海马神经元的原子力显微成像

原子力显微镜(AFM)对完整的细胞成像并同时进行微细结构观察尚有一定困难。本实验改进了标本制备的过程．用原子力显微镜对戊二醛固定的海马神经元进行扫描，建立了方便、实用的完整海马神经元自完整胞体至超微结构的原子力显微镜成像技术，并用改进的方法获得了完整海马神经元及其超微结构的清晰的三维成像，并发现了一些其它显微技术所不能发现的微细结构。这些结构包括：①海马神经元胞体的亚细胞部分及这些亚细胞部分所具有的不同功能；②神经突触的完整形态；③损伤细胞膜表面出现的孔洞；④通过神经突触所形成的神经网络结构。     

神经元电突触前向传输电导的时变特性

电突触前膜在高于阈值的刺激下,产生一个大小不变的动作电位,突触后细胞可直接被突触前轴突中伴随动作电位产生的电紧张所激活,突触膜相当于整流器,电流只能从突触前神经元流向突触后神经元。电流流过神经元之间结合部时,连结电导将随时间变化。     

帕金森病动物模型神经突触的定量研究

为模拟帕金森病临床早期的病理变化，本文采用1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶（MPTP）小剂量慢性给药的方式建立了帕金森病亚临床期的小鼠模型。观察了该模型脑组织超微形态学、生物化学及行为学方面的变化，并对神经突触作了定量研究。     

微纳传感技术在组织电生理研究中的进展

微纳传感技术在研究组织和细胞的电生理活动、揭示细胞网络属性、研究神经传导及药物安全性测试等方面展现了它独特优势。针对组织电生理检测的多种微纳传感技术及其特点进行了描述与评价,着重对多点实时监测的微阵列传感技术的研究和应用进展进行了详细介绍和讨论。最后结合本实验室的研究工作,介绍了微电极阵列技术在嗅觉组织研究中的进展。在探索细胞的离子通道、突触特性及细胞内信号转导时,玻璃微电极记录特别是膜片钳技术是目前比较理想的手段;在研究信号传导、突触传递时,多电极阵列具有明显的优势。微电极传感阵列技术是未来神经科学研究的主要方法之一,它将在提高信噪比及生物相容性、减少对组织的损伤、扩大应用等方面有新的发展。     

全脑显微光学成像

全脑介观神经联接研究是解析脑认知功能的神经输入输出环路结构基础、普查基因表达与细胞类型，以及绘制全景立体脑图谱的科学前沿。光学成像方法在横向方向能够达到亚微米的分辨率，并可通过多种手段实现“光学切片”的效果，具备在介观水平观测神经环路的天然优势。基于组织透明或机械切削的自动化全脑显微光学成像方法，突破了光学成像在生物组织中成像深度的限制，具有在大范围内提供介观水平精细观察的技术优势。结合各类生物样本荧光标记技术，全脑显微光学成像方法在神经环路的结构和功能的研究方面有着巨大潜力，已成为剖析全脑神经及血管网络的最佳方式。为了更全面地了解和认识这种有力的工具，总结了近年来发展的各类全脑显微光学成像方法，并展望了未来的技术发展。     

硫系非晶态半导体人工神经突触的可塑性

模拟大脑中的神经突触是实现下一代计算机——类脑神经形态计算的关键一步。为了利用光子模拟神经突触的可塑性进而发展全光人工神经突触器件,文章开展了基于可控光诱导抑制效应的硫系非晶态半导体人工神经突触的实验研究。分析了材料化学组分和抽运光功率对该人工神经突触的调控作用,描述了该人工神经突触的可塑性。结果表明掺入不同杂质的硫系非晶态半导体平面波导具有不同的可控光诱导抑制过程,且抑制深度受控于抽运光功率的变化。基于这些特性,该人工神经突触展现出了配对脉冲易化功能、短程抑制功能、长程抑制功能,具有良好的可塑性。     

大脑计算机模型之路

意义：神经连接组学（connectomics）是神经生物学中的新兴领域。科学家们希望通过绘制神经连结（即突触）图谱，理解大脑中如何产生意识、感觉和思想，以及当这些功能发生障碍时如何造成疾病，如阿兹海默氏病、精神分裂症和中风等。     

神经肌肉接头的连续切片电镜观察与三维重建

神经肌肉接头是突触研究中的重要模型系统。在新生小鼠的神经肌肉接头,肌纤维被多个紧密并置的神经末梢共同支配。受分辨率的限制,在光镜下无法区分单个的神经末梢进行研究。利用透射电子显微镜的高分辨率对神经肌肉接头的超微结构进行连续切片观察和电镜图像的三维重建,准确、客观、形象地展示了轴突末梢的立体形态、空间位置和毗邻关系,为神经肌肉接头的发育研究提供了重要信息。     

单细胞结构和电学特征检测方法

单细胞固有生物物理学特征,主要包括结构特征如细胞直径和细胞核直径,以及电学特征如细胞膜比电容和细胞质电导率,已经被应用于细胞亚类型分类和细胞状态评估,在生物医学研究和临床诊断方面具有广阔的应用前景。该文综述了不同类型的单细胞结构和电学特征检测方法,介绍了固定式、流动式以及基于微流控的方法。归纳总结了这些方法的工作原理、发展和主要优缺点,探讨了单细胞结构和电学特征检测所面临的挑战以及未来的研究机遇。     

肾小体的亚显微结构——割断扫描与冷冻置换超薄切片电镜观察

冷冻割断扫描电镜(SEM)观察,可同时显示细胞表面及其内部亚显微结构的立体形貌;冷冻置换超薄切片法,是将未经固定的生物样品快速冷冻、锇酸丙酮液低温(-80℃)置换系列处理,再行常规包埋、切片、染色,用透射电镜(TEM)观察。该项技术,具有保存结构好,图象分辨力高等优点,是近年来国内开展的一项新的制样技术。本文采用上述两种方法,对家兔、大鼠及小鼠等动物的肾小体亚显微结构分别进行了透射电镜和扫描电镜对照观察,为深入探讨肾小体亚显微结构与功能的联系,提供了一定的形态学依据。     

突触晶体管及其神经形态系统应用

生物大脑的并行计算性能以及突触对生物计算的重要性启发了人们使用具有突触功能的电子器件来构建神经形态计算系统和实现超低功耗类脑计算。基于可移动离子界面调控的双电层薄膜晶体管(EDL TFTs),在神经形态电子学领域具有巨大的应用前景。该文回顾EDL TFTs在人造突触和神经形态计算方面的最近进展并总结该领域的挑战及机遇。     

触觉神经网络阵列

提出了用人工神经网络压力传感器阵列实现机器人手触觉功能的方法。对所设计的神经单元电路运用计算机模拟分析，结果表明，神经单元的特性符合稳定性的要求。以１１×１１ 四突触神经网络阵列与六突触神经网络阵列为例，分析其稳定性、联想性、鲁棒性，对其触觉信号的输入进行灰度图像处理。从中可以直观地看出，触觉神经网络阵列比非神经网络阵列具有更明显的柔性和灵活性，更近似于人手的触觉。     

大鼠海马CA3区锌的分布及缺锌后亚细胞水平锌的变化

通过液体缺锌饲料灌胃的方式建立单纯缺锌模型，采用Ｔｉｍｍ’ｓ组化法，电镜下观察海马神经元亚细胞水平锌的分布和反应颗粒数目的变化。结果见：（１）锌浓集分布于正常大鼠海马苔藓纤维终末的囊泡内，其中以ＣＡ３区放射层最多，其次是分子层和锥体层，在突触间隙内也具锌存在。（２）缺锌时，海马神经元亚细胞水平锌的分布模式与对照组无区别，但锌反应颗粒数目明显减少，本实验从一定程度证明；（１）．海马神经元的锌与神经元     

无细胞真皮基质的制备及扫描电镜观察

目的：制备无细胞真皮基质(ADM)及通过扫描电镜(SEM)观察研究所制备的ADM经大剂量辐照后其形态结构是否有改变。方法：用高渗盐溶液除去皮肤的表皮,经十二烷基硫酸钠(SDS)和胰蛋白酶处理去除真皮中的细胞成分,得到ADM。结果：通过SEM观察表明,ADM中细胞成分基本被去除,经20kGy辐照后,胶原纤维排列正常,结构完整。结论：本研究方法能基本去除皮肤中的细胞成分且辐照后不损伤胶原纤维的三维结构,可为临床修复烧伤创面提供良好的移植材料。     

聚乙烯化学染色及其结晶形态TEM研究

自Konig发表了结晶聚乙烯染色方法以来,以TEM为手段研究结晶聚乙烯的微观结构形态的工作有了突飞进展,为建立块状聚乙烯片晶堆积(聚集态)模型提供了有力的直观依据。在konig工作的启发下,近年来又相继成功地找到了适于聚酯类高巨物,共巨、共混及接技高巨物的染色方法,进而扩大了以TEM为手段,深入研究高巨物形态结构的路子。     

中小型交通船耐撞性能研究

以2 200 t级交通船为研究对象, 建立撞击船、被撞船以及水域有限元模型, 采用附加质量法研究不同撞击 位置、不同撞击角度和不同撞击速度对该船耐撞性能的影响, 获得了不同方案下的运动状态以及损伤变形 、碰撞速度和碰撞力等动态结构响应。所获结果可为交通船在不可避免地发生碰撞时提供操船建议, 对于 提高交通船的结构强度具有重要的参考意义。     

IBM研制出新一代芯片可模拟大脑认知能力

IBM研究人员近日研制出新一代计算机芯片，可以模拟大脑认知和活动等能力。 IBM第一代神经突触（neurosynaptic）计算机芯片完全不同于计算机设计与制造的传统理念，它们通过先进算法和硅电路，再现了发生于大脑等生物系统中神经细胞和突触之间的现象。研究人员已经制造出两个这样的芯片模型，目前正在进行测试。     

人工神经网络的发展及现状

人脑由复杂的神经网络构成,拥有极强的信息处理、学习和记忆能力,并且具有功耗低、神经元密度高等特点。利用现有的电路元件搭建出类似大脑功能的人工神经网络成为当今人工智能研究的热点。在人工神经网络的研究中,信息的编码、神经元模型的建立以及突触的选择是最关键的3个要素。分别介绍了4种不同种类的编码方式和4种不同类型的神经元模型。对忆阻器用作神经突触的特点进行了简要阐述,并对其数学模型和对应的工作方式作了详细概括。     

阴极溅射法沉积的Cd_xHg_(1-x)Te外延层的结晶学性质

应用溅射技术,在具有[111]取向的CdTe衬底上生长出了Cd组分(x值)在0.14—0.4范围内、大面积(大到15平方厘米)的Cd_xHg_(1-x)Te外延层(厚度<15微米)。在加热到200℃的衬底上,该外延层以每小时0.6微米的沉积速率生长。采用不同的分析技术,如反射高能电子衍射法(RHEED)、反射x射线形貌法和透射电子显微术(TEM),研究了外延层的晶体学特性。RHEED图形反映出外延层具有高品质晶体的性质。x射线形貌法的研究结果表明,外延层的亚结构与衬底的亚结构十分类似。上述结果与TEM的观察结果是一致的。     

阿尔茨海默病的病理改变的机制与治疗方法的探讨

阿尔茨海默病是目前广泛存在并流行的一种疾病,因此迫切需要更好的诊断工具和有效的临床治疗方法,阿尔茨海默病的病理改变主要包括老年斑的形成,神经原纤维缠结和突触缺失和神经退行性改变,根据对这项疾病机制的研究,目前有以下几种治疗方法,乙酰胆碱酯酶抑制剂,非胆碱酯酶抑制剂疗法和中医中药疗法。本文主要讨论了阿尔茨海默病的病理标志突触减少及已有的治疗药物,以期能为进一步探测该病的机制和新的治疗方法提供作用。