随意运动的大脑皮层控制与相关神经元信号的波形特征

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11172103
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    刘深泉
  • 依托单位：
    华南理工大学
  • 学科分类：
    A0702.非线性振动及其控制
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

本项目模型研究与大脑皮层随意运动控制相关的神经元和神经元回路区域等。主要包括:（1）理论分析皮层神经元模型和神经元信号的波形特征，神经元的被动电缆特性包括膜电阻,膜电容和轴向电阻等.膜电阻对应H-H方程,轴向电阻对应房室模型，膜电容体现胞体膜充电-放电的波形特征，用神经元信号的波形特征描述神经信号的波形传播和波形传递是项目研究的主要内容.(2)理论研究与随意运动相关的大脑皮层神经元网络，小脑皮层神经元回路和基底神经节的相关神经元结构等.分析这些神经元网络信号输入和输出的学习特性对大脑随意运动控制影响,网络回路内突触连接变化对随意运动的调节功能等。利用神经元信号传播和信号传递的波形特征和运动皮层相关回路的控制调节特性，模型研究大脑随意运动过程的计划，编程和执行控制等功能特性.刻画运动皮层神经元内部的信号传播和神经元之间信号传递过程,理论研究与帕金森症治疗相关的神经回路控制机理.

结项摘要

项目主要研究与随意运动相关的大脑皮层，小脑皮层，海马结构和基底神经节的神经元与神经回路的波形特征. 对单个神经元，主要研究锥体神经元，普肯野神经元和多棘神经元的动力学性质，对神经回路，主要研究海马结构，皮层-基底神经节和小脑回路与STDP学习记忆和功能控制相关的特性..（1）神经元发放的分岔混沌现象.包括电导，电容，平衡电位和通道门控变量等因素的分岔变化和混沌特性. 神经元模型具有维数高, 非线性强的特性.项目考虑神经元内部的影响和通道的相关性，结合门控变量的相图，提出高维神经元降维的投影方法.该方法仍在研究之中，但对复杂高维神经元和神经系统效果十分明显..（2）对神经回路的研究，项目针对海马ca1-ca3回路的CA1锥体神经元，小脑平行纤维和攀状纤维相关的普肯野细胞，项目研究了海马回路中的LTD学习和普肯野细胞涉及STDP学习现象,得到学习后回路特性的变化等.在多房室多棘神经元和神经回路研究基础上，项目研究了皮层-基底神经节网络和帕金森病的机理，特别分析了脑深度刺激治疗帕金森病的靶点选择问题.. 项目组成功举办第二届全国神经动力学学术会议和2015广东生物数学会议. 邀请汪小京教授指导科研;David Terman 教授访问讲学;与吴莹教授合作翻译神经动力学方向专著《Mathematical Foundations of Neuroscience》.项目负责人负责的专著《神经动力学》,预计在2016年由华南理工大学出版社出版.

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Quantification of synchronization phenomena in two reciprocally gap-junction coupled bursting pancreatic β-cells，nbsp;
两个相互间隙连接耦合爆裂胰腺 β 细胞同步现象的量化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Chaos Solitons & Fractals
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Jing Wang;Shenquan Liu;Xuanliang Liu
  • 通讯作者：
    Xuanliang Liu
Bifurcation analysis of a Morris-Lecar neuron model.nbsp;
Morris-Lecar 神经元模型的分叉分析。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Biological Cybernetics
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Congmin Liu;Xuanliang Liu;Shenquan Liu.
  • 通讯作者：
    Shenquan Liu.
Analysis of Long-Term Depression in the Purkinje Cell Circuit (a Model Study).
浦肯野细胞回路中长期抑郁的分析（模型研究）。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Neurophysiology
  • 影响因子：
    0.5
  • 作者：
    X.C. Zhang;S.Q. Liu;Y.J. Zeng;G. X. Zhan.
  • 通讯作者：
    G. X. Zhan.
Burst firing transitions in two-compartment pyramidal neuron induced by the perturbation of membrane capacitance
膜电容扰动引起的二室锥体神经元的突发放电转变
  • DOI：
    10.1007/s10072-011-0819-6
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Neurological Sciences
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Wang, Lei;Liu, Shenquan;Zhang, Jing;Zeng, Yanjun
  • 通讯作者：
    Zeng, Yanjun
Dynamical properties of firing patterns in ELL pyramidal neuron under external electric field stimulus
外部电场刺激下ELL锥体神经元放电模式的动力学特性
  • DOI：
    10.1007/s10072-012-1270-z
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    Neurological Sciences
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    刘深泉
  • 通讯作者：
    刘深泉

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘深泉

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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