神经解剖学研究方法与神经系统的发生课件.ppt
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- 神经 解剖学 研究 方法 神经系统 发生 课件
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1、资料仅供参考,不当之处,请联系改正。一、神经解剖学的研究方法资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1. 神经结构的经典研究方法 大体解剖的研究方法 脑和脊髓外部形态,脑膜和脑血管标本的制作,脑血管的显示,脑的解剖剥离标本 脑厚片染色标本(大体) 浸染灰质:苯胺黑、洋红、柏林蓝,等 浸染白质:油溶红、立素尔大红 组织培养和脑切片染色标本 (组织水平) 细胞培养与染色(细胞水平)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。8 Cervical12 Thoracic5 Lumbar5 Sacral1 CoccygealCervical enlargementLumbosac
2、ral enlargement资料仅供参考,不当之处,请联系改正。AnteriorcommissureMamillarybodyHypothalamusPituitaryPineal body3rd ventricle资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Medullarysubstance资料仅供参考,不当之处,请联系改正。CortexMedullarysubstanceBasalganglion资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Protections of CNS Meninges uDura materuArachn
3、oid materuPia mater Cerebrospinal fluid (CSF) 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。脑和脊髓的常用切面纵切面:大脑纵裂水平切面:通过室间孔上缘冠状切面:资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Brain stemDiencephalonCerebellumCerebrumBrain is divided into 4 principal parts;Telencephalon, cerebellum, diencephalon, and brain stem资料仅供参考,不当之处,请联系改正。DiencephalonS
4、ubdivided into 5 parts:Thalamus, hypothalamus, epithalamus, subthalamus, and metathalamus资料仅供参考,不当之处,请联系改正。大白鼠实验头位大白鼠实验头位按照不同的定位图进行大白鼠脑实验时, 必须采取和定位图相应的头位。大白鼠的实验头位有多种(在定位仪上): 用耳杆固定大白鼠的外耳道后, 调节切牙棒的高度使前囟高于人字缝尖1毫米。 调节切牙棒使其上缘高于耳间线5毫米 调节切牙棒使耳间线中点至切牙棒前上缘的垂线与仪器水平面成5度的交角 确定大白鼠的实验头位是依据脑的冠状平面应与神经轴相垂直。中脑与间脑的分界面
5、通过后连合后缘和脚间窝前缘, 大体上垂直于神经轴, 把它作为鼠脑的冠状基平面图, 当此平面与水平面垂直时,鼠头的位置即是规定的实验头位。 对体重为150克雌鼠的实验头一位进行了测定, 测出耳间线比切牙棒上缘高2.4毫米, 耳间线中点到切牙棒前上缘的垂线与水平面成5度的交角。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Caudate nucleusPutamenGlobus pallidus资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。组织学的研究方法 固定组织的标本制作方法 固定、切片(石蜡、冰冻、振动、超薄) 染色 神经元染色:包括Nis
6、sl尼氏,焦油紫,中性红、硫堇,甲苯胺蓝、培花青,等。苏木素-伊红HE;银浸染法(Golgi, Cajal)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Nissl stain(1892): 1 Nucleus and Nissl body:RNA (核仁和尼氏体) and DNA 2 Neurons and glia (核质深染但胞浆内无尼氏体) 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Golgi银浸染法银浸染法(Golgi stain) 重金属镀染神经细胞方法的贡献:重金属镀染神经细胞方法的贡献: 能在大量神经细胞中镀染出少数细胞的全貌能在大量神经细胞中镀染出少数细胞
7、的全貌。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。十九、二十世纪神经系构造的网状学说十九、二十世纪神经系构造的网状学说: 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Cajal stain 显示神经元内的神经原纤维neurofibrillary及轴突末梢资料仅供参考,不当之处,请联系改正。神经元学说神经元学说 神经细胞是一个独立的生物学单位(神经元),神经神经细胞是一个独立的生物学单位(神经元),神经元间的联系不是通过细胞的连续,而是通过彼此的接元间的联系不是通过细胞的连续,而是通过彼此的接触来完成的。并描述了神经元的树突及轴突,提出树触来完成的。并描述了神经元的树突及轴突,提出树突是接受区,神经元极性的概
8、念。突是接受区,神经元极性的概念。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。组织学的研究方法 髓鞘染色:Weigert, Marchi,Nauta资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Weigert (1884)染髓鞘,而不能用于研究薄髓和无髓纤维Luxol坚牢蓝属于铜-酞菁染料,在酒精溶液内具有与髓鞘磷脂结合的染色特性。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 Marchi (1890): 染变性的髓鞘 Nauta法: 将变性纤维染成黑色,抑制正常纤维着色(顺行追踪法)顺行追踪法)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Meylin sheath and nerve fibers资料仅供参考,不当之处,请联
9、系改正。 少突胶质细胞与中枢神经髓鞘少突胶质细胞与中枢神经髓鞘 突起末端扩展为扁平状包卷中枢神经元的轴突形成髓鞘资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 Schwann细胞与周围神经髓鞘细胞与周围神经髓鞘资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 Schwann细胞与周围神经髓鞘细胞与周围神经髓鞘资料仅供参考,不当之处,请联系改正。年龄及病理变化资料仅供参考,不当之处,请联系改正。显微镜 光学显微镜 电子显微镜 共聚焦显微镜 活体成像显微技术,等等资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 Electron microscope (1950s):TEM,SEM资料仅供参考,
10、不当之处,请联系改正。证实神经元学说的证据资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 神经组织的特点资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Nucleus 510 um 有丝分裂活动在出生后不久停止。 Nuclear envelope (核膜):双层 7nm; 核孔 ;核内染色质(20nm) 核仁(nucleolus),5-10nm资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Rough endoplasmic reticulum, RER资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Nissl body资料仅供参考,不当之处,请联系改正。SER, 调节神经元内钙信号调节神经元内钙信号资料仅供参考,不当之处,请联系改正。线
11、粒体 Mitochondria 形态:源性、卵圆形或杆状,00.10.5 um 分布:胞体、轴突、树突,轴突末梢多见。 结构:外膜、内膜和嵴(与长轴垂直)、周围间隙和嵴内间隙(外室)、内室。 能量产生、储存和供给的场所。进行三羧酸循环、呼吸链的氢和氧离子传递以及氧化磷酸化反应。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。细胞骨架 cytoskeleton 组成:微管、微丝和中间丝 分布:胞体、轴突、树突资料仅供参考,不当之处,请联系改正。微管 microtubule 组成:微管蛋白 tubulin,微管相关蛋白MAP 分布:胞体、轴突、树突. 25-28nm 功能:
12、维持神经元的形状,物质转移、运输的轨道。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。神经丝 neurofilament 组成: 10nm,中间丝蛋白vimentin,desmin, nestin, GFAP 分布:胞体交叉成网、轴突最丰富、树突,星形胶质细胞. 功能:维持神经元的形状,参与蛋白质的翻译过程、参与轴浆的运输。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。微丝 microfilament 组成:3-5nm,actin,myosin, tropomyosin(原肌球蛋白) 分布:神经元周边、胞膜下、并与肌动蛋白结合蛋白结合形成致密网。 功能:参与生长锥突起和伪足的形成与回缩并对细胞膜特化结构(突触前后
13、膜)的形成有重要作用.资料仅供参考,不当之处,请联系改正。树突 dendrites的特点 胞体的延伸,呈一胞体的延伸,呈一个或多个锐角分支个或多个锐角分支 接受轴突的突触传接受轴突的突触传递,并将信号沿树递,并将信号沿树突干传入胞体。突干传入胞体。 有局部合成蛋白质有局部合成蛋白质功能,合成的蛋白功能,合成的蛋白质可以直接插入突质可以直接插入突触后膜,调节突触触后膜,调节突触的可塑性变化。的可塑性变化。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。dendrites 有局部合成蛋白质有局部合成蛋白质功能,合成的蛋白功能,合成的蛋白质可以直接插入突质可以直接插入突触后膜,调节突触触后膜,调节突触的可塑性变
14、化。的可塑性变化。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。树突棘树突棘(dendritic spine)结构:突触后致密体,微丝,棘器结构:突触后致密体,微丝,棘器(SER)(SER),多聚核糖体,多聚核糖体, ,不含线粒体不含线粒体功能:代表突触的强度功能:代表突触的强度 调节局部钙信号调节局部钙信号 突触活性依赖的结构可塑性突触活性依赖的结构可塑性资料仅供参考,不当之处,请联系改正。轴突axon的特点 单个、细长、直径均一、直角分支 可能有局部合成蛋白质功能资料仅供参考,不当之处,请联系改正。分部:轴丘、起始段、固有轴索和轴突终末四部分分部:轴丘、起始段、固有轴索和轴突终末四部分轴丘轴丘: 无
15、尼氏体,微管和神经丝丰富,微管集合成束无尼氏体,微管和神经丝丰富,微管集合成束起始段:最细,微管和神经丝丰富、微管集合成束,轴起始段:最细,微管和神经丝丰富、微管集合成束,轴-轴突触轴突触固有轴索:髓鞘包绕,线粒体、微管、神经丝、固有轴索:髓鞘包绕,线粒体、微管、神经丝、SER和多泡小体。和多泡小体。终末:多级分支、串珠样膨大,称终扣终末:多级分支、串珠样膨大,称终扣(terminal bouton)为突触前为突触前成分,含有线粒体和突触小泡成分,含有线粒体和突触小泡资料仅供参考,不当之处,请联系改正。神经元的胞浆转运神经元的胞浆转运 axonal transplantaxonal trans
16、plant 胞浆转运功能胞浆转运功能 神经元胞体中合成的结构和功能物质以及有形成分在胞体和外周突起之间,或神经元与周围微环境之间的往返转运。维持神经元的正常结构,为神经的生长发育、新陈代谢提供物质基础;作为神经系统中分子信息传递的重要部分,与神经冲动的电信息相互整和,实现对神经元的调控. 分类:分类: 顺行轴浆快转运:小泡、线粒体、SER 顺行轴浆慢转运:骨架蛋白 0.28mm/d 逆行轴浆转运:内质网、溶酶体、线粒体、内质体、大致密芯泡 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 神经胶质神经胶质 (Neuroglia)的特点的特点 神经系统的间质或支持细胞。 是神经元的10-50倍,约占整个脑重
17、的1/2 分布广泛 有许多树状突起,但是无轴突, 不产生动作电位 保持分裂能力 调节神经系统的活动。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 星形胶质细胞星形胶质细胞 astrocyte数量最多,分布最广泛,富含胶质丝(胶质原纤维酸性蛋白GFAP)。核质均匀,胞质密度稀。存在许多神经递质或调质的受体。有钾、钠、钙、氯和碳酸氢离子通道资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 星形胶质细胞分三型星形胶质细胞分三型原浆型胶质细胞原浆型胶质细胞(苔藓细胞):(苔藓细胞): 分布于灰质纤维型胶质细胞:纤维型胶质细胞:分布在白质,放射胶质:放射胶质:分布在胚胎脑室轴、视网膜Muller细胞、小脑Bergmann胶
18、质和脑室系统室管膜周围的伸展tanycyte细胞资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 少突胶质细胞少突胶质细胞 oligodendrocyte 胞体小,胞质内含有较少的胶质丝,富于线粒体、微管、核糖胞体小,胞质内含有较少的胶质丝,富于线粒体、微管、核糖体和高尔基氏器。分为束内细胞,卫星细胞和血管周围细胞,体和高尔基氏器。分为束内细胞,卫星细胞和血管周围细胞,和周围的和周围的SchwannSchwann细胞细胞 形成髓鞘 前体细胞可以转化为神经干细胞 形成胶质疤痕,分泌抑制再生神经元突起生长的因子资料仅供参考,不当之处,请联系改正。施万细胞(雪旺细胞)施万细胞(雪旺细胞) 扁而薄,呈状包卷周围神
19、经的轴突,是髓鞘形成细胞。 在神经再生中起重要作用,它可以产生大量的神经营养物质和其它的细胞因子及细胞黏附分子。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。小胶质细胞小胶质细胞 胞体小数量较少。突起少有少量分支和棘。 胞核异染色质多,胞浆少。 分布于灰质和白质。 可被激活和增生,转变为巨噬细胞,吞噬死亡细胞的碎片和退变的髓鞘。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。神经通路追踪法NEURAL TRACT荧光色素标记神经束路化学损毁免疫电镜酶或者分子标记结合影像技术(CT, MRI, PET)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。突触类型突触类型根据信息传导的方向性,将突触
20、分为:轴-树、轴-体、轴-轴、树-树、树-体等类型;据信息传导的方式,将突触分为:化学突触和电突触。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。逆行或双向追踪法 Horseradish perioxidase, HRP 植物凝集素植物凝集素(PHA) 毒素毒素(CT,HSC PrV) 生物素或生物素生物素或生物素化的葡聚糖化的葡聚糖(BDA) 荧光色素单标,荧光色素单标,双标,等双标,等 2DG法法资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Patch and FITC资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Confocal electron microscope(1993)
21、neuron structures alive资料仅供参考,不当之处,请联系改正。化学损伤技术 轴突切断 单胺能和胆碱能毒剂资料仅供参考,不当之处,请联系改正。脑功能成像技术 1973年,Hounsfield用电子计算机断层成像技术首次在活体条件下现察到人脑的内部结构。其后MRI,fMRI,PET,SPECT等脑的结构及功能成像技术得到迅速的发展。 Phelps建立的PET成像技术能在正常条件下显示出人脑在不同功能活动状态时脑内各种活性物质(氧、葡萄糖等)的代谢变化过程,是脑功能定位成像的重大突破它为研究人的心理及智能活动奠定基础.资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请
22、联系改正。2. 化学神经解剖学的研究方法针对神经递质或调质、受体和离子通道、信号蛋白的研究方法 所有分子生物学用于检测基因的研究方法 基于抗原抗体的反应的功能蛋白定位检测方法 流式细胞仪 配体标记法 Western-blotting 免疫组织化学染色法 原位杂交组织化学法 等等3.基于神经递质的酶活性的检测方法资料仅供参考,不当之处,请联系改正。免疫细胞化学 免疫荧光细胞化学 免疫酶法(PAP) ABC免疫组织化学中的交叉反应免疫组织化学染色的对照试验 阳性对照 阴性对照 自身对照 吸收试验资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。数字荧光图像仪和形态定量研究方法
23、 钙的荧光探针 乙酰胆碱酯酶组化染色(AChE) 单胺的荧光组织化学 (FA) 显微分光光度计 显微荧光光度计 图像分析 形态定量研究方法资料仅供参考,不当之处,请联系改正。二、二、2121世纪神经生物学可望取得突破世纪神经生物学可望取得突破性进展的性进展的5 5个新领域的研究进展个新领域的研究进展资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1 脑动态神经元功能成像研究如果能动态显示在不同脑功能状态下每个神经元的兴奋过程,相当于将脑功能成像与无创性单神经元记录相结合,则对人脑功能活动的认识将更加深入。目前脑的功能成像的空间分辨率为毫米级时间分辨率为秒级,远远不能满足脑功能研究的需要。神经元胞体的大小约
24、为20一40微米 如果CT的空间分辨率再提高至l0微米的近微米数量级,就可以“看见”单个的神经元。目前工业CT已能达到10微米的分辨率。由于采用电子束扫描技术代替机械扫描,在时间分辨率方面已由每帧1OO秒提高到50ms/帧达到近毫秒级水平。如果医学CT能采用工业CT的一系列先进技术如CCD集成电路检测技术,双能电子束扫描技术等,有可能将空间和时间分辩率再提高一个数量级达到微米和的ms/帧水平(动态显微CT)。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。已经知道,胞外钙离子浓度为10-4mo1/L 而胞内钙离子浓度为10-2 molL,二者相差100倍,当神经元兴奋时,钙离子通道开放,胞内钙在短暂的数百
25、微秒之内可增高达1000倍左右,但由于钙泵前作用胞内钙离子浓度很快即恢复至正常水平。 所以用动态的(ms/帧)和显微(微米)CT,再结台双能x线束来检测胞内钙离子浓度的瞬态上升就可以观测脑在不同功能状态下单个神经元的兴奋过程 这样即可以研究在不同外界输入状态下脑内神经元活动的内在模式,以及在思考、记忆、学习时神经元活动的动态时空编码由此提供的大量数据再用电子计算机进行分析处理将对脑功能的研究更加深人。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。2 神经系统多基因病的定位及老年性痴呆发病机理的阐明随着人口的老龄化老年性痴呆的发病率逐年上升,老年性痴呆已成为21世纪的社会问题。已经知道,老年痴呆是一个多基
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