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  • 简介:摘要随着全球老龄化人口的剧增,衰老已成为备受关注的社会问题。作为受衰老影响最大的器官之一,衰老会导致学习记忆能力下降,给老年人的生活造成难以抗拒的负面影响。大量研究表明,作为一种绿色且有效的措施,运动干预能通过多种生物学机制改善衰老,提高学习记忆能力,促进认知能力。本文系统梳理了运动与学习记忆能力的影响及运动干预促进突触可塑衰老学习记忆能力的影响,为运动改善认知能力提供理论依据和支撑,预防由衰老引起的慢性疾病及神经退行性疾病,为缓解全球人口老龄化负担提供理论依据和支撑。

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  • 简介:摘要视皮层发育过程中神经元结构会随着外界环境的变化做出适应性改变和调整,具有结构可塑。视皮层神经元结构变化是视皮层经验依赖的可塑变化的基础。这些结构改变主要包括突触之间的连接发生变化、树突棘的消失或增加、树突棘的更替及大小的变化、突触后致密物以及神经元周围网络结构发生变化等。结构的变化与神经元内外分子及非神经元成分的活动密切相关,如配对免疫球蛋白样受体B、Ly-6/神经毒素样蛋白1、勿动蛋白、小胶质细胞、细胞外基质等,对视皮层功能和结构的可塑具有重要影响。此外,异常视觉经验以及丰富环境等外界干预因素对视皮层神经元结构可塑均可产生调控作用,最终影响视功能的发育或其损伤后恢复。相比于功能学研究,视皮层神经元结构可塑的研究依赖于细胞及亚细胞水平的高级成像技术,结果更为直观和有说服力。对视皮层结构可塑的不断探索会增进我们对弱视等视觉发育相关性疾病的理解,为开展相关基础研究和创新治疗手段奠定基础。本文就近年来视皮层结构可塑方面的研究进展进行综述。

  • 标签: 视皮层 神经元可塑性 突触 树突棘 关键期
  • 简介:摘要稳态突触可塑是维持神经系统功能稳定的重要负反馈调节机制,通过调整突触前神经递质释放或干预突触后受体合成发挥作用。一系列研究表明,稳态突触可塑与各种看似不同的神经和精神疾病之间存在紧密联系,这些疾病包括自闭症谱系障碍、智力障碍、精神分裂症、脆性X综合征等。对稳态突触可塑在细胞和分子水平上的深入了解可能有助于发现治疗相关疾病的新靶点及方法。本文围绕突触稳态调控系统在神经系统疾病中可能的作用机制综述如下。

  • 标签: 稳态突触 可塑性 神经系统疾病 突触前调控 突触缩放
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  • 简介:摘要低强度经颅超声(LITUS)是近年来新兴的一种非侵入性刺激技术,通过超声波的机械力作用调节大脑皮质的电活动,从而对皮质兴奋性产生增强或抑制作用。LITUS不仅能作用于皮质,还能聚焦于大脑深部组织,具有较高的空间分辨率。LITUS可在导航下精确定位刺激靶区,且对靶区周围的其他组织不产生影响。目前,LITUS的神经调控作用和安全性已在动物实验中得到证实,但在临床试验方面仍处于起步阶段。本文就LITUS影响神经可塑的可能机制、动物研究和临床研究进展及治疗安全性作一综述。

  • 标签: 低强度 经颅超声 脑可塑性 神经调控
  • 简介:摘要目的探讨肾蛋白(kidney brain protein,KIBRA)下调在慢性低灌注所致认知功能障碍中的作用和机制。方法90只雄性SPF Sprague Dawley (SD)大鼠,按照随机数字表法分为四组:假手术组(n=15)、慢性低灌注组(2VO组,n=25)、慢性低灌注立体定位注射AAV-KIBRA组(2VO+AAV-KIBRA组,n=25)、慢性低灌注立体定位AAV-vector组(2VO+AAV-vector组,n=25)。采用双侧结扎颈总动脉方法建立慢性低灌注模型,立体定位注射2 μL AAV-KIBRA或AAV-vector,观察30 d。利用Morris水迷宫、离体电生理、p21激活的蛋白激酶3(p21-activated kinase 3,PAK3)酶活性检测、蛋白印迹、免疫共沉淀和Golgi染色方法,分别检测大鼠的空间学习记忆能力、长时程增强(long-term potentiation,LTP)、KIBRA水平表达、PAK3酶活性的变化,并观察树突棘的分布。用SPSS 16.0统计软件分析实验数据,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)比较各组间差异,采用LSD检验进行两组间数据差异显著性比较,方差不齐则采用Welch检验。结果大鼠慢性低灌注1月后,取大鼠海马进行匀浆和蛋白印迹检测KIBRA水平,发现2VO组KIBRA水平较假手术组明显下降[(73.49±4.12)%](P<0.01),海马CA1区注射AAV-KIBRA显著上调KIBRA水平[(91.91±7.01)%](P<0.01)。Morris水迷宫检测发现:2VO组大鼠在7 d的平台位置学习训练中的潜伏期[第3~7天学习结果:(48.18±2.82)s、(43.45±2.27)s、(32.27±2.22)s、(26.55±2.37)s、(17.18±2.67)s]显著长于假手术组[(41.67±2.74)s、(32.58±2.57)s、(22.50±2.94)s、(16.91±2.39)s、(8.75±1.52)s](均P<0.05),2VO+AAV-KIBRA组在7 d的平台位置学习潜伏期[第3~7天分别为:(43.83±2.95)s、(35.25±2.15)s、(26.58±2.03)s、(19.92±2.17)s、(17.75±1.35)s]显著短于2VO组(均P< 0.01)。撤除平台的Morris水迷宫检测,短期记忆结果显示2VO组大鼠达到平台区域的潜伏期显著长于假手术组,而2VO+AAV-KIBRA组大鼠到达平台潜伏期显著短于2VO组(P<0.01)。同时2VO大鼠的平台区域滞留时间和穿梭次数均少于假手术组(P<0.01),而2VO+AAV-KIBRA组的平台区域滞留时间和穿梭次数则显著多于2VO组(P<0.01)。离体脑片电生理记录显示:高频刺激后,2VO组相对兴奋性突触后场电位(1.43±7.43)显著低于假手术组(2.21±6.54),而2VO+AAV-KIBRA组相对兴奋性突触后场电位(1.90±8.15)高于2VO组(P<0.01)。大鼠海马组织进行免疫共沉淀发现沉淀KIBRA时,蛋白免疫印迹实验可以检测到PAK3。PAK3酶活性检测结果显示:2VO海马组织PAK3的相对酶活性(0.64±0.04)显著低于假手术组(1.02±0.07),而2VO+AAV-KIBRA组PAK3的相对酶活性(0.86±0.03)显著高于2VO组。Golgi染色显示:2VO海马神经元树突棘密度[(6.85±0.43)个/10 μm]显著低于假手术组[(11.83±0.58)个/10 μm],而2VO+AAV-KIBRA组神经元树突棘密度[(10.22±0.39)个/10 μm]显著高于2VO组。结论慢性低灌注后KIBRA下降在认知功能障碍中发挥重要作用,与突触功能可塑下降有关,KIBRA下调通过调控PAK3活性而参与树突的结构可塑。因此,KIBRA可能是防治慢性低灌注认知功能的重要靶点。

  • 标签: 慢性脑低灌注 肾脑蛋白 认知功能障碍 突触可塑性 神经机制
  • 简介:摘要目的探讨青春期睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)对成年慢性不可预知性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)模型小鼠抑郁行为及海马突触可塑的影响。方法将30只清洁级2周龄雄性小鼠按照随机数字表法分为对照组(CON组)、CUMS组和SD+CUMS组,每组10只。SD+CUMS组小鼠在青春期(3~6周龄)每天进行睡眠剥夺4 h,并于成年后(9周龄)采用CUMS方法建立抑郁模型;CUMS组小鼠在9周龄时建立CUMS抑郁模型;CON组小鼠不进行睡眠剥夺干预,不进行CUMS干预。采用体质量、糖水偏爱实验、悬尾实验、强迫游泳实验评价小鼠抑郁行为;采用高尔基染色技术检测小鼠海马CA1区基底神经元以及顶端神经元的树突棘密度,电生理膜片钳技术检测小鼠海马CA1区锥体神经元微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic current,mEPSC)频率以及幅值的变化。采用Graphpad Prism 7.0软件统计分析和制图,多组间比较应用单因素方差分析,进一步两两比较采用Tukey检验。结果(1)应激造模后,三组小鼠体质量、糖水偏爱率、强迫游泳不动时间和悬尾时间均差异有统计学意义(F=71.63,39.82,44.13,43.07,均P<0.01),CUMS组和SD+CUMS组小鼠体质量均低于CON组[(22.92±0.31)g,(20.12±0.27)g,(25.51±0.37)g](均P<0.01),糖水偏爱率低于CON组[ (63.42±3.33)%,(49.68±3.70)%,(87.40±1.65)%,均P<0.01],强迫游泳不动时间长于CON组[ (119.20±12.03) s ,(153.80±9.17) s ,(34.30±5.32) s;均P<0.01],悬尾实验不动时间长于CON组[(115.20±8.19 )s,(156.80±4.35) s,(192.00±4.12) s,均P<0.01]。与CUMS组相比,SD+CUMS组小鼠体质量低(P<0.01),糖水偏爱率低(P<0.05),强迫游泳的不动时间和悬尾实验的不动时间均更长(均P<0.01)。(2)在高尔基染色中,三组小鼠海马CA1区顶端神经元和基底神经元树突棘密度均差异有统计学意义(F=38.41,41.34,均P<0.01),与CON组相比,CUMS组和SD+CUMS组小鼠海马基底神经元树突棘密度以及顶端神经元树突棘密度均较低[基底神经元树突棘:(7.74±0.22)个/10 μm, (6.58±0.27)个/10 μm,(5.00±0.13)个/10 μm,均P<0.01;顶端神经元树突棘:(8.90±0.23)个/10 μm,(7.63±0.30)个/10 μm, (6.01±0.14)个/10 μm,均P<0.01];与CUMS组相比,SD+CUMS组小鼠海马基底神经元树突棘密度以及顶端神经元树突棘密度均较低(均P<0.01)。(3)电生理结果显示:三组小鼠海马锥体神经元mEPSC的频率和幅值均差异有统计学意义(F=38.90,63.37,均P<0.01)。与CON组相比,CUMS组和SD+CUMS组小鼠CA1区锥体神经元mEPSC频率和幅值明显低[频率:(0.39±0.03)Hz,(0.20±0.02)Hz,(0.07±0.02)Hz,均P<0.01;幅值:(9.98±0.31)pA,(7.74±0.21)pA,(6.36±0.13)pA,均P<0.01);与CUMS组相比,SD+CUMS组小鼠mEPSC频率和幅值更低(均P<0.01)。结论青春期的SD会加重CUMS模型成年小鼠抑郁行为以及海马突触可塑的损害。

  • 标签: 睡眠剥夺 慢性不可预知性温和应激 抑郁 突触可塑性 海马 膜片钳 青春期 小鼠
  • 简介:摘要目的探究丰富环境对坐骨神经分支选择性损伤模型(selective nerve injury,SNI)大鼠神经病理性疼痛及焦虑、抑郁样行为的作用及其潜在机制。方法清洁级健康雄性SD大鼠36只,6~8周龄,采用随机数字表法分为3组(每组n=12):假手术组+标准环境组(假手术组) 、SNI+标准环境组(标准环境组)、SNI+丰富环境组(丰富环境组)。采用坐骨神经分支选择性损伤模型构建大鼠神经病理性疼痛模型。丰富环境从术前7 d开始,持续至术后21 d。测定机械缩足阈值(paw withdraw threshold,PWT)及热缩足潜伏期(paw withdraw latency,PWL)以评估痛觉超敏及痛觉过敏行为,测试旷场实验、高架十字迷宫实验、新环境进食抑制实验以及强迫游泳实验以评估焦虑、抑郁样行为。采用免疫蛋白印迹(Western blot)法检测脊髓及前扣带皮质(anterior cingulate cortex,ACC)突触可塑相关分子环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)及其磷酸化形式(p-CREB)、源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、突触后致密物-95(postsynaptic density-95,PSD-95)以及神经连接蛋白2(neuroligin 2,NLGN2)的表达。采用免疫荧光测定CREB、BDNF在ACC中表达含量的改变。采用GraphPad prism 8.0和SPSS 23.0进行数据分析,组间比较采用单因素方差分析,PWT、PWL结果采用双因素重复测量方差分析,进一步两两比较采用Tukey检验。结果(1)重复测量方差分析结果显示,在PWT、PWL实验中,各组大鼠PWT的分组与时间的交互作用、组别主效应与时间主效应均显著(F=13.4,39.6,369.6,均P<0.05),PWL的分组与时间的交互作用、组别主效应与时间主效应均显著(F=3.8,10.3,58.8,均P<0.05)。与假手术组相比,标准环境组PWT[(8.0±3.5) g,(2.4±1.4) g,(2.3±1.1) g,(2.2±1.6) g,(1.6±0.5) g]与PWL[(8.6±1.3) s,(7.3±1.5) s,(7.9±1.0) s,(6.6±1.1) s,( 7.7±1.4) s]各个时间点均较低(均P<0.05)。(2)与假手术组相比,标准环境组旷场实验中进入中央区次数[(1.3±1.7)次]及停留时间[(1.6±1.3) s]显著减少(t=4.585,5.423,均P<0.05),高架十字迷宫实验中进入开放臂次数的比率[(8.0±7.8) %]及停留时间的比率[(1.3±1.2) %]也明显减少(t=4.682,5.202,均P<0.05),新环境进食抑制实验中进食潜伏期[(365.2±94.4) s]及强迫游泳实验不动时间[(127.6±24.3) s]显著增长(t=6.008,14.290,均P<0.05)。丰富环境组大鼠开放臂进入次数和开放臂停留时间均高于标准环境组(均P<0.05),进食潜伏期和强迫游泳不动时间均低于标准环境组(均P<0.05)。(3)与假手术组相比[CREB:(1.6±0.2),(0.8±0.5);BNDF:(0.8±0.5),(1.0±0.4)],标准环境组脊髓和ACC中CREB[(1.8±0.1),(1.5±0.2)],BDNF[(0.9±0.6),(1.4±0.3)]表达增多(脊髓:t=3.283,4.989;ACC: t=5.502,4.257,均P<0.05),ACC中突触标志物PSD-95[(1.6±0.2),(1.0±0.2)]以及NLGN2[(1.5±0.5),(1.1±0.2)]表达增多(t=4.257,2.214,均P<0.05)。与标准环境组相比,丰富环境组脊髓中CREB(1.3±0.3)、BDNF(0.7±0.4)、PSD-95(1.0±0.3)以及NLGN2(1.1±0.4)表达降低(t=5.007,2.166,2.358,2.322,均P<0.05)。与标准环境组相比,丰富环境组ACC中PSD-95(1.2±0.3)和NLGN2(1.1±0.2)表达水平也显著降低(t=2.674,2.944,均P<0.05),而ACC中p-CREB(1.7±0.6),BDNF(2.4±0.2)表达水平却显著升高(t=4.180,7.610,均P<0.05)。结论丰富环境可以改善SNI大鼠神经病理性疼痛及其所致焦虑、抑郁样行为,这可能与干预脊髓及ACC中突触可塑相关。

  • 标签: 丰富环境 神经病理性疼痛 焦虑 抑郁 环磷酸腺苷反应元件结合蛋白 脑源性神经营养因子 突触可塑性
  • 简介:摘要目的探究长期酒精摄入对小鼠小脑皮层苔藓纤维-颗粒细胞突触可塑及运动功能的影响。方法30只清洁级6~8周龄健康ICR小鼠(性别不限)按照随机数字表法分为生理盐水组(对照组)和酒精摄入组(酒精组),每组15只,酒精组小鼠每日腹腔注射浓度为15%乙醇(1.6 g/kg),对照组小鼠则注射同等剂量的生理盐水,1次/d,连续注射28 d。使用行走障碍实验和转棒疲劳实验观察小鼠的运动协调能力和学习能力;电生理膜片钳技术检测吹风刺激诱发的长时程突触可塑的场电位变化。采用SPSS 22.0软件进行统计分析,独立样本t检验、配对t检验和重复测量方差分析进行两组间及干预前后的比较。结果电生理结果显示,吹风刺激后,对照组小鼠场电位N1波的振幅百分比[(130.4±3.3)%]高于刺激前[(100.6±2.7)%](t=27.07,P<0.01);刺激后N1波的波形下面积百分比[(128.8±4.5)%]较刺激前[(100.2±3.5)%]高(t=19.43,P<0.01)。吹风刺激后,酒精组小鼠N1波的振幅百分比[(97.8±4.3)%],与刺激前[(99.5±5.6)%]相比差异无统计学意义(t=0.93,P>0.05);刺激后N1波的波形下面积百分比[(96.8±3.6)%]与刺激前[(100.2±4.2)%]相比差异无统计学意义(t=2.38,P>0.05)。行走障碍实验结果显示,酒精组小鼠错误总数[(3.14±0.19)次]较对照组[(1.52±0.29)次]高(t=17.87,P<0.01),总错误时间[(63.85±9.34) ms]较对照组[(28.93±7.21) ms]长(t=11.45,P<0.01)。两组小鼠转棒疲劳实验数据使用重复测验方差分析,结果显示两组小鼠的跌落速度和跌落潜伏期均存在时间和组别的交互作用(F=4.5,455.1,均P<0.05)。酒精组小鼠第1~7天跌落速度明显低于对照组,均差异有统计学意义(均P<0.05);酒精组小鼠第1~7天跌落潜伏期均短于对照组,均差异有统计学意义(均P<0.05)。结论长期酒精摄入损害小鼠颗粒层突触可塑并导致小鼠运动协调功能及运动学习能力明显下降。

  • 标签: 酒精 小脑皮质 感觉刺激 突触可塑性 运动协调能力 小鼠
  • 简介:【摘要】隧道开挖后,周边的围岩应力状态将发生改变。本文利用有限差分数值模拟软件FLAC3D分析了直墙拱形和圆形两种形状的隧道在不同埋深、不同围岩等级状态下开挖后的围岩塑性区分布特征,以期为隧道设计及施工提供指导。

  • 标签: 隧道,围岩,应力状态,塑性区
  • 简介:摘要:在强震作用下,结构一般都会出现非线性行为从而进入弹塑性阶段,结构的受力特点发生很大变化,因此有必要研究结构在地震作用下的全过程响应,以期提高结构的抗震性能。采用ABAQUS软件建立纵横向单跨的5层钢筋混凝土框架结构的三维实体有限元模型,考虑三条地震波和结构阻尼,分别在多遇地震作用和罕遇地震作用下分析模型的地震基底剪力响应、顶层最大水平位移响应和层间位移角响应。并运用反应谱法进行弹性时程分析,与动力时程分析中在多遇地震作用下的计算结果进行对比。结果表明:结构在多余地震和罕遇地震作用下,该结构符合小震不坏、大震不倒的最低性能要求;对比弹性时程分析结果与反应谱分析结果,二者在统计意义上相符合,本文分析结果较为合理,对于类似结构的抗震设计具有一定的指导价值。

  • 标签: 动力时程分析 钢筋混凝土框架 多遇地震 罕遇地震 反应谱分析
  • 简介:摘要:通过热塑性弹性体的研究和发展,在各个领域都实现了广泛应用。文章针对几种常见的热塑性弹性体材料的结构和应用前景进行分析,为热塑性弹性体的进一步优化和探究提供支持,推动我国现代橡胶材料的全面发展,充分展现出热塑性弹性体的应用优势,满足现代产业化发展需求。

  • 标签: 热塑性 弹性体 进展研究
  • 简介:【摘要】:塑料制品在当前人们生活中的应用非常广泛,给人们的生活带来了极大的便利。热塑性塑料制品在生产制造中技术要求较高,而良好的结构设计不但能够提高热塑性塑料制品的质量,而且还能够提高其美观性。在本文的研究中,从当前的设计技术入手,针对热塑性塑料制品结构展开优化设计。

  • 标签: 塑料制品 结构设计 热塑性
  • 简介:摘要:基于性能的塑性设计方法是在能量理论的基础上提出来的,在过去的几十年里越来越受到各国设计和研究人员的重视。然而传统的塑性设计方法是在二维框架的基础上进行,为了简化计算采用引入折减系数的方法来考虑基底剪力的非线性分布,这样的方法难以完全真实反映结构设计中的实际情况。因此,本文在经典二维塑形设计基础上介绍了一种三维钢框架的基于性能的塑性设计方法,并对比两种设计方法所设计出结构在同等地震作用下的表现,研究结果可为类似结构设计和研究实践提供一定的参考价值。

  • 标签: 塑性设计法 钢结构 人工神经网络 设计流程 塑性铰 层间位移角
  • 简介:摘 要:自二十世纪以来,热塑性弹性体逐渐引发了世界橡胶工业的变革。目前热塑性弹性体材料被广泛运用于各行各业,由于其可回收利用、易于加工的特点,热塑性弹性体材料在未来必将得到更多的发展。本文分析了热塑性弹性体材料的主要种类以及这些种类在世界和我国的发展,推测热塑性弹性体工业未来的研究发展趋势,给热塑性弹性体行业从业者提出参考性意见。

  • 标签: 热塑性弹性体 橡胶工业 发展现状 发展趋势
  • 简介:摘要:综综述了近年来热塑性弹性体(TPE)改性的研究方法,如填充、混合、相容、嵌段共聚、化学接种、共交联和聚合物网络渗透(IPN);介绍了热塑性弹性体在汽车、建筑、电子、医疗卫生等新兴领域的应用和研究进展,分析了技术发展中存在的问题和趋势。

  • 标签: 热塑性弹性体 改性 应用 进展
  • 简介:摘要:在金属工业发展中,金属材料热处理是一种非常重要的制作手段,其能够改变金属材料的物理性质和化学性质,对工业生产有很重要的作用。对金属材料进行热处理,主要是将金属材料通过高温加热、保温和冷却等流程制成各种金属产品。基于此,以下对金属材料的晶界塑性变形机制进行了探讨,以供参考。

  • 标签: 金属材料 晶界塑性 变形机制
  • 简介:摘要:随着我国经济的发展,人们对于塑料制品有了新的要求。具有优良结构的塑料制品可以最大限度减少缺陷,并有极快的充模速度,而当前热塑性塑料制品及结构设计中还存在一些不足,为提高塑料制品质量,本文从热塑性塑料制品结构设计原则入手,结合现代信息技术提出优化热塑性塑料制品结构的策略。

  • 标签: 热塑性塑料制品 结构 设计 优化