激活被觀察情緒的表征使得我們“感同身受”地獲得對觀察到的情緒的切身體驗。Wicker等人(2003)在實驗中要求被試親身體驗臭氣及觀察他人聞臭氣。臭氣在這里的作用是誘發厭惡(disgust)的情緒。結果發現，即使在沒有要求被試進行共情的條件下，觀察別人的厭惡表情時激活的神經回路和自己聞臭氣時激活的神經回路的一部分是相似的，該部分為左前腦島和右前扣帶回皮層，前者和厭惡相關，后者和害怕相關。該部分也因此被認為是情緒的鏡像神經回路，即對觀察到的他人的情緒在自身內部也形成該情緒的表征。Jackson等人(2005)針對痛覺(pain)做的研究也證明了共情的鏡像神經機制：被試觀察痛覺的圖片激活的腦區域和個人親身經歷痛覺的大腦區域在前扣帶回(anterior cingulate)，前部腦島(anterior insula)及小腦(cerebellum)這些部位的活動是相似的。另外發現扣帶前回的激活程度和被試對觀察圖片中的痛覺的評價等級存在正相關。該研究進一步表明了共情的發生是具有鏡像性質的。Singer等人(2004)的研究更進一步，其在實驗中同時考察了被試親身經歷痛覺刺激(電擊)和觀察自己的親人經歷痛覺刺激時大腦的激活狀態。結果發現觀察和親自經歷的痛覺加工腦區在雙側前部腦島、前扣帶回、小腦以及腦干這些部位的激活是相似的。而且扣帶前回和前部腦島的激活程度和被試對自己共情程度的評價存在顯著正相關。雖然這些研究的結果沒有顯示觀察他人的情緒和自己親身體驗該情緒有著完全相同的神經回路，但處理情緒(厭惡)的核心部位一一前部腦島和前扣帶回在觀察他人和親身體驗時都發生激活，體現了共情在神經機制上的鏡像特征。

另外，在動作表征和共情的關系上，Carr等人(2003)采用了“社會鏡像”(social mirroring)研究范式，即要求被試分別觀察、模仿呈現的情緒化面部表情(如開心、發怒、悲傷等)圖片。結果首先表明觀察和模仿不僅激活了顳上溝及額下回――經典的動作觀察，執行匹配神經回路，表明了對觀察到情緒的內在動作表征是共情的前提，而且激活了和加工情緒相關的腦島及邊緣系統的杏仁核(amygdala)；其次在模仿比觀察更加顯著地激活了運動前區皮層、顳上溝，腦島以及杏仁核。可能是觀察僅僅涉及對輸入信息進行編碼并建立內在動作表征，而模仿除此之外還進行了動作的輸出。總的來說，模仿和觀察情緒圖片激活了相似的神經回路，表現出了共情神經機制的鏡像特性，另外在初級運動皮層等腦區建立的動作內部表征也調節著情感腦區的激活模式，而且腦島可能聯結了負責動作表征的額下回運動皮層及負責情緒體驗的邊緣系統。

共情的鏡像神經回路在最近又得到了支持：在一項以兒童(平均年齡10.1歲)為對象的研究中，不僅考察了觀察及模仿表情圖片時的大腦激活情況，而且研究者通過改編的人際關系反應量表(interoersonal Reactivity Index，IRI)測量得到了兒

童的共情能力。結果發現額下回、右側腦島、左側杏仁核、左側梭狀回的激活和兒童的共情能力呈現顯著正相關。這也從行為指標上為鏡像神經元系統的確反映了共情的能力這一假設提供了支持(Pfeifer et al 2008)。

3.5社會交往

心理理論、共情都屬于社會認知功能，大量研究表明鏡像神經系統在其中有著重要作用。而社會交往活動涉及了心理理論、共情等過程，由此也可以推斷我們在社會交往中也會涉及鏡像神經系統的激活。盡管目前該方向的研究并不多，但仍有一些研究得到了初步的結果。Iacoboni等(2004)對比了被試觀察兩人進行社會交往的影片片斷和觀察一個人獨自進行活動和休息狀態下的大腦活動情況。結果表明當觀察社會交往片斷時鏡像神經區域表現出更顯著的激活。Oberman等人(2007)的研究利用EEG技術更進一步地考察了鏡像神經系統在被試觀察社會交往活動中的作用。其在研究中通過給被試呈現一組人扔球的片斷設置了4個實驗條件，分別為基線、無社會交往、社會交往一旁觀和社會交往一互動。當片斷里三位演員將球朝天空仍時，為無社會交往條件；當演員互相扔球，被試為觀察者時，為社會交往一旁觀條件；當演員互相扔球而球會有時朝向被試扔來時，為社會交往互動條件。這里代表鏡像神經系統活動的指標為在頭皮c3、C4、cz電極點(被認為反映了感覺運動皮層sensorimotorcodex的放電活動)的mu波抑制(mu wavesuppression)情況。結果顯示，mu波抑制在社會交往，互動條件下最大，反映了鏡像神經系統最為活躍；其次是社會交往，旁觀條件，最后為無社會交往條件。

最近Pfeifer等(2008)的研究考察了兒童在觀察或模仿他人表情時的鏡像神經元系統激活程度和兒童在人際關系能力量表(interpersonal competence scale ICS)得分的相關。結果發現在模仿他人表情時，額下回、左側杏仁核及雙側腦島的激活程度和兒童的人際關系能力顯著相關。該結果從發展的角度表明社會交往，至少在社會人際關系方面，和鏡像神經元系統的功能有著密切聯系。

鏡像神經元系統在社會交往中的重要作用也可以從對孤獨癥的研究中得到支持。由于孤獨癥的核心癥狀是社會認知功能障礙，因此有研究者認為和社會認知密切相關的鏡像神經元系統可能在孤獨癥患者上活動異常(Williams etal，2001；Iaeoboni et al，2006；Oberman＆Ramaehandran，2007)。Depratto等(2005)發現，即使在控制了模仿能力、智商等因素后，和控制組相比，孤獨癥患者在模仿他人表情時鏡像神經系統激活并不顯著，而且其癥狀嚴重程度和鏡像神經系統活動表現出負相關。Oberman等(2005)以mu波抑制為指標的研究也發現相比于控制組，孤獨癥患者在觀察他人手部運動時沒有表現出顯著的mu波抑制。Hadjikhani等(2006)考察了孤獨癥患者在大腦結構方面的異常，其發現ASD患者MNS系統的灰質有顯著減少。同時，如額下回(IFG)、頂下小葉(IPL)和顳上溝(STS)等傳統MNS區域的大腦皮層厚度和孤獨癥癥狀嚴重程度為負相關。以上這些來自功能及結構成像的證據也再次支持了鏡像神經系統在社會交往中的重要作用。

4　小結及展望

鏡像神經系統的核心特征是通過相應腦區的激活建立內部的行為表征從而“親身經歷”其觀察到的他人行為來實現理解他人行為、意圖、情緒等功能，而且在模仿、語言理解、社會交往等方面起著重要作用。在鏡像神經系統的結構上，也從額下回…-頂下小葉一顳上溝等和動作理解相關的區域擴展到共情涉及的腦島、前扣帶回皮層、杏仁核等腦區。雖然目前以鏡像神經元系統為視角的研究數量增長迅速并取得了一系列穩定的研究發現，但該領域仍有一些有待解決的關鍵問題。

首先，鏡像神經系統雖然為心理理論獲得的模仿論提供了重要的證據，即我們在觀察他人行為時進行的居身模仿使得我們能夠較為自動化地理解他人行為的意圖而不是通過概念性的推理，但目前尚未有研究直接驗證推理他人的心理狀態涉及了鏡像神經系統的激活。已有的研究明確地發現推測他人內在的心理狀態或意圖的神經機制涉及了內側前額葉(MPFC)(Amodio&Frith，2006；Lieberman，2007)，但在以鏡像神經系統為考察對象的共情或推測他人行為意圖的研究中卻并未發現MPFC的激活，這提示著觀察者或模仿者雖然在對動作進行內在表征并模仿，但這些并不一定保證觀察者理解他人的心理狀態，特別是鏡像神經系統多在觀察外界行為時激活，那么當沒有外顯行為時我們如何推測他人的信念呢?另外目前的MNS涉及的動作意圖理解尚是比較簡單和具體的視覺刺激，而當推測他人的意圖或信念需要抽象的或語言代表的刺激時，MNS的反應又將如何呢?這些都是鏡像神經系統研究需要解決的問題。

第10篇

【摘要】

目的： 探討切割穹隆海馬傘海馬中具有誘導神經干細胞向神經元分化生物活性的83 ku差異蛋白的組成成分及其功能。 方法： 切割SD大鼠穹隆海馬傘后14 d海馬進行非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(Native PAGE)，應用電噴霧質譜分析、蛋白質數據庫和文獻分析等方法對83 ku差異蛋白進行檢測和功能分析。 結果： 質譜分析找到了17組肽段，這些蛋白按照其功能可以分為：細胞骨架蛋白、參與代謝的酶、信號傳遞、蛋白降解、氧化應激、神經遞質運輸、突觸形成、功能未知蛋白。結論： 切割穹隆海馬傘海馬83 ku差異蛋白可以通過參與Rho信號通路，調控神經干細胞向神經元分化。

【關鍵詞】 83 ku蛋白； 切割穹隆海馬傘； 海馬； 非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳； 質譜分析

［Abstract］ Objective: To explore the ingredients and functions of the active 83 ku proteins inducing NSCs to differentiate into neurons from the fimbria/fornix transected hippocampus.Methods： The SpragueDawley rats′ hippocampi on the 14th day after fimbria/fornix transection were used for NativePAGE. Electrospray ionization mass spectrometry，protein data bank and bibliometrics were applied to identify the 83 ku proteins and analyze their functions. Results： Mass spectrometry analysis of 83 ku protein found 17 groups of peptides which were pided into several functional groups：cytoskeletal protein，enzyme in metabolism，signal transduction，protein degradation，oxidative stress，neurotransmitter transport，synapse formation and unknown function protein etc. Conclusion： 83 ku proteins in the fimbria/fornix transected hippocampus may regulate the differentiation of NSCs into neurons via Rho pathway.

［Key words］ 83 ku protein； fimbria/fornix transection； hippocampus； Native PAGE； mass spectrometry analysis

神經干細胞的發現為中樞神經損傷、退行性疾病以及腦腫瘤等的治療提供了新思路，但其臨床應用還要解決如何誘導神經干細胞遷移及分化等問題。我們近期的研究［1，2］觀察到，移植至切割穹隆海馬傘側海馬齒狀回中遷移的神經干細胞密度明顯大于正常側海馬中遷移的密度，在切割側移植的神經干細胞更易于向神經元分化；在體外細胞培養中，切割穹隆海馬傘的海馬提取液也比正常海馬提取液更能促進神經干細胞向神經元和AChE陽性神經元分化［3］。在非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(Native PAGE)83 ku蛋白膠條與神經干細胞共培養，證實該差異蛋白能夠誘導神經干細胞向神經元分化，在此基礎上［4］，本研究進一步應用質譜分析探討83 ku差異蛋白的組成成分及其功能。

1 材料和方法

1.1 切割大鼠穹隆海馬傘

取220～250 g成年SD大鼠10只（南通大學實驗動物中心提供），參照Paxinos圖譜確定雙側穹隆海馬傘的切割范圍，按文獻［2］方法進行雙側穹隆海馬傘切割，然后按性別分籠飼養。

1.2 Native PAGE

術后14 d取雙側海馬組織制成勻漿，進行蛋白定量，然后將蛋白質濃度稀釋調整為3 μg／μl后分裝，凍存于-70℃冰箱中備用。按文獻［5］方法進行NativePAGE電泳，選取部分膠條進行考馬斯亮藍染色、脫色。

1.3 電噴霧質譜分析（electrospray ionization mass spectrometry，ESIMS）

根據染色、脫色后凝膠顯示的83 ku差異蛋白條帶位置，切取切割穹隆海馬傘后14 d海馬組織蛋白膠條［6］，用胰蛋白酶水解20 h后，放入美國Finnigan公司生產的LCQ DECA XP plus質譜儀中進行ESIMS分析，采用微量電噴霧的進樣方式，毛細管溫度為170℃，柱面積為0.15 mm×0.15 mm(RPC18)，正離子檢測。

利用Finnigan公司系統中的SEQUEST檢索程序，檢索IPI HUMAN 數據庫（人類蛋白質組，HUPO提供）。檢索條件設置為：當電荷為＋1時，Xcorr≥1.9；當電荷為＋2時，Xcorr≥2.2；當電荷為＋3時，Xcorr≥3.75；同時設定匹配肽段間ΔCn≥0.1，蛋

氨酸可變修飾16.00。

1.4 蛋白功能分析

質譜分析檢索后得到的蛋白質輸入PubMed（ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=PubMed）進行蛋白質功能文獻分析。

2 結果

通過電噴霧質譜分析，在不同的時間點共鑒定到70組蛋白肽段（圖1），經過數據庫匹配，確定其中17種蛋白成分，搜索蛋白數據庫和文獻檢索結果如表1。表1 切割穹隆海馬傘后14 d海馬組織83 ku蛋白名稱與相關功能，Tab 1 Name and related function of 83 ku proteins in rats′ hippocampus on the 14th day after fimbriafornix transection（略）

NDRG2b2Nmyc下游調節基因1的相關蛋白屬于分化相關基因NDRG2亞型，涉及神經元的分化，分布集中在生長錐上。受醛固酮誘導，可以激活Ras級聯系統，可能在鹽皮質激素的信號傳導中有重要作用［9］。6Profilin 2（Pfn2）原肌動蛋白抑制蛋白與肌動蛋白結合，影響細胞骨架的結構。在高濃度的時候，阻止肌動蛋白的聚合，而低濃度時加強肌動蛋白的聚合。還可以結合PIP2，阻止IP3和DG的生成［10］。PIIa是腦內特異性的Profilin，在神經分化的初期，RhoA/ROCK/PIIa介導軸突的形成和延伸［11］。

續表1

Tryptophan 5monooxgenase activation protein，zeta，eta polypeptide酪氨酸3/5單加氧酶活化蛋白ζ，η屬于1433蛋白家族成員，通過結合含有磷酸化絲氨酸的介導信號傳遞，調節細胞周期。11peroxiredoxin 2 （Prdx2）過氧化物酶2參與細胞內氧化還原反應，可以從硫氧還蛋白系統接受還原當量，可消除代謝中產生的過量H2O2，在缺氧或腦損傷時通過調節H2O2參與NGF和TNFα的信號傳遞反應［13］。12Similar to coactosinlike 1肌動蛋白共結合蛋白1以Ca2+非依賴性的方式與絲狀肌動蛋白結合，與肌動蛋白解聚無關。13Ubiquitin Carboxylterminal　hydrolase isozyme L1（Uchl1）泛素C末端水解酶的同工酶L1主要表達在腦內神經元中，在海馬和嗅球的再生神經元中含量少，在衰老的垂體后葉多，屬于巰基蛋白酶，辨認、水解泛素C末端甘氨酸肽鍵或者結合游離泛素，阻止它在溶酶體中的降解［14］。14Dimethylarginine DimethylaminohyDrolase 1（DDAH1）二甲基精氨酸的二甲基氨基水解酶參與NO的生成。15Rasrelated protein Rab3A（Rab3a）Ras相關蛋白Rab3A是突觸囊泡蛋白，作為神經遞質在胞吐作用中參與調解突觸囊泡融合，在皮質杏仁核LTP和海馬CA1CA3突觸的LTP末期都是必需的［15］。1645 ku protein45 ku蛋白功能未明。17Rho GDP dissociation inhibitor(GDI) alpha（Gdi1）Rho蛋白的GDP解離抑制因子α抑制Rho蛋白smg p21s(ras p21like small GTPbinding proteins)蛋白的GDP解離、GTP結合。而smg p21s與小腦的發育成正相關，表達在神經末梢［16］。

3 討論

本研究采用ESIMS檢測切割穹隆海馬傘后14 d的大鼠海馬83 ku差異蛋白膠條中的多肽，通過質譜分析得到17種蛋白成分，這些蛋白按照其功能可以分為不同種類：細胞骨架蛋白、參與代謝的酶、信號傳遞、蛋白降解、氧化應激、神經遞質運輸、突觸形成、功能未知。參與信號傳導的蛋白種類最多，包括 GDIα，Prdx2，NDRG1 相關蛋白，Pfn2，酪氨酸3/5單加氧酶活化蛋白，Rab3a，Gdi1等，占蛋白肽段的41%，如其中的GDIα，NDRG1 相關蛋白，Rab3a，Gdi1可幫助機體啟動損傷的激素應激反應、促進蛋白合成［7］；在中樞神經損傷后可促進突觸的形成、突觸內囊泡的運輸等從而調節神經元分化；酪氨酸3/5單加氧酶活化蛋白、Prdx2參與磷酸化的信號傳導過程，與調節損傷后細胞周期、細胞凋亡有密切關系；Pfn2與軸突的生成和延伸相關，參與細胞骨架的生物合成。其次較多的為各種參與代謝反應的蛋白，如參與糖代謝（Glx I）、氧化還原反應（Prdx2）、神經遞質合成（DDAH1）、蛋白質代謝（Crym）等的酶。還有細胞骨架蛋白：Actin、微管蛋白α1、肌動蛋白共結合蛋白1，其中Actin、肌動蛋白共結合蛋白1和Pfn2（肌動蛋白結合蛋白）是通過相互作用從而改變肌動蛋白的穩定性，影響軸突的生成及分支。最少的為參與蛋白降解（Uchl1）的蛋白。本次檢索中還有1個蛋白（表1中的“16”號）沒有查到相應的功能，將有待繼續研究。

神經元的發育過程中，經歷了從分化、遷移、極化、定向生長到與靶細胞建立突觸聯系的動態過程，也涉及損傷后的修復和再生過程。神經元突起末端的生長錐感受細胞外生長和導向信息，通過微管和微絲運動使細胞形成樹突和軸突，并不斷生長、延伸或坍塌。這些突觸之間的聯系在神經元自身和周圍細胞活動的作用下得到優化，通過突觸的鞏固、突觸的消除、新突觸的形成，最終建立起成熟的神經回路。其中神經元軸突的生成是啟動神經干細胞遷移和向神經元分化的第一步，體外海馬神經元培養中剔除Pfn2基因實驗中，發現RhoA/ROCK/PIIa調節肌動蛋白的穩定性，參與海馬神經元分化［11］。

RhoA屬于Rho家族鳥苷三磷酸酶(Rho GTPases)，是調節細胞骨架運動的主要信號，細胞外生長和導向因子(如Slit)首先通過細胞膜上相應的受體(如Robo)啟動Rho激酶，進而通過坍塌反應調節蛋白影響細胞骨架的重排。Rho GTPase能與GTP/GDP結合，以GDP結合和GTP結合兩種狀態存在，前者為非活化狀態，后者為活化狀態。Rho GTPase循環的調節有3類分子：嘌呤核苷酸交換因子(GEFs)、Rho酶活化蛋白(GAPs)和解離抑制因子(Rho GDIs)［17］。上游信號分子和受體通過激活上述3種分子調節Rho GTPase。與Rho GTPase和actin細胞骨架聯系的中間蛋白主要有：NWASP，Park，Rock和mDia。Rock是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，為Rho的作用分子，通過RhoA/ROCK/PIIa作用于profilin，調節actin聚合作用［18，19］。

在83 ku蛋白中除了Pfn2，還可觀察到GDIα，Actin，NDRG1相關蛋白，Tubulin，Similar to coactosinlike 1，Rab3a，Gdi1，7種蛋白都可參與上述Rho信號通路。由本實驗結果可推測，切割穹隆海馬傘后，這些蛋白通過相互的作用，可以啟動神經干細胞向損傷部位遷移、向神經元分化，Rho信號通路參與其中調節神經軸突再生。如何有效地調控Rho信號通路，促進神經干細胞分化為神經元，減少細胞死亡，改善中樞神經系統損傷后功能的恢復，還有待進一步研究。 參考文獻

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第11篇

【摘要】 目的 消除刺激偽跡，以揭示DBS的作用機制。方法 Spike 2系統特有的生物信號處理功能，綜合使用數字濾波、雙窗口電位與信號波形鑒別方法消除刺激偽跡。結果 經刺激偽跡消除處理可以清楚顯示腦內高頻刺激期內神經元的放電活動的變化。結論 我們的方法可有效地清除刺激偽跡。

【關鍵詞】 深部腦刺激;刺激偽跡;大鼠

Abstract: Objective The research aims to remove the stimulus artifact， and to explore the mechanism of deep brain stimulation.　Methods Through using the functions of digital filter， spike waveform detection and potential filter in two windows performed by the Spike 2 system， the stimulus artifact was eliminated.Results The change of neural discharge activities during deep brain stimulation could be revealed clearly.Conclusions The method can be effectively used in the stimulus artifact removal.

Key words:deep brain stimulation; stimulus artifact; rat

自從1987年法國著名的神經外科學專家Benabid教授成功地應用丘腦腹內側核(VIM)高頻刺激治療帕金森病(PD)以來，靶點為VIM，內側蒼白球(PGI)或丘腦底核(STN)的深部腦刺激(deep brain stimulation，DBS) 已經成為國際功能神經外科治療PD首選方法[1，2] 。人們也嘗試用DBS治療中樞性疼痛[3]、癲癇[4，5]等疾病，甚至用于戒毒和肥胖癥[6]的治療。但由于強大的刺激偽跡掩蓋了刺激對神經元放電活動的影響，人們是通過刺激的后作用和對遠隔神經遞質釋放的影響來間接分析DBS的機制。有人認為DBS的直接作用是抑制，但也有學者認為是興奮作用。至今DBS的機制仍在爭議中尚無定論。這也限制了這一方法應用的拓展。本文基于Spike 2系統特有的生物信號處理功能，綜合使用雙窗口電位鑒別、數字濾波和信號波形鑒別方法消除刺激偽跡，以揭示DBS的作用機制。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

成年雄性Sprague-Dawley大鼠，體重250～300 g(遼寧醫學院動物中心提供)。大鼠在標準環境下飼養，室溫20～25 ℃，24 h晝夜循環光照，自由攝食飲水。

1.2 電刺激及記錄

大鼠經20%氨基甲酸乙酯(0.8 mL/100g)腹腔麻醉后，置于腦立體定位儀上。行常規開顱手術，剝除硬腦膜，并行小腦延髓池引流，降低顱內壓，防止腦疝。

細胞外記錄采用微電極拉制儀(美國STOELTING公司)自行拉制的單管玻璃微電極。電極尖端直徑3/1和放電穩定的神經元進行記錄。在進行電刺激前每一單位需記錄2～3 min的基礎放電。核團電刺激采用A320R隔離刺激器(美國WPI公司)經同心圓電極輸出。電刺激參數為：頻率(20～200 )Hz，刺激強度0.4 mA，波寬0.06 ms，刺激時程5 s。

1.3 組織學檢測

在每一次電生理學記錄完畢后，經微電極電泳滂胺天藍(-20 μA，15 min)標記記錄部位，刺激部位采用直流電損毀法標記。大鼠用含4%多聚甲醛的0.1 M磷酸緩沖液經頸動脈灌流固定后，立刻斷頭取腦，放入相同固定液中浸泡4 h，再將腦組織移入30%的蔗糖磷酸緩沖液(pH7.4)至沉底后行冠狀冰凍切片，片厚30 μm。焦油紫染色。光鏡下觀察，僅取記錄和刺激部位均正確的資料進行統計學分析。

1.4 數據分析

為了分析刺激期內神經元對刺激的反應，在在線分析的基礎上，我們應用Spike2系統對神經元的放電活動進行離線信號處理以消除刺激偽跡，然后做刺激直方圖處理。首先用數字濾波(100～10 000 Hz)進一步消除干擾信號，然后采用雙窗口電位鑒別功能對神經元放電波形進行電位和波形鑒別，最后根據篩選出的神經元鋒電位作刺激直方圖處理(圖1)。

2 結 果

實驗觀察了不同頻率電刺激(20、50、100、130、200 Hz)STN對大鼠丘腦束旁核(PF)神經元自發放電活動的影響。結果顯示刺激頻率低于100 Hz時，多數神經元無明顯反應;刺激頻率大于100 Hz時，大多數神經元呈興奮反應，放電頻率明顯加快。圖2為一個PF神經元對不同頻率STN刺激反應的序列密度直方圖。圖2A未做刺激偽跡消除處理，刺激期內神經元的放電活動無法觀察;圖2B做了刺激偽跡消除處理;從圖中可以清楚地觀察到，刺激頻率為20 Hz時，神經元對刺激無反應;當刺激頻率大于50 Hz時，刺激期間神經元的放電活動就明顯增加;刺激停止后，這種興奮作用還要持續一定時間，但興奮作用較刺激期內明顯減弱。

3 討 論

雖然DBS治療PD取得了可喜的成績，但這一技術在功能神經外科領域的拓展應用仍受限，其原因主要是DBS的機制尚未確立，存在很大的爭議。以Benabid為代表的學者認為高頻刺激對所刺激的神經元是抑制作用，可能是由于去極化阻滯或神經遞質的耗竭所致[7];另外一些學者認為是興奮了抑制性神經通路所致[8，9]。這些分歧的根源在于腦內刺激的部位與記錄神經元放電活動的部位相距很近，較強的刺激偽跡幾乎完全掩蓋了弱小的神經元放電，不能觀察刺激期內神經元放電活動的變化。大多數對刺激作用的觀察都為刺激的后作用。有人試圖采用不同的刺激隔離器以阻斷刺激偽跡但效果不佳。隨著實驗室環境、記錄儀器和導線的設置，以及實驗動物狀態的變化，刺激偽跡的強度和波形都要發生變化，致使常規的消除刺激偽跡的方法難以把神經元的鋒電位從偽跡中分離出來。本實驗利用Spike2生物信號處理系統對記錄的結果進行離線處理。首先對記錄到的信號進行數字濾波，其主要目的是濾除交流電等干擾，然后采用雙窗口電位鑒別，即通過分別設置正向波和負向波上限和下限電位的方法鑒別鋒電位波形，將神經元的鋒電位成功地從刺激偽跡中分離出來，再根據鋒電位的波形做刺激直方圖處理。這樣就可以直接觀察到刺激過程中神經元的放電活動。我們的方法有益于揭示DBS的機制，以拓展這一技術的應用。

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第12篇

神經退行性疾病(ND)是一組以原發性神經元變性為基礎的慢性進行性神經系統疾病。該類疾病主要包括阿爾茨海默氏病(AD)、帕金森病(PD)、Huntington舞蹈病(HD)、腦缺血缺氧所致神經元變性等。研究發現，ND由多種不同原因導致，包括神經元或神經膠質細胞不能提供充分的營養、軸突傳遞功能受損、谷氨酸受體活性過高、活性氧(ROS)水平過高、線粒體能量產生減少、折疊錯誤的蛋白質形成增加或降解不充分、炎癥過程、特殊蛋白質的產生等因素［1］。雖然誘發這些疾病的病因和病變部位不盡相同，但它們都有一個共同的特征，即發生神經元的退行性病變和凋亡。隨著醫學進步及生活條件的提高，出現人口老齡化，退行性疾病給個人、家庭和社會帶來越來越沉重的負擔。目前對ND的機制及治療已進行了大量研究，但尚無有效成熟的方法和藥物來防治這種疾病。槲皮素是一種小分子藥物，可從多種天然植物及食物中獲取，無明顯毒性和不良反應。研究結果亦顯示，槲皮素對神經元具有保護作用，可明顯改善神經退行性變動物的記憶和行為能力，成為近年來研究的熱點，現將近年國內外對槲皮素的神經保護作用機制研究進展綜述如下。

1槲皮素的化學結構與功能

槲皮素是一種天然黃酮類化合物，其化學名為3，3''''，4''''，5，7－五羥基黃酮，分子式:C15H10O7，分子量302.23，多以苷的形式存在于某些植物的花、葉、果實中，如蘆丁(蕓香苷)、槲皮苷、金絲桃苷等。許多中草藥如槐米、紅棗、菟絲子、桑葉、銀杏葉、三七、金蕎麥等均含此成分［2］。槲皮素被認為具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、改善內皮功能、抗血小板聚集、提高人體免疫力等多種生物活性［2，3］。廣泛應用于心血管、內分泌、消化等多系統疾病的治療。近年來對其神經保護作用的研究較多，其可能機制主要包括抗氧化應激、抗炎作用、調節鈣穩態以及增強突觸的發生和傳導等作用。

2槲皮素的神經保護作用機制

2.1抗氧化應激作用

氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內高活性分子如ROS自由基和活性氮(RNS)自由基產生過多，氧化產物增加，抗氧化產物減少，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統和抗氧化系統失衡，從而導致組織損傷。大量研究資料表明，在AD、PD、HD和衰老中，特定腦區的神經元受到ROS攻擊，使細胞發生凋亡，進而惡化直至神經元網絡功能紊亂，最終發生ND。氧化應激在ND細胞凋亡的發生、發展中起著重要作用［4］。槲皮素通過其抗氧化應激效應，從多途徑保護神經元。

2.1.1清除自由基，抑制NO合成，減少誘導性一氧化氮合酶(iNOS)合成

我國學者發現，口服槲皮素可以減少高膽固醇飲食的老年小鼠大腦皮層神經元ROS水平，恢復銅鋅超氧化物歧化酶活性，下調iNOS，與此同時還可以激活平滑肌磷酸酶激活性蛋白激酶(AMPK)，下調蛋白磷酸酶2C，從而激活小膠質細胞，增加CD11b表達，AMPK的提高可以抑制核轉錄因子NF-κB的表達從而減少大腦細胞的凋亡，槲皮素成為一種老年性神經改變的潛在治療藥物［5］。ZhangZJ等［6］將槲皮素應用于PC12細胞發現其可以抑制NO的合成，減少iNOS的過表達，并下調促炎性介質基因的過度表達，從而達到保護神經的作用。自由基是氧化應激反應中損傷蛋白質及核酸的核心物質，槲皮素清除自由基，下調ROS介導的下游通路，減少細胞損傷和凋亡，成為其保護神經元的關鍵環節。

2.1.2上調還原型谷胱甘肽(GSH)水平，抑制谷氨酸的興奮性神經毒性作用

GSH是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸組成的一種三肽，參與體內氧化還原過程，能和過氧化物及自由基結合，對抗氧化劑對巰基的破壞，保護細胞膜中含巰基的蛋白質和含巰基酶［7］。ArredondoF等［8］發現，槲皮素不僅通過清除氧化自由基保護神經系統，還通過促進轉錄因子核因子相關因子2(Nrf-2)的核轉移，顯著提高谷氨酸半胱氨酸連接酶催化亞基(GCLC)基因表達等途徑增加GSH的表達，從而保護神經系統。RattanajarasrojS等［9］也證實，槲皮素可以抑制脂質過氧化，恢復大鼠海馬神經元GSH還原酶活性，減少β型類淀粉勝肽(25－35)聚合物對大鼠海馬神經元的氧化應激損傷，并發現其與17β雌二醇作用相當。RiveraF等［10］在大腦中動脈缺血大鼠模型中也得到了相似的結論，注射槲皮素的大鼠還原型GSH水平上升，局部水腫減輕，大腦皮層損傷減少。GSH具有抗氧化應激作用，可以抑制谷氨酸的興奮性毒性，槲皮素通過此途徑增強其神經保護作用。

2.1.3減少氧化應激損傷，保護線粒體

在20世紀80年代即有學者證實槲皮素可以抗氧化應激，抑制神經元線粒體膜的脂質過氧化，保護線粒體［11］。近年來對槲皮素保護神經元線粒體作用的研究又有了進一步發展。FrancoJL等［12］在對一種主要成分為槲皮素和香豆素、口山酮的化合物的分離比較研究中發現，在汞誘導損傷的小鼠大腦細胞中，只有槲皮素能夠減少由汞導致的線粒體活性抑制，減少GSH的氧化損傷，推測其是通過清除氧自由基，抑制線粒體內過氧化氫酶的酶促反應實現的。SilvaB等［13］發現，槲皮素可以減少自由基對線粒體膜的損傷，抑制線粒體膜的脂質過氧化，調控線粒體膜的跨膜電位，從而減少神經元的凋亡。另有動物實驗發現，口服槲皮素可以提高小鼠大腦細胞和肌肉細胞過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活子1α(PGC-1α)及沉默調節蛋白1(SIRT1)水平，增加線粒體DNA表達，從而保護線粒體，改善線粒體功能，小鼠運動耐量及自主運動也較安慰劑組增加，提示槲皮素對慢性神經及肌肉病變具有治療作用［14］。

2.1.4抑制β-淀粉樣蛋白(Aβ)的氧化作用，下調其表達

Aβ分子量約4kD，是β淀粉樣蛋白前體蛋白(APP)的酶解產物，可由多種細胞分泌，在腦內神經膠質細胞是其主要來源。Aβ可抑制線粒體酶的活性，通過氧化應激效應造成神經元永久性損傷，在細胞基質沉淀聚積后具有很強的神經毒性作用，導致纖維原纏結，誘發突觸功能障礙及神經元退行性變，是AD患者腦內神經元變性和死亡的主要原因，成為近年來主要的治療靶點之一［15－17］。槲皮素可以減少由Aβ導致的ROS堆積、抑制c-Jun氨基末端激酶(JNK)和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的活性，減少細胞凋亡［18］。文獻［9］證實，槲皮素可以抑制Aβ(25－35)介導的脂質過氧化，恢復大鼠海馬神經元GSH還原酶活性。An-sariMA等［19］亦發現，在體外培養的神經元中低劑量(5、10μmol)的槲皮素可以顯著降低加入Aβ蛋白質細胞的羰基化蛋白質、3-硝基酪氨酸以及蛋白連接人嗜中性細胞彈性蛋白酶的含量，但是高劑量(20、40μmol)反而會增加這3種物質的含量，提示小劑量的槲皮素更有利于抗氧化，而高劑量的槲皮素可能具有神經毒性。同時低劑量的槲皮素也有利于保持神經元的活力，抑制Aβ對細胞的促凋亡作用。HouY等［20］將一種銀杏提取物，即由槲皮素(4.8%)、山奈酚(3.9%)和異鼠李素(0.7%)組成的黃酮類復合物用于體外培養的Tg小鼠海馬神經元，發現該復合物在濃度為50mg/mL時可以明顯降低低分子量及中等分子量的Aβ，并進一步行動物實驗，用黃酮類復合物喂養小鼠4個月后進行免疫組化，發現Aβ較對照組明顯降低。該實驗還發現，槲皮素同時具有促腦源性神經營養因子(BDNF)分泌的作用，并呈劑量依賴關系;另一方面其可以通過激活為N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDA)促進環腺苷酸應答元件結合蛋白磷酸化。

2.2調節鈣穩態，減少興奮性損傷

興奮性神經毒性參與許多ND的發病，正常狀態下作為第二信使的鈣離子，在興奮毒性損傷時含量異常增高，導致細胞結構和功能代謝的不可逆損傷，促進了興奮毒性的發展。鈣超載導致線粒體去極化、降低神經營養因子含量、催化一氧化氮合酶(NOS)導致NO過度生成，最終導致細胞損傷［21］。WuSN等［22］在2003年即證實槲皮素可以下調神經元內鈣離子水平，調節鈣穩態，但該作用與環腺苷酸(cAMP)及三磷酸肌醇(IP3)水平無關，考慮其有獨特的作用途徑。近年來對其作用機制有了進一步的研究。JungWY等［23］通過動物實驗證實，口服槲皮素可以改善小鼠記憶功能，進一步研究發現，口服槲皮素(40mg/kg)的小鼠海馬趾組織中鈣調蛋白激酶Ⅱ(pCaMKⅡ)、磷酸化蛋白激酶B以及磷酸化環磷酸腺苷反應元件結合蛋白(pCREB)的表達均下調，推測其可能為抑制細胞鈣超載，保護海馬細胞的途徑之一。PandeyAK等［24］發現槲皮素可以通過調節酸敏感離子通道(ASIC1a)，減輕因缺血缺氧導致內環境pH下降引起的鈣內流，同時減少了鈣相關蛋白酶激活導致的膜收縮蛋白產物(SBDP)的產生。LeeBH等［25］研究發現槲皮素可以通過減少α9α10煙堿乙酰膽堿能受體表達，抑制乙酰膽堿受體通路的鈣內流而減低細胞內鈣離子水平，該作用與乙酰膽堿濃度無關，但是當細胞外鈣離子濃度下降后槲皮素的作用明顯減弱，提示槲皮素介導的鈣離子水平下降與鈣離子細胞外濃度密切相關。

2.3抑制炎性介質表達，保護神經元

炎癥反應可以產生大量炎性細胞因子、自由基等，損傷神經元，成為很多ND的病因之一。槲皮素可以通過抑制炎性介質表達以及減少神經元外周細胞炎性介質的釋放以抑制神經元的凋亡。ZhangZJ等［6］在動物實驗中發現槲皮素可以下調斑馬魚神經元炎癥基因的過度表達，如IL-1β、TNF-α和環氧化酶2(COX-2)等。LuJ等［5］也發現，口服槲皮素可以通過減少老年小鼠NF-κB、P56的核轉移從而抑制多種促炎性介質如IL-1β、IL-6和TNF-α等的表達而減少大腦細胞的凋亡。槲皮素除直接作用于神經元，還可通過調節神經膠質細胞的炎癥介質表達以達到保護神經元的作用。SharmaV等［26］發現，在星形膠質細胞中，槲皮素一方面通過其抗氧化應激效應減少IL-1β誘導的ROS，提高體外培養的超氧化物歧化酶(SOD)及硫氧還原蛋白1(Trx1)的表達;另一方面顯著減少IL-6、IL-8、干擾素誘生蛋白(IP-10)以及單核細胞化學吸引蛋白質1(MCP-1)的產生，從而減少同一培養基中神經元的凋亡。神經小膠質細胞的激活與炎癥反應是導致PD的主要原因之一。有研究發現，槲皮素也可以作用于小膠質細胞，抑制因脂多糖刺激導致的IL-1β、TNF-α的過度表達，從而減少神經元的凋亡［27］。

2.4調節突觸的發生和傳導

突觸的丟失與傳導速度下降與多種ND的發生、發展相關，故而增加突觸和神經的發生成為治療ND的靶點。很多研究報道槲皮素可以增加突觸再生及突觸傳導，但其機制尚未明確。HuP等［28］對鉛誘導損傷的成年大鼠齒狀回細胞進行研究，發現槲皮素組突觸的輸入輸出函數、成對脈沖反應、興奮性突觸后電位(EPSP)以及群峰電位均較對照組提高，減輕了由鉛導致的突觸可塑性受損，對于認知缺陷具有一定的治療作用。TchantchouF等［29］發現槲皮素可以顯著促進海馬神經元增殖，增加突觸再生，促進CREB的磷酸鹽化，提高pCREB和BDNF水平。另一方面，槲皮素還可能通過抑制α-氨基羥甲基惡唑丙酸(AMPA)受體表達，減少谷氨酸介導的內向電流，從而減少谷氨酸對于突觸的興奮性損傷。但槲皮素本身并不表現這種作用，只有與谷氨酸同時作用于細胞時才會出現［30］。半胱氨酸串聯蛋白(CSPα)是一種具有抗神經退行性變的突觸小泡蛋白，是保守J蛋白家族的一員，XuF等［31］在體外實驗中發現槲皮素可以促進CSPα蛋白二聚體的形成，并存在濃度依賴性，有助于突觸的重塑與傳遞。但該實驗并未發現槲皮素可以直接促進突觸重塑和傳導，考慮可能與其他旁路途徑作用相關。