张鸣沙

 

张鸣沙博士，1985年，获得郑州大学（原河南医科大学）临床医学学士学位。 1985-1996年从事外科医师工作。2003年，获得以色列魏兹曼科学院博士学位。同年，在美国贝勒医学院神经科学系从事短暂的博士后工作。2003 末-2008年，在美国哥伦比亚大学神经科学系实验室从事博士后研究工作，后转为Associate Research Scientist。2008年6月回国，担任中科院神经所认知神经机制研究组组长。

本课题组致力于研究认知活动、大脑神经元电生理反应和行为三者之间的关系。通过观察灵长类动物大脑皮层单个神经元电活动，了解认知活动的神经基础，包括空间知觉、记忆、注意、意向、选择等。由于视觉和动眼两系统形成一完整的从感觉到运动的神经环路，它们已成为研究认知，脑和行为最理想的模型。我们将进行以下研究工作：

一、记忆指导下眼动错误的神经机理

灵长类动物（包括人）在做记忆指导的快速眼动时，眼动的精确性随记忆时间的延长而减弱。除了无视觉反馈是造成眼动错误的原因之一，记忆下降（memory decay）也起着重要作用。但是，记忆引起眼动准确性降低的神经机制尚不清楚。最少有两种可能性：1）记忆下降改变了参与制定眼动计划的神经元数目，从而改变了眼动的参数；2）参与制定眼动计划的细胞数目不变，但这些神经元的反应区（response field）发生了改变，从而引起眼动计划参数的改变。
      我们将以灵长类动物为实验对象，采用心理物理学和电生理实验方法，对上述两种假说进行验证。比较在视觉信息提示下的快速眼动和在记忆指导下的快速眼动时后顶叶皮层神经元的活动，以期发现引起眼动错误的神经机理。

二、眼本体感受信号在空间感知中的作用

以往的工作表明，前额叶及后顶叶皮层视觉神经元的反应受眼位置信号的调节。一种学说认为大脑皮层中的眼位置信号来源于动眼指令的备份（corollary discharge）。然而，最近的一项研究发现，清醒猴的初级躯体感觉皮层有对侧眼眶传入的本体感受信号。为进一步研究这一眼本体感受信号在空间感知中的作用，我们将：1）区分corollary discharge和眼本体感受信号在大脑皮层中的展示；2）探索前额叶及后顶叶皮层眼位置信号的来源。我们计划采用电刺激和局部可逆性抑制（如微量注射 GABA等药物）等方法来调节初级躯体感觉皮层内眼本体感受神经元的电活动，同时记录前额叶及后顶叶皮层视觉神经元的活动改变，以观察它们之间的内在联系。

三、兴奋性和抑制性递质在注意力调控中的作用

电生理和脑功能成像研究均发现，集中注意力可提高行为的正确率并增强脑内神经元的活动。以往的研究发现，注意力只增强神经元的电活动但不影响神经元的感受野。但长期以来对这一现象背后的神经机制所知甚少。最近实验结果表明，微电泳GABA和bicuculline (GABAA受体拮抗剂)不仅影响后顶叶皮层神经元的电活动强弱，同时还改变其反应区大小。那么，抑制性神经递质是否参与注意力的调控？
      为研究这一问题，我们将采用单细胞记录和微电泳的方法，观察抑制性神经递质对皮层神经元在注意力调控下电活动改变的影响，探索注意力调控的神经机理。

1.Mingsha Zhang, Xiaolan Wang, Michael E. Goldberg. (2008). Monkey primary somatosensory cortex has a proprioceptive representation of eye position. Progress in Brain Research, 171: 37-45.
2.Xiaolan Wang, Mingsha Zhang, Ian S. Cohen, Michael E. Goldberg (2007). The proprioceptive representation of eye position in monkey primary somatosensory cortex. Nature Neuroscience, 10: 640-646.
3.Shabtai Barash and Mingsha Zhang (2005). Switching of sensorimotor transformations: antisaccades and parietal cortex. Percept, decision, action: bridging the gaps. Wiley, Chichester (Novartis Foundation Symposium 270) p 59–74.
4.Mingsha Zhang, Shabtai Barash (2004). Persistent LIP Activity in Memory Antisaccades: Working Memory for aSensorimotor Transformation. Journal of Neurophysiology, 91: 1424-1441.
5.Mingsha Zhang, Shabtai Barash (2000). Neuronal switching of sensorimotor transformations for antisaccades. Nature, 408: 971-975.
6.Shabtai Barash, Armenuhi Melikyan, Alexey Sivakov, Mingsha Zhang, Mitchell Glickstein, and Peter Their (1999). Saccadic dysmetria and adaptation after lesions of the cerebellar cortex. Journal of Neurosci, 19: 10931-10939.