中国药理学与毒理学杂志

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2017, 31(11): 0-0.

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特邀主编寄语

王以政，袁增强

2017, 31(11): 1031-1032.

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脑科学专刊1

大脑皮质神经元及其网络的兴奋

邓穗馨，舒友生

2017, 31(11): 1033-1044. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.001

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大脑皮质中神经元的种类丰富多样，它们通过突触彼此连接，形成了能实现感觉、运动、学习、语言和决策等各种功能的神经网络。网络中信息的传递需要单个神经元及其交互神经网络的激活，即产生动作电位（AP）和网络电活动。AP首先在轴突产生，由轴突上各种离子通道和自身的生物物理特性所决定。交互神经网络的兴奋除了由各类神经元的兴奋性决定外，还被兴奋性和抑制性突触的递质释放模式所调控。传统观念认为，拥有“全或无”爆发特征的AP 是信息传递的唯一方式，即数字信号编码模式。近期研究表明，阈下膜电位的波动也能调节由AP引发的突触传递，即模拟信号编码模式。在网络活动中，由谷氨酸能神经元提供的兴奋性信号和由γ-氨基丁酸（GABA）能神经元提供的抑制性信号往往是相辅相成的，从而达到兴奋和抑制的平衡。各类GABA能神经元所组成的抑制性微环路对平衡的维持十分重要，神经元间特异的突触传递模式可调控这些微环路的功能，如模拟信号传递模式和非同步化递质释放模式等。综上，本文阐述了大脑皮质中多种神经元及其网络的兴奋和调控机制。

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脑科学专刊1

内源性大麻素系统在精神疾病治疗和麻醉觉醒的调控作用

王枫，张遐

2017, 31(11): 1045-1049. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.002

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内源性大麻素系统因其在多种行为和脑功能中的重要作用，以及作为包括焦虑、抑郁等神经精神疾病中的治疗靶点而得到广泛关注。内源性大麻素信号失调会导致负性情绪状态和应激反应增多。对于其潜在的神经细胞特异性和神经环路调节的深入研究，有助于神经精神疾病治疗药物的开发，并有助于更好地了解内源性大麻素系统对包括麻醉觉醒在内的神经功能的环路调节。本文聚焦内源性大麻素系统在神经精神疾病治疗以及麻醉觉醒调节中作用的最新研究进展。

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脑科学专刊1

小胶质细胞的发育及在中枢神经系统的功能研究进展

李忠秋，焦建伟

2017, 31(11): 1050-1056. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.003

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小胶质细胞是一类广泛分布于中枢神经系统（CNS）的免疫细胞，其数量占整个神经胶质细胞数量的5%～20%。小胶质细胞最早由Hortega 通过碳酸银法所区分鉴定出来，认为小胶质细胞来源于中胚层，在胚胎发育后期形成血管时侵入脑内。最新研究表明，小胶质细胞来源于卵黄囊原始巨噬细胞。小胶质细胞作为CNS 常驻免疫细胞，属于单核巨噬细胞系，是CNS 抵御病原入侵的一道重要的免疫防线。静息状态下，小胶质细胞对神经系统起到监视维持内稳态的作用；其活化后，一方面起到吞噬细胞碎片的作用，另一方面在不同病理条件下分泌不同的细胞因子起到神经保护与神经毒性双重作用。本文对小胶质细胞的发育及在CNS 中的作用予以综述。

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脑科学专刊1

灵长类视觉目标识别的神经机制研究进展

李冰

2017, 31(11): 1057-1062. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.004

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灵长类拥有卓越的视觉目标识别能力，这对其生存至关重要。对灵长类视觉目标识别的神经机制进行研究和解析，可能为类脑机器视觉带来革命性的突破。灵长类视觉系统具有层级架构、并行通路、反馈机制、注意和搜索机制等特征，这使灵长类目标识别具有精确性、高效性、灵活性和低能耗等特点。灵长类视觉系统在进行物体检测时，可能利用大范围优先的方式对图像进行快速分割；对物体信息的编码和储存的聚类机制使其可将检测到的物体迅速分类；通过特征注意和空间注意将检测到的物体与目标模板进行逐一比对，快速锁定潜在目标；最后对锁定的目标进行确认。目前，关于以上过程的神经机制研究已经取得一些进展，但具体的神经编码机制还需要进一步研究。

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脑科学专刊1

AMPA受体成像与突触可塑性

龙帅，王金鹏，曹峰，陶欣，张勇

2017, 31(11): 1063-1067. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.005

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在中枢神经系统中，α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸（AMPA）型谷氨酸受体介导大部分快速兴奋性神经突触传递，受体插入和离开突触的转运过程高度动态化，该过程的调节对多种形式的突触可塑性起至关重要的作用。而突触可塑性被认为是包括学习、记忆在内的大脑高级认知行为的关键分子机制。研究表明，当AMPA 受体或调控AMPA 受体转运的蛋白发生遗传突变时，会导致各种各样的疾病，包括自闭症、精神分裂症、阿尔茨海默病以及智力障碍等疾病。因此，阐明AMPA受体转运和功能的调控对于理解大脑高级功能有重要意义。以前研究结果表明，利用连有荧光蛋白标签的AMPA受体，可以直接观察到受体在膜上的转移过程。大多数研究是在体外的原代神经元培养或急性脑片上进行的，令人欣喜的是，最近，活体内突触蛋白的可视化得以实现，为研究突触可塑性提供了崭新的手段。本文主要讨论AMPA受体转运领域的重要发现，阐述体外成像和体内成像技术的发展对突触可塑性研究的贡献，并对该领域未来的发展进行展望。

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脑科学专刊1

脑机接口技术及其应用研究进展

雷煜

2017, 31(11): 1068-1074. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.006

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脑机接口（BCI）是人脑和计算机或其他外部设备之间的直接连接通道，为人脑和外界的信息交互提供了一种全新的方式。BCI 系统由信号采集模块、信号处理模块和交互控制模块组成，常见的BCI 控制模式包括稳态视觉诱发电位、运动想象节律信号、P300 电位以及混合BCI 等，信号处理方法主要涉及信号预处理、特征提取和分类识别。BCI 可应用于脑控拼写系统、运动控制和图像检索等。在提升信息传输速率、系统的实用化和克服个体差异方面，BCI 系统的应用尚面临着挑战。

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脑科学专刊1

先天免疫受体介导的神经炎症在神经系统疾病中的作用

董渊，李晓恒，侯琳，程金波

2017, 31(11): 1075-1083. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.007

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神经退行性疾病、精神疾病和脑损伤等多种神经系统疾病的发生与神经炎症密切相关。先天免疫受体是脑内免疫防御的第一道防线，在神经炎症和神经系统疾病的发生发展过程中起到至关重要的作用。本综述重点围绕参与神经免疫的先天免疫受体，从先天免疫受体类型、功能作用和分子机制等几方面，详细阐述先天免疫受体介导的神经炎症在神经系统疾病中的功能作用和分子机制。同时，简要概述目前治疗神经退行性疾病药物的研究进展，以及靶向神经炎症的药物开发和临床治疗的可行性。

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脑科学专刊1

瞬时受体电位6型通道在重大中枢神经系统疾病中病理生理机制及其作为药物靶点的前景

屈忠伟，张慧，王以政

2017, 31(11): 1084-1090. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.008

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经典瞬时受体电位6 型（TRPC6）通道是一类非选择性阳离子通道，参与神经元轴突生长锥导向、促进树突生长和兴奋性突触形成等生理过程。近年研究亦表明，TRPC6 参与了诸多中枢神经系统（CNS）疾病的病理过程。本文主要介绍了TRPC6 在神经系统中的生理功能及在CNS 疾病如脑卒中、阿尔茨海默病和癫痫中的病理机制，及以其作为药物靶点的相关研究。总结和讨论了进一步研究中需要解决的问题，展望了以TRPC6 作为靶点进行药物开发的前景。

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离子通道型嘌呤受体P2X4在中枢神经系统中的作用及其作为神经系统疾病干预靶标的前景

马雪飞，于烨

2017, 31(11): 1091-1098. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.009

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ATP除了作为细胞内能量来源物质，也可充当细胞外信号分子激活离子通道型的嘌呤受体P2X受体和G蛋白偶联受体型的P2Y受体。P2X4亚型是一类在中枢神经系统（CNS）广泛表达的P2X受体，通过感受胞外ATP的刺激而参与CNS生理过程，包括慢性痛、乙醇滥用、癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病和卒中缺血等。因此，靶向P2X4受体的小分子拮抗剂或增强剂因为其药用前景而受到广泛关注。本文总结了P2X4受体在CNS中相关研究的进展情况，概述了近年来新发现的P2X4受体高选择性拮抗剂。

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HCN通道在中枢神经系统的功能和调节机制研究进展

翁谢川

2017, 31(11): 1099-1105. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.010

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超极化激活环核苷酸门控（HCN）离子通道分布于机体多种组织中，尤其在兴奋性细胞（如心脏细胞和多种类型的神经元）中表达丰富，在控制心脏节律和维持细胞膜兴奋性等方面发挥重要功能。不同于经典的电压依赖性钠离子通道和钾离子通道，HCN通道在膜电位超极化时激活，诱发向内电流。近来的系列研究发现，HCN通道在神经系统中起着重要的作用，这与其特殊的电生理特性及其对细胞膜兴奋性的调节紧密关联。HCN通道受到细胞内外多种分子机制调节，使其在不同的生理病理条件下功能更加复杂。目前，HCN通道被认为是一个潜在的治疗慢性疼痛和多种脑疾病的新靶标。本文将重点围绕HCN通道在神经系统中的功能及其调节机制进行综述。

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细胞转分化在神经系统疾病治疗中的研究进展

裴春丽，王树坤，张春立

2017, 31(11): 1106-1113. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.011

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转分化是指在特定条件下，一种细胞转变为另一谱系细胞类型的过程。近年来，转分化技术在干细胞和再生医学领域迅速发展，为神经系统疾病的治疗带来曙光。目前，转分化技术在神经系统疾病治疗中的研究已涵盖了神经退行性疾病、创伤性神经系统损伤以及神经精神障碍疾病等多个疾病多种神经元亚型。利用丰富且易于获取的体细胞转分化得到难以再生的功能性神经元是再生医学的新思路。本文着重对目前转分化在神经系统疾病中的研究进行综述。

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脑科学专刊1

高原缺氧对人认知功能的影响及干预措施

朱玲玲，范明

2017, 31(11): 1114-1119. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.012

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我国高原面积广阔，高原环境因其特殊地域事关我国经济建设和国家安全。具有重要军事及经济意义的青藏高原平均海拔>4000 m，空气稀薄、低温干燥等特殊的高原环境对进驻人群的身心健康产生严重威胁。近年来，随着神经科学技术的发展，高原环境对脑认知功能的影响越来越受到关注。本文综述了海拔高度和高原暴露时间对人认知功能的影响，以及改善脑认知功能的直接和间接干预措施和存在的问题等，为平原人急进高原和高原环境下人认知功能的保护、脑力作业能力的保障提供参考。

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脑科学专刊1

神经系统编码时间节律信息的机制

弭元元，胡岗，吴思

2017, 31(11): 1120-1126. https://doi.org/10.3867/j.issn.1000-3002.2017.11.013

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时间节律信息的提取和编码极其重要，是人们识别语音、欣赏音乐和产生节律运动等的基础。但人们对神经系统提取和处理外部输入中时间节律信息的机制迄今还知之甚少。本课题组提出了一个具有无标度拓扑结构的神经网络模型，并考虑通过神经元之间的电突触或连接效率随突触连接而减弱的化学突触，来实现枢纽神经元难以被激活等特性。在该模型中，枢纽神经元能触发网络的同步化发放，连接度相对较低的神经元形成的环路决定了同步发放的周期，且枢纽神经元难以被激活的特性避免了网络的爆炸性发放。该模型很好地再现了实验中观察到的长时程周期性同步发放现象，证明神经系统能通过局部网络动力学分布式地处理时序信息。本综述旨在对神经系统编码时间节律信息的机制进行阐述和总结。

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