神经生物学 【神经】复习纲要（徐、葛、王）学习课件

神经生物学复习纲要2014.06Chapter1神经科学导论1.你如何理解特定的脑功能定位于不同的脑区？2.脑有哪些组织层次？你如何理解神经元是脑的基本功能单元？3.举例说明神经系统结构和功能在进化上的保守性及对环境适应性。Chapter2神经元及其静息态的膜特性教学目标：掌握神经元结构和功能的特点以及神经元静息膜电位的产生专业词汇：Neurites，静息膜电位，平衡电位离子平衡钾离子在胞内更浓集，而钠离子则相反。如果膜仅对钾离子通透，为什么钾离子不向细胞外扩散，直到细胞膜两边的浓度相等为止呢？回答是否定的，因为如果钾离子向外扩散，正电荷将在膜的外表面积累,而过量的负电荷将停留在内表面上。其结果是，在膜两边产生了电位差,内面相对外面为负。电位梯度减缓了正电性的钾离子外流;当电位变得足够大时，钾的净外流将中止。这即为钾的平衡电位（EK）。在EK时，浓度梯度和电位梯度对跨膜离子流动的作用正好平衡。单独的钾离子仍进入或离开细胞，但是没有净流动发生。这时钾离子处于平衡。钾处于跨膜平衡的条件钾离子处于跨膜平衡的条件是：跨膜钾离子浓度梯度被钾离子流沿浓度梯度产生的跨膜电位所平衡。可以由Nernst方程导出钾离子的平衡电位：[K]o和[K]i分别为胞外和胞内钾浓度。如果胞外和胞内钾浓度比为1/30，EK为58log（1/30）=-85mV。静息膜电位神经元静息时膜内相对膜外为负，因此静息膜电位是负的。静息膜电位通常可以用钾离子的平衡电位来估算，因为静息状态下细胞膜对钾离子最通透。在实际情况下，神经元细胞膜对钠离子和氯离子也有一定的通透性，它们之间的相对通透率大概是：PK:Pna:PCl=1:0.03:0.1。当胞外钾离子浓度较低时，钠离子和氯离子对静息膜电位的贡献不容忽视，此时可用GHK方程来计算膜电位。在神经细胞中，细胞内的钠离子和钾离子浓度通过钠－钾ATP酶（简称钠-钾泵）保持不变。钠-钾泵通过泵出3个Na+和泵进2个K+的比例转运离子，来保持胞内钠、钾浓度不变。因此，代谢能量被用来使细胞维持在稳态。由于钠－钾泵泵出的正离子要比泵入的多，这使得膜电位更负。思考题1.神经元不同部位（胞体、树突、轴突）的细胞器和细胞骨架分布有什么不同？2.神经元胞内K+多于胞外，为什么胞内是负电位？见前文参考资料Chapter3动作电位教学目标：掌握动作电位的特点及其产生、传导的机制专业词汇：去极化，超射，绝对不应期，相对不应期，膜片钳，TTX钠和钾携带的电流Hodgkin和Huxley显示，动作电位首先是由于钠的内流，然后是钾的跨膜外流。此外，他们能推导出各电流的相对大小和时间进程。一种方便的方法是用胆碱（一种非通透阳离子）取代胞外的绝大部分钠离子来去除钠电流。结果就没有净电流通过激活的钠通道，这使得只剩下钾电流。将钾电流从总离子电流中减去，就得到钠电流的幅值和时间进程。钠通道和钾通道的选择性毒剂自从Hodgkin和Huxley的原创性实验以后，已经找到了方便的药理学方法来选择性地阻断钠和钾通道。河豚毒素（tetrodotoxin，TTX）对阻断钠通道特别有用。TTX是一种致命的毒素，浓集在河豚鱼的卵巢中和其它一些器官中。TTX的突出优点在于其作用的高度专一性。Moore，Narahashi及其同事们用枪乌贼的巨轴突证明，TTX在1μM以下的浓度即可选择性地阻断电压激活的钠电导。当对用TTX处理过的轴突施以去极化阶跃电压，无内向钠电流可见，而只有外向钾电流。TTX不改变钾电流的幅值和时间进程。经内部灌流液向胞内注入TTX并不起作用。因此TTX结合在钠通道外口的位点上，从而在物理上阻遏Na+离子电流通过通道。钠电流的失活从Hodgkin和Huxley的实验可知，钠和钾电流的时间进程很不相同。与钠电流相比，钾电流起始处有明显的延迟，但是一旦产生，钾电流将会在阶跃电压持续期间保持高水平。另一方面，钠电流上升快得多，却很快减小为0——尽管膜仍处于去极化。钠电流的这种减小我们称为失活。不应期不应期是一个动作电位在神经元上出现后不可能在这个神经元上立即产生第二个动作电位的现象：⑴钠通道在动作电位下降相期间失活达到最大程度，需要再过几毫秒才能恢复。在这段时间，几乎没有通道（即使有，也很少）可以利用来增加gNa；⑵因为钾通道的激活，gK在动作电位的下降相期间非常大，并且很缓慢地减小到静息水平。在这段时间中，gNa要大大地增加才能引发任何再生性去极化。这两个因素使动作电位的整个下降相都处于绝对不应期，在此期间，外部施加的去极化不论有多大，都不能引发第二次再生性反应。这个过程之后是一个相对不应期，在此期间，随着钠通道从失活状态的恢复和钾通道的关闭，阈值逐渐回复到正常水平。动作电位传导动作电位因电流的纵向扩布而沿着轴突传播。膜的每一个区域产生全或无的冲动，这种冲动使邻近的尚未活动的区域去极化，并使之兴奋。这种去极化导致一个新的再生性冲动。为了解冲动的传播、突触传递和整合，必须知道电流如何沿神经被动地扩布。当电流沿神经轴突或树突扩布时，它随着距离而衰减。这种衰减取决于若干因素，主要是纤维的直径和膜特性。纵向电流沿一大直径，高膜阻抗的纤维可扩布得更远。膜电容影响电信号的时间进程，通常还影响它们的空间分布。为估计一个阈下电位变化会扩布多远，需要知道神经元的几何特性及其膜特性，并且还要了解电位变化的时间进程。许多脊椎动物神经细胞的轴突被一高电阻低电容的髓鞘所覆盖。这层鞘起到了非常有效的绝缘作用，且使与神经冲动有关的电流以一定间隔在髓鞘中断处（Ranvier结）流过膜。冲动从一个Ranvier结跳跃至另一个，这样传导速度便提高了。髓鞘化的神经出现在神经系统中传导速度有重要意义的通路中。全细胞膜片钳用较粗的电极尖（直径约1微米）和细胞表面接触，与膜形成紧密的封接。当在电极尖端中的小片膜破裂后，电极内液与细胞内液相通。思考题1.Somevoltage-gatedK+channelsareknownasdelayedrectifiersbecauseofthetimingoftheiropeningduringanactionpotential.Whatwouldhappenifthesechannelstookmuchlongerthannormaltoopen?2.动作电位的特征是什么？阈值阈值就是一个特定的膜电位，在这个膜电位下，足够多的电压门控钠通道开放，从而更有利于对钠而不是钾的相对通透性。上升相当膜内侧存在一个负电位时，便产生了一个钠离子的巨大驱动力。因此钠离子通过开放的钠通道进入细胞，导致膜的快速去极化。超射由于相对的膜通透性对钠非常有利，膜电位达到一个接近于钠离子平衡电位的值，这个值比0mV大。下降相两种类型的通道参与了下降相的形成。首先是电压门控钠通道的失活，其次是电压门控钾通道的开放（被1ms之前的膜去极化所触发而开放）。当膜强烈去极化时便产生了一个对钾离子的巨大驱动力，此时，钾离子通过开放的通道冲出细胞，导致膜电位重新便负回射电压门控钾通道的开放，加之静息状态下钾离子的膜通透性。因为钠离子的通透性很小，膜电位向EK转变，导致了相对于静息膜电位的超极化，直到此后电压门控加通道再次关闭。绝对不应期当膜被极度去极化时，钠通道失活，而且不能再一次被激活，在膜电位变得足够负使这些通道去失活之前，不会产生另外的动作电位。相对不应期膜电位一直处于超极化状态，直到电压门控钾通道关闭。因此需要更多的去极化电流使膜电位达到阈值。Chapter4胶质细胞星形胶质细胞四大功能钾离子空间缓冲当附近神经元活动导致大脑细胞外钾离子浓度增加时，K+通过膜通道进入星形胶质细胞，星形胶质细胞网络的延伸作用有助于K+在大范围内消耗。细胞外神经递质的清除（谷氨酸转运体）特征：生电性、由Na+-K+浓度梯度和膜负电位驱动、可修饰、在某些情况下可逆、起通道功能代谢偶联神经元和星形胶质细胞之间谷氨酸、谷氨酰胺循环是神经递质活跃代谢偶联的一个例子。谷氨酸、谷氨酰胺、GABA、NH4+在神经元和星形胶质细胞之间的交换系统高度整合。在星形胶质细胞的区室里，氨的解毒和谷氨酸及GABA的失活和谷氨酰胺合成酶的专一分布联系在一起。神经元-胶质细胞交叉对话：由Ca2+波介导，实现对脑微循环的动态控制成髓鞘细胞少突胶质细胞CNS雪旺细胞PNS小胶质细胞作为吞噬细胞吞噬由死细胞或退化的神经元及神经胶质细胞留下的残渣Chapter5突触传递1.电突触的结构和功能特征；无脊椎动物电突触生理功能举例；六个connexins形成一个通道，称之为connexon,两个connexon(各来自一个细胞)形成一个gapjunction通道。通道的孔相对较大，直径1–2nm,足以允许细胞内离子及许多小分子有机分子透过其直接从一个细胞到另一个细胞。电突触的功能特征：双向等效通过、电耦合、快速,如是大的电突触则从不出错(fail-safe)，因此，一个突触前神经元的动作电位几乎同时会产生一个突触后神经元的动作电位。在无脊椎动物，如小龙虾，在介导逃跑反应的神经通路中的感觉和运动神经元之间常常会看到有电突触。2.化学突触的基本结构：相关结构名词的中英文及其意义；突触囊泡（synapticvesicle）和分泌颗粒（secretorygranule）的比较；突触前后组分的比较；基于结构的突触分类；外周化学突触神经肌接头的结构特征及功能意义；突触间隙（synapticcleft）(20–50nm),充满纤维状细胞外蛋白质混合物，这种细胞间基质的功能之一就是使突触前后细胞膜相互粘附在一起。突触前组分（presynapticelement）,通常是轴突末梢突触囊泡（synapticvesicles）(直径50nm),储存神经递质（neurotransmitter）用于与突触后神经元通讯分泌颗粒（secretorygranules）(直径约100nm的囊泡)含有可溶性蛋白(电镜下呈暗色，也称大致密核心囊泡largedense-corevesicles)膜分化物（Membranedifferentiations)突触间隙的任何一侧，邻近于膜或在膜内紧密聚集的蛋白被通称为膜分化物。活化区（Activezone）在突触前部位，沿膜内侧突出的蛋白看起来像个锥形区域，此锥形区及与其结合的膜就是神经递质的释放位点，称为活性带。突触后致密区（postsynapticdensity）含有受体使得细胞间信号转换成细胞内信号。基于结构的突触分类依据轴突末梢与轴突后神经元的不同接触部位：轴树突触、轴体突触、轴轴突触、树树突触根据高倍电镜下突触前膜和后膜分化物厚度的不同，分为GrayI型（后厚于前，不对称，兴奋）和GrayII型（前后相同厚度，对称，抑制）神经肌接头神经肌接头的突触传递快而可靠。神经肌接头是机体中最大的突触之一。突触前末梢通常含有大量活性带。突触后膜（也叫运动终板）有一系列浅皱褶，在其上面密集有神经递质受体。突触前活性带与这些皱褶精确排列，保证了许多神经递质分子被集中释放到一个大的化学接收性膜表面。3.化学突触传递的基本原理（要点）Synthesisandpackageintovesiclesofneurotransmitter(NT);递质合成与储存ReleaseofvesicleNTtocleftinresponsetoapresynapticAP;递质释放InductionofanelectricalorbiochemicalresponsetoNTinthepostsynapticneuron;突触后神经元电位和生化改变ClearanceofNTfromthesynapticcleft递质降解4.神经递质的类别和化学特征；神经递质在同一神经元的共存；化学和多肽类神经递质的合成和储存的基本特点；转运体概念；类别和化学特征氨基酸、单胺、多肽氨基酸和单胺类神经递质由突触囊泡储存和释放。肽类神经递质由分泌颗粒储存和释放。化学和多肽类神经递质的合成和储存的基本特点多肽：前体多肽在粗面内质网处合成，在高尔基体被裂解产生活性递质，分泌颗粒包装有活性的神经递质，以轴浆运输的方式转运到轴突末梢。氨基酸和单胺类：胞浆中的酶将前体分子转变成神经递质，末梢中转运体蛋白质将神经递质载入突触囊泡中储存。转运体囊泡内神经递质的浓缩过程是由转运体（在囊泡膜中镶嵌的特殊蛋白质）来完成的。5.递质释放的电及分子事件；突触囊泡快速释放的关键机制；肽类递质释放的特点；神经递质释放是由动作电位到达轴突末梢所触发的。末梢膜的去极化导致了活性带上的电压门控钙通道开放。钙离子大量涌入轴突胞浆而导致细胞内钙离子浓度升高，这就是神经递质从突触囊泡内释放的触发信号。囊泡通过胞吐作用释放其内容物。突触囊泡膜与活性带处的突触前膜融合，将囊泡内容物释入突触间隙。胞吐之所以快速是由于在钙离子进入的活性带区域，突触囊泡已被锚定在活性带上，准备好并等待释放其内容物。锚定过程涉及突触囊泡膜与活性带中蛋白质分子的相互作用。在此活性带的微区域，钙离子能够达到非常高的浓度。高钙情况下，蛋白质分子构象改变使得囊泡的脂双层膜和突触前膜融合形成孔道，允许神经递质释放到突触间隙。胞吐融合孔持续开放，直到囊泡膜完全结合到突触前膜。此后，这些囊泡膜将被胞吞作用过程重新形成囊泡，再循环的囊泡重新载入神经递质。当刺激时间较长时，结合于轴突末梢细胞骨架“储存池”的囊泡被动员。囊泡从细胞骨架释放和锚定到活性带，也是由钙离子浓度增加所触发的。分泌颗粒释放肽类递质的胞吐过程也是钙依赖性的，但通常不发生在活性带处。由于分泌颗粒的胞吐位点与钙离子进入的位点较远，肽类神经递质通常不会在每一个动作电位到达轴突末梢时都释放。肽类释放需要高频串状动作电位，使整个末梢内钙离子浓度达到触发活性带区释放的水平。与氨基酸和单胺类神经递质的释放不同，多肽释放是缓慢的过程，需要50ms或更长时间。6.与递质结合的突触后受体的基本类型和功能特征；EPSC、IPSC概念、相关的主要递质和受体；G蛋白偶联受体的基本结构和功能特征、自身受体；①递质门控的离子通道当神经递质结合到通道胞外区的特异性位点后，通道构象改变，通道打开。由突触前神经递质释放导致的突触后膜瞬时去极化，被称为兴奋性突触后电位（EPSP）。激活Ach门控和Glu门控通道都将导致EPSP。由突触前神经递质释放导致的突触后膜瞬时超极化，被称为抑制性突触后电位（IPSP）。激活Gly门控或GABA门控通道可产生IPSP。②G蛋白偶联受体3个步骤：神经递质分子与镶嵌在突触后膜上的受体蛋白相结合；受体蛋白激活被称为G蛋白的小分子蛋白质，G蛋白在突触后膜胞内侧自由移动；活化的G蛋白可激活效应器蛋白。效应器蛋白可以使膜中的G蛋白门控离子通道或酶类。由这些酶催化合成第二信使，在胞内扩散。第二信使可以激活胞浆内其他酶类，从而调节离子通道功能和改变细胞代谢。由于G蛋白受体能触发广泛的代谢效应，故被称为代谢型受体。自身受体对由突触前末梢释放的神经递质敏感的突触前受体称为自身受体。7.神经递质的回收和降解的三个主要途径；神经药理学的基本概念（以乙酰胆碱受体为例）简单扩散、重摄取进入末梢胞浆、被突触间隙中的酶降解。神经药理学是研究药物对神经系统作用机制的一门学科。神经递质受体拮抗剂，与受体结合并阻断递质的正常作用。箭筒毒与骨骼肌细胞上的Ach受体紧密结合，阻遏Ach作用，从而影响肌肉收缩。药物与受体结合，模拟天然神经递质的作用，称受体激动剂。烟碱可与骨骼肌的Ach受体结合并激活受体。8.突触整合的基本原理（要点）；决定EPSP输入是否产生AP的主要因素；EPSP的整合树突性质对突触整合的贡献抑制作用调制作用决定EPSP输入是否产生AP的主要因素，包括协同起作用的兴奋性突触数目、突触到峰电位起始区的距离以及树突膜的性质。9.神经元信息的输入和输出特征；量子释放的概念；EPSP总和（时间、空间）；树突特征与突触整合；抑制作用（抑制性突触的分布特征、IPSP、分流抑制）；调制（如何实现功能？）量子释放：神经递质释放的最基本单位是一个突触囊泡的内容物。每个囊泡含有大约相同数目的递质分子。被释放的递质总量就是这个数的整数倍。因此突触后EPSP的幅度就是对一个囊泡内容物反应幅度的整数倍。突触后的EPSP是量子化的，反映了一个突触囊泡的递质分子总数和突触中可用的突触受体的数量。空间总和：将在树突上不同突触处同时产生的许多EPSPs进行叠加时间总和：在同一个突触产生的，时间间隔在1~15ms之内的一系列EPSP叠加分流抑制抑制性突触后受体结合的神经递质是GABA或Gly，递质门控通道仅允许Cl-通透，驱使Cl-向使膜电位朝氯平衡电位(-65mv)的方向跨膜移动。当递质释放时，如果膜电位低于-65mV，激活这些通道就会导致一个超极化IPSP。考虑如下情况，在突触远端有一个兴奋性突触，靠近胞体的突触近端有一个抑制性突触。激活兴奋性突触能触发正电荷流入树突，此电流在其流向胞体的过程中使膜去极化。但是在激活的抑制性突触位点，膜电位大约等于-65mV，正电位在该位点流出膜外，迫使Vm为-65mV。这个突触作为一个电分流，防止电流流过胞体到达轴丘，这种抑制称为分流抑制。调制许多具有G蛋白偶联神经递质受体的突触都不与离子通道直接关联。这些受体的突触性激活不会直接诱发EPSP和IPSP，而是调节与递质门控通道偶联的突触所产生的EPSP。这种突触传递叫做调制。Chapter6递质系统1.鉴定神经递质的标准是什么？该分子必须在突触前神经元中合成并贮存。在神经受到刺激后，该分子必须由突触前轴突末梢释放。将该分子外加于突触，产生的效应与突触前释放该分子所引发的的效应相同。2.有什么方法可以鉴定神经元特定神经递质的存在？免疫细胞化学：用于特定分子在特定细胞的形态学定位。将一种候选的神经递质注入动物体内，诱发免疫反应产生抗体。抽取动物血样，从血清中分离抗体。将桥接了可视标记的抗体加于脑组织切片上，该抗体仅标记含有候选神经递质的细胞。候选神经递质、抗体及其标记物共同组成紧密的复合体。原位杂交：人工合成mRNA的互补链，称为探针，探针与mRNA结合的过程称之为杂交。要检测某一神经元是否有合成某一特定多肽的mRNA存在，可把化学标记的探针加到脑组织切片上，使之与组织中的某些互补链结合，然后洗去未结合的探针，便可观察标记后的神经元。用于原位杂交的探针一般以放射性同位素标记。3.神经递质乙酰胆碱的发现以及从发现吗啡受体到发现内源性吗啡配体，对你有什么启发？4.乙酰胆碱能神经元：）；乙酰胆碱代谢循环要点；抑制乙酰胆碱酯酶的病理联系；合成需要胆碱乙酰基转移酶（ChAT）。只有胆碱能神经元中含有ChAT,因此ChAT是胆碱能神经元的标志酶。乙酰辅酶A中的乙酰基在ChAT的催化下，同胆碱结合形成乙酰胆碱。胆碱转运至轴浆内的速度和量是乙酰胆碱合成的限速步骤。胆碱能神经元和一些非胆碱能神经元能够合成胆碱酯酶AChE，将乙酰胆碱降解为胆碱及乙酸。AChE是许多神经毒气和杀虫剂攻击的靶点。抑制胆碱酯酶的活性将减少乙酰胆碱的降解，从而扰乱骨骼肌和心肌的胆碱能突触的信息传递，导致心率和血压的明显降低，而且由于AChE的不可逆抑制，最终因呼吸肌麻痹而死亡。5.儿茶酚胺能神经元：儿茶酚胺类神经递质有哪些？代谢要点及重要的病理联系（如巴金森病、药物依赖）；酪氨酸是儿茶酚胺类神经递质的前体物质。这类神经递质包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素。所有的儿茶酚胺能神经元均含有酪氨酸羟化酶（TH），TH是儿茶酚胺类物质合成第一步所需的酶，将酪氨酸催化合成多巴。TH的活性是儿茶酚胺类物质合成的限速步骤。多巴经多巴胺脱羧酶催化而形成多巴胺。在共济失调性疾病帕金森病患者的脑内，多巴胺能神经元缓慢退变，直至死亡。一种治疗帕金森病的策略是给予多巴，以增加存活的神经元内多巴胺内的合成，从而增加可用于释放的多巴胺的量。去甲肾上腺素能神经元尚有多巴胺β羟化酶催化多巴胺形成去甲肾上腺素。肾上腺素能神经元中含有苯乙醇胺甲基转移酶（PNMT），催化去甲肾上腺素称为肾上腺素。Na+依赖的转运体将儿茶酚胺类递质重新摄入神经末梢，从而终止突触间隙中儿茶酚胺的作用。许多药物可以影响此步骤。例如，安非他命和可卡因可以阻断其重摄取过程，以此延长神经递质在突触间隙的作用时间。重摄取至轴突末梢后，儿茶酚胺类物质要么被重新装载入突触囊泡再利用，要么被位于线粒体外膜上的单胺氧化酶降解。6.5-羟色胺能神经元：代谢要点与抗抑郁症联系5-HT以色氨酸为前体合成，受到细胞外液中色氨酸量的限制。脑中的色氨酸来自于血液，而血液中色氨酸主要从饮食中获得。突触间隙的5-HT能够通过特殊的转运体被重摄取至突触前膜轴突末梢内，类似于儿茶酚胺类物质的重摄取。一些药物影响该过程。临床上应用的抗抑郁药包括氟氧苯乙胺fluoxetine，能够选择性阻断5-HT的重摄取。被重摄取入神经末梢的5-HT要么重载入囊泡，要么被线粒体表面MAO降解。7.有哪些氨基酸能神经元？神经元为何能有效利用必需氨基酸作为神经递质？合成GABA的关键酶是什么？谷氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸。谷氨酸能与非谷氨酸能神经元的重要区别在于，是否存在有转运谷氨酸进入囊泡的受体。GABA不是构建蛋白质的氨基酸之一，谷氨酸是合成GABA的前体物质，催化合成的关键酶是谷氨酸脱羧酶GAD。8.嘌呤能神经元：ATP作为递质的要点在中枢和外周神经系统中，ATP富集于许多突触的囊泡内，如同经典的神经递质一样，ATP以钙离子依赖的方式从突触前释放。ATP通常与其他经典的神经递质在囊泡中共存。ATP通过门控一种阳离子通道可直接兴奋一些神经元。9.突触后向突触前逆向信号传递的概念及相关的类神经递质物质smalllipidmolecules,endocannabinoids(大麻酚,endogenouscannabinoids),canbereleasedfrompostsynapticneuronsandactonpresynapticterminals,calledretrogradesignaling逆向信号;thus,endocannabinoidsareretrogrademessengers逆向信使,akindoffeedbackregulation.Vigorousfiringinthepostsynapticneuron→Ca2+influxthroughvoltage-gatedcalciumchannelsofpostsynapticneurons→[Ca2+]iincrease→stimulatesthesynthesisofendocannabinoidmoleculesfrommembranelipids10.乙酰胆碱受体的亚型及其药理学（哪些内容对其他递质受体具有普适性？）骨骼肌烟碱型乙酰胆碱受体是一个由5个蛋白亚基围成桶形跨膜孔道的五聚体化合物。该受体的亚基是不同类型的多肽，分别命名为α,β,γ,δ。尽管每个亚基的一级结构不同，但不同多肽链的特定延伸段却有相似的氨基酸序列，如每个亚基都有4个可以卷曲成α螺旋的片段。由于这些片段的氨基酸残基具有疏水性，因此这4个α螺旋被认为与钠钾通道的孔道环类似，可反复跨越细胞膜。脑内其他递质门控通道（GABA,甘氨酸）的一级结构与烟碱型受体极其相似，都包括4个跨膜疏水片段，大都是五聚体化合物（除谷氨酸门控通道，四聚体）。不同的递质结合位点可使得一种通道对谷氨酸有反应，而另一种通道却只对GABA敏感。离子孔道附近特定的氨基酸是造成通道对NA+,K+,Ca2+和Cl-选择性通透的原因。11.递质门控离子通道结构的基本特征：多亚基组成、亚基具有不同的结构，以乙酰胆碱受体和谷氨酸受体通道说明之。12.AMPA受体和NMDA受体都是谷氨酸门控的离子通道，但有各自的功能特征，请说明。AMPA门控通道允许钠钾离子通透，大多数对钙不通透。在静息状态下，通道激活后，由于负的膜电位允许钠离子内流，因而产生快速的去极化。因此中枢神经系统的AMPA受体介导兴奋性突触传递，这种方式与神经肌肉接头处的烟碱型受体的突触兴奋类似。NMDA门控通道同样允许钠离子进入胞内而引起细胞兴奋，但与AMPA受体有两点不同：可通透钙离子，且通过NMDA门控通道的内向离子流具有电压依赖性。NMDA门控通道开放时，钙和钠离子通道进入胞内。在静息膜电位时孔道常被镁离子堵塞，这种位阻可以防止其他离子自由通过NMDA门控通道。邻近或同一突触AMPA受体激活引起的去极化可解除位阻效应。因此，NMDA门控通道既是递质门控又是电压依赖性的。通道的开放需要谷氨酸和去极化的协同作用。13.GABA受体的调制及其药理学意义；脑内的突触抑制是收到严格调控的。抑制过多导致意识丧失及昏迷，抑制不足可引起癫痫发作。GABAA受体存在被化学物质调控的结合位点。苯二氮卓及巴比妥药物可分别结合到GABAA通道外表面的相应位点。这些药物本身对通道影响甚微，但当有GABA存在时，苯二氮卓可提高通道开放的频率，而巴比妥可提高通道开放的持续时间，其结果都使氯电流增大，从而产生更强的突触后抑制效应。另一种强烈增加GABAA受体功能的药物是乙醇。其对GABAA通道的作用依赖于GABAA的特殊结构。14.GPCR的结构和功能特征；举例说明神经元GPCR偶联的效应系统及其机制（直捷通路shortcutpathway、第二信使系统）G蛋白偶联受体有共同特点：他们均是由7个跨膜α螺旋组成单链多肽。多肽的两个胞外环形成递质的结合位点。该区域结构的变异决定了何种神经递质、激动剂或拮抗剂与受体的结合。两个胞内环可结合和激活G蛋白，该区域结构的差异决定了递质和受体结合后，激活何种G蛋白以及何种效应器系统。活化的G蛋白与两类效应器蛋白结合而发挥作用：G蛋白门控离子通道和G蛋白活化酶。由于第一条途径不涉及其他中间化学调制物，因此称为直捷通路，即受体-G蛋白-离子通道。例如心脏的毒蕈碱受体，该受体通过G蛋白直接与钾通道偶联，从而减慢心率。第二信使级联反应：G蛋白通过直接激活一些酶类而发挥作用。通过多个中间步骤偶联神经递质和下游酶激活的过程成为第二信使级联反应。去甲肾上腺素β受体的激活可引发cAMP第二信使级联反应。该反应始于Gs的激活，Gs激活膜上的腺苷酸环化酶，使ATP转变成cAMP，胞内升高的cAMP进而激活特异性下游酶，即PKA。Chapter7一般感觉系统五种基本味觉（basictaste）是哪几种，了解其代表性味觉刺激分子；酸甜苦鲜咸酸味：质子甜味：果糖，蔗糖，糖精，阿司帕坦苦味：钾离子，镁离子，奎宁，咖啡鲜味：谷氨酸，肌苷酸盐，次黄(嘌呤核)苷酸盐，鸟苷酸咸味：钠离子味觉受体细胞的基本概念和特点；位于味蕾中，处于支持细胞中，有微绒毛延伸至味孔，能感受到味觉分子的刺激。它们并不是神经元，但能和位于味蕾底部附近的味觉传入神经纤维的终端形成突触。TasteMap是否存在？为什么？不存在。舌表面的每个区域只对其最敏感的味刺激反应最强，同时也对其他刺激产生反应，只是阈值更高而已。4.味觉刺激如何激活味觉受体细胞？（如：通过离子通道途径和通道GPCR途径）咸味的产生机制：Na+通过氨氯咪唑敏感的钠通道引起细胞去极化，Ca2+内流，递质释放酸味的产生机制：H+通过氨氯咪唑敏感的钠通道，并阻断K+通道，引起细胞去极化甜味的产生机制：甜质与GPCR结合使cAMP合成，PKA磷酸化钾通道，引起细胞去极化苦味的产生机制：（苦味1）阻断K+通道；（苦味2）与GPCR结合引起IP3合成，内质网Ca2+释放（此通路膜电位不变）鲜味的产生机制：氨基酸味质与阳离子通透的通道结合，引起膜电位变化，引起Ca2+内流嗅上皮的基本组成；嗅觉感受器细胞、支持细胞、基细胞。嗅觉受体神经元的基本概念和特点；嗅觉感受器神经元具有单个小的树突，终止于上皮表层的一个小结上。这个结节中位于粘液层的部分有纤毛伸出。粘液中的嗅质与纤毛表面结合，激活转导过程。气味分子激活嗅觉受体神经元的胞内通路；嗅质→与膜上嗅质感受器蛋白结合→Golf激活→激活腺苷酸环化酶→cAMP形成→cAMP与特定阳离子通道结合→阳离子通道开启、钠离子钙离子内流→钙离子激活的氯离子通道开启→电流的通过和膜的去极化机械门控通道、温度门控通道的基本概念和特点；机械门控性又称机械敏感性离子通道，是一类感受细胞膜表面应力变化，实现胞外机械信号向胞内转导的通道。温度门控通道对温度敏感。温度感受器神经末梢其直径特别小，传导速度最慢，兴奋的阈值很高，适应速度很慢。内耳毛细胞的基本概念及其生理作用；在Corti器上，位于中阶的基底膜，能将声波的机械能转化为膜电位。细胞顶部有100多根静纤毛展开。收到声音刺激后，听觉细胞膜电位变化并释放神经递质，使得支配毛细胞的听觉神经产生冲动并传到听觉中枢。体感系统包括哪些感觉；触觉，痛觉，温觉。痛觉的基本概念；痛觉和疼痛不是一回事。疼痛是对来自机体某部位的刺激、烧灼、针刺、颤动、痛苦的感觉或知觉。痛觉则是一个感觉过程，它发出引起疼痛的信号。痛觉受体的种类；机械感受器：选择性反应机械压力；热痛觉受器：选择性反应烫或极冷；化学感受器：选择性反应组胺和其他化学物质；多型伤害性感受器：响应机械、热、化学刺激。机械敏感通道在皮肤的触觉感受中起何作用？当活细胞和有机体受到环境中的机械刺激时，机械信号随即转化成生物信号，使细胞作出反应，此过程被称为机械转导。在机械信号转导过程中，机械敏感性离子通道（mechanosensitivechannel，MS通道）起了很重要作用。触觉的大多数感受器是机械感受器，它们对物理变形较为敏感。机械感受器的核心是无髓轴突的分支，这些轴突有MS通道，通道的开放与否取决于它周围膜受到的牵拉性的改变。痛觉过敏的基本概念；已有受伤或有炎症的皮肤、关节、肌肉对疼痛特别敏感。它是机体控制疼痛的一个例子，使疼痛的阈值降低，疼痛的刺激强度增加，甚至是自发疼痛。TRP型温度受体的基本类型和作用。瞬时感受器电位(transientreceptorpotential,TRP)通道在温度感觉中起重要作用。介导热感觉的有TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4；介导冷感觉的有TRPM8与TRPA1。Chapter8视觉信息处理复习1.注意复习课件以及《神经科学-探索脑》教科书，考试内容均在课件和教科书中。2.视网膜的基本结构。无长突细胞无长突细胞水平细胞双极细胞视锥细胞视杆细胞光感受器感光的基本机制Step1：光子吸收，激活视杆外段中的视紫质（R*）。Step2：R*催化G蛋白中，释放GDP，a和g亚基。Step3：G*结合磷酸二脂酶，激活g和b亚基。Step4：PDE水解cGMP。Step5：经鸟甘酸催化降解cGMP，视杆中的第二信使。cGMP下降导致Na通道开放。外网层的信息传递机制视网膜在暗中一直在释放谷氨酸；光感受器的递质就是谷氨酸。与外网层的两种细胞，水平细胞和双极细胞形成突触连接。外网层双极细胞的感受野是给光刺激能改变细胞膜电位的区域。双极细胞的感受野由两部分组成：一个提供直接光感受器输入的圆形区域，称为感受野中心；一个通过水平细胞提供输入的环形区域，称为感受野周边。双极细胞的对光反应在中心和周围是相反的。如果中心光照使细胞去极化，那么周边就是超极化反应。同样，如果中心使细胞去极化，那么周边就使细胞超极化。这样的现象称为中心-周边感受野颉抗。神经节细胞的类型和感受野感受野：神经节细胞与双极细胞一样具有中心-周围感受野结构。给光中心和撤光中心神经节细胞接受同一类型的双极细胞的输入。中心接受一个小光点刺激时，给光中心的神经节细胞产生去极化反应，产生动作电位。撤光中心神经节细胞对于中心的暗点有反应。这两种细胞对于中心刺激的反应杯周边刺激反应抵消。类型：M型神经节细胞；P型神经节细胞；非M非P型神经节细胞。特点：M细胞具有较大的感受野；M细胞对于中心刺激反应是瞬间动作电位的发放，P细胞反应则为持续放电；M细胞对于移动刺激检测重要，P细胞对于形状和细微之处更敏感。左右大脑视野的形成视神经纤维在视交叉处交换，因此左半视野为右半球看见，而由半视野为左半球看见。损伤后果：如果左侧视神经切断，左眼视觉功能将全部消失，而右眼仍能看见左侧视野的一部分。如果左侧视束被切断，两只眼睛视野的视觉完全丧失。如果视交叉沿中线部分分开，就只有视神经的交叉纤维受损，那么两只眼睛的周边视觉丧失。外侧膝状体的结构和细胞类型外侧膝状体核位于丘脑背部。哺乳动物的外侧膝状体在横切面上看，由6层细胞组成。最靠近腹侧的为第1层。就好像有6张薄冰堆叠而成。薄冰不是平铺的，而是形成膝状弯曲，因此被称为膝状体。LGN是通往视皮层的门户，是清醒视觉感知的门户。在LGN，来自两个眼睛的输入保持分离。右侧LGN，右眼（同侧）轴突在第2、3和5层与LGN细胞形成突触。左眼（对侧）的轴突与第1、4、6层细胞形成突触。LGN各细胞层所接受的视神经节细胞输入。6个主细胞层的腹侧都有一层颗粒细胞层。腹侧层（1和2层）含有大神经元，而靠近背侧的3-6层含有小细胞。腹侧细胞被称为外侧膝状体核大细胞层，小细胞称为外侧膝状体核小细胞层。视网膜P型神经节细胞全部投射到小细胞层，而M型神经节细胞全部投射到大细胞层。大量微小的神经元位于各层的腹侧面，为颗粒细胞层，接受来自非M非P神经节细胞的输入。LGN的解剖组构支持了信息的平行处理，而平行处理起源于视网膜。神经节细胞-外侧膝状体-V1区的轴突投射初级视皮层称为Brodmann17区，大部分位于大脑半球表面的内侧，在距状沟周围，也称为V1区。V1区分为六层，由白质开始，细胞细胞层命名为VI，V，IV，III和II层。第一层不含有神经元，只有轴突和树突。总厚度大约是2mm。包括IVA，IVB，和IVC亚层。而IVC层又可以分为IVCa和IVCb。LGN的轴突主要终止于IVC层。轴突投射保持了LGN和视网膜的视觉拓扑图。因此，IV层内的相邻细胞接受视网膜相邻细胞的输入。LGN大细胞和小细胞输入的分离是显然的。LGN大细胞投射至IVCa，而小细胞投射至IVCb。眼优势柱的发现和机制在皮层表面的切面上，Hubel和Wiesel观察到轴突终末在IVC层的分布不是连续的，而是被分成一系列空间大小相等的条块，每个宽为0.5mm，这些条块被称为眼优势柱（oculardominantcolumn）。IVC层任何一块体积是0.5mm*1mm*1mm的小块中包含了来自左眼和右眼LGN的大细胞和小细胞的输入。简单细胞和复杂细胞的特性简单细胞：许多IVCa神经元的感受野沿着一个特定的轴伸展，具有给光中心或撤光中心，并且在侧面形成相互拮抗的周边。这些细胞接受来自3个或更多的感受野沿一个方向排列的LGN细胞汇聚输入，这些神经元称为简单细胞。简单细胞对沿其长轴的狭缝光条或暗条反应最佳，而对于垂直方向刺激反应非常弱，因此IVCa细胞具有方位选择性。复杂细胞：第III层的斑块间细胞称为复杂细胞，因为感受野比简单细胞的感受野复杂多。没有明显的给光和撤光区域，在整个感受野内对给光撤光均有反应。复杂细胞大多是双眼反应，对波长不敏感，但对刺激方向高度选择性（比简单细胞更灵敏）。11.视觉信息处理的并行处理机制视觉的认知需要许多皮层神经元的协同活动。可能的情况是：并行处理机制贯穿于视觉系统。这种假设基于以下的观察：大细胞通路始于视网膜的M型神经节细胞，这些细胞轴突投射至LGN的大细胞层，LGN的大细胞层投射至纹状皮层的IVCa。IVCa神经元投射至IVB层。小细胞通路始于视网膜P型细胞，投射至LGN的小细胞层。然后到V1区的IVCb层。IVCb神经元投射至III层的斑块去和斑块间区。颗粒细胞层始于非M-非P型神经节细胞。非M-非P细胞投射至LGN的颗粒层，LGN颗粒层直接投射至III的斑块区。许多并行通路对应着不同区域。这些不同区域的细胞在并行通路的作用下，同步地被激活，对物体有反应的众多神经元就在感知意义上相互连起来了。Chapter9学习记忆的分子机制学习记忆按照时程和表现形式的分类方式（1）学习：按刺激和反应间的关系，分为非联合型学习、联合型学习（2）记忆：按时程，分为短期记忆、长期记忆；按内容，分为陈述性记忆、非陈述性记忆。可陈述记忆，过程记忆以及工作记忆的基本脑区定位可陈述性记忆：颞叶（含海马）、间脑、皮质下结构（下丘脑、杏仁体）过程记忆：纹状体工作记忆：额叶皮层、顶内沟外侧区巴甫洛夫经典条件化的基本要素以及条件化的实现方式基本要素：一个条件刺激（CS）和一个非条件刺激（US）实现方式：两者联合刺激训练，且条件刺激在非条件刺激之前，最终条件刺激也能单独引起非条件刺激能引起的生理反应。海兔的联想式学习的基本范式和分子机制，尤其是所涉及的神经细胞，突触末梢的关键分子信号转导事件，以及最终的影响神经元兴奋性改变的机制联合式学习？US：强电击尾部CS：虹管刺激CS提前US不超过0.5秒细胞水平上：CS形成一个动作电位，US形成L29释放5-HT。分子水平上：CS表现为钙离子内流，US表现为突触前末梢腺苷酸环化酶的G蛋白激活。单用US时，可以激活运动神经元；当联用CS时：钙离子难度的上升，可以使腺苷酸环化酶催化产生更多的cAMP，使得PKA增多，更多的钾通道磷酸化，从而使突触前的递质释放增加。当钙冲动与G蛋白活化时间重合时，学习发生；当钾通道被磷酸化、神经递质释放增加时，记忆产生。海马神经元LTP形成的关键分子机制，包括AMPA受体和NMDA受体的调控方式，强直刺激对于LTP形成的必要性及其在分子水平的对应解释。LTP（Longtermpotentiation），长时程增强：对于清醒的、能够自由活动的动物，如果重复地用高频电脉冲刺激前穿质通路，突出传递效率的增强可以维持数天甚至几星期。LTP需要的是突触后CA1神经元发生强烈去极化的同时突触被激活。为了诱发LTP，必须以足够高的频率刺激突触，以获得EPSPs的时间总和；必须同时激活足够多的突触，以产生显著的空间总和。海马区的兴奋性传递由谷氨酸受体介导。钠离子通过谷氨酸受体的AMPA亚型，产生了EPSP。CA1神经元还具有突触后NMDA受体。谷氨酸结合于突触后膜，并去极化至足以取代阻塞离子通道的镁离子时，介导了钙离子的内流。突触后胞内钙离子浓度的上升，激活了PKC和CaMKII。PKC和CaMKII能磷酸化AMPA受体，增强该受体通道的离子电导；CaMKII激活后，使得突触后膜附近的含有AMPA受体的囊泡与突触后膜融合，使得突触后膜上AMPA受体数量上调。6.小脑皮层神经元LTD形成的关键分子机制，包括所涉及的神经元，突触末梢的关键分子信号转导事件，以及最终影响神经元兴奋性改变的机制。LTD（Long-termdepression），长时程抑制：当平行纤维和爬行纤维向突触后浦肯野细胞输入同时激活时，平行纤维的突触产生可塑性变化；经配对处理后单独激活平行纤维使浦肯野细胞突触后电流显著减小。这种修饰可以持续至少1h。未与爬行纤维同时被激活的平行纤维不发生可塑性变化，不发生LTD。LTD诱导的修饰发生在突触后：LTD诱导突触后膜内移AMPA受体，使得突触后膜对谷氨酸的敏感性下降。具体需要以下三个条件：爬行纤维激活使得浦肯野纤维树突强烈去极化，钙离子内流增加；平行纤维释放谷氨酸通过GPCR（促代谢型受体）激活PKC；谷氨酸通过AMPA受体引起钠离子内流增加。Chapter10神经系统发育和神经干细胞神经系统由外胚层的神经板（neuralplate）分化发育而来。神经系统起源于外胚层。颅骨也是起源于外胚层，其他骨骼起源于中胚层。神经板首先经折叠形成神经沟（neuralgroove），神经沟闭合后形成神经管（neuraltube），神经管进一步发育形成中枢神经系统，而外周神经系统则由神经脊（neuralcrest）发育而来。神经胚形成（Neurulation）：脊索上方外胚层增厚，中线两侧细胞增殖，形成板样结构，称为神经板（neuralplate）；神经板受中胚层细胞诱导凹陷形成神经沟，两边增厚形成神经褶；神经沟闭合形成神经管neuraltube和神经嵴neuralcrest。（神经管：脑、神经垂体、脊髓、运动神经元、视网膜；神经嵴：细胞具有迁移性，发育为周围神经系统，感觉、交感及副交感神经系统的神经元和胶质细胞、肾上腺髓质、黑素细胞、头部软骨、牙本质）神经元和胶质细胞发生：室周带的神经干细胞→神经前体细胞neuralprogenitors→分化细胞differentiatedcells；神经干细胞和前体细胞进行不对称分裂，产生神经元并增加自身数量。（细胞数量大幅增加产生大量神经元+大量神经胶质细胞）分裂的方式有两种：垂直分裂--分裂轴呈垂直方向，分裂的子细胞停留在室周带继续分裂生长；水平分裂--分裂轴呈水平方向，分裂产生的子细胞，近室周的停留在室周带，另外一个迁移离开室周。神经管发育过程中，依次经历3脑泡阶段、5脑泡阶段和成熟阶段。3脑泡：前脑泡、中脑泡、后（菱）脑泡5脑泡：前脑泡引起端脑泡和间脑泡的产生，中脑泡仍然未分裂，原来的后脑泡产生后脑泡和末脑泡。中脑泡将来形成大脑中央水管。神经诱导（neuralinduction）：外胚层中的多能干细胞被诱导转化为神经上皮的过程称为神经诱导，位于中胚层中的“组织者”（organizerregion）释放多种因子，在神经诱导过程中起重要作用。蝾螈的神经诱导实验Spemann和Mangold用含不同色素的两种早期原肠胚进行移植实验；Mangold将原肠顶脊索中胚层由前向后的不同部分分别移植到早期原肠胚的囊胚腔，可以诱导从头部到尾部的不同结构；Holtfreter用“夹心面包法”，在两片未分化的外胚层之间夹上胚孔背唇。早期原肠胚胚孔背唇诱导前脑结构,而晚期的诱导后部结构。BoneMorphogeneticProteins(BMPs)信号通路在外胚层向神经细胞分化过程中起重要作用。在囊胚期，把外胚层的细胞分散成单个细胞，可加速细胞的神经归宿趋势，提示外胚层细胞之间存在某些抑制信号，如果阻断这种信号传递可以引起外胚层向神经组织分化。目前认为该抑制信号是转化生长因子超家族的成员骨发生形态蛋白(bonemorphogenicproteins，BMPs)。给予BMP4能抑制神经细胞标志物的表达，并且促进其向表皮细胞分化。背唇中胚层细胞分泌的Noggin、Chordin和Follistatin能阻止外胚层中的BMP家族蛋白与其受体结合，从而抑制BMP诱导表皮的产生，使背侧外胚层形成神经板。神经轴例如头尾轴（anterior-posterioraxis）和背腹轴（dorsal-ventralaxis）的形成。头尾轴：由Wnt信号通路激活引起发育。头部细胞随之释放Otx-2，尾部细胞释放Gbx-2。发育初具雏形后，中胚层和内胚层分泌更多的信号，进一步完善这一模式，如成纤维细胞生长因子（FGF）和视黄酸（RA）。背腹轴生成原因：腹部神经元由神经管下方脊索释放信号分子Shh(Sonichedgehog)诱导；背部神经细胞由BMP4、BMP7、dorsalin和activin所决定。Notch信号通路在神经突细胞分化过程中有重要作用。Notch通路最初的作用是决定中枢神经系统的胚胎发生过程中神经干细胞的分化方向，后继研究发现，成年动物脑内Notch信号通路同样具有重要功能，特别与脑缺血损伤后的神经修复关系密切。激活Notch信号通路可以抑制神经干细胞凋亡，促进脑缺血后的神经再生和修复过程，且对成熟神经元的突触可塑性有促进作用。同时还发现，这些作用可能系Notch受体和配体的结合，激活了PI3K/Akt和mTOR（Akt的下游分子，是细胞生长中的关键调节因子），并与JAK/STAT信号通路相互协同，从而调节神经细胞的存活与分化。神经元迁移方式主要包括放射状迁移（radialmigration）和切向迁移（tangentialmigration），大脑皮层中的兴奋性神经元多通过放射状迁移而来，抑制性中间神经元则主要通过切向迁移而来。皮层细胞以先到在内侧、后到在外侧的模式迁移。神经母细胞和神经细胞沿放射状胶质细胞的突起从皮层内侧向皮层外侧迁移；放射状胶质细胞随后变为星形胶质细胞，酒精可促进这个过程，从而干扰神经元的迁移。放射迁移：神经元沿垂直于脑表面的方向迁移；是发育期端脑和小脑中投射神经元的主要迁移方式，一般形成锥体神经元。切线迁移：神经元沿着与脑表面平行的方向迁移；形成纹状体，伏核，嗅球等。一般形成中间神经元。不依赖神经胶质纤维。轴突生长诱导（axonguidance），生长锥（growthcone）NeuronalGrowthCone生长锥：脑室层细胞（成神经细胞）在增殖（有丝分裂）过程中发出轴突向其靶部位生长和延伸，轴突末端有延伸生长功能的器官称之为生长锥。生长锥的生长有较为精确的导向性，机体通过至少四种（接触吸引、化学吸引、接触排斥和化学排斥）导向机制的相互作用，调节生长锥的靶向性生长。netrins及其受体：netrins属于网蛋白家族，具有吸引某些轴突而排斥另一些轴突的双向调节作用。Semaphorins家族：Semaphorins家族即导向蛋白家族，是一个细胞表面蛋白和分泌蛋白的大家族。主要有化学排斥或抑制的作用。Ephrins（是一种蛋白）andEph（前者的受体）：信号可以在发出细胞和接受细胞中双向转导，可以说吸引的，也可以是排斥的。silt分子：已发现silt对某些神经元迁移及轴突延伸起化学排斥作用。此外，silt能刺激感觉神经元轴突分支。细胞黏附分子：integrin、cadherin、Ig超家族神经肌肉接头（neuromuscularjunction）的形成过程生长着的运动神经元分泌蛋白质Agrin到基底层；Agrin与肌纤维膜上的酪氨酸激酶受体Musk相互作用，触发胞内Rapsyn（一种与胞内AchR耦合的蛋白质）的反应途径，引起Ach受体在突触后膜上的聚集。突触消除，突触可塑性在神经发育的早期，往往形成冗余的错误突触连接。随着发育的进程，这些错误的连接大多被消除，该过程对于神经环路和神经网络的精细化至关重要（突触后AchRs的消失先于突触分支的回缩）。突触接触的数量以依赖于活动的突触重排的形式减少。（突触重排：一种突触组织形式到另一种形式，如ABC三个神经元各提供6个突触到只有AB各提供12个突触。）突触的可塑性是指突触的形态和功能可发生较为持久的改变的特性或现象。突触会随着自身活动的加强与减弱相应得到加强与减弱（同步激活的神经元将被联系在一起，不同步激活的神经元将失去它们的连接）。神经干细胞神经干细胞(neuralstemcells，NSCs)具有分化为神经神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新，并足以提供大量脑组织细胞的细胞群。神经元和神经胶质细胞（星形胶质细胞和寡突胶质细胞）由神经干细胞分化发育而来，而小胶质细胞（microglia）并非由神经干细胞发育而来。成年哺乳动物包括人的海马齿状回中存在神经干细胞。海马齿状回和侧脑室的脑室下区16.可以通过iPS（inducedpluoripotentstemcells）技术在体外产生神经干细胞。Chapter11下丘脑与垂体的内分泌功能&大脑的性分化1.“神经内分泌”概念；神经元除了产生和传导神经冲动外，还具有合成和释放激素的功能。2.下丘脑分泌哪些激素调控垂体前叶促激素的分泌？催乳激素释放激素（PRH）→PRL催乳激素抑制激素（PIH）促甲状腺激素释放激素（TRH）→TSH促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）→ACTH促性腺激素释放激素（GnRH）→FSH和LH生长激素释放激素（GHRH）→GH生长激素抑制激素（GHIH）促黑素细胞激素释放/抑制因子（MRF,MIF）→MSH3.下丘脑分泌哪些激素到垂体后叶？①催产素oxytocinOXT②加压素vasopressin（抗利尿激素ADH）VP/AVP③垂体后叶激素运载蛋白neurophysin(NP)4.腺垂体主要分泌哪些促激素？促甲状腺激素TSH促肾上腺皮质激素ACTH促卵泡激素FSH黄体生成素LH催乳激素PRL5.什么是HPA轴、HPT轴、HPG轴，描述其成分内内部调控方式HPA轴：下丘脑-垂体-肾上腺轴：促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）进入门脉循环，短距运输至垂体前叶，约15s内即可刺激促肾上腺皮质激素（ACTH）的释放，ACTH进入体循环运输至肾上腺皮质，在数分钟内即可刺激皮质醇的释放。血液中的皮质醇水平在某种程度上受自身调节作用，抑制CRH的释放，从而确保循环中的皮质醇水平不至于过高。HPT轴：下丘脑-垂体-甲状腺轴（略）HPG轴：下丘脑-垂体-性腺轴（略）6.催产素有哪些主要功能？收缩子宫（缩宫素），用于引产收缩、减少产后出血；能收缩乳房肌上皮细胞，刺激乳汁射出；起到增进食欲的作用；在社交方面起作用。7.神经内分泌系统和神经系统的联系与区别神经系统调控的是短期、应激反应，神经内分泌系统调控的是长期、代谢反应；神经内分泌细胞之间的信息交流由内分泌细胞释放激素介导：改变组织和器官的代谢活性，作用于靶细胞；旁分泌的信息交流方式包括组织内细胞之间的化学信使。8.下丘脑主要通过哪三条途径调控身体功能？①分泌具调节作用的激素控制垂体前叶活性②合成ADH和OXT③控制传入肾上腺髓质的交感输出9.什么是性别认同/性别身份（genderidentity）?个体对自己性别的感知10.什么是性取向（sexorientation）？Sexualorientation

isanenduringpersonalqualitythatinclinespeopletofeelromanticorsexual

attraction(oracombinationofthese)topersonsoftheopposite

sex

orgender,thesamesexorgender,ortobothsexesormorethanonegender.指一个人对男性与女性产生情感和性吸引倾向的特质，分为异性恋，同性恋，双性恋，此外还有无性恋，二禁恋。11.举例说明雄激素对大脑性分化的作用在已研究的所有哺乳动物中，若在发育早期给予睾丸酮，至少导致一些雌性在成年时性行为的特征减少；要完全激活雄性化的行为，通常需要在出生前后持续给予睾丸酮。若通过子宫注射给雌性豚鼠体内足够的睾丸酮，使它们的外生殖器雄性化，它们将和成年动物一样发情，有强烈的欲望试图与雌性交配。如果遗传型的男性（XY）携带具有缺陷的性激素受体基因，可导致这些搜提明显对性激素不敏感，它们不仅外表看上去相当女性化，行为也像女性，甚至当他们了解自身的生物学性状时仍倾向称自己为女性，选择男性为性伴侣。患有先天性肾上腺肥大（CAH）的女性，由于肾上腺分泌过多的性激素，幼时描述自己为爱寻衅的顽皮男孩似女孩，成年时大多CAH女性是异性恋，但和其他女性相比，CAH的女性同性恋比例要大得多。相似于动物实验，可假设女性某些脑环路产生类似男性的组成变化。12.说明性激素不敏感综合征的特征遗传性性激素不敏感男性能生长出正常的睾丸并产生足够的睾丸酮，但身体的一些组织不能对性激素起反应，看上去像正常遗传的女性：有阴道、阴帝和阴唇，在青春期乳房发育并形成女性体形，但无月经也不能生殖。他们的行为也像女性，甚至当他们了解自身的生物学形状时，仍倾向称自己为女性，他们穿着像女性，而且还选择男性作为性伴侣。13.为什么说“性别认同”的程序化过程是不能被逆转的？请举例性分化是早期发育阶段中雄性睾丸分泌的睾酮作用的结果，人类的这个发育阶段及睾酮的相应分泌在怀孕的后半期，这个关键的时期内，生殖系统与脑都经历了结构和功能的永久分化，不可逆转。John出生时是个健康男孩，由于一次包皮环切手术烧坏了阴茎，父母和医生决定对其“性转变“，做了阉割和整形手术，并在青春期给予雌激素治疗，使他变成女孩，但是他的行为仍更像男孩，厌恶与女生玩耍穿女孩衣服等，这提示他出生时已经有了一个”男性的脑“，任何激素治疗和女性化的养育都不能改变他的性别特征。14.举例说明大鼠脑内具有性别差异的结构（至少举6个例子）volume:弓状核（arcuatenucleus）胼胝体（corpuscallosum）下丘脑（hippocampus）侧间隔（lateralseptum）内侧杏仁核（medialamygdaloidnucleus）内侧视前区（medialpreopticarea）视前区性别二态核（sexuallydimorphicnucleusofthepreopticarea）视交叉上核（suprachiasmaticnucleus）腹内侧核（ventromedialnucleus）视皮层（visualcortex）connectivity:副嗅球（accessoryolfactorybulb）前腹侧室旁核（anteroventralperiventricularnucleus）嗅束的床核（bednucleusoftheolfactorytract）终纹的床核(bednucleusofthestriaterminalis)大脑皮质（cerebralcortex）不对称蓝斑（locuscoerulus）内侧杏仁核（medialamygdaloidnucleus）内侧视前区（medialpreopticarea）视前区性别二态核（sexuallydimorphicnucleusofthepreopticarea）球海绵体肌的脊束核（spinalnucleusofthebulbocavernosus）腹内侧核（ventromedialnucleus）7.举例说明人脑内具有性别差异的结构（至少举4个例子）男性中结构更大：终纹的床核（Thebednucleusofthestriaterminalis,BNST）下丘脑前部间质核群中的(INAH-1,)INAH-2,INAH-3下丘脑视前区的性别二型神经元SDN-POA女性中更大的：胼胝体压部（spleniumofcorpuscallosum）前联合区（areaofanteriorcommissure）胼胝体峡部区域（areaofisthmusofcorpuscallosum）8.为什么说性取向并非个人选择？请举例受到遗传、激素（CAH女孩，DES）、化学物质(产前接触了尼古丁、安非他明、甲状腺素药物)、免疫反应（有很多长兄的男的更容易发生同性恋）、社会因素（母亲妊娠期压力）的多重影响。Chapter12下丘脑与食欲控制&大脑的节律&睡眠1.举例说明下丘脑控制食欲的证据在猫中，把下丘脑腹内侧核破坏后将导致猫失去饱感而肥胖——饱食中枢；若把下丘脑外侧区损坏则厌食——饥饿中枢。【下丘脑核的神经肽Y受体的分布与饮食行为调节密切相关。含有NPY的弓状核可以在室旁核内诱导产生饮食诱导神经元的刺激网络，ARC神经元含有阿黑皮素原(POMC)，表达Y1受体并发出投射到PVN，而PVN对摄食有抑制作用。即NPY和POMC影响PVN神经元，后者含有厌食神经递质CRH。】2.LEPTIN（瘦素）的来源和主要功能来源：瘦素由脂肪细胞释放入血；主要功能：作用于脑而调节摄食，作为一个传入信号在调节体重的负反馈中发挥作用；（是脂肪细胞分泌的饱感信号）抑制食欲，增加能量消耗；抑制胰岛素分泌，促进内脏脂肪分解，减少非脂肪细胞甘油三酯的堆积；具有调节免疫和炎症的作用。3.瘦素改变导致肥胖症的3条主要途径①瘦素合成缺陷②瘦素分泌不足，与组织不相匹配③组织对瘦素相对或绝对不敏感，循环内的瘦素含量增加4.描述大鼠后脑对饱感信号反应的主要模式①瘦素等脂肪信号作用于下丘脑弓状核神经元，后者投射到下丘脑外侧区（LHA）和室旁核（PVN）等区域。②二级神经元反过来投射到后脑植物神经中枢如NTS(孤束核)，后者加工来自饱腹信号如CCK的输入信息。③来自下行的、瘦素敏感的下丘脑投射纤维的输入，在NTS中和由CCK介导的迷走神经输入融合，比如用餐终止时间是由体内脂肪含量的变化调控的。5.Prader-Willi综合症的起因(thecause)?母源染色体15(q11-13)上的7个基因缺失或者未表达的一种遗传病。6.Prader-Willi综合症的下丘脑症状性腺功能低下，性器官发育不良；性行为减弱；肥胖（催产素：饱感神经元）；睡眠调节异常（SCN，视交叉上核）；出生时胎儿表现异常，早熟率高或者晚熟率高，劳动力低下（CRH,OXT）；易怒，压抑，突然的攻击性。7.什么是神经性厌食症拒绝摄食以保持自己的健康体重，过度担心体重增加为特征的一种摄食疾病，常伴有多种改变个体对身材、食物和摄食方面评估和思考方式的个人认知偏差，从而引起的扭曲的自我形象，患者一直感到饥饿但拒绝饮食只允许摄入一丁点。8.神经性厌食症是社会心理疾病么？为什么？不是。它是一种脑部分神经疾病。神经性厌食症患者存在明显的下丘脑功能异常的表现：如内分泌紊乱，女性表现为月经紊乱或闭经，男性表现为性功能低下和性欲减退；血液中甲状腺素水平低；食欲及进食量异常；情绪低或者烦躁等。（研究发现神经性厌食的发生和下丘脑肿瘤有关：下丘脑的损害产生的可观的迹象与病症包括恶病质与肥胖。脑来源的神经营养因子196G/A多态性和饮食疾病有关，神经性厌食和类固醇药物的撤回有关，神经性厌食症和神经性贪食症患者体内有对抗α-MSH，ACTH，LHRH的自身抗体。）9.什么叫昼夜节律，请举例昼夜节律（circadianrhythm）是一些由地球自转引起的光照和黑暗的日循环，是以天为周期的节律。如一些动物在白天表现活跃，另一些只在夜间活动，而另一些主要在凌晨和傍晚昼夜交替阶段活动。机体的多数生理和生化过程随着日节律的变化而起伏，体温、血流、尿量、激素水平、毛发生长和新陈代谢率都有波动。10.什么叫自由运行节律（free-runningrhythm）？如果哺乳动物被完全剥夺环境钟，它们就会调整其活动和休息节律，这种节律通常长于或短于24h,这种情况下的节律称为自由运行节律。11.从生物学节律的观点，什么是“时差”，应该如何纠正它当我们在旅行过程中不得不突然进入新的睡眠-觉醒周期时，会发生生物钟和环境钟的失同步。最好的治疗方式是明亮的光线，可帮助生物钟恢复同步。12.描述人类昼夜节律定时系统组成一条或多条光敏感的输入通路，时钟，输出通路13.举例说明视交叉上核（SCN）是生物钟的证据①当SCN受到电刺激，生理性昼夜周期可产生预期的偏移②双侧切除SCN，躯体活动如睡眠、觉醒、进食和饮水的昼夜规律也被消除③仓鼠中，移植新的SCN后2-4周内节律又会恢复④大脑内部节律如果没有SCN将永远不会恢复14.是什么在重调（reset）生物钟？如何调？来自视网膜的光信号。SCN通过视网膜-下丘脑通路来完成对光照-黑暗循环的同步：视网膜节细胞的轴突直接与SCN神经元的树突发生突触联系，这种来自视网膜的输入对于睡眠-觉醒周期与昼夜变化合拍既是必要的也是充分的。松果体对人类褪黑素有重要作用。15.视网膜内向SCN发送光线信息的细胞是哪类？可能既不是视杆细胞也不是视锥细胞，现在还不知道这些参与SCN功能的神秘的光感受器究竟是什么，但最有可能是一种在视网膜上发现的被称为cryptochrome的蛋白。16.举例说明什么是超昼夜节律（infradianrhythm）、次昼夜节律（ultradianrhythm）超昼夜节律：一天中少于一次，如休眠模式、排卵。次昼夜节律：每天多于一次，如睡眠周期（REM和其他睡眠阶段）。17.脑的节律与睡眠教学目标：掌握EEG的特点及其产生机制、睡眠的过程和神经机制（EEG特点：变化非常大，经常与注意、睡眠或觉醒等一些特殊的行为状态及癫痫发作或昏迷等病理状态相关联）专业词汇：EEG,REMsleep,Non-REMsleep,昼夜节律18.脑电图（electroencephalography，EEG）和脑电的产生大脑皮层包含很多神经元，这些神经元活动在某种程度上表现为同步发出的有规律的放电节律（脑电波）。在头皮上放置成对的电极可以采集到反应深层皮层活动的电位变化。人类脑电图由奥地利精神病学家伯格（Berger）于1924年在其子的头部第一次记录下来，于1929年发表了论文，并开始应用于临床。EEG的本质是大群神经元的同步放电，主要是兴奋性突触后电位的总和，是这些神经电活动产生的电场经容积导体传导后在头皮上的电位分布，反映了大脑组织的电活动和大脑的功能状态。脑电图的波形很不规则，其频率变化范围在正常人每秒约在1～30次左右。通常将此频率范围分为4个波段，α波：7.5-13Hz；β波：14-30Hz；γ波：35Hz以上；θ波：3.5-7.5Hz和δ波：0.5-3Hz。各波段不仅频率不同，而且在振幅、起源及机能等方面也不同。依年龄不同其基本波的频率也不同，如3岁以下小儿以δ波为主，3-6岁以θ波为主，随年龄增长，α波逐渐增多，到成年人时以α波为主，但年龄之间无明确的严格界限，如有的儿童4、5岁枕部α波已很明显。正常成年人在清醒、安静、闭眼时，脑波的基本节律是枕部α波为主，其他部位则是以α波间有少量慢波为主。判断脑波是否正常，主要是根据其年龄，对脑波的频率、波幅、两侧的对称性以及慢波的数量、部位、出现方式及有无病理波等进行分析。许多脑部病变可引起脑波的异常。须加指出的是，脑电图表现没有特异性，必须结合临床进行综合判断，然而EEG对于癫痫则有决定性的诊断价值，在阗痫发作间歇期，脑电图可有阵发性高幅慢波、棘波、尖波、棘一慢波综合等所谓“痛性放电”表现。19.了解睡眠周期及其典型的EEG特征。非REM睡眠约占整个睡眠时间的75%，REM睡眠占25%，整个晚上两种状态周期性胶体进行。非REM睡眠阶段通常划分为4个不同阶段。在每个夜晚，我们首先从非REM睡眠阶段进入REM睡眠阶段，然后再返回到非REM睡眠阶段，大约90min为一个循环。先依次经历非REM睡眠的各个阶段，然后进入REM睡眠，这种周期会重复多次，与前一个周期相比，每个周期的非REM睡眠变得越来越短和越来越浅，而REM睡眠变得越来越长。睡眠后期很少进入第四阶段的non-REM睡眠，non-REM和REM至少有30min间隔。20.了解觉醒、慢波睡眠、快速眼动睡眠这3个脑功能态的典型特征。非快速眼动睡眠（慢波睡眠）：可运动躯体的怠速运行的脑。快速眼动睡眠：麻痹躯体中的活跃而幻觉的脑。21.了解睡眠的作用、机制、以及相关疾病。睡眠功能的理论：①恢复理论（restoration）：睡眠用来休息和恢复，并为下一次觉醒做好准备。②适应理论（adaptation）：睡眠使机体脱离困境，在最脆弱时躲开天敌或环境中其他有害因素，也可能是为了保存能量。睡眠的神经机制：几个原则控制睡眠和觉醒的最关键的神经元属于弥散性调制神经递质系统的一部分。脑干去甲肾上腺素（NE）能和5-羟色胺（5-HT）能调制性神经元在觉醒时发放，以提高觉醒状态。部分胆碱（ACh）能神经元可以增加关键性REM事件，而另一些胆碱能神经元则在觉醒状态使变得活跃。弥散性调制系统控制丘脑的节律行为，进而控制大脑皮层的各种EEG节律；而丘脑中与睡眠关联的慢节律可以明显阻断感觉信息流进入大脑皮层。睡眠还与弥散性调制系统的下行投射纤维的活动有关，比如在做梦时主动地抑制运动神经元的活动。22.理解生物钟与授时因子的关系授时因子（zeitgeber，环境钟）：环境钟各种提示时间的线索（光明和黑暗，以及温度和湿度的变化）。在存在环境钟的环境里，动物的活动变得与白天-黑夜节律合拍（entrained）并保持精确的24h循环。隔离实验中，外部行为和生理活动并不总是按相同的节律进行循环。即通常都与24h保持同步的体温与睡眠-觉醒节律变得不同步。出现自由运行（free-run）节律。23.兴奋性突触活动在皮层深层时，在皮层表面记录到的EEG极性如何？极性相反24.动作电位的幅度要比突触后电位大，为什么EEG的主要贡献是后者？动作电位频率在1000Hz以上，而突触后电位频率约10Hz，高频的信号被头皮电极和仪器滤掉了，只有低频信号能通过，故