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Erk/MAPK信号通路对基底神经节运动控制作用的差异调控

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中国生物化学与分子生物学报 2023年第6期39卷 789-797页

作者：王寅昊檀明利陈巍河北师范大学体育学院运动康复系石家庄050024 河北省人体运动生物信息测评重点实验室石家庄050024

细胞外信号调节激酶1和2(Erk1/2)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的关键成员,通过磷酸化细胞质和细胞核内的多种底物参与正常及病理状态下的细胞活动。以纹状体为核心的基底神经节(basal ganglia,BG)被... 详细信息

细胞外信号调节激酶1和2(Erk1/2)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的关键成员,通过磷酸化细胞质和细胞核内的多种底物参与正常及病理状态下的细胞活动。以纹状体为核心的基底神经节(basal ganglia,BG)被认为是运动控制相关的重要结构。Erk1/2通过对纹状体胞外多巴胺(DA)和谷氨酸(Glu)信号进行整合,协调了细胞增殖、分化及转录和翻译等重要细胞事件。研究显示,纹状体多巴胺受体1型中等多棘神经元(D1-MSNs)和多巴胺受体2型中等多棘神经元(D2-MSNs)上,Erk/MAPK信号通路具有差异性调控运动行为的作用。纹状体D1-MSNs的Erk1/2通过多巴胺D1样受体(D1R)激活cAMP/PKA通路促进运动行为,D2-MSNs的Erk1/2通过多巴胺D2样受体(D2R)和α-氨-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(AMPAR)抑制运动行为。此外,Erk/MAPK信号通路还能参与调节帕金森病(PD)、亨廷顿病及成瘾行为相关的病理生理学进程。Erk/MAPK信号通路干预能够有效缓解相关运动功能障碍。因此,本文围绕Erk/MAPK信号通路对基底神经节运动行为调控的影响,以及该信号通路在PD等神经系统相关运动功能障碍发生中的分子生物学机制进行总结,为相关疾病的治疗及预防提供新的视角。

关键词：基底神经节纹状体运动控制 Erk/MAPK信号通路

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基底神经节在运动调控作用中的研究进展

生命科学 2019年第11期31卷 1099-1105页

作者：黄浩洁李懿婷侯莉娟刘晓莉乔德才北京师范大学体育与运动学院

基底神经节是大脑皮质下一群神经核团的统称,主要负责运动调控、运动学习和情绪认识。经典的基底神经节模型描述了信息如何通过基底神经节两条神经通路返回大脑皮层,以实现对运动的正常调控。目前认为多种运动功能障碍性疾病的发生都与... 详细信息

基底神经节是大脑皮质下一群神经核团的统称,主要负责运动调控、运动学习和情绪认识。经典的基底神经节模型描述了信息如何通过基底神经节两条神经通路返回大脑皮层,以实现对运动的正常调控。目前认为多种运动功能障碍性疾病的发生都与基底神经节功能异常有关,然而,其如何调控运动的运动学,如速度、方向和运动强度等还不是很清楚。现对基底神经节在运动调控作用中的研究进展进行综述,为进一步研究提供参考。

关键词：基底神经节运动调控运动学动作学习

基底神经节出血对新生大鼠脑区多巴胺转运体表达的影响

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解剖学杂志 2017年第4期40卷 440-443页

作者：陈礼彬陈燕惠福建医科大学省立临床医学院儿科福州350001 福建医科大学附属协和医院儿科福州350001

目的:探讨新生大鼠基底神经节出血的病理变化及其对大鼠脑内多巴胺转运体(DAT)表达的影响。方法:将48只出生后10d(P10)SD幼鼠,雌雄不拘,随机分为脑出血(CH)组、假手术(SH)组及正常对照(NC)组,每组各16只。利用立体定位仪向SD大鼠脑尾状... 详细信息

目的:探讨新生大鼠基底神经节出血的病理变化及其对大鼠脑内多巴胺转运体(DAT)表达的影响。方法:将48只出生后10d(P10)SD幼鼠,雌雄不拘,随机分为脑出血(CH)组、假手术(SH)组及正常对照(NC)组,每组各16只。利用立体定位仪向SD大鼠脑尾状核注入自体血25μl,建立脑出血模型,假手术组只将微量注射泵针头刺入大鼠左侧尾状核,不注血,其他处理同脑出血组,正常对照组不做任何处理,正常饲养。术后24 h,从各组大鼠中各随机选择1只经麻醉、断头取脑、常规固定等步骤,冠状位切开大脑,行形态学观察。术后第17天各组大鼠经麻醉、处死、快速取脑并于4%多聚甲醛溶液中固定24 h,行H-E染色观察脑组织病理学变化,免疫组织化学显色测定基底神经节区DAT蛋白表达。结果:术后第17天脑出血组大鼠基底神经节可见血肿吸收空腔形成,同时见少许淋巴细胞浸润,空腔周围出现少许胶质瘢痕形成;假手术组与正常对照组无炎性细胞浸润,细胞分布正常。脑出血组大鼠基底神经节脑区内DAT免疫反应阳性产物增多,与假手术组及正常对照组比较,差异具有统计学意义,而假手术组与正常对照组比较差异无统计学意义。结论:新生大鼠基底神经节局灶性出血所致的损伤,可导致脑内DAT表达水平增高,这可能与儿童早期脑损伤相关的远期发育行为障碍相关。

关键词：脑出血基底神经节多巴胺转运体新生儿期大鼠

基底神经节与血管性认知功能障碍的相关性研究进展

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广西医学 2022年第13期44卷 1532-1534,1540页

作者：张家欢方兴徐秋凤广西中医药大学研究生院广西南宁市530011 广西中医药大学附属瑞康医院神经内科二区广西南宁市530011

基底神经节与认知功能的关系,尤其是与血管性认知功能障碍的关系,成为了近年的研究热点。本文将从基底神经节的结构和认知环路、基底神经节病变及其继发的血管性认知功能障碍等方面,对基底神经节与血管性认知功能障碍的相关性进行综述,... 详细信息

基底神经节与认知功能的关系,尤其是与血管性认知功能障碍的关系,成为了近年的研究热点。本文将从基底神经节的结构和认知环路、基底神经节病变及其继发的血管性认知功能障碍等方面,对基底神经节与血管性认知功能障碍的相关性进行综述,以期为诊断和治疗血管性认知功能障碍提供参考。

关键词：基底神经节血管性认知功能障碍相关性综述

基底神经节的尖峰神经元网络模型及其在机器人中的应用

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南京理工大学学报 2010年第6期34卷 717-722页

作者：王义萍陈庆伟胡维礼南京理工大学自动化学院江苏南京210094

为提高机器人智能,建立了基底神经节行为选择的尖峰神经元网络模型,并通过仿真实验验证了其选择性能。将该行为选择模型嵌入基于行为的机器人控制体系结构中,并用来控制实际机器人。实验结果证实了在基底神经节行为选择模块的作用下,机... 详细信息

为提高机器人智能,建立了基底神经节行为选择的尖峰神经元网络模型,并通过仿真实验验证了其选择性能。将该行为选择模型嵌入基于行为的机器人控制体系结构中,并用来控制实际机器人。实验结果证实了在基底神经节行为选择模块的作用下,机器人能够选择执行正确的行为。

关键词：机器人基底神经节尖峰神经元网络行为选择

帕金森病前驱期基底神经节环路磁共振弥散张量成像的应用研究

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中华临床医师杂志（电子版） 2023年第9期17卷 995-1003页

作者：耿磊张照婷许磊黄海孙毅杨伏猛徐凯胡春峰连云港市第二人民医院(连云港市肿瘤医院)(江苏大学连云港临床学院)医学影像科江苏连云港222000 连云港市第二人民医院(连云港市肿瘤医院)(江苏大学连云港临床学院)神经内科江苏连云港222000 连云港市第二人民医院(连云港市肿瘤医院)(江苏大学连云港临床学院)检验科江苏连云港222000 徐州医科大学附属医院医学影像科江苏徐州221002

目的探讨基底神经节环路弥散张量成像(DTI)对帕金森病前驱期(pPD)的诊断与病情评估的价值。方法收集2020年1月~2022年12月连云港市第二人民医院神经内科就诊的21例pPD患者作为病例组,同时选取30例健康人群(对照组,HC组)及28例帕金森(PD... 详细信息

目的探讨基底神经节环路弥散张量成像(DTI)对帕金森病前驱期(pPD)的诊断与病情评估的价值。方法收集2020年1月~2022年12月连云港市第二人民医院神经内科就诊的21例pPD患者作为病例组,同时选取30例健康人群(对照组,HC组)及28例帕金森(PD组)组患者进行对照,所有病例均行MRI平扫及DTI检查,运用DSI studio 软件对所有被检者的DTI图像进行后处理,自动提取各基底节核团各参数(FA、MD、AD、RD)值,对PD、pPD及HC组进行统计学对比分析,并且对各组参数与UPDRS III量表进行相关性分析。结果PD、pPD及HC组组间多个基底神经节核团、多个参数具有统计学差异(P基底神经节核团、多个参数与UPDRS III量表评分存在相关性(P≤0.05),以丘脑下核AD值(r=0.763,P基底节环路相关核团损伤广泛且程度不同,壳核AD值对pPD具有定量诊断价值,丘脑下核AD值可以作为pPD患者疾病严重程度的特征性敏感指标,pPD基底节环路多个相关核团的DTI多个参数值为pPD的早期诊断,早期干预治疗提供有价值的参考。

关键词：帕金森病前驱期扩散张量成像基底神经节 UPDRS III量表评分

基于皮层-基底神经节环路模型的经颅磁声电刺激对大鼠行为决策的影响

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电工技术学报 2024年第2期39卷 356-368页

作者：张帅由胜男党君武杜文静王磊省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学天津300130 河北工业大学河北省生物电磁与神经工程重点实验室(筹) 天津300130 天津市生物电工与智能健康重点实验室河北工业大学天津300130

经颅磁声电刺激(TMAES)是一种新型、无创、可改变不同脑区电活动的神经调控方法。前额叶皮层与基底神经节中各脑区相互影响,在行为决策中起着关键作用,然而目前涉及其调节机理的研究相对较少。前运动皮层神经元活性和前额叶皮层突触可... 详细信息

经颅磁声电刺激(TMAES)是一种新型、无创、可改变不同脑区电活动的神经调控方法。前额叶皮层与基底神经节中各脑区相互影响,在行为决策中起着关键作用,然而目前涉及其调节机理的研究相对较少。前运动皮层神经元活性和前额叶皮层突触可塑性与行为决策关系密切。该文基于皮层-基底神经节回路模型,模拟分别对健康大鼠、帕金森大鼠施加刺激后,不同脑区在奖赏选择任务中的神经活动,仿真分析不同感应电流强度对皮层神经元放电率和脑区间突触权重的影响。并通过行为学实验进一步探讨经颅磁声电刺激对健康大鼠与帕金森模型大鼠行为决策的影响。仿真结果显示,对健康大鼠施加刺激可提高前额叶皮层与纹状体、前运动皮层之间的突触权重;对帕金森大鼠施加刺激可提高前运动皮层神经元放电率,调节前额叶皮层与纹状体、前运动皮层之间的突触权重。实验结果显示,施加刺激后,大鼠的学习探索能力和空间记忆能力均得到了提高,且帕金森模型大鼠受刺激的作用效果更显著。研究结果表明,经颅磁声电刺激可提高大鼠的运动积极性和学习效率,且有助于改善基底神经节的功能失衡。研究结果为进一步探索经颅磁声电刺激调节决策认知功能的作用机制奠定基础。

关键词：经颅磁声电刺激皮层神经元基底神经节行为决策突触权重

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一种模拟基底神经节机理的自主认知模型

系统仿真学报 2018年第2期30卷 427-434页

作者：李宗帅陈静中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 天津职业技术师范大学信息技术工程学院天津300222

针对智能体自主认知问题,采用适者生存WTA学习机制,利用基底神经节中的皮质-纹状体突触修饰机理,基于操作学习原理提出了基底神经节的自主认知模型,该模型适用于有限行为的认知学习,应用该仿生学习模型对Skinner的鸽子实验进行了模拟,... 详细信息

针对智能体自主认知问题,采用适者生存WTA学习机制,利用基底神经节中的皮质-纹状体突触修饰机理,基于操作学习原理提出了基底神经节的自主认知模型,该模型适用于有限行为的认知学习,应用该仿生学习模型对Skinner的鸽子实验进行了模拟,模拟了Skinner鸽的渐进自适应学习过程,仿真结果表明本文所提出的行为认知模型是有效的。将该认知模型用于自平衡机器人的自主平衡学习中,在未知机器人数学模型的前提下通过模型中的操作学习达到自平衡学习的目的,为智能体仿生认知模型的研究提供了参考。

关键词：操作学习模型基底神经节认知模型机器鸽自平衡机器人

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基底神经节的认知功能

神经解剖学杂志 2010年第6期26卷 664-666页

作者：张磊陈墅李辉第四军医大学口腔医学系学员十一队西安710032 第四军医大学人体解剖与组织胚胎学教研室暨梁球琚脑研究中心西安710032

长期以来,人们一直认为基底神经节的功能与运动的起始与调控有关,其损伤或病变主要表现为运动方面的症状,如帕金森病、亨廷顿舞蹈症、肝豆状核变性、手足徐动症等。[第一段]

关键词：基底神经节认知学习记忆情绪智能