摘要: 小鼠大脑连接组计划是一系列系统性测绘和解析小鼠（主要为C57BL/6品系）全脑神经元连接图谱的国际科研项目，旨在建立标准化参考图谱，解析宏观、介观和微观多尺度连接，并整合基因表达、细胞类型等功能数据。核心项目包括艾伦脑科学研究所的介观连接图谱、IARPA的MICrONS微观连接组项目等。技术挑战涵盖尺度鸿沟、海量数据、细胞类型复杂性及个体差异，依赖高通量电镜、AI图像分割等创新。该计划为神经环路解析、计算建模、脑疾病研究和人工智能提供结构基础，是连接模式生物与人脑理解的关键桥梁。[阅读全文:]
摘要: 果蝇大脑连接组（Drosophila brain connectome）是对黑腹果蝇中枢神经系统中所有神经元及其突触连接的完整图谱绘制，是连接组学从线虫微型网络向复杂动物大脑跨越的关键里程碑。本文概述了果蝇半脑连接组项目的规模（约21,000个重建神经元、超过2,000万个突触）、技术方法（串行块面电镜成像、AI辅助分割与突触识别）、核心脑区结构与环路（蘑菇体、中央复合体、视叶、触角叶）、科学突破（功能预测、环路基序发现、神经元类型分类等）、数据开放资源（hemibrain.janelia.or[阅读全文:]
摘要: 秀丽隐杆线虫连接组（Caenorhabditis elegans connectome）是首个、也是迄今唯一在完整生物体水平上完全测绘的微观连接组。约翰·怀特等人于20世纪70-80年代通过串联超薄切片电子显微镜技术，重建了雌雄同体成虫302个神经元及其约5000-7000个化学突触、约2000个电突触的完整三维结构图谱。该连接组揭示了神经元连接在个体间的高度确定性，提供了感觉、运动、中间神经元环路的完整接线图，为研究神经环路发育、功能和演化奠定了里程碑式的基础。数据资源包括WormAtlas和[阅读全文:]
摘要: 神经元群体活动编码是神经科学的核心范式，指神经系统通过大量神经元的协同活动模式来表征和传递信息。该理论认为，单个神经元的活动具有冗余和不可靠性，而神经元群体通过分布式、协同的方式，以更高的鲁棒性、容量和灵活性编码感觉、运动及认知信息。核心概念包括分布式编码、协同性、鲁棒性和高维表征空间。主要模型有平均场/速率编码、稀疏编码、相关性编码、动态群体向量、贝叶斯群体解码和低维流形。实验证据覆盖视觉、嗅觉、体感等感觉系统，运动皮层和小脑的运动系统，以及海马和前额叶的记忆与认知系统。解码技术包括线性解码器[阅读全文:]
摘要: 连接图谱（Connectome），又称全脑连接组，是指对神经系统（尤其是大脑）内所有神经元（或神经节点）之间物理连接关系的完整描绘。它旨在以图谱的形式揭示神经环路在结构和功能上的布线规则，是理解大脑信息处理、计算原理及神经系统疾病基础的关键蓝图。连接图谱的研究存在于宏观、介观和微观三个空间尺度，分别对应脑区间的白质纤维束连接、神经元类型间的投射关系以及单个神经元和突触的完整清单。核心技术包括电子显微镜、光学显微镜、磁共振成像、病毒示踪、转基因技术以及大数据与计算分析。里程碑项目包括秀丽隐杆线虫连[阅读全文:]
摘要: SK通道是一类小电导钙激活钾通道，其开放不依赖膜电位，而由细胞内钙离子浓度升高直接触发。它们产生小而持续的外向钾电流，介导动作电位后的中等后超极化（mAHP），是调节神经元放电频率适应、放电模式及突触可塑性的关键分子。哺乳动物中有SK1、SK2、SK3三种亚型，可形成同源或异源四聚体。每个亚基包含6个跨膜结构域，通道开启由钙调蛋白介导，单通道电导约为4-14 pS。特异性激动剂为1-乙基-2-苯并咪唑啉酮，拮抗剂包括蜂毒明肽、四乙铵和乌本苷。SK通道参与控制神经元输出模式、调节突触可塑性及节律活[阅读全文:]
摘要: 延迟整流钾通道（Delayed rectifier potassium channel）是一类电压门控钾通道，在膜电位去极化后延迟激活，产生缓慢失活的外向钾电流。该通道是动作电位复极化的主要驱动力，决定动作电位时程和不应期，控制神经元放电频率和心肌节律。分子组成包括Kv2、Kv3、hERG（Kv11.1）和Kv7.1等亚型，具有电压依赖性激活、延迟激活、缓慢失活和整流特性。其功能受磷酸化和氧化还原调节，并通过成簇分布参与细胞凋亡信号。病理上与心律失常（长QT综合征）、癫痫、神经退行性疾病和糖尿病[阅读全文:]
摘要: 双光子钙成像是一种结合双光子激发显微技术与钙离子指示剂的活体或离体光学成像方法，能够在三维空间和毫秒级时间分辨率下，对神经元和胶质细胞的细胞内钙离子浓度动态进行高分辨率、低损伤的长期观测。该技术利用近红外双光子激发实现深层组织成像（深度达1毫米），具有亚微米空间分辨率、低光毒性及良好信噪比等优势。典型实验流程包括指示剂负载（如基因编码的GCaMP系列）、飞秒激光扫描成像及数据后处理（图像配准、感兴趣区提取、信号降噪与反卷积）。主要应用于神经元群体活动编码、亚细胞结构功能研究、神经环路连接图谱、可[阅读全文:]
摘要: 树突信号整合是指神经元树突接收来自成千上万个兴奋性和抑制性突触的输入信号，并通过被动和主动机制在时空维度上对这些信号进行处理、计算，最终决定是否在轴突起始段触发动作电位的全过程。它超越了简单的线性总和，是单个神经元实现复杂非线性计算的物理基础，被誉为神经元的“微处理器”。整合过程涉及空间整合、时间整合和非线性转换三个核心层面。机制包括被动电缆特性与线性整合（如电紧张性衰减、空间和时间总和、分流抑制）以及主动树突特性与非线性整合（如树突锋电位、阈下非线性、分支点非线性）。抑制性输入具有空间特异性。[阅读全文:]
摘要: 超极化激活环核苷酸门控阳离子通道（HCN通道）是一类独特的电压门控离子通道，其开放由膜电位超极化而非去极化触发。该通道对Na⁺和K⁺具有混合通透性（PNa/PK ≈ 1:3-1:4），反转电位约-20至-40 mV，激活时产生内向电流Ih、If（心脏中）或起搏电流。哺乳动物有四个亚型（HCN1-4），可形成同源或异源四聚体，具有电压传感域、环核苷酸结合域和孔道区。HCN通道在心脏窦房结产生起搏电流驱动心率，在中枢神经系统中参与节律产生、调节神经元兴奋性、树突整合与突触可塑性。其活性受cAMP等神[阅读全文:]