神经环路的形成、功能与可塑性
大脑皮层的神经环路和信息传递
大脑皮层的神经环路和信息传递大脑皮层是人类大脑中最为复杂和关键的部分之一，它负责处理和整合各种感觉信息，并参与决策、思考和行为的调控。
在大脑皮层中，神经元通过复杂的神经环路进行信息传递，这些神经环路的形成和功能对于我们理解大脑的工作原理至关重要。
神经元和突触大脑皮层中的神经元是信息传递的基本单位。
每个神经元都有一个细长的轴突，通过轴突可以将电信号传递给其他神经元。
神经元之间的连接点称为突触，通过突触可以实现神经元之间的信息传递。
神经环路的形成在大脑皮层中，神经环路是由多个神经元相互连接而成的网络。
这些神经元之间的连接是通过突触实现的。
在发育过程中，神经元会根据外界刺激和内部信号进行突触形成和调整，从而形成特定的神经环路。
神经环路的类型大脑皮层中的神经环路可以分为两种类型：局部环路和远距离环路。
局部环路局部环路是指神经元之间的短距离连接，主要用于局部信息的处理和传递。
这些环路通常包括几个相互连接的神经元，形成一个小的功能模块。
例如，在视觉皮层中，存在着许多局部环路，用于处理和分析视觉信息。
远距离环路远距离环路是指神经元之间的长距离连接，主要用于不同脑区之间的信息传递和协调。
这些环路通常包括多个脑区之间的神经元，形成一个复杂的网络。
例如，在认知控制过程中，远距离环路起着重要的作用，将不同脑区的信息整合起来，实现高级认知功能。
信息传递的过程大脑皮层中的信息传递是通过神经元之间的电信号和化学信号实现的。
电信号传递当神经元兴奋时，会产生电信号，称为动作电位。
动作电位沿着轴突传播，并通过突触传递给其他神经元。
这种电信号的传递速度非常快，可以达到每秒几十米。
化学信号传递在突触处，电信号会引起神经递质的释放。
神经递质是一种化学物质，可以通过突触间隙传递给下一个神经元。
下一个神经元接收到神经递质后，会产生电信号，并继续传递给其他神经元。
这种化学信号的传递速度相对较慢，通常在每秒几十毫米。
神经环路和信息处理大脑皮层中的神经环路起着重要的作用，参与各种感觉信息的处理和整合。
神经环路的名词解释
神经环路的名词解释神经环路（neuronal circuit）是指一组神经元之间相互连接的网络，用于传递和处理神经信号。
这些神经环路在大脑和神经系统中扮演着重要的角色，影响我们的思维、行为和感知。
本文将对神经环路的一些关键名词进行解释，带领读者一窥这些神秘而复杂的神经连接网络。
突触（Synapse）作为神经环路的基本单位，突触是两个神经元之间的连接点。
通过突触，一个神经元可以与其他神经元相互传递信息。
突触可以分为化学突触和电突触两种。
化学突触指的是通过神经递质等化学信号传递信息的突触。
当一个神经脉冲到达化学突触时，它会引发细胞内钙离子的流入，促使神经递质被释放到突触间隙。
这些神经递质会结合到接受信号的神经元的受体上，从而激发或抑制下一个神经元的活动。
电突触则是借助神经元之间的电流直接传递信号的突触。
在电突触中，两个神经元之间存在细小的间隙，称为电突触间隙。
当一个神经脉冲到达电突触时，它会引发电离子流入或流出，这种电流会沿着神经元的轴突传播，从而激发或抑制下一个神经元的活动。
突触可塑性（Synaptic Plasticity）突触可塑性是神经环路中非常重要的概念，指的是神经环路中突触连接强度的可变性。
这种可塑性是神经系统适应环境变化和学习记忆过程的基础。
在突触可塑性中，两个神经元之间的连接可以被增强或减弱，从而影响到神经信号的传递。
突触可塑性主要分为长期增强（LTP）和长期抑制（LTD）。
LTP指的是在神经环路中，某个特定的突触连接会因为刺激的重复而加强，进而激发下一个神经元更强的反应。
LTD则相反，指的是重复刺激导致突触连接减弱的现象，从而抑制下一个神经元的活动。
这种突触可塑性使得神经网络能够快速适应环境的变化，并进行学习和记忆。
神经回路（Neural Circuit）神经回路是指由多个神经元组成的特定神经网络。
不同的神经回路在大脑和神经系统中扮演着不同的角色，控制着不同的功能和行为。
例如，感觉神经回路负责接收和处理感觉信息，而运动神经回路则控制着肌肉的运动。
神经系统发育及可塑性
• The both cells cleaved horizontally from the precursor, one migrates away to take up its position in the cortex, where it will never divide again. The other daughter remains in the ventricular zone to undergo more division.
• This mode predominates later in development
neuronal precursor
Ventricular zone precursor cells repeated this pattern until all of the neurons of the cortex have been generated. The cleavage have been basically finished on pregnant fifth month in human.
中胚层细胞能决定神经系统的前后轴
（A）原肠胚期晚期的两栖类动物胚胎的组织结构（前后轴中线水平的切面）； （B）用于解释神经板如何沿着前后轴分化的“双信号”假说。
神经管沿背腹轴的分化
（A）Shh和BMP家族蛋白分别在 脊髓腹侧与背侧形成浓度梯度， 从而使神经前期细胞在背腹轴不 同的位置选择不同的命运。Shh 由脊索和底板分泌，而BMP则由 表皮（神经管形成之前）或顶板 （神经管形成之后）分泌。
分子生物学知识：神经元细胞的发育和功能
分子生物学知识：神经元细胞的发育和功能神经元细胞是构成神经系统的主要细胞类型之一，它们负责传导神经信号并在神经网络中发挥特定的功能。
神经元细胞涉及许多方面的分子生物学知识，包括神经元细胞的发育、信号传导和神经可塑性等。
本文将介绍神经元细胞的发育过程和相关的分子生物学机制，以及它们在神经网络中的功能。
一、神经元细胞的发育大多数神经元细胞都是在胚胎发育过程中形成的。
神经元的发育过程可分为以下几个步骤：1.神经元的生成神经元的生成是由神经上皮细胞中的祖细胞开始的。
这些祖细胞开始分化并向外发展。
它们形成神经管，这是中枢神经系统发育的中心部位。
神经管由一系列的神经元发展区域组成，这些区域将最终发展成为人脑的各个区域。
2.神经元的迁移在神经元发展区域中，神经元开始向其最终目的地迁移。
神经元的迁移是通过细胞间的相互作用来完成的。
这些相互作用通常在神经元和周围细胞之间的信号转导过程中发生。
3.神经元的分化当神经元到达其最终目的地时，它们开始分化。
神经元细胞的分化是通过基因调控和蛋白质合成来实现的。
在分化过程中，神经元数量不断增加，同时它们与其他神经元之间形成连接。
4.突触的形成和稳定化神经元之间的连接是通过突触完成的。
神经元经常形成大量的突触，并且这些突触需要保持稳定。
保持突触的稳定性需要神经元通过信号传导等机制来进行控制。
二、神经元细胞的功能神经元细胞几乎在整个神经系统中都有着至关重要的功能。
它们负责将信息从一个神经元传递到另一个。
在神经网络中，神经元细胞之间的连接形成环路，这些环路构成了神经网络的基础。
神经元细胞之间的信号传递是通过一系列分子生物学机制来实现的，这些机制包括：1.神经递质的合成和释放神经递质是神经元细胞之间传递信息的关键分子。
神经递质通常由神经元内的分子合成，并通过突触释放到紧挨着神经元细胞的其他细胞上。
神经递质的合成和释放可能受到许多不同的因素的影响，例如环境和神经元细胞的状态。
2.神经递质的识别神经递质的识别是神经元细胞信号传递的重要一环。
神经环路的形成与功能调控研究
神经环路的形成与功能调控研究神经环路是神经系统中的基本功能单元，它由多个神经元之间相互连接而成，能够完成复杂的信息处理、传递和调节功能。
正是由于神经环路的存在，神经系统才能够在物理和化学的刺激下快速而准确地做出反应，调节机体的生理功能并使行为产生变化。
因此，神经环路的形成与功能调控研究一直是神经科学领域的重要研究方向之一。
神经环路的形成主要包括神经元的定位、突触的形成和调节。
神经元定位是指神经元细胞体定位和轴突的导向，它是神经环路形成的基础。
已有研究表明，神经元的定位与分化受到各种细胞和细胞因子的调节。
例如，N-cam是一种神经元特异性的细胞黏附分子，在神经细胞分化和突触形成中发挥重要作用。
此外，神经元的定位还受到斜视状体在早期发育阶段的影响，它能够调节神经元的出生和轴突的生长，从而影响神经环路的形成。
神经元之间的突触是神经环路的基本连接形式，它的形成与调节是神经环路形成的关键环节。
突触的形成与维持主要涉及突触前和突触后两端的交互作用。
突触前细胞通过释放神经递质，引起突触后细胞的电活动改变从而进行信息传递。
已有研究发现，突触前小泡蛋白和突触蛋白能够参与突触的形成、分化和维持。
此外，天然神经营养因子的合成和释放也可能促进突触的 strengthening 和 plasticity。
神经环路的形成只是神经环路的一个方面，对神经环路的功能调控研究同样重要。
神经环路的功能可分为生理功能和病理功能两个方面。
生理功能指神经环路能够适应生物体原有的生理需求并做出相应反应。
例如，在大脑中，一个典型的神经环路是皮层–腹侧前额叶–基底节/丘脑–脉络丛–皮层，它对情感、记忆、认知和运动等生理功能的调节起着重要作用。
病理功能指神经环路发生缺陷或异常导致生理功能发生障碍，已有研究表明神经环路的功能异常与多种神经系统疾病、精神疾病、神经系统功能紊乱和自闭症等有关。
因此，研究神经环路功能的调节对于神经系统疾病的预防和治疗具有重要意义。
神经生物学知识点总结
神经生物学知识点总结神经生物学是关于神经系统的科学领域，涉及到神经元的结构、功能、发生、发育、疾病等各方面知识。
本文将从细胞水平、单元回路水平、神经系统水平三个方面，总结一些常见的神经生物学知识点。
细胞水平1. 神经元神经元是神经系统的基本功能单元。
其主要结构包括细胞体、树突、轴突等。
树突主要接收神经冲动，而轴突则在神经末梢释放神经递质。
神经元的典型结构有单极神经元、双极神经元和多极神经元。
神经元之间通过突触相互连接。
2. 神经胶质细胞神经胶质细胞是神经系统中的非神经元细胞，主要具有支持、保护神经元的功能。
与神经元相比，神经胶质细胞数量更多。
其中星形胶质细胞、少突胶质细胞和密集胶质细胞是三种常见的胶质细胞。
3. 动作电位动作电位是神经元在兴奋状态下产生的一种电信号。
其产生主要是由于神经元的钠离子通道和钾离子通道的开关机制。
动作电位具有特定的形态和时间序列特征，可以被记录和分析。
4. 突触传递突触传递是一种神经信号传递方式，由神经元的轴突末梢释放神经递质，影响相邻神经元或肌肉、腺体等靶细胞。
突触传递主要包括化学突触传递和电子突触传递两种方式，前者是通过神经递质介导的，后者是通过电流通过直接传递关节隙。
5. 突触可塑性突触可塑性是指突触传递能力的改变。
其主要形式包括长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)。
LTP和LTD的产生机制包括突触前活动变化、突触后细胞膜电位变化和神经递质浓度变化等。
单元回路水平1. 神经环路神经环路是由多个神经元组成的，具有特定功能的神经网络结构。
神经环路可以通过神经突触连接，从而形成复杂的功能。
常见的神经环路包括反射弧和中枢神经环路等。
2. 突触后势突触后势是当神经元被兴奋后，在不同时间尺度上的形成的一种延迟激活现象。
突触后势的强度和持续时间因不同的突触类型而异，但是它可以影响神经元的电活动，从而影响神经网络的功能。
3. 网络动力学神经系统中的神经回路具有复杂的动力学特性。
脑神经系统的可塑性及相关疾病的研究
脑神经系统的可塑性及相关疾病的研究随着科学技术的不断进步和基础研究的深入探索，人们对于脑神经系统的可塑性及相关疾病的研究也越来越深入和全面。
脑神经系统是人类生命活动的中枢，掌控着我们的思维、情感、记忆等重要功能，因此，相关的疾病的研究也显得极为重要。
脑神经系统的可塑性是指大脑不断变化和适应不同环境的能力。
脑神经系统不像许多器官一样是静态的，它会不断适应不同的刺激和需求而改变自己的结构和功能。
这种可塑性包括神经元的形态、突触连接的数量和强度、神经元之间的信号传递等方面。
脑神经系统的可塑性是人类大脑能够适应不同环境和不断学习、思考等高级功能的基础。
例如，当我们学习新的语言、习惯体育运动、阅读等新事件时，大脑就会不断适应，并进行结构和功能上的调整。
这种适应性是我们日常生活中的应有之义。
然而，脑神经系统的可塑性也可能导致一系列的疾病。
例如脑卒中、阿尔茨海默病、帕金森病等，这些疾病会导致神经元的损伤和死亡，从而减少神经元之间的突触联系以及信号传递，进而进一步破坏大脑的结构和功能。
这些疾病都有某种程度的可预防性和可控性，因此相关研究显得极为重要。
阿尔茨海默病是一种脑部退化性疾病，它是老年人群体发病率最高的一种疾病。
目前学界普遍认为，阿尔茨海默病的发生和神经环路的缺陷有关。
神经环路是指神经元之间相互连接形成的网络，这个网络的结构和纤维的连通性对于大脑的正常功能至关重要。
研究表明，关于大脑神经环路的结构和功能的信息对于阿尔茨海默病的早期检测和治疗至关重要。
帕金森病也是一种常见的神经退行性疾病，它影响了人类许多基本的运动功能。
帕金森病与神经元化学物质的不平衡有关。
这种神经元化学物质的不平衡导致了神经元之间的联系破坏和信号传递受阻。
随着相关研究的深入，我们可以通过控制这种化学物质的不平衡，从而更好地治疗和预防帕金森病。
可以看出，脑神经系统的可塑性对于我们的生命活动有着非常重要的作用，同时也是神经退行性疾病进行深入研究的基础。
养成习惯的科学原理和方法
养成习惯的科学原理和方法习惯是我们日常生活中的基石，对于个人的成长和发展起着重要的作用。
然而，要养成好的习惯却并非易事。
本文将探讨养成习惯的科学原理和方法，帮助读者在实践中更好地培养良好的习惯。
一、科学原理1.肯尼迪环路肯尼迪环路是一种神经回路模式，也被称为“习惯环路”，包括触发因素（Cue）、行为（Routine）和奖励（Reward）三个要素。
触发因素是引发行为的信号，行为是习惯的实际执行，奖励是行为之后获得的满足感。
人们在不断重复这个环路后，习惯将会被牢记，并自动触发。
2.神经可塑性神经可塑性是指大脑可以根据不同的刺激和经验而改变其结构与功能的能力。
这为我们养成新的习惯提供了有利条件。
通过刺激和重复，我们可以在大脑中形成新的突触连接，使特定的行为变得更加顺利和自然。
二、养成习惯的方法1.设定明确的目标首先，我们需要明确自己想要养成的习惯。
目标应该具体、清晰，并与个人的价值观和长期目标相一致。
例如，如果想要养成每天早晨跑步的习惯，可以明确设定目标为每天早上6点起床并进行30分钟的晨跑。
2.激发内在动机内在动机是培养习惯的关键。
我们需要找到这个习惯对于自己的意义和好处，并将其内化为我们行动的动力源泉。
例如，跑步可以提高身体健康和心理状态，这种利益可以成为我们养成跑步习惯的内在动机。
3.制定行动计划制定一份详细的行动计划可以帮助我们更好地践行目标。
计划中应包含具体的行动步骤和时间安排。
例如，我们可以规定每天早晨的行动流程，包括起床、穿运动服、进行热身运动等。
4.逐步迭代养成习惯需要一个渐进的过程。
我们可以逐步增加行为的难度和挑战性，使自己能够适应并不断提高。
例如，刚开始可以每天跑步10分钟，然后逐渐增加到30分钟，以确保体能和意志力的逐步提升。
5.借助外部支持外部支持可以帮助我们坚持习惯的养成过程。
我们可以邀请朋友一起行动，或者加入相关的社群，与他人分享经验和进展。
此外，使用习惯追踪应用程序等工具也能提供监督和鼓励。
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项目名称：神经环路的形成、功能与可塑性首席科学家：蒲慕明中国科学院上海生命科学研究院起止年限：至依托部门：中国科学院二、预期目标本项目的总体目标：在神经环路层面上解析神经系统发育、功能以及可塑性，同时了解与重要神经系统疾病相关的环路异常的机制。
建立从微观的分子/细胞水平研究与宏观的系统/行为研究之间的桥梁。
力争在神经细胞的产生和分化、细胞定位、突触形成和修剪、感觉信息的传递、整合与储存、工作记忆和抉择的环路机制、环路形成与功能的异常等前沿研究领域中取得重要进展。
五年预期目标:1)在神经环路形成分子机制方面，深入认识神经干细胞增殖、分化和命运决定的调控机制；揭示神经元迁移的动力原理和导向机制；进一步阐明神经元极化的胞内外机制；探索神经元树突和突触修剪的分子机制。
2)在神经环路功能及可塑性方面，阐明神经环路电信号的产生与调节机制、多模态感觉信息整合的突触和环路机制、神经环路存储和提取感觉经验中的时序信息的突触机制、工作记忆和抉择行为的环路机制和工作原理。
3)在神经环路异常分子机制方面，将重点研究智障基因导致癫痫易感的环路形成异常、抑制性突触传递系统调控与癫痫发生的关系、离子通道失常对神经元存活与突触和神经环路异常的作用。
4)五个课题有机联系、技术交叉。
将充分利用团队优势，在以上三个研究方向取得重要科研成果。
具体表现为对神经环路的重要前沿问题有显著突破，在神经科学界取得领先地位。
5)开展与临床研究人员的交流与合作关系，以扩展具有临床应用前景的基础研究。
6)培养学术骨干的基础科研能力，使之成为他们所在的研究领域中享有国际声誉的科学家。
建立具有国际竞争力的创新型研究团队。
通过高质量的基础研究训练来提高研究生和博士后的科研素质，为中国神经科学后备人才的储备作出贡献。
三、研究方案本项目由五个有内在联系的研究课题组成，每个课题由3-4个神经科学研究所的研究组合作完成。
这些课题紧密围绕神经环路的形成及功能展开研究。
在神经环路的形成及可塑性方面，主要研究神经元发生、分化和命运决定的转录因子调控；神经细胞迁移和形态发生的分子细胞学机制；突触形成与修剪机制；并从分子细胞层次研究环路功能的调节机制。
在神经环路的功能及可塑性方面，主要研究多模态感觉信息整合的环路机制；以及工作记忆和抉择的环路基础。
同时，将研究病理状态下（包括癫痫、智障和老年痴呆）神经环路的变化。
五个课题的研究方案，依以下顺序分别进行描述：环路的形成→环路的功能→环路的异常。
课题一神经细胞的产生、迁移与轴突生长结合基因剔除、胚胎电场转基因、组织培养、单细胞迁移分析、高通量测序和数据分析等实验方法，研究大脑皮层和脊髓背角神经元产生和命运决定的调控机理、神经元迁移及轴突投射建立的机制。
并将这两个脑区的研究结果相互参照，比较异同。
在神经元产生和命运决定的调控机制研究中将特别关注三类调控方式： 1）转录调控、2）表观遗传学调控、3）miRNA调控，以期发现有关键作用的新的调控分子、阐明相应的上下游信号机理。
神经元迁移和轴突投射的研究中，特别关注已知的神经轴突导向因子对新生神经元迁移发挥的作用、阐明相关的信号机制。
创新点与特色：在研究内容上，综合考虑不同层次的基因表达调控网络在神经干细胞命运决定中的作用；将在大脑皮层和脊髓背角上的研究结果相互比较和参照，以促进对各脑区神经环路发育机制的一般性了解。
在实验方法上，拥有非常成熟的单细胞迁移导向分析等独特技术。
可行性分析：已建立实验必需的鸡胚和鼠胚电场转基因、单细胞迁移导向分析、神经干细胞培养、病毒包装感染等关键技术。
成功获得了多个与研究相关的转基因小鼠品系。
研究队伍完整、具有良好的工作基础，具备开发新的研究手段的潜力。
因此，本课题的执行有充分的保障。
课题二神经环路形成和可塑性的分子机制围绕神经元极性建立、轴树突的生长、突触形成、树突与突触的选择性修剪等重要问题，开展以下研究：1）神经元形态发生的细胞骨架机制和不对称膜转运机制；2）神经元电活动、分泌性因子对树突形成与修剪和突触功能的影响；3）表观遗传因素介导的基因表达调控对神经环路可塑性的影响。
创新点与特色：围绕神经元形态发生、突触的形成及修剪机制，从细胞骨架、囊泡转运、基因表达调控等多层次多角度地展开研究。
在离体培养的神经元上，采用多种新的分子生物学、光学成像和激活等实验手段。
可行性分析：主要学术骨干在神经元形态发生、突触形成及神经活动依赖的基因表达调控等方面有多年的研究工作积累。
已获得一些与本课题相关的前期工作成果。
具有相对成熟的神经细胞生物学分析手段、工具病毒载体构建技术和光敏感离子通道激活技术。
课题三神经环路信号传递、整合与储存本课题拟采用多种模式动物（果蝇、斑马鱼、大/小鼠）和多种活体实验手段（电生理、钙成像、行为等）研究视觉、听觉、嗅觉、味觉等多模态感觉信息传递、整合与储存发生的精确位点和神经机制，探讨其对动物行为的作用。
创新点与特色：采用多种模式动物，从不同角度研究多模态感觉信息整合的原理；运用在整体果蝇、斑马鱼、大/小鼠上的活体全细胞记录技术与钙成像相结合的手段，并引入光敏感离子通道激活和失活神经环路的技术。
可行性分析：已建立完善的实验体系，主要学术骨干在以上研究领域均有较好的工作积累，已获得一些与本课题相关的前期工作成果，有望取得进一步的突破。
课题四工作记忆和抉择行为的神经环路基础本课题采用实验和理论相结合的方法，围绕工作记忆和抉择行为的神经环路机制展开深入研究。
在实验方面，将以果蝇、小鼠和猴作为模式动物，采用行为学、脑片和整体动物的示踪、光学成像、电生理等技术，以研究工作记忆和抉择行为的神经元环路机制和功能。
在理论分析方面，将以实验数据为基础，结合大规模的神经元网络的计算仿真，揭示工作记忆和抉择行为在神经元环路上的计算原理。
理论的结果和预测将对动物实验的设计和数据分析提供新的思路。
创新点与特色：从分子、细胞、环路、到整体行为等多层次、多角度展开实验和理论紧密结合的研究，揭示神经环路实现工作记忆和抉择行为的机理，以期进一步认识其它认知功能的环路机制。
可行性分析：已建立相对成熟的整体动物的钙成像、电生理、动物行为及计算的平台。
主要学术骨干在神经元环路的实验记录与操纵、理论的模拟与分析等方面有多年的积累。
课题五神经环路异常的分子机制本课题将结合基因剔除/过表达技术、动物行为分析、影像技术、细胞培养、电生理技术、及生化实验方法，研究与疾病相关的神经环路异常的分子机制。
创新点和特色：从神经环路的形成与功能的层面来了解脑疾病发病机理，以期为开发有临床运用前景的预防与治疗方法提供新思路。
可行性分析：所需的转基因、基因敲除小鼠已基本构建好，所需抗体已制备。
主要学术骨干对正常与异常神经环路的分子机制研究已有多年经验。
四、年度计划一、研究内容围绕神经环路的形成、功能与可塑性这一主题，所建议的五个研究课题将用各种实验手段力争在神经环路的形成过程、信息编码和处理的功能、及神经环路的可塑性等方面取得重要突破。
以下将按课题顺序叙述拟解决的关键科学问题和主要研究内容。
课题一神经细胞的产生、迁移与轴突生长神经系统早期发育过程中，神经干细胞的增殖、分化产生不同类型的神经元，以及新生神经元的迁移定位和轴突投射到特定的部位对于功能性神经环路的形成是必不可少的环节。
细胞内转录因子和miRNA及胞外诱导因子对这些发育环节发挥重要的调控作用。
根据该领域研究现状和热点，结合本研究团队的前期工作基础，拟解决的关键科学问题和主要研究内容如下：本课题的关键问题：1）神经干细胞增殖分化和命运决定的调控机理；2）神经元迁移和轴突生长的导向机制。
主要研究内容：1.大脑皮层和脊髓背角神经元产生及神经递质表型决定的转录调控机制；2.miRNA在大脑皮层神经细胞命运决定、定向迁移、轴树突分化、轴突生长导向中的作用；3.大脑皮层及脊髓神经元有序迁移及轴突投射的导向机制。
课题二神经环路形成与可塑性的分子机制神经元极性建立、轴树突生长、神经元与靶细胞的特异连接和突触分化、神经元树突和突触的选择性修剪等过程是神经环路形成的基本环节，受到各种正性和负性因子的调控，这些因素的综合作用导致神经元之间或神经元与靶细胞的精确连接以及特定蛋白在突触前和突触后的精确定位。
本课题的关键问题：1）神经元形态发生的分子机制；2）发育过程中神经元活动依赖的树突和突触的修剪机制。
主要研究内容：1.在神经元极性建立中细胞骨架的调节机制和膜组分的不对称转运机制；2.神经元电活动调节树突发育及突触功能的分子机制；3.树突和突触修剪的调节机制。
课题三神经环路信号传递、整合与储存研究神经环路中信息传递、整合与储存的机制有助于我们深入理解脑的工作原理以及动物行为产生的机制。
本课题的关键问题：采用不同模式动物和在体实验手段，研究信息传递、储存和多模态感觉信息整合的突触和环路机制。
主要研究内容：1.神经信息的产生与传递的调控与可塑性机制，包括神经元的动作电位产生和传导，神经递质与感觉刺激对信息产生与传递的调控；2.视觉、嗅觉、听觉和味觉之间的调控与整合的突触和环路机制，及其在动物行为中的功能；3.皮层神经环路学习和存储视觉经验中时序信息的机制。
课题四工作记忆和抉择行为的神经环路基础工作记忆和抉择行为相互关联，其相关脑区也是相互重叠的。
工作记忆所储存的信息包括抉择时刻的外部刺激、动物本身的需求和相关的回忆，是动物做出合理抉择的关键；反之，抉择行为的结果又决定了动物工作记忆的内容和模式，并将行为的后果存入及更替过去的记忆。
本课题的关键问题：工作记忆与价值抉择的神经环路机制及其神经计算原理。
主要研究内容：1.工作记忆的神经环路机制；2.抉择行为的神经环路机制；3.工作记忆和抉择行为的神经环路的理论模型。
课题五神经环路异常的分子机制突触与神经环路功能失常是神经系统疾病的重要特征。
分子机制的异常可造成突触形成和神经环路功能的异常，导致脑功能（如记忆和学习）损伤和失常。
本课题的关键问题：神经环路形成与功能异常的分子机制主要研究内容：1.与智障相关基因导致大脑皮层神经环路发育异常的分子机制；2.大脑皮层GABA抑制性突触传递在精神分裂症和癫痫病发生中的作用；3.离子通道在神经元存活和死亡过程中的作用。