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小脑非侵入性刺激对认知功能调控的研究进展

中华神经科杂志 2024年第2期57卷 192-198页

作者：汪彤宋波王茜茜石静萍南京医科大学附属脑科医院神经内科南京210029

认知功能下降是神经系统变性疾病的主要临床症状之一,目前尚无特效药物治疗措施,严重影响患者生活质量与康复进程。以经颅磁刺激和经颅电刺激为代表的非侵入性脑刺激技术具有无创性、无痛性、易操作性等优点,已在临床中用于认知障碍的治... 详细信息

认知功能下降是神经系统变性疾病的主要临床症状之一,目前尚无特效药物治疗措施,严重影响患者生活质量与康复进程。以经颅磁刺激和经颅电刺激为代表的非侵入性脑刺激技术具有无创性、无痛性、易操作性等优点,已在临床中用于认知障碍的治疗,尤其在改善记忆力、注意力、定向力和语言能力等认知功能方面取得了较好的效果。近年来,大脑-小脑环路参与学习与记忆的相关研究备受关注,小脑已成为非侵入性脑刺激技术探索的新靶点。但小脑非侵入性脑刺激与认知功能调控的相关性尚无明确定论。文中就小脑参与认知功能调控的解剖和功能基础以及小脑非侵入性刺激对认知功能的调控进行综述,以期为小脑非侵入性脑刺激干预认知损害疾病提供依据。

关键词：小脑认知经颅磁刺激经颅电刺激非侵入性刺激

低压低氧刺激后小鼠小脑中RNA m6A甲基化调控因子表达的变化

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中华病理学杂志 2024年第5期53卷 452-457页

作者：肖灵凤马春卉赵顺莉李晴刘春英牛亚梅佟伟民中国医学科学院基础医学研究所暨北京协和医学院基础学院病理学系北京100005

目的探讨RNA m6A甲基化在低压低氧引起的小脑发育障碍中可能发挥的作用。方法将出生后5 d的C57/BL6小鼠放置于低压低氧饲养舱中连续处理9 d后,首先通过体重、脑重以及HE染色的方式来初步分析小鼠小脑发育情况;其次,利用免疫组织化学和... 详细信息

目的探讨RNA m6A甲基化在低压低氧引起的小脑发育障碍中可能发挥的作用。方法将出生后5 d的C57/BL6小鼠放置于低压低氧饲养舱中连续处理9 d后,首先通过体重、脑重以及HE染色的方式来初步分析小鼠小脑发育情况;其次,利用免疫组织化学和免疫荧光染色法检测小脑中不同类型细胞特异性标志物的表达以解析其细胞结构的紊乱程度;然后利用即时荧光定量聚合酶链反应、Western blot和免疫组织化学染色方法检测小鼠小脑中RNA m6A主要调控因子的表达变化。结果相比于对照组小鼠,低压低氧小鼠体重、脑重以及小脑体积显著减小(P小脑中的表达显著下调(P小脑发育障碍,成熟神经元、浦肯野细胞和星形胶质细胞结构异常;与常压常氧小鼠相比,低压低氧刺激后小鼠小脑METTL3表达下降,提示其介导的RNA m6A甲基化可能在低压低氧引起的小脑发育障碍过程中发挥重要的作用。

关键词：小脑细胞低氧 RNA甲基化甲基转移酶类

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小脑发育过程中Atoh1时空表达模式

解剖学报 2023年第2期54卷 134-141页

作者：薛赛赛陈丽萍李莹吴燕吴海涛青岛大学基础医学院生理学与病理生理学系青岛266071 军事科学院军事医学研究院军事认知与脑科学研究所北京100850 首都医科大学基础医学院神经生物学系北京100069

目的探究小脑发育过程中转录因子Atoh1 mRNA及其蛋白的时空表达模式。方法取不同发育阶段的小鼠小脑冷冻切片,RNA scope技术分析Atoh1 mRNA在小脑中的时空表达模式,每组n=3。同时,使用Atoh1转基因和基因敲入两种不同遗传学策略的报告小... 详细信息

目的探究小脑发育过程中转录因子Atoh1 mRNA及其蛋白的时空表达模式。方法取不同发育阶段的小鼠小脑冷冻切片,RNA scope技术分析Atoh1 mRNA在小脑中的时空表达模式,每组n=3。同时,使用Atoh1转基因和基因敲入两种不同遗传学策略的报告小鼠,采用免疫荧光染色技术分析Atoh1在蛋白水平的时空表达,每组n=3。结果Atoh1 mRNA在胚胎小脑菱唇和外颗粒细胞层中呈高表达;Atoh1-3*V5-P2A-tdTomato/+基因敲入小鼠染色结果显示,Atoh1主要表达在菱唇和有增殖能力的外颗粒细胞层的外层;Atoh1-Cre;tdTomato/+转基因小鼠显示,Atoh1阳性细胞在菱唇和整个颗粒细胞发育过程中包括外颗粒细胞层和内颗粒细胞层中均呈高表达。结论小脑发育过程中,Atoh1 mRNA和蛋白在胚胎期的菱唇和出生后的外颗粒细胞层中高丰度表达;但在蛋白水平上,基因敲入小鼠和转基因小鼠Atoh1在菱唇和外颗粒细胞层中的表达略有不同。

关键词：小脑发育 Atoh1 颗粒前体细胞 RNAscope 小鼠

小脑间歇性θ短阵脉冲刺激联合物理治疗对脑卒中患者平衡功能和步态的影响

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中华物理医学与康复杂志 2023年第5期45卷 402-407页

作者：陈静石明芳陈君张键陈蓉屠金康吴晓琼复旦大学附属中山医院康复医学科上海200032

目的观察小脑间歇性θ短阵脉冲刺激(iTBS)联合物理治疗对脑卒中患者平衡功能和步态的影响。方法选取脑卒中后偏瘫患者32例,按随机数字表法分为治疗组和对照组各16例。2组患者均接受常规物理治疗,物理治疗前治疗组行健侧小脑iTBS治疗,对... 详细信息

目的观察小脑间歇性θ短阵脉冲刺激(iTBS)联合物理治疗对脑卒中患者平衡功能和步态的影响。方法选取脑卒中后偏瘫患者32例,按随机数字表法分为治疗组和对照组各16例。2组患者均接受常规物理治疗,物理治疗前治疗组行健侧小脑iTBS治疗,对照组给予相同部位伪刺激,iTBS每日治疗1次,每次治疗200 s,每周6次,连续治疗3周。于治疗前、治疗3周后和出院3周后(随访时)对2组患者进行疗效评估。主要观察指标包括Berg平衡量表(BBS)评分、动摇总轨迹长和X轴最大动摇径,用于评估2组患者的平衡功能和重心转移能力。次要评估指标有采用10 m步行时间测试(10MWT)和Tinetti步态评估量表(POMA-G)评估2组患者的步行能力;采用简化的Fugl-Meyer下肢运动功能量表(FMA-LE)评估2组患者下肢的运动功能;采用Barthel指数(BI)评估2组患者的日常生活活动能力。结果治疗3周后和随访时,对照组患者的BBS评分分别为(41.38±5.33)分和(42.19±5.55)分,较组内治疗前均显著改善(P小脑间歇性θ短阵脉冲刺激联合物理治疗可有效地改善脑卒中后患者的平衡功能和步态,分析其可能的机制与小脑间歇性θ短阵脉冲刺激可调节小脑-丘脑-大脑皮质环路有关。

关键词：间歇性θ短阵脉冲刺激小脑脑卒中平衡步态

RNA m6A去甲基化酶ALKBH5基因敲除对老年小鼠小脑形态和功能的影响

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中华病理学杂志 2023年第6期52卷 606-611页

作者：费祎马春卉李晴宋伟佟伟民牛亚梅中国医学科学院基础医学研究所暨北京协和医学院基础学院病理学系北京100005 中国医学科学院基础医学研究所暨北京协和医学院基础学院、医学分子生物学国家重点实验室、生物化学与分子生物学系北京100005

目的观察RNA m6A去甲基化酶ALKBH5基因敲除之后对老年小鼠小脑形态和功能的影响,探究ALKBH5在小脑退行性病变中的作用。方法免疫印迹实验检测不同年龄C57BL/6野生型小鼠(包括2月龄、6月龄、12月龄、18月龄)小脑中ALKBH5的蛋白水平。通... 详细信息

目的观察RNA m6A去甲基化酶ALKBH5基因敲除之后对老年小鼠小脑形态和功能的影响,探究ALKBH5在小脑退行性病变中的作用。方法免疫印迹实验检测不同年龄C57BL/6野生型小鼠(包括2月龄、6月龄、12月龄、18月龄)小脑中ALKBH5的蛋白水平。通过免疫组织化学实验检测中年(12月龄)及老年(18月龄)野生型小鼠和ALKBH5基因敲除(ALKBH5^(-/-))小鼠中NeuN、Calbindin-D28K、MAP2、胶质纤维酸性蛋白等蛋白的表达情况。平衡木实验和步态实验检测小鼠平衡能力以及运动协调能力。结果ALKBH5蛋白在小脑中的表达水平随着小鼠生理性衰老的进行而逐渐升高。在中年小鼠中,野生型和ALKBH5^(-/-)小鼠的体重、脑重以及小脑的形态大小没有明显差别,同时颗粒神经元、浦肯野细胞及神经元树突的形态和数量均未见明显改变。在老年小鼠中,相较于野生型小鼠,ALKBH5^(-/-)小鼠的体重、全脑重和小脑重分别下降15%、10%和21%(P小脑萎缩、浦肯野神经元缺失与受损,进而损害其运动协调和平衡能力。上述结果提示RNA m6A甲基化失衡会导致小脑的神经退行性病变。

关键词：小脑浦肯野细胞 RNA m6A甲基化 ALKBH5

可用于机械臂控制的小脑脉冲神经元网络研究与FPGA实现

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控制与决策 2023年第3期38卷 631-644页

作者：郝新宇王江邓斌于海涛伊国胜天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

小脑对运动的调控和对环境的适应性是人体完成快速精准运动的关键,模拟并研究小脑的运行机制将为控制复杂多变的机器人模型提供更有效的方法.鉴于此,遵循神经元数量的真实生物比率,构建大规模小脑脉冲神经网络模型,模拟大脑中小脑的真... 详细信息

小脑对运动的调控和对环境的适应性是人体完成快速精准运动的关键,模拟并研究小脑的运行机制将为控制复杂多变的机器人模型提供更有效的方法.鉴于此,遵循神经元数量的真实生物比率,构建大规模小脑脉冲神经网络模型,模拟大脑中小脑的真实结构、信息传递方式和学习机制,实现对机械臂的误差纠正控制,同时依据系统在不同控制任务下的控制结果,得到不同突触可塑性对小脑网络控制效果的影响规律.为了进一步增加小脑控制系统的生物真实性,以更贴近人脑的并行运算方式在现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)平台上实现所构建的模型,并进行相应的资源优化,增加可实现的网络规模. FPGA实现结果显示,系统能够成功完成基于小脑误差纠正功能的自适应类脑机械臂控制,可以验证小脑的真实细胞动力学和大规模颗粒层提供的高容错性,并提供兼顾小脑应用功能实现和理论研究的平台.

关键词：小脑脉冲神经元网络现场可编程门阵列突触可塑性类脑控制

外语阅读焦虑对大脑和小脑阅读网络影响的差异

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心理学报 2024年第1期56卷 93-106页

作者：董琳叶扬华黄慧雅李丽娜李何慧罗跃嘉深圳大学心理学院脑疾病与认知科学研究中心广东深圳518060 吉林医药学院外语教研部公共外语教研室吉林吉林132013 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室北京100875 康复大学(筹)社会发展与管理学院神经心理康复研究所山东青岛266000

以往研究多关注阅读焦虑如何影响情绪脑区的神经活动,几乎没有研究考察阅读焦虑是否以及如何影响阅读网络。为了探讨此问题,本研究从大脑和小脑功能差异的视角入手,采集了49名成人被试在英语词汇阅读任务中的神经影像数据,试图探讨外语... 详细信息

以往研究多关注阅读焦虑如何影响情绪脑区的神经活动,几乎没有研究考察阅读焦虑是否以及如何影响阅读网络。为了探讨此问题,本研究从大脑和小脑功能差异的视角入手,采集了49名成人被试在英语词汇阅读任务中的神经影像数据,试图探讨外语阅读焦虑影响大、小脑内阅读网络的机制。结果发现,在行为层面上,外语阅读焦虑与外语词汇解码显著相关,但与外语词汇加工效率并不存在显著的相关关系;神经层面上,外语阅读焦虑与小脑内阅读相关区域激活显著相关,与大脑内阅读网络的神经活动并不存在显著的相关,但其与大脑内阅读区和非阅读相关区域间的功能连接显著相关。本研究结合大、小脑的功能分化,深入揭示了外语阅读焦虑影响外语阅读的认知与神经机制。

关键词：外语阅读焦虑外语阅读表现大脑小脑

静息态功能MRI观察强迫症患者小脑效应连接改变

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中国医学影像技术 2023年第10期39卷 1482-1487页

作者：王晨阳史利静赵洪增胡宪章董家文高燕李杰赵宗亚桑德恩赵庆江王长虹马建东新乡医学院第二附属医院医学影像科河南新乡453002 新乡医学院第二附属医院药物临床试验机构管理办公室河南新乡453002 新乡医学院第二附属医院精神科河南新乡453002 新乡医学院医学工程学院河南新乡453003 新乡医学院第二附属医院心理咨询中心河南新乡453002

目的静息态功能MRI(rs-fMRI)观察强迫症(OCD)患者小脑各亚区与全脑效应连接改变。方法收集84例临床诊断OCD患者(OCD组)和78名健康志愿者[健康对照(HC)组],以格兰杰因果关系分析(GCA)评估OCD组小脑各亚区与全脑其他脑区间效应连接的改变... 详细信息

目的静息态功能MRI(rs-fMRI)观察强迫症(OCD)患者小脑各亚区与全脑效应连接改变。方法收集84例临床诊断OCD患者(OCD组)和78名健康志愿者[健康对照(HC)组],以格兰杰因果关系分析(GCA)评估OCD组小脑各亚区与全脑其他脑区间效应连接的改变,分析OCD患者组间差异有统计学意义脑区效应连接变化与耶鲁-布朗强迫症量表(Y-BOCS)评分的相关性。结果OCD组小脑各亚区至全脑GCA与HC组差异有统计学意义脑区中,左侧小脑半球3区至右侧背外侧额上回、右侧小脑4-5联合区至右侧角回效应连接增强(P均小脑脚1区至左侧小脑4-5联合区、右侧小脑半球3区至左侧小脑半球6区效应连接减弱(P均小脑各亚区与HC组GCA差异有统计学意义脑区中,右侧缘上回至左侧小脑脚1区,左侧额中回、右侧眶部额上回、左侧前扣带回和旁扣带回至右侧小脑脚1区,右侧额中回至右侧小脑脚2区,左侧舌回至左侧小脑半球7b区,右侧眶部额上回至右侧小脑半球7b区、左侧小脑半球9区的效应连接均增强(P均小脑脚1区、右侧尾状核至左侧小脑半球7b区效应连接均减弱(P均小脑半球4-5联合区至右侧角回的效应连接(r=0.318,P=0.003)、右侧眶部额上回至右侧小脑半球7b区的效应连接(r=0.327,P=0.002)与Y-BOCS评分均呈正相关。结论OCD患者与认知活动、执行功能和行为调控等相关小脑亚区与全脑之间的效应连接已发生改变。

关键词：强迫症小脑效应连接格兰杰因果分析

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铁死亡在铅暴露致小鼠小脑损伤中的作用

卫生研究 2022年第3期51卷 443-448,469页

作者：王伟轩赵宇威师凡李爽刘子莹王唯承朱毅张艳淑华北理工大学公共卫生学院唐山063210 华北理工大学实验动物中心唐山063210 华北理工大学临床医学系唐山063210

目的探究铁死亡在铅暴露致小鼠小脑损伤中的作用。方法 SPF级雄性C57小鼠40只按体重随机分为对照组和低、中、高浓度铅染毒组,每组10只。铅染毒组小鼠分别饮用0.25、0.50和1.00 g/L乙酸铅溶液共12周,对照组自由饮水。应用电感耦合等离... 详细信息

目的探究铁死亡在铅暴露致小鼠小脑损伤中的作用。方法 SPF级雄性C57小鼠40只按体重随机分为对照组和低、中、高浓度铅染毒组,每组10只。铅染毒组小鼠分别饮用0.25、0.50和1.00 g/L乙酸铅溶液共12周,对照组自由饮水。应用电感耦合等离子质谱仪检测小脑中铅含量;应用平衡木和旷场实验检验小鼠的运动平衡能力,用HE染色法观察小鼠小脑病理变化。应用试剂盒检测小鼠小脑组织中铁、丙二醛(malondialdehyde, MDA)和谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量;Western blotting法检测小鼠小脑组织中转铁蛋白受体1(transferrin receptor-1, TFR-1)、铁转运蛋白(ferroportin, FPN-1)、溶质载体家族7成员A11 (solute carrier family 7 member A11, SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4 (glutathione peroxidase 4, GPX4)、核因子-E2相关因子(NF-E2-related factor 2,Nrf2)和血红素加氧酶1(heme oxygenase-1, HO-1)蛋白表达情况。结果低、中、高浓度铅染毒组小鼠小脑铅含量分别为(1.05±0.11)、(1.21±0.10)和(1.48±0.10)μg/g,均显著高于对照组(0.48±0.05)μg/g(P小脑均可见浦肯野细胞排列不规则,胞体变小,深染,其中以高铅组最为明显。低、中和高浓度铅染毒组小鼠小脑中铁含量分别为对照组的1.77、2.29和3.77倍,各铅染毒组小鼠小脑中MDA含量均显著升高,而GHS含量明显下降。与对照组比较,铅染毒组小鼠小脑中铁转入蛋白TFR-1蛋白表达均显著升高,而铁转出蛋白FPN-1蛋白只有中和高浓度铅染毒组的表达下降明显,为对照组的60%和50%。此外,中和高浓度铅染毒组小脑中氧化应激调控蛋白SLC7A11和GPX4蛋白表达均显著下降;各铅染毒组小鼠小脑中Nrf2和HO-1蛋白的表达均降低,但高铅组下降最为显著。结论本试验条件下,铅暴露可能是通过调控Nrf2/HO-1信号通路介导小鼠小脑铁死亡,进而导致小鼠运动平衡能力减弱。

关键词：铅暴露小脑浦肯野细胞运动功能铁死亡