海马CA3区联想记忆功能的神经网络建模

背景：海马是一个与记忆相关的重要脑区,在联想记忆中起着关键的作用。海马CA3区是形成联想记忆最重要的脑区,它从功能上被分为自联想记忆和异联想记忆。理解记忆的形成和读取需要建立海马功能的详细模型。 目的：根据海马CA3区的结构,建立一个海马CA3区功能的详细模型。 方法：该模型是一个三层的类Hopfield神经网络,由280个Izhikevich人工神经元组成。以Izhikevich神经元模型做为节点,用Hebbian学习法则调节权值。在给模型的输入加入白噪声的情况下用MATLAB对其仿真。在仿真中,记忆用同步放电序列表示。 结果与结论：仿真结果表明,模型的第三层具有异联想记忆功能;模型的第一层和第二层能完成自联想记忆功能。该模型很好的重现了海马CA3区三个子区域的记忆功能。但真实生物神经网络的功能极其动力学特性不可能通过建立一个简单的模型完全理解。该模型由280个神经元组成,远远小于实际神经元的数量,这也说明所建模型的特性与CA3实际生物神经网络的特性之间还存在很大差距。     

脑源性神经营养因子与阿尔茨海默病

脑源性神经营养因子(BDNF)能够支持多种神经元生存、发育、分化及修复,并通过调节海马突触传递和突触可塑性,诱发及维持突触前和突触后的长时程增强效应(LTP),改变海马神经元的形态可塑性等机制,参与海马依赖的学习和记忆过程。BDNF与阿尔茨海默病(AD)的发病密切相笑。研究发现AD患者海马和大脑皮质的BDNF含量下降;BDNF缺乏可能通过降低海马突触可塑性及减少对海马神经元的支持营养,从而导致学习记忆障碍;BDNF缺乏还与AD患者常见的精神症状有关。     

慢性间断性缺氧对帕金森病模型小鼠认知功能及海马神经元结构的影响

目的 探讨慢性间断性缺氧对帕金森病模型小鼠认知功能、海马神经元结构及突触素表达水平的影响.方法 采用百草枯腹腔注射联合慢性间断性缺氧制备帕金森病伴睡眠障碍小鼠模型,通过电迷宫和跳台实验评价其学习和记忆能力,HE和Nissl染色观察海马神经元形态及数目变化、免疫组织化学染色检测海马神经元突触素表达水平、电子显微镜观察海马神经元超微结构.结果 与对照组比较,百草枯组、慢性间断性缺氧组及其联合组小鼠学习和记忆成绩显著下降(均P＜ 0.05),电迷宫和跳台实验总反应时间延长、错误反应次数增加;Nissl染色阳性神经元数目减少、突触素表达水平升高.光学显微镜和电子显微镜观察显示,百草桔组、慢性间断性缺氧组及其联合组小鼠海马神经元均有不同程度损害,但以百草枯联合慢性间断性缺氧组最为明显(均P=0.000).结论 慢性间断性缺氧可加重百草枯所致帕金森病模型小鼠的学习和记忆障碍,可能与海马神经元结构损害、突触功能减弱有关.     

阿尔茨海默病中突触结构的损伤

神经突触具有高度可塑性,突触的形成和重塑是神经元活性依赖性的,是学习记忆、认知功能的基础。包括阿尔茨海默病（AD）在内的多种表现出认知缺陷的神经疾病。均存在突触结构或者功能的异常。AD病程缓慢,临床早期表现为单纯的记忆功能损伤,随病程深入,AD认知障碍进行性加重,并出现明显的神经退行性病变。其中新皮质、海马的联合区的突触密度下降,在AD的早期即出现,并且与认知功能下降呈现最显著的相关性。年龄似乎并不是突触丢失的促因。本文将回顾AD中突触损伤的相关研究,并讨论脑内神经连接下降后的可能代偿机制。     

阿尔茨海默病中突触病变的分子机制与治疗策略

神经突触具有高度可塑性,突触的形成和重塑是神经元活性依赖性的,是学习记忆、认知功能的基础。包括Alzheimer’sdisease（AD）在内的多种表现出认知缺陷的神经疾病,均存在突触结构或者功能的异常。AD的早期临床表现是单纯的记忆功能损伤,随病程深入,患者认知障碍进行性加重,并出现神经退行性改变。新皮质、海马的联合区的突触的完整性受损、可塑性异常、密度下降被认为是AD认知障碍的发病基础。皮质中的可溶性β—amyloidpeptide（Aβ）寡聚体,是AD中首要的突触毒素,通过多种不同的分子机制破坏海马脑片或者动物在体的Long—termpotentiation（LTP）,损害啮齿类动物的认知和记忆功能,降低器官型培养的海马脑片树突棘的密度。而不可溶的Aβ斑块,可能作为具有突触毒性的寡聚体的一种储备形式而存在。Aβ抗体或者调节Aβ聚集的小分子可以逆转寡聚体的突触毒性,降低脑内Aβ水平,尤其是具有突触毒性的寡聚体,以延缓AD病人认知功能的下降,已经进入临床试验阶段。     

阿尔茨海默病与β-淀粉样蛋白（Aβ）寡聚体损伤突触功能

神经突触具有高度可塑性,突触的形成和重塑是神经元活动依赖性的,是学习记忆、认知功能的基础。包括阿尔茨海默病（AD）在内的多种表现出认知缺陷的神经疾病,均存在突触结构或者功能的异常。AD病程缓慢,临床早期表现为单纯的记忆功能损伤,证据显示此症状是海马突触效能发生微细改变所致。近20年来,大量实验证实β-淀粉样蛋白（Aβ）寡聚体能够弥散到突触间隙,是最早的损害突触完整性和可塑性的因素。多种不同来源的Aβ寡聚体（包括体外合成的,细胞分泌的,AD转基因动物和AD患者脑内的）,能够破坏海马脑片或者动物在体的长时程增强效应（Long-term potentiation, LTP）,降低器官型培养的海马脑片的树突棘密度,损害啮齿类动物的认知和记忆功能。AD患者皮质中可溶性Aβ（包括寡聚体）的水平与认知功能呈强相关性。而不可溶的淀粉样沉淀可能是作为具有突触毒性的寡聚体的一种储备。     

白桦脂醇对APP/PS1双转基因痴呆模型小鼠认知及海马突触功能相关蛋白表达的影响

目的 探讨白桦脂醇对阿尔茨海默病（AD）小鼠的学习记忆功能的干预作用及海马突触功能相关蛋白表达的影响，为探索治疗AD提供新的可能。方法 采用白桦脂醇干预APP/PS1双转基因痴呆模型小鼠，将小鼠随机分为模型组、药物高剂量组和低剂量组，C57BL/6J健康小鼠为对照组。通过行为学观察学习记忆能力、在体电生理记录海马神经元的生物电、TUNEL法检测神经元凋亡、Realtime PCR法检测PSD-95和Synapsin-I水平。结果 水迷宫检测结果发现白桦脂醇能改善模型小鼠认知功能障碍；电生理检测AD模型组长时程增强（LTP）幅值低于对照组，经过白桦脂醇干预治疗后，白桦脂醇各组LTP幅值较AD模型组升高；AD模型组神经元凋亡率显著高于对照组，经过白桦脂醇干预治疗后凋亡率下降；AD小鼠模型海马区PSD-95和Synapsin-I表达下降，但经白桦脂醇干预后其表达上升。结论 白桦脂醇通过使海马PSD-95和Synapsin-I的表达增加，发挥对APP/PS1双转基因痴呆模型小鼠认知功能的保护，使海马长时程增强。     

白藜芦醇对β-淀粉样蛋白致小鼠学习记忆障碍改善作用的机制研究

目的探讨白藜芦醇改善阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)动物模型学习记忆障碍的作用机制。方法本实验采用45只小鼠侧脑室注射Aβ1-42建立AD模型,随机分为假手术组、模型组、白藜芦醇给药组。Morris水迷宫试验观察大鼠学习记忆能力的变化,尼氏染色观察大鼠海马神经元结构变化,ELISA检测大鼠海马组织中TNF-α和IL-1β的含量。结果 Aβ1-42侧脑室注射可造成小鼠明显的学习记忆功能障碍和海马神经元的大量丢失,并可导致海马区TNF-α和IL-1β产生量明显增加和NF-κB炎症信号通路激活,引起炎症反应。小鼠灌胃给予白藜芦醇后可明显改善其学习记忆功能障碍(P<0.05)和提高海马神经元的数量(P<0.05),显著抑制TNF-α(P<0.01)和IL-1β(P<0.05)产生量和NF-κB(P<0.05)炎症信号通路的激活。结论白藜芦醇对AD具有治疗作用,其作用机制可能与抑制炎症反应,进而保护神经元有关。     

Meynert核注射β-淀粉样蛋白对大鼠脑突触生长素表达的影响及尼莫地平的保护作用

目的 :探讨Meynert核注射 β 淀粉样蛋白 (amyloid betaprotein ,Aβ)对大鼠脑突触生长素表达的影响及尼莫地平的保护作用。方法 :将Aβ1 40 10 μg·μL-1注入右侧Meynert核建立大鼠AD模型 ,测定其学习记忆能力和脑组织突触生长素的表达变化及尼莫地平的影响作用。结果 :Aβ注射后出现较持久的学习记忆障碍 ,Aβ组呈渐进性加重 ,治疗组有一定改善。Aβ组Meynert核、海马区和皮质区突触生长素免疫反应阳性产物较对照组明显减少 ;治疗组较对照组减少 ,但较Aβ组有明显增加。 结论 :Meynert核、海马和皮质区突触数量的减少及其功能异常可能是AD学习记忆障碍和痴呆形成的重要因素之一。尼莫地平有一定的保护作用     

缺血性痴呆大鼠行为学及突触素改变的研究

目的:观察缺血性痴呆大鼠神经行为学及海马突触素改变,并探讨两者间的关系。方法:采用D-半乳糖(D-gal)注射4周造成大鼠老化,并在此基础上行双侧间隔72h结扎颈总动脉,6周后检测大鼠水迷宫试验和海马区突触素密度。结果:模型组大鼠死亡率较低(14.29%),且较正常组大鼠认知功能有显著的损害(P<0.05),海马区突触素密度也明显下降(P<0.05)。结论:D-gal加双侧间隔颈总动脉结扎法制作缺血性痴呆大鼠模型死亡率低。模型大鼠脑内海马区突触数量明显下降,其空间学习记忆障碍可能与其海马区突触数目下降有关。     

阿尔茨海默病转基因果蝇模型β淀粉样蛋白对胆碱能突触的毒性影响

目的研究β淀粉样蛋白（Aβ）多肽对阿尔茨海默病（AD）转基因果蝇大脑中胆碱神能经元突触的影响。方法分别建立转Aβ40,Aβ42基因果蝇AD两个模型组,以野生果蝇（canton-s）作为对照组。采用生物素染色和激光共聚焦成像记录投射神经元的形态;通过全细胞膜片钳方法记录各组投射神经元胆碱能的自发突触后电流和微兴奋性突触后电流;检测各组果蝇的嗅觉短期记忆能力。结果与对照组相比较,Aβ42组的自发突触后电流的频率和振幅均有明显降低,差异有统计学意义（P〈0.05）;Aβ42组微兴奋性突触后电流的频率明显下降,差异有统计学意义（P〈0.05）。在巴甫洛夫的嗅觉相关的短期学习记忆测试中,与对照组相比较,Aβ40,Aβ42两组果蝇学习记忆指数均明显降低,差异有统计学意义（P均〈0.05）。结论 Aβ肽对胆碱能突触传递的影响提示,其可能是由Aβ肽引起胆碱能神经元变性和记忆不断下降的可能机制之一。     

阿尔茨海默病炎症发病机制的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer disease，AD)是一种常见的老年神经变性疾病，临床上表现为进行性认知功能障碍和精神异常。其病理特征为：神经元外的β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集形成老年斑(senile plaques，SP)。神经元内tau蛋白异常聚集形成神经纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFTs)，脑皮质、海马胆碱能神经元及其突触大量丢失。累及的皮层动脉和小动     

蛋白激酶C对学习记忆能力的影响

蛋白激酶C(PKC)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,在学习记忆中有着极其重要的作用,也被叫做"记忆激酶"家族。可参与多种信号转导通路,调控突触的传递,突触可塑性及海马神经元的凋亡等与记忆相关的机制。因此,PKC功能障碍参与了包括阿尔茨海默病和血管性痴呆在内的多种形式的记忆损害。随着对PKC家族的深入研究,PKC药理学可能成为治疗学习和记忆疾病具有吸引力的领域。本文就PKC对学习记忆能力的影响做一综述。     

海马与帕金森病

帕金森病的主要病理特点为多巴胺能神经元的缺失。近年研究发现,海马可通过多巴胺及其它递质传递系统间复杂的传导环路,在突触可塑性、适应性记忆以及动机行为中发挥重要作用。对于帕金森病患者,海马与冲动控制障碍、嗅觉减退、疲劳等非运动症状有关。进一步探讨海马与帕金森病的关系以及相关机制,将有利于对帕金森病非运动症状更深入的认识,并可为其治疗提供新的思路。     

阿托伐他汀对脑缺血大鼠认知功能的影响

目的通过研究阿托伐他汀对血管性痴呆大鼠海马区突触结构的影响,探讨阿托伐他汀可能的保护机制。方法 830只SD大鼠随机分为假手术组(10只)、模型组(10只)、治疗组(10只),采用双侧颈总动脉永久结扎法制作大鼠血管性痴呆模型,治疗组给予阿托伐他汀5mg.kg-1.d-1(1ml)灌胃;假手术组及模型组予以等量生理盐水灌胃4w。采用Morris水迷宫法测试大鼠的主动学习记忆能力,HE染色观察大鼠海马区细胞形态结构,透射电镜观察海马区超微结构的变化。结果与假手术组比较,模型组大鼠的学习记忆成绩明显下降(P0.05);治疗组与模型组大鼠相比较,逃避潜伏期缩短(P0.05),游泳时间百分比增高(P0.05),穿过平台次数增多(P0.05),表明学习和记忆成绩均显著升高。与模型组比较,治疗组突触数量明显增多(P0.05);突触截面积减小且变性程度减轻(P0.01);细胞形态学观察显示,治疗组大鼠海马区神经细胞损伤减轻,神经元、突触,线粒体及细胞器等数量增加。结论阿托伐他汀改善血管性痴呆大鼠学习和记忆能力的作用机制是保护海马CA1区突触功能。     

白藜芦醇对AD大鼠学习记忆能力和海马P-tau表达的影响

目的探讨白藜芦醇(Resveratrol,Res)对阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型大鼠学习记忆能力的影响及作用机制。方法 50只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组和白藜芦醇高、中、低剂量组。采用Aβ双侧海马注射建立AD大鼠模型。水迷宫试验观察大鼠学习记忆能力的变化,HE染色观察大鼠海马组织形态结构变化,免疫组化SP法检测大鼠海马组织P-tau的表达。结果白藜芦醇可改善AD大鼠的学习记忆能力(P<0.01),减少海马神经元丢失,显著性降低海马P-tau蛋白的表达(P<0.01)。结论白藜芦醇能改善AD模型大鼠的学习记忆功能,其作用机制可能与有效降低P-tau蛋白有关。     

CuSO_4对阿尔茨海默病模型行为学和病理学的影响

目的研究CuSO4对阿尔茨海默病模型大鼠行为学和病理学的影响。方法 SD大鼠经水迷宫淘汰后随机分为6组,正常组、PBS组、AD模型组、低剂量CuSO4组(1 mg/kg)、中剂量CuSO4组(3 mg/kg)、高剂量CuSO4组(5 mg/kg)。处理:PBS组海马CA1区注射无菌PBS溶液;AD模型组为右侧海马注射凝聚态Aβ1⁴2;低中高剂量CuSO4组分别在AD造模成功后取右侧侧脑室注射无菌CuSO4溶液。用Morris水迷宫检测大鼠的行为学变化,冰冻切片HE染色和尼氏染色观察神经元形态学变化情况。Western blot检测总tau蛋白和糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)的表达变化。结果与正常组和PBS组相比较,AD模型组大鼠的学习记忆能力下降,神经元凋亡严重,GSK-3β和tau蛋白的表达增加;3组CuSO4处理组与AD组比较,大鼠认知功能下降明显,神经元凋亡严重,GSK-3β和tau表达增加。随着CuSO4注射剂量的增加,大鼠认知功能下降越严重,细胞凋亡越明显,GSK-3β和tau的表达增加。结论 CuSO4侧脑室注射能够损害AD模型大鼠的学习记忆功能,能够促进海马神经元凋亡,能够增加糖原合成酶激酶3β和tau蛋白的表达。     

神经肽Y对海马神经元兴奋性突触活动的影响

目的观察神经肽Y(NPY)对体外培养海马神经元兴奋性突触活动的影响。方法 Wistar大鼠海马神经元体外原代培养,无镁细胞外液处理3h,建立稳定的海马神经元癫痫样放电模型,应用全细胞膜片钳记录技术,观察不同浓度NPY对海马神经元自发兴奋性突触后电流(sEPSCs)的影响。结果 (1)体外培养12d的海马神经元轮廓清晰,折光性良好,彼此间广泛突触联系形成,适于神经元电生理试验。(2)癫痫组神经元sEPSCs发放频率(28.826±1.254HZ)高于对照组(1.296±0.241HZ),差异有统计学意义(P<0.05)。0.1μmol NPY组sEPSCs的频率为0.895±0.146HZ;1μmol NPY组频率为0.461±0.394HZ,与癫痫组(28.826±1.254HZ)相比,均有明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。0.1μmol NPY组的频率降低的程度小于1μmol NPY组神经元,差异有统计学意义(P<0.05)。sEPSCs幅度各组相比无明显差异(P>0.05)。结论 NPY能够抑制癫痫神经元sEPSCs的频率,而不影响幅度,这为NPY基因治疗癫痫提供了电生理学证据。     

褪黑素对阿茨海默病大鼠海马突触素表达的影响

目的 研究褪黑素(melatonin,MT)对阿茨海默病(Alzheimer's disease , AD)大鼠的海马突触素表达的影响.方法 大鼠随机分为4组,分别为AD组、AD-MT大剂量干预组、AD-MT小剂量干预组和假AD组.应用β-淀粉样蛋白(Aβ)注入大鼠海马CA1区,建立大鼠AD模型,AD-MT干预组随之以MT灌胃,1次/d,直至试验结束.应用电迷宫检测大鼠学习记忆情况,用免疫组化方法检测大鼠海马CA1区突触素的表达情况.结果 MT可以明显改善AD大鼠的学习记忆能力,提高大鼠海马CA1区突触素的阳性表达.结论 MT对AD大鼠有显著脑保护作用.     

用Morris全自动水迷宫评价Sprage Dawley鼠全脑反复缺血后学习记忆功能研究

目的　评价大鼠脑缺血后的学习、记忆功能及其与海马组织学变化的关系。方法　用Morris全自动新式水迷宫试验方法对反复脑缺血再灌注大鼠进行学习获得试验、记忆保持试验 ,光镜观察海马组织学变化 ,并计算海马神经元密度。结果　与对照组比较 ,反复脑缺血大鼠学习记忆成绩显著下降 ,潜伏期显著延长 ,游水迷宫形呈周边型 ;缺血后海马CA1、CA4 和PM区神经元大量丧失。结论　大鼠反复脑缺血出现严重的学习、记忆障碍。认知功能改变与海马神经元缺血性损害有关。用Morris全自动水迷宫评价缺血所致学习、记忆障碍简便、准确、真实。