神经血管系统构成中枢神经系统 (CNS) 组织与循环血液之间的界面。它在调节离子、小分子和细胞调节剂进出脑组织以及维持脑健康方面发挥着关键作用。神经血管单元 (NVU) 是构成脑细胞和血管系统之间结构和功能联系的细胞,它维持血脑界面 (BBI)、控制脑血流并监测损伤。神经血管系统是动态的;它受到生化和细胞相互作用的严格调节,以平衡和支持脑功能。内在昼夜节律时钟的发展使 NVU 能够预测昼夜循环中发生的脑活动和身体生理节律变化。昼夜节律神经血管功能的发育涉及多种细胞类型。我们讨论了 NVU 组成部分中昼夜节律时钟的功能方面及其在调节神经血管生理方面的影响,包括 BBI 通透性、脑血流和炎症。扰乱昼夜节律会损害与 NVU 相关的许多生理过程,其中许多过程与功能障碍和疾病风险增加有关。因此,了解 NVU 的细胞生物学和生理学对于减少神经血管功能受损(包括脑出血和神经退化)的后果至关重要。
摘要 音乐家在音乐活动中分享的情感体验可以与脑波同步相结合。对于患有脑性瘫痪的不会说话的人来说,言语交流可能在表达相互同情方面受到限制。因此,本案例研究通过在四次音乐和四次讲故事环节中同时测量脑性瘫痪患者(女性,18 岁)、其父母和音乐治疗师的脑间同步情况来探索他们之间的脑间同步情况。只有在青少年-父母二元组中,我们观察到音乐条件下的脑间同步水平明显高于讲故事条件下的脑间同步水平。然而,在青少年-父母和青少年-治疗师二元组中,无论条件类型如何,低频带的额叶和颞叶都出现了显著的脑间同步,这与社会情感反应有关。尽管脑间同步可能是由多种因素引起的(例如,外部刺激、共同的共情体验和内部生理节律),但音乐活动设置值得进一步研究,作为促进脑性瘫痪青少年与护理人员/医疗保健提供者之间神经生理同步的潜在因素。
神经工程领域的最新进展使得神经假体得以开发,这有助于神经系统疾病患者的功能恢复。在这项研究中,我们提出了一个实时神经形态系统来人工重现海马体 CA1 区域不同神经元群的 θ 波和放电模式。海马 θ 振荡(4-12 Hz)是一种重要的电生理节律,有助于导航、记忆和新颖性检测等各种认知功能。提出的 CA1 神经模拟电路包括现场可编程门阵列 (FPGA) 上的 100 个线性化的 Pinsky-Rinzel 神经元和 668 个兴奋性和抑制性突触。实施的 CA1 脉冲神经网络包括产生 θ 节律的主要神经元群:兴奋性锥体细胞、PV+ 篮状细胞和抑制性中间神经元 Oriens Lacunosum-Moleculare (OLM) 细胞。此外,还使用突发漏积分和放电 (LIF) 神经元模型在 FPGA 上实现了通过穿通通路从内嗅皮层到 CA1 区域、通过 Schaffer 侧支到 CA3 区域以及通过穹窿海马伞到内侧隔膜到 CA1 区域的主要输入。硬件实现的结果表明,所提出的 CA1 神经模拟电路成功重建了 theta 振荡,并在功能上说明了不同神经元群体放电反应之间的相位关系。还评估了内侧隔膜消除对 CA1 神经元群体放电模式和 theta 波特征的影响。该神经形态系统可被视为一个潜在平台,为未来神经假体应用开辟了机会。© 2021 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议 ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ) 开放获取的文章。