神经生物学研究方法ppt课件

神经生物学常用的研究方法神经生物学常用的研究方法一、结构的研究：形态学方法一、结构的研究：形态学方法二、生理学方法：生理功能的研究二、生理学方法：生理功能的研究三、对脑功能定位的研究三、对脑功能定位的研究四、行为学研究方法四、行为学研究方法神经生物学研究方法神经生物学常用的研究方法一、结构的研究：形态学方法二、生理学11 1）HEHE、尼氏染色、免疫组化（荧光）、尼氏染色、免疫组化（荧光）、尼氏染色、免疫组化（荧光）、尼氏染色、免疫组化（荧光）、原位杂交等、原位杂交等、原位杂交等、原位杂交等2 2）神经束路追踪法：）神经束路追踪法：）神经束路追踪法：）神经束路追踪法：轴浆运输追踪法、变性束路追踪法轴浆运输追踪法、变性束路追踪法轴浆运输追踪法、变性束路追踪法轴浆运输追踪法、变性束路追踪法3 3）神经组织培养观察）神经组织培养观察）神经组织培养观察）神经组织培养观察4 4）影像学检测）影像学检测）影像学检测）影像学检测一、结构的研究：形态学方法一、结构的研究：形态学方法神经生物学研究方法1）HE、尼氏染色、免疫组化（荧光）、原位杂交等一、结构的2神经生物学研究方法神经生物学研究方法3神经生物学研究方法神经生物学研究方法4WTMUP7P10P13P15-P21P7P10-P14Camk2-cre;foxg1L1神经生物学研究方法WTMUP7P10P13P15-P21P7P105controlMUCamk2-cre;foxg1;Rosa-gfp GFP神经生物学研究方法controlMUCamk2-cre;foxg1;Rosa-640000XPSD/Activezone宽度、囊泡数量、囊泡数量与activezone相对值神经生物学研究方法40000XPSD/Activezone神经生物学研究方法7150000X神经生物学研究方法150000X神经生物学研究方法8AdultTM7rest14GolgistainingFoxg1f/fCamk2-creer;Foxg1f/f神经生物学研究方法AdultTM7rest14Golgist9WTMUDendritesbranchcomplexityofpyramidalcellsinSensorycortex神经生物学研究方法WTMUDendritesbranchcomplexit10神经生物学研究方法神经生物学研究方法11神经生物学研究方法神经生物学研究方法12示踪示踪神经生物学研究方法示踪神经生物学研究方法13WTMUCamk2-cre;foxg1ADTM5-15DIL神经生物学研究方法WTMUCamk2-cre;foxg1ADTM5-1514示踪示踪神经生物学研究方法示踪神经生物学研究方法15报告基因示踪报告基因示踪神经生物学研究方法报告基因示踪神经生物学研究方法16P2P6P17P4组织培养组织培养神经生物学研究方法P2P6P17P4组织培养神经生物学研究方法17组织培养组织培养神经生物学研究方法组织培养神经生物学研究方法18kowt影像学检测影像学检测神经生物学研究方法kowt影像学检测神经生物学研究方法19二、生理学方法：生理功能的研究二、生理学方法：生理功能的研究神经生物学研究方法二、生理学方法：生理功能的研究神经生物学研究方法20LTP：当突触前的传入纤维受到高频刺激时，兴奋性神经递质谷氨酸从突触前膜到突触间隙，和突触后膜上的NMDA受体结合，激活NMDA受体，使阻碍钙离子内流的镁离子被移除，大量钙离子内流，激活细胞内的一系列分子过程，最终形成LTP。（1）钙离子（2）NMDA（3）aCaMKII（4）PKA（5）AMPA（6）PSD-95神经生物学研究方法LTP：神经生物学研究方法21三、对脑功能定位的研究三、对脑功能定位的研究 脑立体定位技术、手术与电刺激脑立体定位技术、手术与电刺激脑立体定位技术、手术与电刺激脑立体定位技术、手术与电刺激 脑电图与影像学观察脑电图与影像学观察脑电图与影像学观察脑电图与影像学观察神经生物学研究方法三、对脑功能定位的研究脑立体定位技术、手术与电刺激神经生22神经生物学研究方法神经生物学研究方法23瑞瑞瑞瑞士士士士学学学学者者者者赫赫赫赫斯斯斯斯(W.(W.R.R.HessHess，1881-1973)1881-1973)运运运运用用用用脑脑脑脑立立立立体体体体定定定定位位位位技技技技术术术术对对对对下下下下丘丘丘丘脑脑脑脑功功功功能能能能作作作作了了了了详详详详细细细细、深深深深入入入入的的的的研研研研究究究究，从从从从而而而而开开开开启启启启了了了了进进进进行行行行脑脑脑脑深深深深部部部部研研研研究的大门。究的大门。究的大门。究的大门。19351935年年年年，葡葡葡葡萄萄萄萄牙牙牙牙精精精精神神神神病病病病学学学学家家家家莫莫莫莫尼尼尼尼兹兹兹兹（A.C.A.C.Moniz,Moniz,1874-1874-19551955）设设设设计计计计了了了了双双双双侧侧侧侧前前前前额额额额叶叶叶叶脑脑脑脑白白白白质质质质切切切切断断断断术术术术，结结结结果果果果手手手手术术术术成成成成功功功功并并并并取取取取得得得得令人满意效果，从而开创了真正的精神外科。令人满意效果，从而开创了真正的精神外科。令人满意效果，从而开创了真正的精神外科。令人满意效果，从而开创了真正的精神外科。以以以以上上上上两两两两项项项项方方方方法法法法学学学学进进进进步步步步，为为为为进进进进一一一一步步步步研研研研究究究究脑脑脑脑功功功功能能能能和和和和手手手手术术术术治治治治疗疗疗疗某某某某些些些些脑脑脑脑部部部部疾疾疾疾病病病病创创创创造造造造了了了了必必必必要要要要条条条条件件件件。赫赫赫赫斯斯斯斯和和和和莫莫莫莫尼尼尼尼兹兹兹兹共共共共同同同同获获获获得得得得了了了了19491949年年年年诺诺诺诺贝贝贝贝尔尔尔尔奖。奖。奖。奖。脑立体定向术己成为现代精神外科中最主要的手术方法。脑立体定向术己成为现代精神外科中最主要的手术方法。脑立体定向术己成为现代精神外科中最主要的手术方法。脑立体定向术己成为现代精神外科中最主要的手术方法。.Moniz,1874-1955.Moniz,1874-1955W.R.HessW.R.Hess，1881-19731881-1973神经生物学研究方法瑞士学者赫斯(W.R.Hess，1881-1973)运用24 四、行为学研究方法四、行为学研究方法神经生物学研究方法四、行为学研究方法神经生物学研究方法25I am depressed.Me too.神经生物学研究方法Iamdepressed.神经生物学研究方法26人类人类脑功能障碍脑功能障碍神经精神疾病神经精神疾病 治疗干预治疗干预诱发诱发减缓减缓理想的动物模型理想的动物模型动物动物脑功能障碍脑功能障碍行为行为/认知障碍认知障碍 治疗干预治疗干预诱发诱发减缓减缓动物模型的神经生物学原理及病理学机制应和人类疾病的病理学机制一样或类似动物表现出和神经精神疾病病人相同的行为模式动物模型应能对已知的抗精神病药物处理作出相应的反应或治疗前景机理有效性机理有效性表观有效性表观有效性预测有效性预测有效性神经生物学研究方法人类神经精神疾病治疗干预诱发减缓理想的动物模型动物行为/27Behavioral testsT-maze/radioarmmaze:spatialworkingmemoryWatermaze:learning/spatialreferencememory/workingmemoryObjectRecognition:novelobjectlearning/placelearningSensorygating:prepulseinhibition,latentinhibitionclassicalfearconditioningInformation processingOpen field:spontaneous activityElevated plus maze:anxietyDepression:tail suspension test,forced swim testSucrose preference test,social interaction,Learning/memory/cognitionBasic神经生物学研究方法BehavioraltestsT-maze/radioa28Open Field神经生物学研究方法OpenField神经生物学研究方法29神经生物学研究方法神经生物学研究方法30神经生物学研究方法神经生物学研究方法31Elevated Plus MazeFree exploration for 5 minMain measurement:Distance moved in the maze,%Time spent in Open Arms:time(open)/(total time)Risk assessment,etc.(anxiety)(EthoVision system)神经生物学研究方法ElevatedPlusMazeFreeexplora32神经生物学研究方法神经生物学研究方法33Social interaction test神经生物学研究方法Socialinteractiontest神经生物学研究34Tail suspension test(TST)应激模型应激模型小鼠悬尾法小鼠悬尾法（tail suspension testtail suspension test），一种行为绝望法。将小鼠），一种行为绝望法。将小鼠 倒悬倒悬在实验小室内，观察在实验小室内，观察5 5分钟内不动时间。分钟内不动时间。抗抑郁药可减少不动时间抗抑郁药可减少不动时间神经生物学研究方法Tailsuspensiontest(TST)应激模型35Forced swim test(FST)强迫游泳实验强迫游泳实验(forced swimming test)动物在恶劣环境下不能逃逸时，动物在恶劣环境下不能逃逸时，便出现便出现行为绝望行为绝望(behavioural despair)，处于一种不动状态，处于一种不动状态（immobility）是一种有效地评价抗抑郁药的大鼠抑郁模型。）是一种有效地评价抗抑郁药的大鼠抑郁模型。神经生物学研究方法Forcedswimtest(FST)强迫游泳实验(f36T-maze(Spatial Working Memory)Sample runChoice run+-?+Main measurement:(6 trials/day)%Correctresponse(Runninglatency)(Elapsed between the opening of the stem-door and the closing of the arm-door)神经生物学研究方法T-maze(SpatialWorkingMemory37Object RecognitionThe animal is familiarized with two identical sample objects.Following a retention interval the animal is re-exposed to a third copy of the now familiarized sample object and a novel object in the test phase.The explorative preference towards the novel over the familiar object serves as index measure to assess recognition memory for the identity of objects.(EthoVision system)神经生物学研究方法ObjectRecognitionTheanimali38Water MazeB.For working memoryA.For reference memory神经生物学研究方法WaterMazeB.Forworkingmemor39Prepulseinhibition,latentinhibition前脉冲抑制是指机体在先受到一个前脉冲刺激后，对随后受到的强听前脉冲抑制是指机体在先受到一个前脉冲刺激后，对随后受到的强听觉刺激的惊吓反应产生弱化或降低的现象。觉刺激的惊吓反应产生弱化或降低的现象。潜伏抑制是指机体在受到重复的条件刺激（潜伏抑制是指机体在受到重复的条件刺激（CSCS）却又没有配以强化刺）却又没有配以强化刺激（非条件刺激激（非条件刺激USUS）后（即预暴露），机体随后对该条件刺激产生的）后（即预暴露），机体随后对该条件刺激产生的条件反应将受到弱化或减小。这可以用来评判机体忽略无关刺激的一条件反应将受到弱化或减小。这可以用来评判机体忽略无关刺激的一种能力。种能力。这两种模型都反映了大脑在信息处理过程中，对注意力信息处理的门这两种模型都反映了大脑在信息处理过程中，对注意力信息处理的门控机制。在精神分裂症病人身上可见到这些机制受到损害。控机制。在精神分裂症病人身上可见到这些机制受到损害。神经生物学研究方法Prepulseinhibition,latentin40ASR:PPI:听觉惊吓反射的前脉冲抑制听觉惊吓反射的前脉冲抑制：听觉惊吓反射(ASR)：当动物受到一个强烈的听觉刺激时就会引起一种惊吓反应，即听觉惊吓反射前脉冲抑制（PPI）：当动物受到一个强烈的听觉惊吓刺激（刺激脉冲）之前，动物已先受到一个较微弱的刺激（前脉冲），那么此时动物对该惊吓刺激（刺激脉冲）的惊吓反射就会大大减弱。惊吓反射是哺乳动物的一种最强的全身性反射活动，它可以由突发性的强感觉刺激所引起，并具有潜伏期短、刺激的累加作用强、和反应的动态范围宽等特点神经生物学研究方法ASR:PPI:听觉惊吓反射的前脉冲抑制：听觉惊吓反射(41听觉惊吓反射的前脉冲抑制听觉惊吓反射的前脉冲抑制：(SOA=Stimulus onset asynchrony 刺激时间间隔)Prepulse(S1)Pulse(S2)SOA=100msPulsetimereactivitytimereactivity=P=PPIp=failure to gate stimuli leads to sensory overload,that may be linked to attentional deficit and“cognitive fragmentation”sensory gating in normal subjectsBraff&Geyer(1990)那那么么这个个前前脉脉冲冲又又是是如如何何“门控控”这个个刺刺激激脉脉冲冲的的呢呢？当当动物物受受到到这个个前前脉脉冲冲刺刺激激时，动物物大大脑就就开开始始工工作作并并处理理这一一前前脉脉冲冲信信息息，与与此此同同时也也会会阻阻止止其其他他的的刺刺激激信信号号进来来，就就像像“门控控”一一样。这是是为了了避避免免感感觉信信息息泛泛滥，不不让太太多多的的感感觉信信息息传入入。这反反映映了了机机体体的的一一种种中中枢枢抑抑制制过程程，以以便便保保证正正在在进行行的的信信息息处理理过程程不不受受另另外外刺刺激激的的干干扰。前前脉脉冲冲抑抑制制缺缺损可可以以理理解解为机机体体对前前脉脉冲冲的的信信息息处理理能能力力减减弱弱。精精神神分分裂裂症症表表现出出较小小的的前前脉脉冲冲抑抑制制（PPI），），说明其明其“门控控”机制受机制受损：因此太多的信息：因此太多的信息进入大入大脑以致泛以致泛滥。神经生物学研究方法听觉惊吓反射的前脉冲抑制：(SOA=Stimulusons42获得性无助法获得性无助法(learned helplessness)(learned helplessness)大大鼠鼠遭遭受受无无法法逃逃避避的的电电击击以以后后，将将其其放放在在可可以以逃逃避避电电击击的的环环境境下下，呈呈现现逃避逃避(escape)(escape)行为障碍行为障碍.不可予测性长期应激实验不可予测性长期应激实验（chronic unpredictablc stresschronic unpredictablc stress）大鼠在遭受长期应激后出现一系列情绪性行为改变，如自发活动减少、学习大鼠在遭受长期应激后出现一系列情绪性行为改变，如自发活动减少、学习能力下降、食欲减退、快感缺失（能力下降、食欲减退、快感缺失（anhedoniaanhedonia）.电击、振荡、光刺激、声、寒冷、禁食、禁水、倾斜电击、振荡、光刺激、声、寒冷、禁食、禁水、倾斜4545的饲养笼、湿笼等。的饲养笼、湿笼等。电刺激诱发的不动状态动物模型，可作为一种比较理想的抗抑郁药物研究和筛选。神经生物学研究方法获得性无助法(learnedhelplessness)43孤养或分养模型灵长目动物母仔分离模型，可作为抗抑郁药的初筛其他动物模型地鼠的压抑模型，用来揭示抑郁患者脑内的神经生化机能变化社会竞争失败树鼩神经环路活性降低小鼠模型神经生物学研究方法神经生物学研究方法445-HT1A5-HT1A受体敲除受体敲除抗抑郁表型抗抑郁表型糖皮质激素受体基因损糖皮质激素受体基因损伤伤抗抑郁表型，焦虑相关的抗抑郁表型，焦虑相关的行为减少行为减少(有待进一步确定有待进一步确定)5-HT1B5-HT1B受体敲除受体敲除拮抗抗抑郁表型，拮抗抗抑郁表型，对对SSRISSRI类抗抑郁药类抗抑郁药敏感性增加敏感性增加谷氨酸脱羧酶基因敲除谷氨酸脱羧酶基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型DA-DA-羟化酶基因敲除羟化酶基因敲除拮抗抗抑郁表型拮抗抗抑郁表型神经细胞黏附分子基因神经细胞黏附分子基因敲除敲除抗抑郁表型抗抑郁表型2A-2A-肾上腺素能受体肾上腺素能受体基因敲除基因敲除抑郁表型，并拮抗抑郁表型，并拮抗抗抑郁表型抗抑郁表型TNFTNF基因敲除基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型2C-2C-肾上腺素能受体肾上腺素能受体基因敲除基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型血管紧张素基因敲除血管紧张素基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型2C-2C-肾上腺素能受体肾上腺素能受体基因过表达基因过表达抑郁表型抑郁表型腺苷受体基因敲除腺苷受体基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型NENE转运子基因敲除转运子基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型速激肽速激肽NK1NK1受体基因敲受体基因敲除除抗抑郁表型抗抑郁表型单胺氧化酶单胺氧化酶A A基因敲除基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型IL-6IL-6基因敲除基因敲除拮抗抗抑郁表型拮抗抗抑郁表型单胺氧化酶单胺氧化酶B B基因敲除基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型多巴胺多巴胺D5D5受体基因敲除受体基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型阿片受体基因敲除阿片受体基因敲除抗抑郁表型抗抑郁表型DARPPDARPP基因敲除基因敲除对盐酸氟西汀敏感性降低对盐酸氟西汀敏感性降低阿片受体基因敲除阿片受体基因敲除抑郁表型抑郁表型CREBCREB突变突变抗抑郁表型抗抑郁表型G-G-G-G-蛋白敲除蛋白敲除拮抗抗抑郁表型拮抗抗抑郁表型BDNFBDNF条件性基因敲除条件性基因敲除抗抑郁表型，对电击敏感抗抑郁表型，对电击敏感性降低性降低5-HT1A5-HT1A受体敲除受体敲除抗抑郁表型抗抑郁表型TrkBTrkB基因敲除基因敲除抗抑郁表型，对抗抑郁药抗抑郁表型，对抗抑郁药敏感性降低敏感性降低基因工程小鼠基因工程小鼠神经生物学研究方法5-HT1A受体敲除抗抑郁表型糖皮质激素受体基因损伤抗抑郁表45神经生物学研究方法神经生物学研究方法46此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！神经生物学研究方法此课件下载可自行编辑修改，供参考！神经生物学研究方法47