《神經振盪在認知功能與分子機制之間橋樑作用的研究》是依託南開大學，由張濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：神經振盪在認知功能與分子機制之間橋樑作用的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張濤
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
我們前期研究報導神經振盪同步增強突觸可塑性，提高腦內信息交流水平，並闡明了其分子機理。神經振盪的產生機制與其分子層面的興奮性/抑制性神經遞質及受體密切相關，而大腦認知功能障礙或損傷的分子機制研究也有報導。那么，通過揭示神經振盪活動模式來表征認知功能並闡明其分子機理，能否使神經振盪成為認知功能與分子機制之間的橋樑呢？為此，建立不同的認知功能障礙的大（小）鼠模型；記錄麻醉與清醒狀態的神經活動；分析認知功能（巨觀）變化的分子生物學機制（微觀）並進行神經振盪計算（介觀），深入探究三者之間的相關性，釐清認知功能異常導致的振盪模式改變，後者又對應那些分子層面的回響。繼續發展神經振盪模式的分析算法，如相位-幅值與相位-相位耦合新算法，及各算法之間相關性的探討。神經振盪計算將成為探討分子層面的改變如何影響認知功能的重要中間環節，研究成果可直接套用於腦機接口、航天人因工程、類腦計算、神經康復等領域。
結題摘要
神經振盪的產生機制與其分子層面的興奮性/抑制性神經遞質及受體密切相關，而大腦認知功能障礙或損傷的分子機制研究也有報導。那么，通過揭示神經振盪活動模式來編碼認知功能並闡明其分子機理，能否使神經振盪成為認知功能與分子機制之間的橋樑呢？為此，我們建立了多種類型動物模型，如Notch1基因敲低小鼠模型、U1snRNA過表的模型小鼠、精氨酸加壓素（AVP）主要受體V1a調控的2VO大鼠、產前應激（PS）模型鼠和模擬微重力模型小鼠；在海馬腦區的不同神經通路採集了局部場電位並進行神經振盪分析。進一步結合認知行為學實驗和相關分子生物學實驗。計算與實驗結果均指向一點，即認知功能-神經振盪-分子機理之間存在密切的相關性，從而為我們提出的神經振盪是認知功能與分子生物學機制之間的橋樑的學術觀點提供了關鍵實驗證據。同時還提出了一種新的用於檢測神經元相位幅值耦合的算法，即排列互信息熵（PMI），並與其它兩個常用的PAC算法，即平均向量長度法（MVL）和調節指數法（MI）進行了比較。初步建立了基於EEG/LFP的集各種神經振盪分析算法的腦電信號計算平台。此外，研究結果還可以為深度神經網路新結構提供思路和靈感。
