神经元的功能范例6篇

神经元的功能

神经元的功能范文1

【关键词】随年壮灸法;神经源性膀胱

【中图分类号】R635 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)06-0282-01

神经源性膀胱的治疗是一个由来已久的难题,但其治疗原则为通过各种措施来保护上尿路功能,创造膀胱的尿动力学安全状态(足够的容量、低压储尿、无梗阻的完全排空),处理尿失禁,恢复可能的控尿,改善生活质量[1]。笔者遵循中医针灸理论,采用 “关元、中极随年壮灸法”治疗各种原因导致的神经源性膀胱,证明能够有效的改善尿失禁及尿频症状,减少残余尿量,控制泌尿系感染的发生,对尿路功能有良性的调节作用,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料:2006年1月~2010年6月在山东中医药大学第二附属医院康复中心住院的明确诊断为神经源性膀胱、生命体征平稳、病情稳定、留置尿管已拔除、自愿参加本项研究的患者45例。45例患者中,男29例,女16例,平均年龄(34.1±5.1)岁(17~64岁),病程(18.1±19.2)月(3~136个月)。其中脊髓损伤27例(颈段SCI 9例,胸段SCI 13例,腰段SCI 5例;完全性SCI 18例,不完全性SCI 9例),脑血管病变13例、多发性硬化症1例、糖尿病外周神经病变4例。45例患者随机分为常规组、普通灸疗组和随年壮灸疗组各15例。

排除标准:①伴有严重心、肺等重要脏器疾患者;合并有水电解质、酸碱平衡紊乱;②既往有严重肾脏疾患、有严重的肾积水、膀胱造瘘术、尿道前括约肌切开术及严重的排尿植物神经系统过反射等疾患;③检查时有泌尿系统感染。

1.2 方法:三组患者每日进行常规康复功能训练、膀胱功能控制训练、间歇导尿[2] ,治疗原发病、防止并发症,后两组分别给予“关元、中极”普通灸疗和随年壮灸疗。

普通灸疗组:患者取仰卧位,关元、中极穴上放适当大小厚薄、已刺数孔的姜片,将中等大小的艾柱放置姜片上施灸;施灸时间为30min,不计壮数 。每日1次,灸5天,休息2天,共灸12周。

随年壮灸疗组:患者取仰卧位,关元、中极穴上放适当大小厚薄、已刺数孔的姜片,将中等大小的艾柱放置姜片上施灸;不计时计壮数,壮数为“随年壮”,即以患者年龄为施灸的壮数,如年龄60岁,即灸60壮,灸够即止。每日1次,灸5天,休息2天,共灸12周。

1.3 评价指标:所有患者在灸疗前1周、灸疗后第2周、第4周、第8周、第12周均记录7d的排尿日记,并进行B超检查测残余尿量、尿常规检查。排尿日志内容包括漏尿事件发生次数(漏尿次数)、饮水量、24h排尿次数、每次排尿量。按患者具体情况,饮水量选定在2000-3000ml,在整个研究阶段,要求基本保持不变。

1.4 统计学分析:资料数据用均数±标准差表示,采用单因素重复测量方差分析比较。采用SPSS12.0软件对结果进行统计分析,设定P

2 结果

随年壮灸疗患者通过尿常规检查无一例出现泌尿系感染,常规组和普通灸疗组各出现2例泌尿系感染。三组在治疗4周后比较24h平均排尿次数、单次尿量,漏尿次数差异均有显著性意义(P0.05);治疗12周后三组比较24h平均排尿次数、单次尿量、漏尿次数、残余尿量差异均有显著性意义(P

3 讨论

对神经源性膀胱治疗的研究与探索方兴未艾,随着临床研究和时间的深入,各种常规疗法得到广泛应用,新的疗法层出不穷,但无论用何种治疗方法,在处理下尿路时必须重视上尿路功能的保护,改善低顺应性膀胱和降低逼尿肌反射亢进是预防保护上尿路的关键[3]。目前改善低顺应性膀胱和降低逼尿肌反射亢进的治疗包括口服抗胆碱能药物、骶髓后根切断术、膀胱三角区注射石碳酸或A型肉毒毒素、神经最大功能刺激和骶神经刺激器植入术等[3-4],多为有创治疗,副作用明显,临床应用受限。

传统医学的灸法具有双向调节作用,有研究表明,中极、关元和次等穴位可以显著缩短神经源性膀胱达到平衡的时间[5],而且越早实施治疗,患者达到平衡性膀胱的时间越短;应用尿动力学测定发现,可以不同程度地改善脊髓损伤患者逼尿肌过度反射所致尿失禁并显著性增加膀胱容量[5-8]。本研究发现,“随年壮灸法” 刺激关元、中极治疗后患者的膀胱容量增加,排尿频率、残余尿量减少,尿急以及急迫性尿失禁状况得到改善。祖国医学认为,任脉总一身之阴脉,为“阴脉之海”;关元、中极为任脉要穴,且中极为足三阴与任脉交会穴、膀胱募穴(募穴:是五脏六腑经气汇集在胸腹部的腧穴,具有调节脏腑功能的作用),系膀胱经气汇聚的部位,可摄约膀胱,对水液代谢有调节作用。同时,关元为强壮肾阳之要穴,与中极穴所处位置在小腹,正为膀胱在体表的投射区,二穴合用,加灸法治疗,可以起到温阳补肾、益气固摄的功效,从而改善膀胱功能。灸法刺激中极、关元穴体现了经穴脏腑相关性和穴位局部治疗作用的思想,符合中医十二皮部理论,可以直接激发膀胱经气以调节膀胱功能,从而起到治疗作用。现代研究证实,凡是对膀胱功能有影响的穴位,其附近的神经均进入了L1~S4神经节段,恰与支配膀胱的盆神经、腹下神经和神经进入相同的或相近的脊髓节段,故推测治疗能不同程度地影响膀胱的骶髓排尿中枢,进而影响膀胱排尿功能[9,10]。中极穴下神经来源于腹下神经T12~L1,与支配膀胱和尿道的神经有同源性。这种重叠与交会的形态学证实了当灸关元、中极时,不仅激活了与储尿、排尿有关的相应神经,而且传入神经元将刺激传至脊髓并经上升束至丘脑进行整合,调节神经内分泌功能,从而影响膀胱功能。

“随年壮”为灸法用语,指随年龄的大小而决定艾灸的壮数。艾灸的壮数是影响灸量的重要因素。在通常灸法的应用过程中,如何掌握施灸剂量,临床上没有统一标准,大大影响了操作的规范性。随着循证医学(EBM)的兴起,越来越多的研究者用科学的设计方法来规范针灸的临床治疗。

灸量是指灸疗对机体刺激的规模、程度、速度和水平等。它是灸治所致的刺激强度和刺激时间的乘积,取决于施灸的方式、灸炷的大小、壮数的多少,施灸时或施灸后刺激效应的时间等因素[11]。掌握最佳灸量,有助于提高疗效,防止不良反应。按古今医家的经验,除由天时、地理、体质、性别、病情、病性、所取部位、灸炷大小、施灸次数定灸量以外,还常常根据患者年龄定灸量(壮数),称“随年壮”。早在《素问•骨空论》:“灸寒热之法,先灸项椎,以年为壮数;次灸橛骨,以年为壮数。”即年几岁,灸几壮。《千金翼方》、《千金要方》、《圣济总录》、《外台秘要》、《针灸资生经》等医学要著中大量的介绍了应用“随年壮”定灸量的治疗穴位及相关疾病,被古代医家广泛应用。此种定量方法简单、兼顾到个体差异,作为灸法量化的一个方法值得探讨研究。

本研究显示,“中极、关元随年壮灸法”可以明显改善患者尿频、尿急、尿失禁等临床症状、减少残余尿量,缩短达到平衡性膀胱的时间,有效的控制泌尿系感染的发生,其治疗效果优于其他两组,建议作为常规治疗方法。

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作者单位:250001 山东中医药大学第二附属医院康复中心

神经元的功能范文2

[关键词]下丘脑室旁核;神经;信号通路

中图分类号:TU973 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)24-0219-01

1.引言

PVN作为最重要的下丘脑的自主控制中心,与神经元在在神经内分泌和自主神经调节中发挥着不可替代的作用。在20世纪80年代早期的解剖学研究已经描述了这个复杂的中枢神经系统的神经元核,控制神经内分泌下丘脑-垂体-肾上腺细胞体下丘脑室旁核的基本结构(促甲状腺激素释放激素投射到正中隆起神经元)、生殖(多巴胺和催产素神经元投射到正中隆起或垂体后叶)和生长发育(生长抑素神经元投射到正中隆起),对体液平衡的调节(血管加压素和催产素分泌细胞投射到垂体后叶)以及胃肠道和心血管功能通过TR传统的植物输出(投射到尾部的延髓和脊髓的自主控制中心神经元)也具有重要作用。PVN控制着脑桥和髓质,它的功能单元被认为包含一个显着的比例组成的中央神经元谷氨酸(核内)和γ-氨基丁酸(GABA)(主要在核周晕带)的细胞。最近的工作表明,PVN与临床疾病如充血性心脏衰竭的病理变化有关。

2.PVN的功能

鉴于PVN的核心作用为自主神经和神经内分泌的整个下丘脑和脑干调控,对它的神经传递的研究已经变得越发重要。血管紧张素II(ANG)是由穹窿下器官神经元投射到下丘脑室旁核的一种神经递质,研究表明,这一途径的激活导致在PVN的大细胞和小细胞神经元[1-4]的兴奋性增加。后来的研究使用非肽类血管紧张素Ⅱ1型受体(AT)拮抗剂证实血管紧张素II是该投影用的神经递质[5;6]。食欲素是在PVN投射到大脑的各个地区的参与自主调节的外侧下丘脑/穹窿周围区的产生食欲素的神经元上发现的[7;8],而ANG和食欲素的神经元兴奋性的共同调节一个共同点, 这也许是ANG和食欲素不仅刺激交感神经功能,也能刺激荷尔蒙的释放等类似的活动的原因。还有一个调节器是作为胰岛素增敏激素的脂肪细胞因子脂联素[9],它的循环浓度与脂肪组织的体积呈负相关。脂联素有调节下丘脑室旁核不同的神经元功能亚群的能力,我们推测它有助于在脂肪细胞因子变化的综合生理反应。未来的研究将不仅需要清楚主要活跃脂联素的根源(外周或中枢神经系统),也要知晓脂联素对下丘脑室旁核神经元兴奋性的影响的细胞机制。

3.PVN功能障碍的病理后果

随着对下丘脑室旁核内部复杂的神经回路的理解,我们知道多个同时连续调节下丘脑室旁核神经元的兴奋性的信使能导致该信号通路功能的病理变化,可能会促进某些疾病的发展。大多数心血管疾病的病理生理学的传统观点集中在病变在心脏和血管本身,而推测中枢神经系统可能对充血性心力衰竭(CHF)和高血压具有重要作用的新理论层出不穷。最近的研究表明,功能失调的下丘脑的反馈回路对充血性心力衰竭和高血压的发展发挥着关键的作用[10]。CHF的神经体液反应包括口渴、钠食欲、促进AVP的释放、促进促肾上腺皮质激素和皮质醇的释放,并增加肾交感神经活动。CHF的中枢神经系统功能障碍基本的自主调节机制尚未完全建立,但显然涉及下丘脑和下丘脑室旁核的特定位置。帕特尔等人研究表明,PVN参与了CHF的发病机制,PVN的小细胞区和大细胞区的代谢活性会增强CHF缺血诱导模型[11]。事实上,在PVN内许多神经活性肽包括血管紧张素、肾上腺髓质素、心房钠尿肽、醛固酮和促炎性细胞因子都有证明能促进CHF的活动的报道[12]。心衰时PVN内的血管紧张素水平升高会增加肾交感神经活动(RSNA),增加肾素释放,并最终增加外周血管紧张素释放[13]。通常,PVN在GABA有效的抑制影响下和在CHF中反馈回路功能失调被认为导致谷氨酸、血管紧张素的和潜在的其他所有这些神经元的兴奋性输入的夸张的反应。研究表明,这种变化的后果已明确地显示了PVN中响应电刺激的通常发生的轻度的升压作用急剧增加,注射到PVN的GABA拮抗剂或NOS抑制剂使GABA 的反馈回路被阻断 [14;15]。NOS在缺血模型CHF的表达降低,表明可能有助于增强交感神经兴奋和血管加压素水平与充血性心力衰竭[16]。

4.讨论

PVN表现为一个独特的中枢神经系统,可以使多个输入信号被评估和整合再输出。因此,PVN的作用是收集将首先涉及到从皮质、丘脑、下丘脑、延髓、脊髓和循环信号等感觉输入信号,通过整合这些信号,整合生理应激反应的生成。谷氨酸和GABA的中间神经元在PVN中共同扮演着重要角色,执行这样的整合功能。实验结果对这些神经元的整合功能作用的理解将提供重要的新信息,并极大地促进了最近的可望由单细胞RT-PCR工具允许这些神经元亚型的聚焦功能分析的发展。重要的是,这种中间神经元的集成系统可能采取这样的集成信号并控制的核的集成功能输出。

这些数据将如何影响我们对各种不同疾病的病理学理解尚未知晓,但至少表明,在CHF和高血压动物模型中的PVN 中的ANGⅡ浓度的升高能促进这些疾病的发病。在临床,血管紧张素受体拮抗剂(例如,氯沙坦),醛固酮拮抗剂(例如,安体舒通)已成为治疗高血压、心脏衰竭和心肌梗死的首选。这些药物在心室和动脉重塑的变化中已被视为血管内容量的减速器,相当中枢神经系统的自主控制中心的调节器。下丘脑室旁核作为自主神经功能障碍的综合治疗的潜在靶点,是具有非常重要的意义的。

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神经元的功能范文3

我们分别选取发育正常的出生后2天、4天、7天、3周、2月、3月、6月、10月龄的昆明小鼠各4只,提取大脑皮层组织的蛋白样品,采用针对MDM2的抗体MDM2(SMP14)来检测不同发育阶段MDM2的蛋白表达。Westernblot结果(图1A)显示,出生后2天至3周MDM2的蛋白表达量逐渐增加,以后量逐渐降低(图1B所示,P<0.05或P<0.01)。免疫组织化学染色结果显示MDM2蛋白在大脑皮层的表达变化趋势基本与免疫印迹结果一致(图1A,C)。另外,从MDM2的分布来看,在小鼠出生后早期2~7天(图1C),大脑皮层神经元细胞核部位MDM2染色很浅,胞浆中呈现较均匀的染色,在7天的小鼠偶尔可见MDM2在神经元突起中富集。而3周龄小鼠,除MDM2染色加深外,尤其值得注意的是在接近神经元的部位出现尾状的MDM2富集,通常为粗端指向脑表面,细端指向皮层深部。在2月龄和6月龄时,MDM2染色减弱,这种尾状的强阳性染色也有所缩短。这种尾状的形态我们推测可能是AIS,因为它们的分布与树突标志蛋白MAP2[11]呈不同的分布方向(图1E)。积分光密度(IOD)分析显示,与3周龄小鼠MDM2在神经元AIS的分布相比,2和6月龄时MDM2在AIS的分布减少(图1D)。

2MDM2在小鼠大脑海马神经元发育过程中表达分布

用MAP2和MDM2抗体进行荧光免疫双标染色,观察MDM2在海马CA1区的分布趋势。结果(图2A)显示出生后2天和7天(未在文章中展示)小鼠MDM2在海马CA1区大量表达,呈现均匀地在海马的缘层(stratumoriens,SO)和放射层(stratumradiatum,SR)分布,仅偶尔可见类似AIS的富集,这时MAP2也还没有出现明显的极性分布,呈现均匀的分布。这与发育过程中MDM2在大脑皮层的分布变化趋势类似。3周时可观察到MDM2在海马CA1区神经元AIS部位呈高密度分布,细端指向SO;而同时MAP2也开始呈现极性分布,即主要在SR分布。2个月时MDM2在CA1区海马神经元AIS的分布与3周时相比减少(P<0.001)。而与皮层所不同的是,6个月时MDM2在海马CA1区神经元AIS的分布较2个月时增加(P<0.05)(图2B所示)。选取发育正常的出生后2天至10个月龄的昆明小鼠,提取海马组织的蛋白样品,免疫印迹检测MDM2的蛋白表达。图2C结果显示,在出生后2天至3周MDM2的蛋白表达量较高,2个月时MDM2的蛋白表达量与2天时相比显著降低(P<0.01),但随着成熟与老化的进展,6、10月时MDM2蛋白表达量较2个月时增加(P<0.01)(图2D所示)。

3MDM2定位表达于正常成年大鼠大脑神经元AIS

上述研究提示MDM2在成年昆明小鼠大脑皮层和海马神经元的AIS部位分布,但尚不清楚这种分布是否与特定的动物有关。因此我们采用免疫组化方法对正常成年SD大鼠不同脑组织结构进行观察。结果显示MDM2在SD大鼠的大脑皮层(图3A)、纹状体(图3B)以及海马的CA1区和齿状回(图3C和D)都存在AIS部位高密度特异性分布。这说明在不同类型的啮齿动物都可出现AIS中富集MDM2,并且在不同脑区的神经元也都具有AIS中富集MDM2的特点。AIS是从近神经元胞体的神经轴丘起至髓鞘开始出现包绕为止的一段无髓鞘结构,长约10~60μm[12]。我们上述的研究提示MDM2可在成熟神经元的AIS特异分布。为了进一步明确MDM2与AIS的关系,我们检测了神经元AIS区标志蛋白AnkG和Nav1.6表达与MDM2分布的关系。免疫荧光双标结果显示MDM2的表达与AnkG、Nav1.6的表达分布位置一致,共同定位于神经元AIS(图3E,F)。我们在体外原代培养的皮层神经元上进一步观察MDM2在AIS部位的分布情况。结果显示,在正常的原代培养神经元上,MDM2与MAP2形成相对的差异分布,MDM2主要在轴突中分布,而MAP2在胞体和树突部位有大量分布(图3G)。其次,我们观察到在原代培养的皮层神经元AIS部分MDM2与AIS标志蛋白Nav1.6及AnkG有共定位(图3H,I)。已知在神经元AIS内的蛋白呈致密的分布,皂素处理情况下其分布稳定,因此,我们对原代培养的神经元采用皂素预处理,进一步的免疫荧光染色仍然可以观察到AIS样分布的MDM2(如图3J所示),提示MDM2具有类似AIS蛋白的生化特性。

4Nutlin-3对海马神经元MDM2、Nav1.6和MAP2分布的影响

为了研究MDM2在大鼠神经元的功能,我们向大鼠海马内注射MDM2的抑制剂Nutlin-3,并以注射生理盐水组作为对照。免疫组化染色显示海马内注射MDM2抑制剂Nutlin-312h与24h后,MDM2在AIS的分布明显减少(图4A)。Nav1.6是在神经元AIS高密度分布的一种离子通道蛋白,其蛋白表达量与动作电位的产生密切相关。大鼠海马内注射Nutlin-3后,Nav1.6在AIS的分布也明显减少(图4B)。MAP2在对照动物海马CA1区神经元的胞体及在放射层的树突可见免疫荧光阳性染色(图4C中黑色箭头所示),而缘层方向的轴突部分中未见免疫阳性着色。在海马内注射MDM2抑制剂Nutlin-3后12h可观察到MAP2在海马缘层方向神经元轴突中有明显分布增加(图4C中白色箭头所示),这一结果提示MDM2影响MAP2在神经元的极性分布。另外,我们观察到海马注射Nutlin-3后,MAP2在神经元的极性分布改变伴随活化型Caspase-3染色有所增加(图5)。

5讨论

一般认为MDM2是p53负反馈调节环中的重要因子,当MDM2过表达或活性增强时,阻断p53蛋白的转录激活,p53功能抑制或失活,导致细胞异常增生,促进细胞癌变[3,5]。此外,近期的研究还发现MDM2还可正反馈调控p53表达[13]。近年来,MDM2调控中枢神经系统的分化发育及神经细胞生理活动方面的研究也逐渐增加。已有研究表明巢蛋白Cre重组酶介导的中枢神经条件敲除MDM2小鼠出现大脑皮层脑室区和中间区广泛的p53依赖的细胞凋亡,导致神经上皮变性和脑积水以及小鼠围产期死亡[14,15]。利用新型亚效等位基因MDM2puro/Δ7-9小鼠研究发现,该小鼠中枢神经系统发育过程中MDM2表达量仅为野生型的30%,造成全脑发育不良,脑容量明显小于野生型动物;并发现小脑颗粒神经元前体p53介导的细胞凋亡水平升高[16]。MDM2不仅在胚胎期大脑神经元的分化发育中起着重要作用,而且在成熟大脑神经元的生理、病理过程中起重要作用。有文献报道MDM2可与β-arrestin结合[17]。MDM2通过它的E3连接酶活性来调节arrestin依赖的G蛋白偶联信号传导和细胞膜受体的运输,表明MDM2可能在大脑信号传导过程中发挥作用[18,19]。此外,在脑缺血及药物急性成瘾后MDM2在大脑中的表达改变,表明MDM2在大脑病理生理过程中发挥重要作用[8,9]。然而,在成熟神经元MDM2的表达分布及其生理功能目前尚不清楚。为此,我们检测了MDM2在脑内的表达和分布。在小鼠出生后的脑的发育过程中,大脑皮层和海马内MDM2表达的模式并不相同,但是它们在分布上有一个共同的特点就是在7天以后,MDM2向AIS富集。在成年大鼠大脑内,MDM2广泛表达于大脑皮层、海马、纹状体及小脑(结果未显示)等部位的神经元内,且呈AIS样分布。这提示了MDM2在不同的脑区的功能可能存在差异,但是它们可能都参与AIS的成熟和功能维持。AIS是轴突起始的无髓鞘结构[12],密集分布着电压门控的离子通道、特殊类型的细胞黏附分子、聚集的肌动蛋白、特化的细胞骨架蛋白和脚手架蛋白等[12,20,21]。AIS是神经元产生动作电位的主要部位,也是神经元整合输入信号、调节和确定信号输出的关键部位[12]。在功能上,AIS还具有控制神经元内功能和结构蛋白的极性分布,向细胞核发送信号调节神经元基因表达等功能[20]。至今仍有新的蛋白组构及其调控机制不断被发现。AIS的蛋白组构十分复杂,目前已知Nav1.6是在AIS高密度分布的离子通道蛋白,对动作电位的产生起着至关重要的作用[22],而AnkG被认为是AIS保持离子通道聚集和控制神经元极性的必需骨架蛋白,是AIS的一个标记蛋白[23,24]。为了进一步明确MDM2否定位于神经元AIS区,我们采用了荧光免疫双标记法进行研究。结果显示在正常SD大鼠皮层神经元内MDM2的分布与AIS的标记蛋白AnkG、Nav1.6的分布相一致。由此证实MDM2在AIS区呈特异性高密度分布。众所周知,神经元的发育并未随着出生而停止,而是随着出生后机体生长发育而日趋成熟,呈现动态过程。既往研究表明在恒河猴大脑外皮层内AnkG在AIS的密度出生时迅速达到最大,随后进行性降低直至4岁左右开始维持相对稳定的水平至成年。βIV-spectrin在AIS的密度同样在出生时迅速达到最大,而后进行性下降至出生后5个月左右相对稳定至成年。而据Bhat等报道,在出生后10天的小鼠蒲肯野神经元AIS部位可观察到AnkG、Nav1.6,在出生后20天时AnkG、Nav1.6在蒲肯野神经元AIS高密度富集[25]。

我们的研究结果显示昆明小鼠在出生7天后,大脑皮层MDM2逐渐向AIS分布,在21天时可明显观察到MDM2已在大脑皮层神经元AIS部位高密度表达,以后MDM2在AIS的分布密度降低。可见MDM2在昆明小鼠大脑皮层及海马神经元AIS的分布密度同样存在一个年龄相关性的动态变化。而我们观察到MDM2在小鼠大脑皮层及海马神经元AIS部位的出现时间与Bhat等报道的AnkG、Nav1.6在蒲肯野神经元AIS部位的出现时间接近,我们推测MDM2在神经元AIS的形成和稳定期起调节作用。MDM2除本实验显示的在AIS上的分布外,也有报道MDM2在突触后通过对PSD-95的泛素化修饰介导神经可塑性机制[26,27],并可调节神经突起的生长[28]。我们观察到的动物出生后不同时程MDM2在皮层与海马表达的动态变化呈现不同的模式,这是否因为海马与皮层神经元在发育和老化的过程中神经可塑性的变化及其机制存在差异,需要进一步研究。Nutlin-3是MDM2的一种小分子抑制剂,它通过与MDM2结合可抑制MDM2与p53之间的相互作用,导致p53的稳定以及激活p53信号通路,常在治疗肿瘤中发挥抗肿瘤作用[29]。我们的免疫荧光结果显示Nav1.6在MDM2被Nutlin-3抑制后的AIS部位表达明显下调,表明MDM2对维持Nav1.6在AIS的高密度分布起着重要作用。而既往研究发现敲除AnkG后,Na+通道蛋白将从AIS脱失,由此我们推测MDM2可能与AnkG一起共同发挥作用,维持了Nav1.6在AIS的高密度分布。

神经元的功能范文4

关键词:脑;基因组;元神;人格参照模式

中图分类号:R2-03

文献标识码:A文章编号:

1673-7717(2008)11-2495-02

TCM Discussion on Brain Functional Genomic

LIU Jia-qiang(Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Changdu 610075,Sichuan,China)

Abstract:Primordial shen is concentrative embodiment of Shen, brain is house of mental activity. Brain cell is metabolism about information. The characteristic of brain genomic is uniformity, profound and subtle, reflection, activeness. The essentiality relate to brain functional genomic, the ego relate to transposition element. The function of brain genomic include receipting, processing, storaging, fetching and firing information.

Key words:brain; genomic; primordial shen; frame of reference

人脑是生物亿万年进化的产物,是宇宙中已知最复杂最精细的体系。大脑的研究一直是科学家孜孜以求的,是比基因更复杂的体系。从现代科学的角度来看,大脑是生命的最高控制系统,是人体的调控和思维、意识的中心;如何从整体角度来解译大脑密码,是中医学最大的挑战。利用中医学整体思想结合现代信息科学技术以及基因组

学,将是从整体的角度真正解译意识奥秘的有力工具。

1 中医学对脑的认识

中医对脑的认识是相当模糊的,自《内经》以来,历代医家围绕着“心主神明”、“脑主视听”以及“神居泥丸”的理论,进行着反复的观察与探讨。王清任《医林改错》对脑髓学说论述较为清晰,力倡“脑髓说”,是历代文献中有关脑髓理论的精彩篇章。但其应用脑髓学说指导临床辨证治疗尚难完善。

《素问•三部九候论》云:“神藏五”,明确指出人体的五藏为藏神之脏。而《灵枢•本神论》的“心藏神”、“肺藏魄”、“肝藏魂”、“脾藏意”、“肾藏志”则进一步说明了5个神藏的具体内容,即“心、肺、肝、脾、肾”五藏分别藏有“神、魄、魂、意、志”。五神藏的统一体就是神。元神是神的集中体现,李时珍认为脑为元神之腑。中医将脑的功能归于五脏,但是反过来五脏的功能也构成了大脑。精气神是五脏的基础和功能,是人整体的功能属性。

2 基因组整体的精气神功能分类

供细胞自身生命的生长、繁殖、代谢与体能消耗的这些基因组功能模块称为精基因组功能模块,这些特殊信息的细胞分布在周身组织(包括躯体、内脏与脑等组织)中。维系人体内脏特有的分泌功能的基因组功能模块称为气基因组功能模块,由于这些基因的表达维系了五脏的相互作用和对外调控作用。神经细胞(主要是脑神经细胞)中的具有反映性、记忆性、主动性、搜索性等功能的基因组功能模块称为神(脑)基因组功能模块。正是这些基因组模块间的相互作用构成了基因组整体的结构和功能,这3个模块间存在直接的调控关系。

脑基因组是脑细胞的调控中心 基因组是细胞的调控中心,虽然神经元细胞的功能多样,但是神经元的功能特性仍然由神经元基因组的特性所决定。神经元细胞构成的复杂的网路系统实质上基因组之间的相互作用,从基因组出发解决脑问题可能更接近于实质。神(脑)基因组功能模块也是由五神藏功能模块所构成,五脏的相互作用构成了统一整体。

3 脑细胞是信息代谢

体细胞与内脏细胞的功能尽管也有不同,但都没越出实体物质代谢(包括能量代谢与物质代谢)的内容,而神经细胞则进一步发展到了“信息代谢”,如接收信息、传输信息、发放信息……体现信息的一出一入这种既类似又不同于一般物质代谢的功能,这是神经细胞所特有的功能,也是它的主要功能,脑神经细胞的物质能量代谢都是为它服务的。脑基因组的功能也集中体现在对自身以及外来信息的处理上。

4 脑基因组的特性

4.1 整体连接每个脑细胞的基因组作为一个功能信息单位与其他基因组全方位连接,突触的众多的细胞连成一体,促使脑所有细胞的基因组相互连接成一整体。

4.2 反映性脑基因组的全方位特性决定了与外物相互作用的反映特征,把客体的差异如实地呈现出来,脑(元神)则可以反映事物的全部特性,而且脑(元神)中有无数个层面,不仅可以反映客体的状态,而且也可以反映脑(元神)自身的内部状态。

4.3 能动性人的主动能动性是由脑基因组的能动性所决定的。

4.4 对信息的作用脑功能基因组的特性表现在对自身和外来信息的反映和处理上,信息是编码基因功能的起点和终点。

大脑皮层虽有相对的区域性,但各区域之间不但发生着多级双向的方式与多样性相互作用方式,而且每个区域都包含了别的区域的若干功能单元(或亚区) ,任何一种心理活动都需要大脑所有区域和系统(不同程度与方式)的参与。细胞之间传递的是调控信息,通过神经突触,在编码基因的作用下基因组之间传递了以编码基因序列为节点的非编码序列的调控信息,通过细胞内外信息的近乎无限的相互调控和反映,促使非编码序列的改变,促使某些编码基因的表达,脑细胞形成了统一的网络结构整体。

5 人的大脑是生理建构和文化建构的统一而成的整体

在形成人的完整的神经系统的过程中,是古猿经过劳动和社会交往所逐渐形成的。一方面,人类的文化建构的活动与发展是依从生理建构整体特性的,另一方面文化建构对生理建构具有能动的反作用,促进生理建构的演变,从而促进文化建构的进化与发展。人的大脑的生理建构和文化建构矛盾运动构成了从古猿到人的进化和人的继续发展。

大脑细胞中含有超过其他体细胞的RNA,而大脑又是以信息的接收、处理和发放等的信息代谢为主的,人类所接收的信息就很可能暂时存储在这些物质的排列中;人出生后客观世界的信息逐渐反映到人脑,从RNA传递到DNA中,继而影响到转座子和对编码基因的调控,形成了较为固定的转座子功能模式即人格参照模式。文化建构的基因序列影响了转座子的功能活性,转座子的功能活性又进一步影响了编码基因的功能活性。文化建构构成了人的特定心理模式:性格或者体质。文化建构发生了某些变化则影响基因组编码基因功能的发挥,通过激素又影响了身体五脏六腑的某些变化。文化建构的整体变化是可以造成核内某些编码基因的某些变化。

生理建构和文化建构的矛盾运动构成了人的特定心理模式。本性与脑细胞的功能基因组有关,自我则是与人格模式或者心理模式相关的转座子网络调控下的基因功能相关。脑基因组是统一矛盾的整体,处在文化信息排列和编码基因的矛盾运动中,而中间的媒介是转座子网络,即功能网络结构。文化信息影响编码基因的表达,编码基因是在文化信息的调控中表达。情绪反映的背景是人格参照模式,是在人格模式背景下表达的。

6 脑基因组的功能

脑基因组的功能主要体现在接收信息,加工、贮存、提取信息,发放信息3个方面。这些都与脑功能基因组密切相关,是在基因的作用下对信息的作用。

加工信息:人的感觉器官(眼耳鼻舌身)可以分别感受客观物质的物理、化学等特性的刺激。上述各种刺激作用到相应的感觉器官的感受器时,就可以引起传入神经的兴奋,进而在脑内引起反应,这些反应都可以引起脑(元神)相应的变化,基因序列的变化。若是单一的刺激,则是感觉;若是相关的复合信息,则是知觉。当一事物的“全部”信息进入脑(元神)后,则可形成该事物的表象。表象一旦形成,根据该表象部分特征,即可以回忆出整个表象来。每一事物都具有不同的特性,发放出的信息作用到不同的感觉器官,引起不同的神经冲动,伴随着不同的生理变化。这样一来,似乎完整的事物被各感觉器官分解了。但是这些信息进入脑(元神)后,又按其原来的状态组合,表现出原有的整体状态。

第二次加工,即把带有复杂信息的整体映象缩合成一个简单信息即特定的符号-词汇代替之。这是对事物表象的抽象、脱离事物具体信息的过程。这就是人意识活动的概念的形成过程。现代心理学或哲学认为这种抽象是经过分析、综合、演绎并对现象扬弃的结果,由此得出的概念或判断,抓住了事物本质。一旦表象被抽象并赋予语义的词汇后,形成的词汇就脱离了表象所占据的层面,而进入了另一层面并建立起另外的系统联系,这就是所谓的第二信号系统。如果我们把表象占据的脑(元神)空间称作“第一映象空间”的话,不妨把第二信号系统所占据的脑(元神)的空间叫做“第二映象空间”。

贮存信息:人脑基因组可以储存大量的信息。

提取信息:贮存有信息的脑神经细胞也会包含着所贮存的信息内容,因而也就成了脑(元神)中的一部分内容。鉴于意识的搜索性与驱动性,当需要提取信息时,就主动地向该点集中,于是实体物中的信息也就随之得到清晰的映象。

发放信息是靠人的各种器官(包括感觉器官)把信息发放到客观事物的过程。

结论:脑细胞功能的复杂性是由于细胞内所含的基因组的功能特性所决定,从基因组出发,从整体论出发来解译脑是一种捷径。当代影像学研究的只是脑基因组功能的外在显像,而对于神经元细胞的调控中心基因组没有深入研究。对于人脑这种复杂性系统,从还原论入手进行形的解剖研究不可能达到对脑整体的解译,而中医学思想无疑将可以发挥巨大的作用。

参考文献

[1] 刘家强.中医学现代化-由朴素唯物主义走向现代唯物主义[J].中医药学刊,2005,23(5):872-873.

神经元的功能范文5

第三节阳仪

燥热、刚强、明亮等,常称为阳。显示这种性质的思想、形态,称为阳仪。

在自然界里,阳光的热量将地表的水分蒸腾而起,在空中结成云,化为雨,滋养万物,这是阳气在人体内运行的形象写照。植物靠吸收水分生长,吸收阳光进行光合作用产生氧气。因此,阳光是生物赖以生存的基础,人类亦不能脱离这个范畴独立存在。故《素问》生气通天论曰:“阳气者,若天与日,失其所,则折寿而不彰,故天\当以日光明。”《内经知要》解释说:“天无此日,则昼夜不分,四时失序,晦冥幽暗,万物不彰矣。在于人者,亦惟此阳气为要,苟无阳气,孰分清浊?孰布三焦?孰为呼吸?孰为运行?血由何生?食由何化?与天之无日等矣。欲保天年,其可得乎?内经一百六十二篇,惟此节发明天人大义,最为切要,读者详之。”

如何才能体会阳气在人体内运行呢?可以从下面一个小实验体会阳气作用于人体时产生的一种感觉。将一根导线一端接在电压为36伏、电流为10毫安的直流电源的阳极上,导线的另一端接触人体,这时皮肤会产生一种发麻的感觉,特别是手背等敏感部位犹其强烈。但导线接在同一个电源的阴极却不会产生同样的感觉,这是因为阴极的电压与大地相同,为零值。

这种触电感还能在练习气功的过程中获得。在练静坐的时候,肌体会出现蚁爬、触电感、真气冲关、真气循经行走等现象,这是人体自身阳气于体内运行的真实体验。

人体内的阳气分为先天和后天两种。

先天的阳气,禀受于父母,故名元阳。它是人类繁衍后代的基本物质,推动胚胎发育生长。现代医学证明,男性的Y染色体秉承父系,代代相传。胎儿离开母体后,元阳藏于玉环穴,这个部位为仙家丹道的结丹之所,《金匮要略》脏腑经络先后病脉证第一曰:“腠者,是三焦通会元真之处”。脊柱与玉环穴相对的部位就是命门,元阳通过它表现为命门之火。若胎元不足,婴儿离开母体后必然发育迟缓、智能不全、头颈无力、言语不清、语声低微。

仙家常说:“先天之真元方能结丹。”故先天的阳气助长一身的阳气,推动人体生长发育,温煦脏腑经脉、四肢百骸、五官九窍。先天的阳气充足,则人体生长发育正常,生殖机能旺盛,脏腑功能谐和,免疫功能周全,生命力强劲,健康长寿,所以它是人体生命活动的原动力。

后天的阳气由饮食和呼吸产生。此时人已离开母体,故名后天。它包括宗气、营气、卫气、脏腑经络之气,是功能各异的能量组合。人体通过正常的饮食补充水、蛋白质、碳水化合物、脂肪、纤维、维生素、电解质和微量元素等,各脏腑器官组织按需获得能源生产不同的能量,这是一种生物电,不同的脏腑产生的生物电电压和电流各不相同,除了维系本脏腑的正常机能外,它们还通过经脉并联、串联组成的能量网合成人体正常生命活动所需的总能量,用祖国传统医学理论表述,它们就是宗气、营气、卫气、脏腑经络之气。

宗气由肺吸入的清气与脾运化的水谷精气结合而成,积于胸中。它有两个基本功能:一是走气道以助呼吸,二是贯心脉而行血液。故《灵枢》邪客说:“宗气积于胸中,出于喉咙,以贯心脉而行呼吸焉。”它由肺贯入心脉,同时经肺的宣发、肃降,上出咽喉、鼻窍,下蓄气海丹田,由气街注入足阳明胃经散布全身,因此,语音、呼吸的强弱和嗅觉是否灵敏都与它的盛衰有关。在推动血液运行的过程中,它的盛衰亦关乎肢体的寒温和活动能力、视听的感知能力和心博的强弱以及节律等。

营气是脉中之气,起濡养的功能。脾胃消化吸收的水谷精微化生为营气,由脾上输入肺,与肺吸入的自然界中的清气结合,下行贯注于心脉,在心阳的作用下赤化而成血液。脾胃是血液化生的源头,所以被称为后天之本。

营气行经五脏六腑、大脑、生殖器官,输送和调剂各脏腑器官组织所需的阴津物质,协调各脏腑之间的气机,将各脏腑的精气输送到本经经脉所属的官窍、肌肉和皮肤。

卫气是“水谷之悍气”,行于脉外以保卫机体不被外邪侵犯,故而得名。《灵枢》本脏说:“卫气者,所以温分肉,充皮肤,肥腠理,司开合者也。”它有三大功能:一、护卫肌表,抵御外邪入侵;二、温养脏腑、肌肉、皮毛等;三、调节腠理开合、汗液排泄。卫气行于脉外,循经络贯通全身内外,一昼夜行五十周,昼行二十五周,夜行二十五周,周而复始,运行不息。又因肺主皮毛、脾主肌肉,卫气与脾肺二脏密切相关,故脾肺功能的强弱决定卫气的强弱。

营卫二气俱由水谷精气化生,《灵枢》营卫生会说:“清者为营,浊者为卫。”营在脉中,卫在脉外;营气为阳中之阴,卫气为阳中之阳;营气主营养,卫气主卫外,两者相辅相成,维持机体正常活动。若营卫不和,将导致机体出现各种病态。

脏腑之气由两者合成,一为脏腑自生之气,二为元气分布于脏腑及经络之气。脏腑之气细分为心阳、心气,肝阳、肝气,脾阳、脾气,肾阳、肾气,胸阳、肺气,胆气,胃气和膀胱之气。脏腑之气通过各自所属经络与五官九窍相连,可以由体表官窍诊察脏腑之气的盛衰。《灵枢》脉度说:“肺气通于鼻,肺和则鼻能知香臭矣;心气通于舌,心和则舌能知五味矣;肝气通于目,肝和则目能辨五色矣;脾气通于口,脾和则口能知五谷矣;肾气通于耳,肾和则耳能闻五音矣。”

脏腑之气充盈调和,则脏腑功能正常,各脏腑之间协调配合,内毒无法兴起,外邪不能相侵,人体各项机能正常,活动能力强,精力旺盛,官窍聪明,神采飞扬。反之则神疲力倦,百病丛生。

经络之气特指奇经八脉的阳气,由元阳分布于其中,是人体元阳的一部分。奇经八脉中,督脉、阳维、阳跷为阳脉,命门居督脉之中,元阳通过它表现为命门之火,命门为元阴的居所,命门之火就是水中之火即真火,所以,督脉为阳脉之海。阳维脉、阳跷脉是督脉的辅助,把元阳的作用向外延伸。

后天的阳气虽由水谷精微与呼吸化生,但须受先天的阳气助长方能强盛。而先天的阳气亦须得到后天的阳气滋养才不致枯竭,故两者相辅相成、缺一不可。

总而言之,阳气主宰生命的活动。而在阳气的组合中又有根本的分别,通常人体的元阳、心阳、肾阳、督阳相互协调,统领一身之阳气。元阳为先天阳气的根本,督阳为后天阳气之根,肾阳为后天阳气之本,心阳为诸阳之首。一般来说,阳气的盛衰与阴津密切相关,人体的阴阳相互依存、相互为用,只有在两者协调平衡的状态下,阳气才能发挥正常机能,所以阴津是阳气的能源。

第四节三奇

修真之士通过入定,将人体生命活动中的阴阳两仪从互根、消长、转化这一系列运动中暂停,就连呼吸这种最基本的生命活动亦降至最低点,达到蛇眠龟息的境界,在“灭尽定”的状态下回到阴阳互根的原始无极状态,这种逆向的行为超越了《阴阳学说》的范畴,代之以“精、气、神”三奇为主导。这就是前人所说的“不事百草而事守一,不尚九候而尚三奇”。

父精母血合而为一,孕育生命。胚胎成形,始生一穴,藏太一之元阳真气,为一身脏腑之总俞,因其状如玉环,故名玉环穴。复生两穴,居其前后。一穴在其前,藏元神,谓神阙;另一穴居其后,藏元阴,谓命门。此即太一生两仪,合而为三奇,先天精、气、神也。

武家奉精、气、神为三宝,在武学修为中由始至终都想方设法使它们强盛不衰,“外练筋骨皮,内练精气神”是武家经常挂在嘴边的口头禅。

祖国传统医学体系将精列为阴、气分为阳,神则不知列在哪里。《素问》天元纪大论曰:“阴阳不测谓之神。”故武家医道将阴阳不能囊括之神,列为阴阳之外的第三类物质。

神亦有先天与后天之分。

先天之神,又称元神。元神同样禀受于父母。《灵枢》本神篇曰:“两精相搏谓之神。”人出生后,元神藏于神阙。元神统摄后天之神,主宰人生命活动的整个过程,当元神耗尽时生命就走到尽头。所以,元神充足,人的生命力就旺盛,不过度损耗元神是养生保健的根本。

人出生后,心识逐渐成长。《灵枢》天年篇曰:“血气已和,荣卫已通,五脏已成,神气舍心,魂魄毕具,乃成为人。”这种以心为舍的神就是后天之神,又称识神或欲神。它其实是一个完整的精神系统,由神、魂、魄、意、志、思、虑、智组成。这个系统的主从关系就如《灵枢》本神篇曰:“随神往来者谓之魂,并精而出入者谓之魄,所以任物者谓之心,心有所忆谓之意,意之所存谓之志,因志而存变谓之思,因思而远慕谓之虑,因虑而处物谓之智。”

古人说:“夫神者,有元神焉,有欲神焉。元神者,乃先天以来一点灵光也。欲神者,乃后天所染气禀之性也。”元神与识神的关系犹如一对父子,在母体时只有元神活动,出生后在元神的统摄下识神渐长,如父携子;识神成长后,蒙蔽元神,犹子侮父。如果识神不懂得为人子之道,任由元神衰亡,则识神亦不长久;若明白反哺之理,行“炼神还虚”之道,如孝子供养父母,则元神日壮,长寿可期。

这是一个逆向的过程,所以需要修炼。修炼的步骤即“炼精化气,炼气化神,炼神还虚”。“虚”的状态,类似处于母体时元神独一的状态,只有在这种状态下元神才能日益壮大,这是武家之医由术入道的途径。正如《武术汇宗》所说:“此神亦谓之本性,亦谓之真意,其必要清清朗朗,浑浑沦沦,无一毫觉知,则空洞之中,仿佛似见元神悬照于内,斯时殊觉五蕴皆空,四体皆假,而我有真我也。”

由“两精相搏谓之神”可知,神由精所化生,所以组成精神一词,故武家有“精足则神完,神完则气充”之说,《易筋经》更加肯定“精乃壮之本”,也就是说元精化生元神,后天之精化生后天之神,先天和后天是两个不同的循环系统,它们的交汇点就是“精”这种基础物质。

后天之精由饮食水谷在先天之精的推动下与吸入的清气共同作用所化生,先天之精亦需后天之精的供养才不会枯竭。这个过程是如何进行的呢?古人说:“元神见而元气生,元气生则元精产矣。”由此可见精、气、神三者之间的关系,故《素问》生气通天论曰:“阳气者,精则养神”,《素问》六节藏象论说:“气和而生,津液相成,神乃自生”。

人体的神不是一个抽象的概念,它的盛衰是可以通过神态表现出来的。在望、闻、问、切四诊中,辨神被列为望诊第一要诀,通过眼神可以审察五脏六腑之精气是否调和、充盈。《灵枢》大惑论说:“五脏六腑之精气,皆上注于目而为精。”这些精气与眼神结合,就是精神的表现。脸面的神态同样反映五脏六腑精气的盛衰,@是因为心之华在面。《素问》灵兰秘典论说:“心者,君主之宫,神明出焉。”《灵枢》邪客篇还说:“心者,五脏六腑之大主也,精神之所舍也。”

《中医学基础》认为:“心神主持人的精神、意识、思维活动,并统领协调五脏六腑的生理功能和气血津液的运行。心神的作用,实际上是大脑的机能,是大脑对机体的统帅作用和对外界事物的反映。”这里所说的心神当然是后天之神,即识神。现代医学史上不乏病人脑死亡后依然可以在浑浑噩噩的元神驱动下生存一段时间直至完全死亡的记载,亦有报道称个别长期练气功者在不吃不喝的无意识状态下可以生存一段时间。

神经元的功能范文6

1 脑复杂网络及其常见的连接类型 

当我们将脑神经网络当做常规意义上的拓扑网络来研究时,脑神经元即为网络中的节点,神经突触则相当于拓扑网络的边,而大脑做出的各种行为,均可以看作这个复杂的网络对各类信息的传递与处理的过程。这其中,神经元之间连接类型关注的重点,通过对常规拓扑网络的三种连接关系在脑复杂网络中的映射,了解脑网络的基础工作原理。 

1.1 功能性脑网络(functional brain networks) 

功能性脑网络是以分析神经元、神经集群、功能脑区等不同尺度上的脑功能单元之间的连接关系和统计趋势为主的无向网络,一般基于脑网络的各类功能信号,如电、磁、代谢信号等进行网络建模。在目前的脑网络研究领域,研究人员一般主要依据EEG/MEG/fMRI等方式进行建模并模拟研究脑功能性脑网络的特点。EEG和MEG的优点是时间分辨率较高,可以达到毫秒级,缺点是空间分辨率只能达到厘米级,达不到微观尺度上的分析要求。fMR主要反映生理代谢和血液方面的信息,它的空间分辨率达到了毫米级,但时间分辨率只有秒级。在未来,结合了EEG、MEG和fMRI的综合优点,进行多模态脑网络研究将能够更加全面地展现脑网络的特征。 

1.2 结构性脑网络(anatomical brain networks) 

结构性脑网络主要反映大脑的生理结构,以神经元之间的化学连接和电连接为主。在不同量级的空间尺度上,可以定义不同的结构性脑网络,如单个神经元之间复杂的联系通路即可视为一个“微网络”,而局部的神经通路单元则相当于一个局部的结构性网络,各个局部网络则又是组成脑网络基础节点,最终形成了一个层级结构十分复杂的结构性网络。大脑包括约100亿个神经元和数千倍的突触。用生理解剖的方法来分析神经元结构性连接网络,是目前研究脑网络最重要的方法之一。 

1.3 因效性脑网络(effective brain networks) 

因效性脑网络聚焦于脑网络中各节点之间的相互作用以及节点间信息流向。不同于无向连接的功能性脑网络。因效性脑网络重点研究网络中各种连接的方向性,着重分析各网络节点之间的因果关系以及统计趋势,并根据信息在节点之间的传播方向来分析脑网络的工作过程。因效性脑网络和功能性脑网络的差别在于如何量化测度网络节点之间的关系。一般采用因果关系分析来对网络连接强度进行量化。 

2 时间序列脑网络构建与研究 

构建脑网络可分3步,即定义节点、定义和测定结点之间的连接强度,选取合适的阈值并在连接强度大于闽值的节点之间建立连接边。一般通过稀疏性确定节点之间存在边的比率。例如:稀疏性值为0.2,即代表当前脑功能网络中存在边数占完全网络的边数的百分之二十。权值概率分布差异较大,难以避免网络存在散点或冗余的边,使得网络不满足连通性,并通过脑复杂网络的拓扑结构、递归图、度分布、模体分布等特征来揭示脑网络内在机制。 

由测量时间序列构建复杂网络方法描述为,给定一个时间序列: 

X(sΔt)(s=1,2,…,N) 

其中Δt是单位采样时间,N为采样数据长度。假设此方法得到时间序列的延迟时间和最小嵌入维数均满足网络工作,利用延迟坐标嵌入方法得到一个多维向量: 

Y={y1(k),y2(k),…,ym(k)}={z1(n),z2(n),…,zM(n)}={x(kΔt),x(kΔt+τ),…,x(kΔt+(m-1)τ)} 

其中:n=1,2,…,m,m为嵌入维数;k=1,2,…,M,M=N-(m-1)τ/Δt为数据长度;τ为最佳时延。 

为构建网络,分别计算两个向量点间的欧式距离得到一个M×M维的加权邻接矩阵D,给定两个向量点zi(n)和zj(n),向量点间的欧式距离定义为: 

dij=||zi(n)-zj(n)|| 

其中:dij代表为矩阵中的i行j列元素。 rc为一个合适的阀值,即当dij>rc时,表示网络为无连接,反之则表示节点i与j间有连边存在,邻接矩阵A的元素aij为1。具体描述为: 

aij = 

由此我们就获得了一个初始的时间序列网络模型,通过对各类脑网络信号的获取和输入,即可以得到不同的脑网络拓扑的特性,受篇幅和环境条件所限,本文未进行更深入的实际分析,仅供参考。