神经元连接的缺陷会导致神经性疾病,为此研究脑如何从上亿的神经元相互连接而成一个功能性整体具有非常重要的生理学意义。众多数据证明不同局部脑区域的神经元彼此特异性地相连组成不同的微环路, 这些微环路再通过长距离投射神经元彼此相连, 层层递进组成更加复杂的具有各种认知和和运动功能的大脑神经网络。作为大脑神经网络的基本构成模块,微环路给我们提供了一个很好的平台以研究大脑神经环路的发育,同时也为了解及治疗神经性疾病提供了一个很好的切入点。本研究组将结合多通道全细胞记录、长期在体双光子光学成像、钙成像、光遗传学以及基因操作等多学科手段来解读神经环路的形成机制及其在病理状态下的可能变化。

  具体地我们对以下问题特别感兴趣:

  1、细胞谱系依赖型微环路形成的分子机制

  大脑中的微型功能柱被认为是大脑新皮层中最基本的信息处理原件,最近神经细胞谱系的研究表明姊妹兴奋型神经元是形成微型功能柱的结构与功能基础, 而细胞谱系依赖的微环路形成的分子基础却是未知。该研究将扩展我们对神经细胞特异相连的理解,同时也将增强我们对发育性神经疾病在神经环路水平上发病机理的认识。

  2、毛细血管依赖的微环路

  大脑内的局部血液流动地受着周边神经元活动的严格调控。很多神经性疾病,比如老年痴呆症和自闭症都有不正常的局部血流,所以了解微环路的发育与它们相邻的毛细血管如何相互协调对了解这些疾病的发病机理至关重要。通过拓展我们在神经血管耦合方面的知识,我们将揭示有神经血管耦合缺陷的神经性疾病的可能发病机理,同时也可能影响现在常用的大脑影像技术,如功能核磁共振的运用及发展。

  3、不同微环路相连的机制

  我们也将探索相同的微环路之间(如不同的细胞谱系之间)和不同的微环路之间(如细胞谱系依赖的微环路和毛细血管依赖的微环路之间)是如何相连成下一级更复杂的神经网络,以探索大脑是如何逐步组装而成。同时也将考察这些微环路在神经性疾病,如自闭症和老年痴呆症中可能出现的异常,最终为疾病的诊断与治疗提供新的科学基础。

徐华泰 博士

研究组组长;研究员



XML 地图 | Sitemap 地图