我神经科学整理

一、侧抑制（1）基本概念：相邻的感受器之间能相互抑制的现象，即在某个神经元受到刺激而产生兴奋时，再刺激相近的神经元，则后者所发生的兴奋对前者产生的抑制作用。（2）作用：侧抑制有利于视觉从背景中分出对象，尤其在看物体的边角和轮廓时会提高视敏度，使对比的差异增强。名画麦田非常好地利用了侧抑制效应，使得其动态感十分强烈。（3）研究历史：1959年，美国的电生理学家在号称活化石的鲎（hou）的复眼中，用比头发丝还要细的微电极插入小眼的神经节细胞上进行探测，成功地发现了“侧抑制作用”。马赫带现象：在明度不等的两个面的相交处，出现了亮度对比，使双方各向着自己亮度的一方加强，即亮的一边更亮，暗的一边更暗，这种现象叫做“马赫带现象”。对于怎么产生物体形状的可以这样理解（可能是简答题）：由于神经元之间的侧抑制作用，使得视觉刺激强度出现阶梯的地方导致不同神经单元的反应出现了较大的反差。具体可以这样理解：无论是对暗区的抑制还是对亮区的抑制都是使亮度降低。相对于亮色的抑制效果，暗色的抑制效果较差，也就是说，无论对暗区还是亮区，暗色的抑制程度低于亮色。对明暗交界的抑制，亮色线受到亮区抑制更大，受到暗区抑制小，所以离暗区越近，亮色线显得越亮（被抑制的程度小）；暗色线也是受到亮区抑制更大，所以离亮区越近，暗色线就显得越暗。因此在人们看物体的边角和轮廓时会提高视敏度，使对比的差异增强，进行边缘提取时会变得简单和容易，人们就能够知觉出物体的形状。二、神经元神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。由胞体、树突、轴突几个部分组成。（1）结构特性：胞体：胞体的结构与一般细胞相似，有细胞膜、细胞质和细胞核。胞体是神经元的代谢和营养中心。突起：树突：是从胞体发出的一至多个突起，呈树枝状。具有接受刺激并将冲动传入细胞体的功能。轴突：从胞体发出的一根细长的突起，每个神经元只有一个轴突。作用是将细胞体发出的神经冲动传递给另一个或多个神经元或分布在肌肉或腺体的效应器。（2）功能特性：神经元有接受、整合和传递信息的功能。一般就长轴突神经元而言，树突和胞体接受从其他神经元传来的信息，并进行整合，然后通过轴突将信息传递给另一些神经元或效应器。三、星形胶质细胞（一）胶质细胞：（1）广泛分布于中枢和周围神经系统中的支持细胞。胶质细胞在中枢神经系统中包括星形胶质细胞，少突胶质细胞和无突胶质细胞；在周围神经系统中为施万细胞和卫星细胞。（2）功能特性：支持作用和引导神经元的迁移参与神经系统的修复和再生绝缘（形成髓鞘）和屏障（血脑屏障）作用物质代谢和营养性作用维持神经元的正常活动（参与神经细胞外的钾离子浓度的维持）摄取与分泌神经递质吞噬作用（二）星形胶质细胞星形胶质细胞，是哺乳动物脑内分布最广泛的一类细胞，也是胶质细胞中体积最大的一种。（1）结构特性：此类胶质细胞呈星形，从胞体发出许多长而分支的突起，伸展充填在神经细胞的胞体及其突起之间。（2）功能特性：起支持和分隔神经细胞的作用调节细胞外空间的化学物质（如神经递质）严格控制一些物质的细胞外浓度（例如：可以调节胞外液的钾离子浓度）（三）BBB：血脑屏障Blood Brain Barrier（1）结构特性：血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障。（2）功能特性：能够阻止某些物质（多半是有害的）由血液进入脑组织，从而保持脑组织内环境的基本稳定，对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。四、突触（这里指的是化学突触）（1）定义：一个神经元的末梢与另一个神经元的胞体或树突相接触的部分。（2）结构：突触前膜（内有含神经递质的囊泡）、突触间隙和突触后膜（含有受体）。（3）功能：突触主要负责神经元与神经元之间的信号传递。具体过程：当神经冲动到达轴突末梢时，触发前膜中的Ca2+通道开放，一定量的Ca2+顺浓度差流入突触前膜，使得囊泡突然破裂，并通过突触前膜的张口处将存储的神经递质释放出来。当这种神经递质经过突触间隙后，就迅速作用于突触后膜，并激发突触后神经元内的分子受体，从而打开或关掉膜内的某些离子通道，改变了膜的通透性，并引起突触后神经元的电位变化，实现神经兴奋的传递。五、郎飞氏结（1）结构特性：在神经元轴突上的两段髓鞘（由少突胶质细胞和是施万细胞组成）之间无髓鞘的部分，称为郎飞氏结（node of Ranvier）。在朗飞氏结处轴突膜上聚集着电压门控钠通道。（2）功能特性：因为在郎飞氏结之间的结间区的电阻极高，而在结区的电阻极低，并且轴突膜仅在结区可接触细胞外液，所以局部电流必须在郎飞氏结处穿出膜在髓鞘处形成回路，因此在冲动传导时，局部电流可由一个郎飞氏结跳跃到邻近的下一个郎飞氏结。这种传导方式称为跳跃传导。跳跃传导方式极大地加快了传导的速度。六、树突棘树突棘是神经元树突上的功能性突起结构，通常作为突触后成份与投射来的轴突共同构成完整的突触连接。（1）结构特性：树突棘是神经元树突分支表面上的棘状微小突起，成熟树突棘的末端膨大呈球形。（2）功能特性：是神经元接受其他细胞信号传入的部位。在树突棘突触内及其附近有成堆的多聚核糖体，能在树突棘突触内合成特定的蛋白质。可扩大神经元接受刺激的表面积。七、电压门控离子通道（一）电压门控离子通道：轴突膜上存在着离子的“闸门”，这些闸门在膜去极化超过阈限值时被激活（即开放），当膜电位达到一定的正值时，闸门失活（即关闭锁定）。只有当膜电位恢复到负值后，这些闸门才会“去失活”，并可再次开放。主要有钠、钾、钙等离子通道，通常由同一亚基的四个跨膜区段围成孔道，孔道中有一些带电基团（电位敏感器）控制闸门，当跨膜电位发生变化时，电敏感器在电场力的作用下产生位移，响应膜电位的变化，造成闸门的开启或关闭。（二）电压门控钠通道：细胞膜上能够特异识别Na+并实现其转运的离子通道蛋白。通道蛋白在膜上形成一个对钠离子有高度选择性的孔道，且此孔道的开放和关闭受膜电位的调控。（1）结构特性：由一条长链多肽构成，可分为4个结构域，每个结构域有6个跨膜的螺旋片段（S1-S6）。4个结构域聚合形成孔道。（2）功能特性：当膜电位从-80mV变至-65mV时，对电压门控钠离子通道几乎没有影响。因为膜的去极化尚未达到阈值，通道仍然关闭。当膜电位从-65mV变至-40mV时，通道开放。其开放特性如下：通道开放有短暂的延迟；开放时间约1ms，然后关闭（失活）；只有当膜电位复极化至阈值附近时，通道才能去极化再次打开。（三）电压门控钾通道（考的可能性不大）（1）结构特性：钾通道蛋白由4个独立的多肽亚基组成，4个亚基聚合形成一个孔道。像钠通道一样，这些蛋白质对跨膜电场变化敏感。当膜去极化时，亚基发生变形，以使钾离子流过孔道（2）功能特性：在膜电位去极化后约1ms时开放，使钾离子通过开放的通道冲出细胞，导致膜电位重新变负。八、膜片钳膜片钳是一种用于测量细胞膜电生理性质（比如膜电位、跨膜电流、膜电导、膜电容等）的装置。又称单通道电流记录技术，用一个尖端抛光过的玻璃微电极慢慢地贴附于神经元膜上，然后在微电极另一端开口施加适当的负压，将与电极尖端接触的那一小片膜轻度吸入电极尖端的纤细开口，这样在电极壁和被钳制的细胞膜间会形成紧密的封接，这实际上把吸附在微电极尖端开口处的那一小片膜同其余部分的膜在电学上完全隔离开来；如果在这一小片膜中只包含了一个或少数几个通道蛋白质分子，那么通过此微电极就可能测量出单一通道开放时的离子电流和电导，并能对单通道的其他功能特性进行分析。九、动作电位（注意配合图来看）（1）定义：在静息电位的基础上，如果细胞受到一个适当的刺激，其膜电位会发生迅速的一过性的波动，这种膜电位的波动称为动作电位。动作电位能沿着神经纤维传导，具有“全或无”的特征。（2）过程：静息状态的神经元细胞接收到足够强度的刺激时（譬如当图钉刺入皮肤中，皮肤中的神经纤维膜被牵张），钠通道开放，细胞内的负电势和较大的离子浓度梯度使钠离子迅速进入胞内，使细胞内的负电位降低，产生去极化，去极化的过程为上升相，当去极化达到临界电位（阈值）以上时，便产生了动作电位；当钠离子在细胞内达到一定浓度时，膜电位变为正值，这时的电位称为超射；持续去极化导致钠离子通道失活，同时触发了电压门控钾离子通道开放，（两种类型的通道都参与）钾离子冲出细胞，导致膜电位重新变为负值，这个过程称为下降相；由于钾离子通道开放和静息状态时钾离子的膜通透性，当膜电位下降到静息水平后仍然有钾离子流出，导致膜电位更负，产生了超极化；此后电压门控钾通道关闭，在钠钾泵的作用下回复至静息电位，这个过程称为回射。十、请说明在艺术赏析的过程中，大细胞和小细胞在结构与功能上的作用与异同。在视网膜上存在M型细胞和P型细胞，前者主要分布在视网膜外周，后者主要集中于视网膜中央凹附近，两类细胞接收各自的视觉信息输入，并通过视神经束分别传导至外侧膝状体的大细胞层和小细胞层，之后这些视觉输入被进一步投射到初级视皮层。（1）结构特性：大细胞：在外侧膝状体核（LGN）上，两个腹侧层（第1和第2层）被称为外侧膝状体核大细胞层，视网膜M型神经节细胞全部投射到外侧膝状体核大细胞层中；小细胞：靠近背侧的第3至第6层含有小细胞，被称作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外侧膝状体核小细胞层中。（2）功能特性：大细胞通路主要对低空间频率，高时间频率、低对比度的视觉信息敏感，如：模糊的轮廓、快速移动的刺激。如我们对梵高的星空的欣赏，就是大细胞的兴奋。小细胞通络主要负责加工高空间频率、低时间频率和高对比度的视觉信息，如物体的细节和颜色。“印象画派”以激活人脑视觉系统的小细胞通路为主，给人以丰富的内心想象。分类生理学过程心理学效应小细胞 静止、后期、质地、颜色、安静等 激发思索、恬静之感、事物之感、安心、心静等 大细胞 线条、轮廓、距离、快速、动态等 反差、立体感、意念力、动感、心理冲击等十一、基因调控的五个模型（具体是什么我也不知道，请结合后面内容看）（1）转录水平调控（主要的调控方式）调控特定基因转录的时间和频率。对大多数基因，在此过程中转录水平的调控尤其重要。因为转录水平的调控能确保细胞不合成冗余的中间产物，为生命活动节省物质与能量。（2）RNA加工成熟调控（转录后水平调控）调控转录生成的起始RNA如何加工为成熟的可表达的mRNA。（3）翻译水平调控：调控细胞质中mRNA的翻译选择性以及mRNA的稳定性。（4）蛋白加工水平调控（翻译后水平调控）翻译生成蛋白的活化或失活、剪切、化学修饰、定向运输等调控。（5）mRNA半衰期调控（mRNA降解的调控）调控mRNA在细胞质中的存活时间，间接影响翻译生成的蛋白水平。十二、钾离子是正的，为什么静息膜电位是负的？（1）静息电位的概念：当一个拥有可兴奋膜的细胞不产生冲动时，我们称其为静息态。静息电位是指当神经元处于静息态时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。（2）细胞静息时在膜两侧存在电位差的原因：细胞膜两侧各种钠、钾离子浓度分布不均；在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性不同（对钾离子的通透性远远大于钠离子）。（3）具体：在静息状态下的神经元膜对钾离子具有选择通透性，而对Na+，Cl-等其它离子的通透性很差而钾离子在膜内的浓度比膜外大，使得K+能够顺其浓度梯度通过通道向细胞外流动，导致正电荷向外转移，而带负电的离子则留在胞内，从而细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，细胞膜外侧电位增高而细胞膜内侧电位降低。随着钾离子顺浓度差外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。当浓度差形成的促使钾离子外流的扩散力与阻止钾离子外流的电场力达到平衡时，跨膜K+净运动停止。此时，细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子的平衡电位。在这里钾离子的平衡电位为-80mV。2. 请说明DNA双螺旋分子的大沟和小沟结构与基因调控的关系。 DNA的双螺旋分子中大沟和小沟的由来：由于A-T/C-G配对时，两个核糖磷酸连接的碱基的主轴并不成180，因此DNA在磷酸骨架距离较近的一侧形成小沟，而对侧形成大沟。DNA的碱基对可能包含由氢基供体、氢基受体或甲基组成的独特的pattern，对大沟来说，每个碱基对中的四个配置被设计成非常独特的pattern，而在小沟中，G-C和C-G的pattern总是相似的，A-T和T-A的pattern也是相似的。（没整完）一些不知道该放在哪里的概念：（1）基因调控蛋白，细胞内的一类蛋白，特异调控相关基因家族的表达或沉默。（2）辨识位点，DNA上为特异的基因调控蛋白提供结合位点的一段核苷酸序列。（3）辨识螺旋，参与DNA特异序列识别的调控蛋白的C端螺旋结构。视觉系统发育的基因调控（一）大沟和小沟：绕DNA双螺旋表面上出现的螺旋槽，宽的沟称为大沟（major groove），窄沟称为小沟（minor groove）。这是由于碱基对堆积和糖-磷酸骨架扭转造成的。A-T/C-G配对时，两个核糖磷酸连接的碱基的主轴并不成180，因此DNA在磷酸骨架距离较近的一侧形成小沟，而对侧形成大沟。大沟与小沟是蛋白质的识别位点，沟的宽窄深浅直接影响到调控蛋白对DNA遗传信息的识别。大沟所带遗传信息比小沟多。DNA的碱基对可能包含由氢基供体、氢基受体或甲基组成的独特pattern，对大沟来说，每个碱基对中的四个配置被设计成非常独特的pattern，而在小沟中，G-C和C-G的pattern总是相似的，A-T和T-A的pattern也是相似的。（二）几种基因调控蛋白（1）锌指蛋白，细胞内起DNA空间构象识别的一个蛋白家族。锌指结构指的是在很多蛋白中存在的一类具有指状结构的结构域，这些具有锌指结构的蛋白大多都是与基因表达的调控有关的功能蛋白。锌指结构的共同特征是通