2025年大學(xué)《神經(jīng)科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制在腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能學(xué)習(xí)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述乙酰膽堿、去甲腎上腺素和多巴胺分別在學(xué)習(xí)與記憶過程中可能扮演的角色及其主要機(jī)制。二、描述長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）和長(zhǎng)時(shí)程抑制（LTD）兩種主要突觸可塑性機(jī)制的分子基礎(chǔ)，并說明它們?cè)谛畔⒋鎯?chǔ)和學(xué)習(xí)過程中的不同功能意義。三、以海馬體依賴性學(xué)習(xí)為例，闡述不同腦區(qū)（如前額葉皮層、杏仁核）如何通過特定的神經(jīng)環(huán)路和調(diào)控機(jī)制協(xié)同參與記憶的形成與鞏固過程。四、論述血清素系統(tǒng)是如何調(diào)控學(xué)習(xí)與記憶的，并舉例說明血清素能通路異?？赡芘c哪些學(xué)習(xí)或認(rèn)知障礙相關(guān)。五、分析神經(jīng)內(nèi)分泌因素（如皮質(zhì)醇、生長(zhǎng)激素釋放肽）如何通過影響神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)或直接作用于腦區(qū)，從而調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)與記憶的效率和表現(xiàn)。六、討論深部腦刺激（DBS）技術(shù)（如針對(duì)基底神經(jīng)節(jié)或海馬體的刺激）在治療神經(jīng)精神疾?。ㄈ缗两鹕?、強(qiáng)迫癥）中涉及的學(xué)習(xí)與記憶相關(guān)的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制。七、比較分析在體微透析技術(shù)和功能性近紅外光譜（fNIRS）這兩種神經(jīng)化學(xué)或神經(jīng)活動(dòng)成像技術(shù)，在研究神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制對(duì)學(xué)習(xí)過程影響時(shí)的各自優(yōu)勢(shì)和局限性。八、結(jié)合特定學(xué)習(xí)記憶模型（如條件性位置偏愛、經(jīng)典條件反射），設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，旨在探究某種特定神經(jīng)調(diào)控因子（如BDNF或特定神經(jīng)遞質(zhì)受體激動(dòng)劑）對(duì)該學(xué)習(xí)記憶過程的影響，并說明預(yù)期結(jié)果及其意義。試卷答案一、答案：*乙酰膽堿：作為關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì)，在注意力定向、工作記憶和記憶編碼的初始階段起重要作用。其通過激活M型和N型膽堿能受體，影響神經(jīng)元興奮性，促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)（如谷氨酸、GABA）的釋放，增強(qiáng)相關(guān)腦區(qū)（如海馬體、前額葉）的信息處理和突觸可塑性。*去甲腎上腺素：主要由藍(lán)斑核釋放，調(diào)節(jié)警覺性、注意力和情緒反應(yīng)。它通過作用于α1、α2和β受體，影響神經(jīng)元興奮性，調(diào)節(jié)神經(jīng)元同步放電，并可能通過調(diào)節(jié)突觸傳遞和基因表達(dá)來增強(qiáng)記憶的鞏固，尤其對(duì)情緒化記憶有顯著影響。*多巴胺：主要由中腦腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）和黑質(zhì)釋放，與獎(jiǎng)賞、動(dòng)機(jī)、注意力和運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)。在學(xué)習(xí)和記憶中，多巴胺信號(hào)（通過D1/D2受體）可能標(biāo)記“值得學(xué)習(xí)”的線索或強(qiáng)化與獎(jiǎng)賞相關(guān)的行為和記憶，促進(jìn)信息編碼和記憶的優(yōu)先鞏固。解析思路：此題考查對(duì)三大重要神經(jīng)遞質(zhì)在學(xué)習(xí)記憶中具體功能及其作用機(jī)制的理解。解析需分別闡述每種遞質(zhì)的主要功能（如ACh的覺醒和記憶編碼，NE的警覺和情緒調(diào)節(jié)，DA的獎(jiǎng)賞和強(qiáng)化學(xué)習(xí)），并進(jìn)一步說明其作用機(jī)制（如通過激活特定受體影響神經(jīng)元放電、調(diào)節(jié)其他遞質(zhì)釋放、影響突觸傳遞或基因表達(dá)等）。需結(jié)合具體腦區(qū)和相關(guān)研究來支撐回答。二、答案：*LTP機(jī)制：主要涉及NMDA受體依賴的鈣內(nèi)流。當(dāng)突觸前神經(jīng)元高頻放電時(shí)，導(dǎo)致突觸后NMDA受體被激活，在谷氨酸存在下允許鈣離子內(nèi)流。鈣離子激活鈣/calmodulin依賴性蛋白激酶II（CaMKII）等信號(hào)分子，進(jìn)而觸發(fā)一系列下游事件，如神經(jīng)元鈣調(diào)蛋白依賴性磷酸酶（CaMKP）失活、AMPA受體插入突觸后膜、突觸結(jié)構(gòu)改變（如樹突棘增大）等，最終導(dǎo)致突觸傳遞效率增強(qiáng)。此外，基因表達(dá)（如Arc蛋白）的激活也參與LTP的維持。*LTD機(jī)制：主要通過低頻刺激或特定突觸抑制通路（如mGluR1/5激活）觸發(fā)。這通常導(dǎo)致突觸后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫(kù)釋放鈣離子，或抑制鈣內(nèi)流。高水平的鈣離子激活鈣依賴性磷酸酶（如PP1/PP2A），或通過CaMKII等信號(hào)分子（但方向不同）抑制下游激酶（如erk/MAPK）或激活磷酸酶。這些事件導(dǎo)致AMPA受體磷酸化水平降低、出膜減少或內(nèi)吞增加，以及突觸結(jié)構(gòu)（如樹突棘縮?。┑母淖儯罱K使突觸傳遞效率減弱。*功能意義：LTP和LTD是突觸可塑性的兩種基本形式，分別代表突觸連接的“增強(qiáng)”和“減弱”。它們是學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)，使大腦能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度，從而存儲(chǔ)和提取信息。LTP可能參與新突觸的形成和記憶的鞏固，而LTD則參與記憶的消退、干擾消除和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重塑。解析思路：此題要求詳細(xì)描述LTP和LTD這兩種核心突觸可塑性機(jī)制的分子事件和信號(hào)通路。解析LTP需突出NMDA依賴性鈣內(nèi)流、CaMKII激活、AMPA受體增加和突觸結(jié)構(gòu)變化等關(guān)鍵步驟。解析LTD需強(qiáng)調(diào)mGluR依賴性通路、鈣依賴性磷酸酶激活、AMPA受體減少或內(nèi)吞以及突觸結(jié)構(gòu)縮小等關(guān)鍵步驟。最后，要闡述這兩種機(jī)制各自在學(xué)習(xí)和記憶信息存儲(chǔ)、鞏固、消退等過程中的不同生物學(xué)意義，體現(xiàn)其協(xié)同作用。三、答案：海馬體依賴性學(xué)習(xí)（如空間學(xué)習(xí)、情景記憶）涉及復(fù)雜的腦區(qū)間交互。學(xué)習(xí)過程中，環(huán)境線索或新信息首先通過感覺皮層傳入，并在丘腦進(jìn)行初步整合。信息被傳遞至海馬體進(jìn)行初步編碼和關(guān)聯(lián)，形成情景框架。同時(shí)，前額葉皮層（PFC）提供認(rèn)知控制、工作記憶和策略指導(dǎo)，將當(dāng)前信息與已有知識(shí)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。杏仁核處理與學(xué)習(xí)事件相關(guān)的情緒信息，賦予記憶情緒色彩，并與海馬體形成緊密連接，增強(qiáng)記憶的鞏固和提取。這些腦區(qū)通過特定的神經(jīng)環(huán)路（如PFC-海馬、海馬-杏仁核、杏仁核-PFC等）進(jìn)行信息傳遞和相互作用。神經(jīng)調(diào)控機(jī)制（如特定遞質(zhì)釋放、突觸可塑性變化）在這些環(huán)路中發(fā)揮作用，調(diào)節(jié)信息流，確保記憶的準(zhǔn)確形成、鞏固和提取。解析思路：此題要求構(gòu)建一個(gè)完整的神經(jīng)環(huán)路模型來解釋多腦區(qū)如何協(xié)同進(jìn)行學(xué)習(xí)。解析需明確起始信息輸入通路，核心腦區(qū)（海馬體、PFC、杏仁核）的功能定位，以及它們之間的主要連接通路。需詳細(xì)說明每個(gè)腦區(qū)在記憶形成過程中的具體貢獻(xiàn)（海馬體編碼、PFC控制、杏仁核情緒化）。重點(diǎn)在于闡述這些腦區(qū)如何通過相互作用和信息共享來協(xié)同完成復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)。必須提及神經(jīng)調(diào)控機(jī)制是貫穿其中的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，調(diào)節(jié)著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)。四、答案：血清素（5-羥色胺，5-HT）系統(tǒng)通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)與記憶：1.調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)釋放：5-HT能神經(jīng)元廣泛投射，可通過調(diào)節(jié)其他神經(jīng)元釋放的遞質(zhì)（如谷氨酸、GABA、多巴胺、去甲腎上腺素）來間接影響突觸傳遞和學(xué)習(xí)行為。2.影響突觸可塑性：5-HT受體（特別是5-HT1A、5-HT2A、5-HT4）激活可以影響突觸傳遞和突觸可塑性相關(guān)信號(hào)通路，從而調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和記憶的效率。3.調(diào)節(jié)情緒和認(rèn)知狀態(tài)：5-HT系統(tǒng)對(duì)情緒有顯著調(diào)節(jié)作用，而情緒狀態(tài)是學(xué)習(xí)記憶的重要調(diào)節(jié)因素。5-HT水平影響個(gè)體的警覺性、注意力和工作記憶能力。血清素能通路異常與多種學(xué)習(xí)或認(rèn)知障礙相關(guān)，例如：*5-HT1A受體功能低下：與學(xué)習(xí)障礙、注意力缺陷和多動(dòng)障礙（ADHD）癥狀有關(guān)。*5-HT系統(tǒng)失衡：在抑郁癥患者中，常伴有認(rèn)知功能下降，包括學(xué)習(xí)記憶困難。過度活躍的5-HT系統(tǒng)有時(shí)也被認(rèn)為與強(qiáng)迫癥（OCD）中強(qiáng)迫行為的維持有關(guān)。解析思路：此題考查對(duì)血清素系統(tǒng)在學(xué)習(xí)記憶中作用機(jī)制的理解及其與相關(guān)障礙的聯(lián)系。解析需從直接（受體作用）和間接（調(diào)節(jié)其他遞質(zhì)）兩個(gè)層面說明5-HT系統(tǒng)如何影響神經(jīng)傳遞和突觸可塑性。需提及關(guān)鍵受體類型及其可能的作用效果。同時(shí)，要結(jié)合情緒調(diào)節(jié)的功能，說明5-HT系統(tǒng)狀態(tài)如何影響整體認(rèn)知能力。最后，需列舉具體的研究證據(jù)或臨床現(xiàn)象，將5-HT系統(tǒng)異常與特定的學(xué)習(xí)認(rèn)知障礙（如ADHD、抑郁癥、OCD）聯(lián)系起來。五、答案：神經(jīng)內(nèi)分泌因素通過多種途徑調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)與記憶：1.影響神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)：腺垂體釋放的激素（如皮質(zhì)醇釋放激素CRH、促腎上腺皮質(zhì)激素ACTH）作用于垂體-腎上腺軸，導(dǎo)致腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)醇。皮質(zhì)醇可以通過作用于大腦多個(gè)區(qū)域的GR受體，影響多種神經(jīng)遞質(zhì)（如NMDA、GABA、血清素、去甲腎上腺素、多巴胺）的合成、釋放和受體功能，從而調(diào)節(jié)認(rèn)知過程。2.直接影響腦區(qū)功能：皮質(zhì)醇對(duì)海馬體等記憶相關(guān)腦區(qū)具有雙重作用。低濃度皮質(zhì)醇可能促進(jìn)注意力和學(xué)習(xí)效率；但高濃度或長(zhǎng)期暴露則會(huì)導(dǎo)致海馬體神經(jīng)元損傷、突觸萎縮、LTP抑制，損害記憶編碼和提取，導(dǎo)致記憶障礙。下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA軸）的激活也受到學(xué)習(xí)刺激的調(diào)控，這種應(yīng)激反應(yīng)本身也可能成為記憶的一部分（應(yīng)激記憶）。3.影響神經(jīng)元能量代謝：某些激素（如生長(zhǎng)激素釋放肽GHRP）可能通過影響葡萄糖代謝或神經(jīng)保護(hù)因子（如BDNF）的合成，間接支持大腦進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶活動(dòng)。解析思路：此題要求分析神經(jīng)內(nèi)分泌因素（以皮質(zhì)醇和生長(zhǎng)激素釋放肽為例）如何通過不同機(jī)制影響學(xué)習(xí)記憶。解析需區(qū)分激素作用的主要途徑：一是直接影響神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)（說明激素如何作用于GR，進(jìn)而影響哪些遞質(zhì)及其功能）；二是直接影響特定腦區(qū)（如海馬體）的結(jié)構(gòu)和功能（區(qū)分低濃度和高濃度皮質(zhì)醇的不同效應(yīng)）；三是可能通過影響能量代謝或神經(jīng)保護(hù)等間接途徑發(fā)揮作用。需結(jié)合HPA軸的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制來解釋應(yīng)激對(duì)記憶的影響。六、答案：深部腦刺激（DBS）技術(shù)通過向特定腦區(qū)（如基底神經(jīng)節(jié)、丘腦、海馬體）施加電刺激，調(diào)節(jié)這些區(qū)域的神經(jīng)元活動(dòng)，從而影響相關(guān)功能。其涉及的學(xué)習(xí)與記憶相關(guān)的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制包括：1.調(diào)節(jié)神經(jīng)元放電模式：DBS可以直接改變目標(biāo)腦區(qū)神經(jīng)元的放電頻率、節(jié)律或同步性。例如，在帕金森病中，刺激丘腦底核（STN）或內(nèi)部蒼白球（GPi）可以調(diào)節(jié)基底神經(jīng)節(jié)回路的活動(dòng)，改善運(yùn)動(dòng)癥狀，這間接影響與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的認(rèn)知功能。在治療強(qiáng)迫癥時(shí)，刺激內(nèi)側(cè)前額葉皮層可能調(diào)節(jié)與情緒和決策相關(guān)的神經(jīng)元活動(dòng)。2.調(diào)節(jié)突觸傳遞和可塑性：持續(xù)的DBS可能通過改變突觸活動(dòng)模式，影響突觸強(qiáng)度和可塑性，從而調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和記憶過程。雖然機(jī)制尚不完全清楚，但可能涉及神經(jīng)遞質(zhì)釋放的調(diào)節(jié)。3.調(diào)節(jié)神經(jīng)環(huán)路連接：DBS可能通過影響特定環(huán)路中不同腦區(qū)之間的信息傳遞，改變網(wǎng)絡(luò)整體功能狀態(tài)，進(jìn)而影響涉及學(xué)習(xí)記憶的復(fù)雜認(rèn)知過程。DBS在治療神經(jīng)精神疾病中的應(yīng)用，其效果體現(xiàn)了對(duì)學(xué)習(xí)與記憶相關(guān)神經(jīng)調(diào)控機(jī)制的干預(yù)和重塑。例如，通過調(diào)節(jié)基底神經(jīng)節(jié)活動(dòng)改善執(zhí)行功能，通過調(diào)節(jié)海馬體或杏仁核活動(dòng)影響情緒相關(guān)記憶等。解析思路：此題要求分析DBS技術(shù)治療疾病時(shí)涉及的學(xué)習(xí)記憶神經(jīng)調(diào)控機(jī)制。解析需明確DBS的作用原理（電刺激影響神經(jīng)元活動(dòng)）。然后，從三個(gè)層面闡述其可能影響神經(jīng)調(diào)控的具體機(jī)制：改變神經(jīng)元放電模式、影響突觸傳遞/可塑性、調(diào)節(jié)神經(jīng)環(huán)路連接。需要結(jié)合具體疾?。ㄅ两鹕?、強(qiáng)迫癥）的病理生理機(jī)制和DBS的靶點(diǎn)，解釋DBS如何通過調(diào)節(jié)這些機(jī)制來產(chǎn)生治療效果，并點(diǎn)明這些機(jī)制與學(xué)習(xí)記憶功能的潛在聯(lián)系。七、答案：微透析技術(shù)：*原理：通過植入腦內(nèi)微小的探針，持續(xù)緩慢抽取少量腦脊液或組織間液，利用在線或離線化學(xué)分析方法檢測(cè)特定神經(jīng)遞質(zhì)、代謝物或神經(jīng)肽的濃度變化。*優(yōu)勢(shì)：能夠提供特定腦區(qū)、特定時(shí)間點(diǎn)神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的真實(shí)動(dòng)態(tài)信息，具有較高的時(shí)間分辨率和空間特異性（相對(duì)于全腦取樣）。*局限性：探針植入本身具有創(chuàng)傷性，可能影響被測(cè)區(qū)域神經(jīng)化學(xué)環(huán)境；檢測(cè)的是局部微環(huán)境濃度，不能直接反映突觸間隙的突觸傳遞水平；分析技術(shù)要求高，樣本量通常較小。功能性近紅外光譜（fNIRS）：*原理：基于近紅外光在生物組織中的可穿透性和不同組織（如血液、神經(jīng)元）對(duì)光的吸收差異。通過測(cè)量腦皮層表面或淺層腦組織下血氧飽和度（HbO2）和總血紅蛋白濃度（HbT）的變化，間接反映神經(jīng)活動(dòng)水平（因?yàn)樯窠?jīng)活動(dòng)引起的血流變化會(huì)伴隨血氧變化）。*優(yōu)勢(shì)：非侵入性或微創(chuàng)（只需將光學(xué)探頭放置在頭皮上）；對(duì)被試者活動(dòng)限制??；具有較好的時(shí)間分辨率。*局限性：空間分辨率較低，主要反映表層腦區(qū)活動(dòng)；對(duì)深部腦結(jié)構(gòu)和活動(dòng)分辨率差；測(cè)量的是神經(jīng)活動(dòng)相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)信號(hào)，存在一定的時(shí)間延遲，且信噪比較低，易受運(yùn)動(dòng)等干擾。比較：微透析提供直接的化學(xué)物質(zhì)濃度信息，空間特異性強(qiáng)但創(chuàng)傷性大；fNIRS非侵入性好，方便易行，但空間分辨率差，反映的是間接的神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)。兩者在研究神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制對(duì)學(xué)習(xí)過程影響時(shí)，各有側(cè)重，常用于補(bǔ)充和驗(yàn)證彼此的結(jié)果。解析思路：此題要求比較兩種神經(jīng)化學(xué)或神經(jīng)活動(dòng)成像技術(shù)。解析需分別清晰闡述每種技術(shù)的原理、工作方式。然后，分別列出其核心優(yōu)勢(shì)（如微透析的時(shí)間/空間特異性，fNIRS的非侵入性/易用性）。接著，必須指出每種技術(shù)的關(guān)鍵局限性（如微透析的創(chuàng)傷性/樣本量小，fNIRS的空間分辨率差/間接測(cè)量）。最后，進(jìn)行總結(jié)比較，明確兩者在研究學(xué)習(xí)與記憶調(diào)控機(jī)制時(shí)的不同適用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)，以及它們?nèi)绾位パa(bǔ)。八、答案：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：*研究目的：探究腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶的效果及其潛在機(jī)制。*實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停翰捎媒?jīng)典條件反射學(xué)習(xí)模型，如眼動(dòng)回避條件反射（Eye-blinkconditioning）或空間位置偏愛學(xué)習(xí)。以眼動(dòng)回避為例，使用條件性刺激（如閃光或純音）和無(wú)條件刺激（如輕微眼動(dòng)誘發(fā)電刺激）。*實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：選擇成年、健康的雄性大鼠或小鼠。*分組：*實(shí)驗(yàn)組：接受BDNF直接腦內(nèi)注射（例如，通過微泵持續(xù)輸送到海馬體，或直接注射到前額葉皮層等目標(biāo)區(qū)域）。*對(duì)照組1（溶劑對(duì)照組）：接受等體積的載體（如生理鹽水）注射。*對(duì)照組2（行為學(xué)對(duì)照組）：接受BDNF注射，但未進(jìn)行條件反射訓(xùn)練。*實(shí)驗(yàn)流程：1.行為學(xué)訓(xùn)練：在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練，然后進(jìn)行條件反射訓(xùn)練。記錄動(dòng)物在每次條件刺激后做出回避反應(yīng)（閉眼）的潛伏期。2.分組處理：在訓(xùn)練開始前或訓(xùn)練期間，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和溶劑對(duì)照組進(jìn)行相應(yīng)的腦內(nèi)注射處理。3.數(shù)據(jù)收集：在規(guī)定訓(xùn)練周期內(nèi)（如連續(xù)5天），每天記錄各組的回避反應(yīng)潛伏期。同時(shí)，可選擇在訓(xùn)練前后或訓(xùn)練中期，通過行為學(xué)或神