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神经生物学 - Coggle Diagram

- - - - 按时程分
        
        短时程记忆（持续几秒到几小时）
        
        生物电
        
        长时程记忆
        
        突触结构改变
      - 信息储存和回忆的方式
        
        陈述性记忆 (declarative memory)
        
        对事实和事件的记忆，也称外显记忆（explicit memory)
        
        工作记忆（working memory）
        
        临时在线形成用来完成任务的短时记忆
        
        非陈述性记忆（nondeclarative memory)
        
        无意识成分参与，储存各事件间相互关联的信息，只有通过程序性的操作才能体现出来，也称内隐记忆（implicit memory)
    - - 顺行性遗忘（anterograde amnesia)：在脑损伤后不能形成新的记忆。
      - 逆行性遗忘（retrograde anmesia)：对损伤以前发生事情的记忆丧失。
  - - - 执行视觉分辨任务的中枢位于颞下回
      - 颞叶与陈述性记忆
        
        结论
        
        颞叶与个体的智力、知觉、个性无关。
        
        颞叶与久远的长期记忆无关，与非陈述性记忆的形成无关。
        
        颞叶对记忆的形成，新近陈述性记忆的储存非常重要
        
        短期记忆与长期记忆，非陈述性记忆和陈述性记忆的解剖学结构、神经机制不同
    - - 纹状体在形成行为习惯的程序性记忆中起关键作用
    - - 辐射迷宫实验
        
        海马损伤影响大鼠的工作记忆
    - - 新皮层内参与工作记忆的两个位点：
        
        前额叶皮层
        
        外侧顶区内皮层(LIP区)
  - - - 非联合型学习
        
        单一刺激的行为改变
        
        习惯化：学会忽略无意义的刺激
        敏感化：学会对所有刺激的反应都加强
      - 联合学习
        
        在事件间建立联系，如条件反射
        
        非条件刺激（US)：直接引起反应的刺激
        条件刺激(CS)：不直接引起反应的刺激
        
        产生条件：两种刺激同时出现，或者
        条件刺激先于非条件刺激比较短间隔
    - -  环境
        
        学习促进成熟
      -  运动
      -  冥想
      -  日光浴
- - - - 果蝇捕食物行为：Forager基因(PKA)
      - 哺乳动物突变体：日节律行为（Clock）
      - 摄食行为(Leptin)
      - 好斗行为：5-HT (5-HT1B) 降低
      - 冲动行为：单胺氧化酶A突变
    - - FJ Gall(1800): 35个脑区
        PP Broca(1861):运动性失语症
        C Wernicke(1876):感觉性失语症
        K Brodmann(1909) : 52个脑区
        W Panfield(1950):电刺激
        M Posner(1988):PET
- - - - 胚胎早期的神经管管壁
        
        中脑
        
        顶盖---上丘、下丘
        
        上丘：控制眼睛的运动
        下丘：听觉信号转至丘脑的中转站
        
        被盖
        
        控制随意运动，并参与情绪、意识、愉悦、
        疼痛的调控
        
        中脑水管
        
        后脑
        
        小脑
        
        脑桥
        
        延髓
        
        延髓锥体是延伸到脊髓的轴突传导束。
        
        延髓除了白质系统外还包含了具有感觉、运动功能的神经元。
        
        后脑尾端发育为延髓。
        
        锥体交叉
        
        在靠近延髓与脊髓相连的地方，
        锥体相互交叉到对侧。
        
        第四脑室
        
        前脑
        
        端脑
        
        间脑
        
        视泡
        
        视柄
        
        视神经
        
        视杯
        
        视网膜
        
        神经管头部发育为三个脑泡
    - - 神经嵴
  - - - 神经细胞的增殖Neuronal Proliferation
        
        不对称分裂决定细胞命运
        
        转录因子决定细胞命运
        
        G1 期的时程决定分裂方式
      - 神经细胞的迁移Neuronal migration
        
        放射性迁移： radial migration
        
        切线性迁移： tangential migration
        
        皮层发育的Inside-out规律
        
        较早分化的神经前体细胞形成皮层的最内层神经元，而较晚分化的形成外侧新的层次，这一过程重复进行，直至所有皮层形成完毕，不论皮质的什么区域，其最内层总是最早分化的，而最外层则最后分化的。
        
        皮层细胞主要来源于侧脑室室管膜。
      - 神经细胞的分化Neuronal differentiation
- - - - 组成成分
        
        神经丝
        
        Function（功能）:
        维持和稳定神经元形状
        调节细胞和轴突的大小和直径
        
        Type III (GFAP)
        星形胶质细胞标记物
        
        微丝
        
        成分：Actin 肌动蛋白
        
        功能：
        构成细胞骨架，维持胞浆膜蛋白的分布，分隔轴突和树突蛋白
        介导神经元和外环境的相互作用
        生长锥运动
        
        肌动蛋白是一个由375个氨基酸组成的单链多肽，与一分子的ATP相连。称为球形-肌动蛋白(g-actin)。微丝是由球形-肌动蛋白形成的聚合体，也称纤维状-肌动蛋白 (f-actin)。微丝的结构也具有极性，有正负极之分。
        
        微管
        
        组成：微管蛋白和微管相关蛋白。
        形状：中空的管状结构。
        
        微管蛋白：
        a-tubulin
        b-tubulin
        g-tubulin
        
        微管相关蛋白：
        MAP1
        MAP2
        tau
        
        稳定微管，促进微管装配
        
        微管的动态性
        
        微管是以异二聚体为单位，
        可自由组装和拆卸
        
        微管具有极性，+极(plus end)生长速度快，-极(minus end)生长速度慢
        
        功能
        
        细胞器的定位和物质运输 (在轴浆运输中为细胞器运输提供轨道)
        神经突起的延伸
        维持神经突起的支架
        维持细胞内局部区域的完整性
        
        功能
        
        相关疾病
        
        Alzheimer’s Disease
        阿尔茨海默病
        ALS amyotrophic lateral sclerosis
        肌萎缩侧索硬化症
        
        各种细胞骨架成分之间功能是互补的，协同受到调节
        表达水平可变
        神经疾病的病理性标志
        受到胶质细胞影响
    - - 轴突和树突比较
        
        名称轴突树突
        数量 1个多个
        信息输出接收
        棘没有有
        髓鞘可能有没有
      - Dendritic spines（树突棘）
        
        分布和形态
        
        蘑菇，短粗，分支
        
        功能
        
        突触传递、记忆储存、增大神经元间突触数量
        
        Receptor activity 受体功能
        Cytoskeleton and Organelle (细胞骨架和细胞器）
    - - The basic parts of a neuron
        神经元的基本组成部分
        
        Axon 轴突
        
        Dendrites 树突
        
        Soma 胞体
      - 神经元内部结构
        细胞核 (nucleus)
        线粒体 (mitochondria)
        高尔基体 (Golgi apparatus)
        内质网 (endoplasmic reticulum)
        细胞骨架等 (cytoskeleton)
    - - Axoplasmic transport (轴浆运输):
        化学物质和某些细胞器在神经元胞体和神经突起之间的运输，是双向性的。
      - 快速轴浆运输
        顺向运输: 囊泡、线粒体等膜结构细胞器
        逆向运输:神经营养因子
        病毒如狂犬病毒、单纯疱疹病毒
      - 慢速轴浆运输
        顺向运输：胞浆中可溶性成分和细胞骨架成分（轴突生长和再生）
      - Molecular motors分子马达:
        Kinesin （驱动蛋白）, dynein （动力蛋白）
    - - 轴突和树突
        特殊的结构(如突触)和化学信号(如神经递质)
        通过电化学突触相互联系
        不能复制
  - - - microglia (小胶质细胞）
        
        吞噬功能 & 炎症反应 (phagocytosis and immune respone)
        与中枢神经系统退行性疾病有关
      - ependymal cells （室管膜细胞）
      - true glia cells
        astrocytes and oligodendrocytes （星型胶质和少突胶质细胞）
        
        星型胶质细胞功能
        
        修复瘢痕
        
        参与脑的免疫应答
        
        参与形成血脑屏障
        
        调节突触形成，突触间信息传递
        
        调节细胞外液离子浓度
        
        少突胶质细胞
        
        细胞敏感、再生能力差
        
        脱髓鞘疾病 Guillain-Barre Snydrome
    - - ability to divide throughout life （终生可分裂）
        no synaptic contacts 无突触？
        resting cells (no action potential)? 静息细胞（无动作电位）？
  - - - 1.细胞膜：The phospholipid bilayer （磷脂双层）
      - 2.Ion Channel (离子通道)
        
        离子选择性
        (ion selectivity)
        
        细胞膜内外钾离子浓度差（胞内＞胞外）
        细胞膜对钠离子通透性差
        
        门控（gating）
        
        受体门控
        
        电压门控
      - 3.离子泵（Ion pump）
      - 可兴奋细胞在不产生冲动时，存在于细胞膜内外的内负外正的电位差
    - - 时相
        
        2期：由Ca2+内流和K+ 外流共同形成
        
        3期：复极速度加快,主要由K+外流
        
        1期：在复极初期,主要由K+ 外流形成
        
        4期：恢复静息
        
        0期除极：Na+内流
      - 离子基础
        
        Structure of the voltage-gated sodium channel
        （电压门控钠通道结构）
        
        动物中电信号的启动键
        钠通道异常导致神经、肌肉、心血管相关的疾病
        局麻药和神经毒素的作用靶点
    - - 突然升高到某个浓度，膜电位明显减小（即小于na离子失活点位）细胞无法产生动作点位，兴奋性会直接丧失
      - 如果是缓慢升高，那么在升高过程中由于细胞膜两侧钾离子浓度差变小推动钾外流的力变小，钾离子外流减少，静息电位绝对值变小，与阈电位之间的距离变小，兴奋性增加，此时若钾离子浓度继续增加，膜电位减小到钠离子失活电位，兴奋性则会减小。
      - 关键是钾离子浓度的变化对膜电位影响，而膜电位的大小影响着细胞的兴奋性。
- - - - 基地外侧核---接受视觉、听觉、味道、触觉的纤维投射
      - 中央核---投射到下丘脑和脑干
      - 皮质内侧核---接收来自嗅觉的信息
  - - - 电刺激杏仁核产生一种激动状态/情绪性攻击行为
      - 杏仁核切除在减少攻击性行为，增加注意力，降低多动，减少癫痫方面很有帮助。
    - - 稳态
        躯体和内脏运动的协调
    - - 情感性攻击 Affective aggression
        
        情绪性，冲动，皮层较少参与
      - 掠夺性攻击 Predatory aggression
        
        有计划性，理性，需要皮层参与
    - - 抑制五羟色胺合成和释放的药物能增加攻击行为。
        五羟色胺受体敲出小鼠表现出更强的攻击行为。
  - - - 海马旁回 Parahippocampal gyrus
      - 海马 Hippocampus
        
        海马背侧细胞与空间记忆有关；腹侧细胞与焦虑有关
      - 胼胝体下区 Subcallosal area
      - 齿状回 Dentate gyrus
      - 扣带皮层 Cingulate cortex
        
        扣带回皮层位置的肿瘤与情绪异常有关，比如恐惧、烦躁、抑郁等
    - - 下丘脑 Hypothalamus
        
        心跳、血压、呼吸、性唤醒；参与了焦虑、愤怒和奖惩反应
      - 杏仁核 Amygdala
        
        情绪，情绪记忆
        焦虑、恐惧、攻击
      - 伏隔核 Nucleus accumbens
        
        食物、性、毒品等刺激有反应，与成瘾和奖赏有关
- - - - 单胺假说
        
        心境与单胺类递质释放有关
        
        抑郁症由弥散性调制系统缺陷所致
        
        五羟色胺系统
        
        利血平耗竭五羟色胺，部分使用者产生抑郁
        
        单胺氧化酶抑制剂MAO引起情绪高涨
        
        去甲肾上腺素系统
        
        丙咪嗪促进五羟色胺和去甲肾上腺素的作用，治疗抑郁症
      - 素质，应激假说
        
        素质：对某一疾病易感
        
        HPA轴是遗传和环境相作用，并导致心境障碍关键部位
        
        重症抑郁者HPA轴过度活动，CRH注入动物脑内引起抑郁表现
        
        导致心境障碍危险因素下调海马糖皮质激素受体表达，使HPA轴负反馈抑制减弱
    - - 抗抑郁剂
        
        ↑单胺类物质浓度，↓HPA轴过度活动
      - 锂
        
        对双相很有效
      - 电痉挛疗法
        
        起效快，疗效好，副作用为产生顺行和逆行性遗忘
      - 精神疗法
        
        轻中度抑郁症
  - - - 被害妄想，幻听
    - - 缺乏情绪表达，抑郁。预后不乐观
    - - 怪异姿势
    - - 阴性
        
        情感表达降低，语言贫乏
      - 阳性
        
        妄想，幻觉，语言紊乱
    - - 基因与环境
        
        家族遗传性
        
        基因多态性
        
        超过100个基因位点
        
        基因多效性
        
        与双向，抑郁，ADHD等重叠风险基因
        
        环境因素：多假说；无论何时何地精神分裂症终生患病率为1%
      - 可伴有脑的器质性改变
        
        侧脑室扩大
        
        海马，杏仁核缩小，细胞排列紊乱
        
        灰质减少
        
        前额叶无显著结构异常但功能缺陷
        
        多巴胺假说
        
        中脑-皮层-边缘区多巴胺系统，多巴胺能神经突触过度活跃
        
        证据：苯丙胺引起突触活跃与多巴胺释放，具有成瘾性。大量使用出现类似精神分裂症阳性症状
        
        氯丙嗪（多巴胺D2受体阻断剂）减轻阳性症状
        
        谷氨酸假说
        
        脑内NMDA受体收PCP（苯环己哌啶抑制而活动下降，引起精神分裂症相关症状
        
        NMDA受体敲减小鼠
    - - 常规抗精神病药物
        
        氯丙嗪，氟哌啶醇
        
        因为同时阻断黑质多巴胺系统产生很大副作用
      - 非典型抗精神病药物
        
        氯氮平，利培酮
        
        新靶标nmda受体
      - 社会心理学
  - - - 应激源：引起恐惧的威胁性刺激，以ACTH和糖皮质激素分泌增加为主，多种激素
        共同参与的使机体抵抗力增强以应对有害刺激
        
        特点
        
        回避行为
        
        • 警觉和觉醒水平的提高
        
        • 交感神经系统被激活
        
        • 肾上腺分泌皮质醇
      - 下丘脑-垂体-肾上腺轴
        （HPA轴）
        
        促肾上腺皮质激素释放激素CRH→促肾上腺皮质激素ACTH→皮质醇
        
        HPA轴受到杏仁核和海马的正-反调节
        
        杏仁核
        
        基底外侧核接受感觉传入
        中央核负责传出
        
        焦虑障碍和恐惧中均被激活
        
        海马
        
        海马内有大量糖皮质激素受体
        
        持续暴露于皮质醇，海马神经元就会萎缩和死亡
        
        处于战斗恐惧、性虐待等极端暴力时，脑成像研究也发现脑的退行性病变，尤其是海马
        
        杏仁核活动亢进，海马活动低下
    - - 抗焦虑药物
        
        苯二氮卓类
        
        苯二氮卓类药物通过促进氯离子开放产生抑制作用，如安定
        
        γ-氨基丁酸（GABA）是脑内抑制性递质
        
        • 恰当的GABA作用是正常脑功能的重要保证
        
        • GABA受体：一种氯离子
      - 5-HT选择性重摄取抑制剂(SSRI)
        
        发挥作用需数周
        
        机制不明
        
        Prozac百忧解
      - 精神疗法
- - - - 1770年前后，Johann Gesner提出失语症理论
        1861年起，Broca医生界定对语言表达有重要作用的脑区 
        1874年起，Wernicke-Geschewind模型  
      - 失语症APHASIA
        
        失语症是指由于神经中枢病变导致对语言的表达和理解障碍。
        
        Broca失语
        
        额下回后部/运动联合皮层
        
        能够理解他人言语，但言语产生困难。
        运动性失语或非流畅性失语
        失名症，名词和常用词
        语法缺失症，连词等
        错语，拼写相近的词
        
        传导性失语
        
        部位：弓状纤维束
        特点：理解能力正常，言语流畅，复述障碍，朗读困难
        
        Wernicke失语
        
        语言表达能力正常，但不能理解自己和他人言语的意义
        
        感觉/感受/流畅性失语
        错语多，意义相近的词替代
        不理解逻辑，方向，前后命令
        难以停下来
        
        颞叶后部损伤
        
        命名性失语(anomicaphasia,AA)又称健忘性失语(amnesticaphasia),它是指命名不能(anomia)为唯一的或主要症状的失语。
        特点：找词困难，利用物品功能描述
        颞下回
      - 语言中枢
        
        语言中枢 — 左侧大脑半球
    - - 双侧大脑半球对语言的加工不同
      - 裂脑研究（split-brain studies）：左右脑不能沟通
      - 大脑右半球具有理解能力
    - - 语言是一种根据语法规则组合单词以表示和交流信息的系统
  - - - 空间注意的功能性研究即注意的“探照灯效应”
      - 不同特征注意激活多个不同的皮层
      - 特征注意=选择性注意-分心性注意
      - 注意增强顶叶神经元兴奋性,且有空间选择性
      - 刺激引导注意到目标区域后，通过提高检测能力和加快反应时间，提高动物对该区域出现的刺激的反应能力。
      - 注意聚焦V4区感受野
    - - 注意是专注于感觉输入的某一方面的能力。
        Attention is the ability to focus on one aspect of sensory input.
    - - 与顶、颞、枕叶的高级视觉处理区有广泛双向联系
        当注意落在丘脑枕核的感受野时，不仅自身的兴奋性升高，其与高级视觉处理区之间的同步化活动也明显增强
        抑制一侧丘脑枕核的活动，对对侧的注意能力会显著下降，而增强一侧枕核的活动则增强对对侧的注意
        单侧丘脑枕核损伤的病人，表现出对对侧的注意能力显著下降
      - Lateral intraparietal cortex (LIP)
        外侧顶内皮质LIP