動物有著穩(wěn)健和靈活的運動控制系統(tǒng),這使得在多變的外部環(huán)境中,它們能夠不斷地執(zhí)行豐富、協(xié)調(diào)的運動模式來保證生存。復(fù)雜的行為是由一系列運動模塊組成的,它們組成了穩(wěn)健而靈活的運動序列。而形成行為決策靈活性的神經(jīng)環(huán)路機制和神經(jīng)環(huán)路是如何有序執(zhí)行不同運動過程的尚未可知。對于大腦中順序活動的神經(jīng)控制,有兩種主流觀點。在第一種突觸鏈模型中,突觸鏈中的前饋激活會瞬間激活不同組的神經(jīng)元。在第二種依賴感覺輸入的相互抑制的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)模型中,順序的神經(jīng)活動可以通過贏者通吃策略從相互抑制的神經(jīng)元群中產(chǎn)生。我們以已知所有神經(jīng)元連接圖譜的秀麗隱桿線蟲為模型,研究它的逃避反應(yīng)中運動序列生成的神經(jīng)機制。在線蟲頭部受到機械刺激或熱刺激后,會穩(wěn)定地觸發(fā)逃避反應(yīng)。線蟲的逃避反應(yīng)由三個保守的運動模塊組成:后退運動、前進運動和轉(zhuǎn)彎運動。綜合運用光遺傳技術(shù)和在體鈣成像技術(shù),我們發(fā)現(xiàn)線蟲的逃避反應(yīng)結(jié)合了上述兩種神經(jīng)環(huán)路控制模型。具體來說,前饋激活是通過后退模塊中的AIB神經(jīng)元與轉(zhuǎn)彎模塊中的RIV神經(jīng)元之間的電突觸耦連實現(xiàn)的;前進/轉(zhuǎn)彎模塊的RIB神經(jīng)元對轉(zhuǎn)彎模塊有調(diào)節(jié)作用;同時我們發(fā)現(xiàn)了通過轉(zhuǎn)彎模塊中的SAAD神經(jīng)元實現(xiàn)對后退模塊的負...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 線蟲簡介
    1.2 線蟲的運動神經(jīng)環(huán)路
    1.3 線蟲的逃避反應(yīng)
        1.3.1 簡介
        1.3.2 逃避反應(yīng)的神經(jīng)環(huán)路研究現(xiàn)狀
    1.4 形成運動序列的神經(jīng)環(huán)路研究
    1.5 研究的內(nèi)容與意義
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 秀麗線蟲品系
        2.1.2 質(zhì)粒
        2.1.3 主要儀器
        2.1.4 試驗所用試劑耗材
    2.2 實驗方法
        2.2.1 NGM固體培養(yǎng)基配制
        2.2.2 OP50接種與滴菌
        2.2.3 線蟲的培養(yǎng)
        2.2.4 線蟲的保種與復(fù)蘇
        2.2.5 線蟲的同步化培養(yǎng)
        2.2.6 質(zhì)粒的構(gòu)建
        2.2.7 轉(zhuǎn)基因線蟲的構(gòu)建
        2.2.8 線蟲的光遺傳試驗
        2.2.9 線蟲的在體鈣成像試驗
        2.2.10 線蟲的鈣成像與光遺傳結(jié)合試驗
        2.2.11 熱刺激觸發(fā)的線蟲逃避反應(yīng)
        2.2.12 線蟲神經(jīng)元的光消蝕
        2.2.13 Ⅰ型、Ⅱ型轉(zhuǎn)換率(transition rate)的計算
        2.2.14 線蟲行為學(xué)分析
        2.2.15 量化與統(tǒng)計學(xué)分析
第3章 結(jié)果與分析
    3.1 穩(wěn)健而靈活的行為模式構(gòu)成線蟲的逃避反應(yīng)
    3.2 后退環(huán)路中的中間神經(jīng)元調(diào)節(jié)運動狀態(tài)轉(zhuǎn)換
        3.2.1 逃避反應(yīng)相關(guān)神經(jīng)元的功能分類與研究
        3.2.2 中間神經(jīng)元AIB是調(diào)節(jié)運動狀態(tài)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵神經(jīng)元
    3.3 后退模塊與轉(zhuǎn)彎模塊之間的電耦連前饋激活驅(qū)動轉(zhuǎn)彎運動
        3.3.1 中間/運動神經(jīng)元RIV是轉(zhuǎn)彎運動中的關(guān)鍵神經(jīng)元
        3.3.2 AIB對轉(zhuǎn)彎模塊的調(diào)控依賴與RIV之間的電突觸連接
        3.3.3 小結(jié)
    3.4 RIB是同時促進轉(zhuǎn)彎與前進運動的神經(jīng)元
        3.4.1 RIB屬于前進與轉(zhuǎn)彎模塊
        3.4.2 RIB神經(jīng)元通過調(diào)節(jié)RIV激活的時間來調(diào)節(jié)運動狀態(tài)轉(zhuǎn)變
    3.5 轉(zhuǎn)彎模塊的負反饋抑制促進后退運動終結(jié)
        3.5.1 SAA可能參與轉(zhuǎn)彎模塊對后退模塊的負反饋抑制
        3.5.2 SAA通過化學(xué)突觸對后退模塊產(chǎn)生負反饋抑制
第4章 討論
參考文獻
附錄
    附錄1 線蟲品系表
    附錄2 質(zhì)粒及相關(guān)啟動子表
    附錄3 實驗所用儀器表
    附錄4 實驗所用試劑耗材表
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3790656