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:]
摘要: A型钾通道（A-type potassium channel），又称快速失活钾通道，是一类电压门控钾通道，广泛表达于神经元、心肌细胞等可兴奋细胞。其核心特征为快速激活与快速失活，产生瞬态外向钾电流（IA）。分子组成以Kv4家族（Kv4.2、Kv4.3）为主，辅以KChIPs、DPPX等辅助亚基。生理功能包括调节动作电位波形、放电频率、树突信号整合和神经元兴奋性。通道功能受磷酸化、神经调质和活性依赖性调节，其异常与癫痫、慢性疼痛、神经退行性疾病和心律失常等密切相关。研究手段包括电生理学、药理学和分[阅读全文:]
摘要: 动作电位反向传播（bAP）是指神经元轴突起始段或胞体触发的动作电位逆向沿树突传播的电生理现象，1989年首次在海马锥体神经元中证实。bAP为树突与胞体/轴突之间提供双向电信号通道，在突触可塑性和信号整合中发挥核心作用。bAP通常呈衰减性传播，依赖于树突膜上电压门控钠、钾、钙通道的密度与分布。其生理功能包括作为突触可塑性的时空关联检测信号、诱导长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）、调节树突信号整合、反馈信息、调控基因表达及触发树突递质释放。bAP的效能受突触活动、神经调质、代谢状态与学习历史[阅读全文:]
摘要: 内在可塑性（Intrinsic Plasticity）指神经元自身固有的兴奋性因经验或活动而发生持久性改变的现象，与突触可塑性互补，共同调节神经系统的学习记忆和稳态。其核心机制包括离子通道（钠、钾、钙、HCN通道）的表达与功能调节、钙依赖性通道调节、离子泵活性改变及形态学变化，通过改变动作电位阈值、增益和适应特性实现放电率稳态。内在可塑性在稳态可塑性、学习记忆、感觉适应、网络稳定性维护及行为状态调节中发挥关键作用，并与突触可塑性协同、序列或竞争性地交互。其失调与癫痫、慢性疼痛、药物成瘾、神经退行[阅读全文:]
摘要: 放电模式（Firing Patterns）是指神经元在接收输入或自发活动时产生动作电位序列的时间分布特征，是神经元分类和功能鉴定的核心电生理特征。不同神经元类型具有固有的放电模式，包括常规放电、快速放电、爆发性放电、迟发放电、不规则放电、起搏器样放电和单发放电等。这些模式由内在膜特性（如电压门控离子通道的组成与动力学）和突触输入特性共同决定。放电模式在信息编码中具有重要意义，如频率编码、时间编码、模式编码和状态依赖编码，并在网络功能中参与节律产生、信息传递门控、突触可塑性调节和神经网络同步。放电[阅读全文:]
摘要: 轴向电阻（Axial Resistance）是神经元胞浆对沿轴突或树突传播的电流所产生的被动电学阻力，又称胞浆电阻。它是决定神经元被动电缆特性的核心电学参数，直接影响突触电位等电信号在细胞内的传播效率、衰减程度和速度。轴向电阻源于胞浆的电阻率，根据欧姆定律与圆柱导体模型，其大小与突起长度成正比、与横截面积成反比。在电缆理论中，轴向电阻与膜电阻共同决定长度常数，轴向电阻越大则信号衰减越快。影响轴向电阻的因素包括形态学因素（直径、分叉、锥度）、胞浆特性（离子浓度、细胞骨架）及髓鞘形成。轴向电阻在信号[阅读全文:]
摘要: 突触机制是神经元之间或神经元与效应器细胞在突触部位进行信号传递与调控的细胞和分子过程的总和。包括化学突触和电突触两大类，化学突触传递涉及动作电位触发钙离子内流、囊泡胞吐释放神经递质、递质与突触后受体结合产生兴奋或抑制性突触后电位等核心步骤。突触效能受短时程可塑性（如易化、抑制）、长时程可塑性（LTP/LTD）、稳态可塑性以及突触前/后调节机制的动态调控。突触可塑性是学习记忆的细胞基础，其异常与精神分裂症、自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等多种神经系统疾病密切相关。研究突触机制的方法包括膜片钳电生理、双[阅读全文:]
摘要: 内在膜特性是指由神经元（及其他可兴奋细胞）自身膜上离子通道和转运蛋白的表达与分布所决定的、不依赖于突触输入的被动及主动电生理特性。这些特性包括膜电容、膜电阻、轴向电阻和静息膜电位等被动参数，以及由电压门控钠、钾、钙通道和钙依赖性钾通道、HCN通道等产生的主动响应。它们决定了神经元的放电模式（如常规放电、爆发性放电、快速放电等）、突触整合能力、增益控制和适应性、内在振荡以及网络活动。内在膜特性具有高度可塑性，可被突触活动、神经调质、发育和学习等因素调节。其异常与癫痫、神经退行性疾病、慢性疼痛、心律[阅读全文:]