您目前的位置: 首页» 课题组简介

伊鸣研究员课题组

  

  

 

   伊鸣  博士

  北京大学百人计划研究员

  认知神经科学实验室

 

    联系方式

 

  地址:北京市海淀区学院路38号北京大学神经科学研究所

  邮编:100191

  电话:82805083

  E-mail: mingyi@bjmu.edu.cn

 

  学术经历:

 

  于北京大学医学部临床医学专业获医学学士学位,英国伦敦大学学院(University College London, UCL)解剖与发育生物学系神经科学专业获哲学博士学位(导师John O’Keefe教授,获2014年诺贝尔生理学或医学奖)。20122月入选北京大学青年百人计划,现为北京大学神经科学研究所研究员。

 

  研究方向:高等认知的神经网络机制

 

   神经科学的终极目标是阐明精神和认知活动的生物学基础。针对这一问题,我们可以在多个层面进行研究(图)。其中,神经网络动力学是神经科学研究的前沿领域之一,在系统生物医学和转化医学方面都有重要意义。O’Keefe等三位科学家因在空间认知领域的贡献获2014年诺贝尔医学或生理学奖,他们在神经网络层面研究中显现出的创造性思维,是其获奖的最重要原因之一。        

  

 我们以清醒动物在体电生理记录/化学遗传学脑电等神经网络技术为核心,辅以分子生物学、离体电生理、脑功能成像、行为学及随机对照临床试验等其他技术,研究疼痛、情绪、记忆等认知过程的神经网络机制及其临床转化:生理状态下网络内部各个单元是如何连接的?外界刺激信息、内部功能信息及认知过程如何整合与相互影响?它们在病理状态下发生何样改变?它们是否可以成为临床诊断和治疗靶点?具体工作主要从以下两方面开展:

 

     海马相关认知行为的神经网络机制

 

 海马(hippocampus)参与介导陈述性记忆与空间认知等多种高级认知过程,是最受关注的脑部核团之一。我们近年研究发现,海马脑区及其回路在疼痛与情绪认知中同样发挥重要作用。目前,我们应用清醒动物在体电生理记录、光/化学遗传学、脑片膜片钳、分子生物学等技术,在大/小鼠慢性痛模型中研究海马脑区及其上下游回路对疼痛和负性情绪信号的编码与调控作用。

 

¨             Zheng J, Jiang YY, Xu LC, Ma LY, Liu FY, Cui S, Cai J, Liao FF, Wan Y, Yi M. Adult hippocampal neurogenesis along the dorsoventral axis contributes differentially to environmental enrichment combined with voluntary exercise in alleviating chronic inflammatory pain in mice. J Neurosci. 2017; In press.

¨            Zhang Y, Jiang YY, Shao S, Zhang C, Liu FY, Wan Y, Yi M. Inhibiting medial septal cholinergic neurons with DREADD alleviated anxiety-like behaviors in mice. Neurosci Lett. 2017;638:139-144.

¨            Zhang M, Liu J, Zhou MM, Wu H, Hou Y, Li YF, Yin Y, Zheng L, Cai J, Liao FF, Liu FY, Yi M, Wan Y. Anxiolytic effects of hippocampal neurosteroids in normal and neuropathic rats with spared nerve injury. J Neurochem. 2017. doi: 10.1111/jnc.13965.

¨            Zheng J, Yi M, Wan Y. Hippocampal neurogenesis: does it relieve or worsen chronic pain? Pain. 2016;157(2):506-7.

¨            Zhang Y, Liu FY, Liao FF, Wan Y, Yi M. Exacerbation of tonic but not phasic pain by entorhinal cortex lesions. Neurosci Lett. 2014;581:137-42.

¨            Cacucci F *, Yi M *, Wills TJ, Chapman P, O'Keefe J. Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008; 105(22): 7863-8.    (* equal contribution)

 

       疼痛的电生理特征与临床转化研究

 

我们应用志愿者头皮脑电、大/小鼠皮层脑电和大/小鼠特定脑区内局部场电位三项在体电生理技术研究疼痛的电生理特征。我们的前期工作表明,痛相关脑区临近区域的γ频段神经振荡与痛觉密切相关,抑制性GABA能中间神经元在其中有重要作用。目前,我们正在深入研究GABA能中间神经元与γ频段神经振荡与疼痛的相关性,并在颈后路手术术后轴性痛、针灸镇痛等临床问题上进行转化医学研究。

 

¨            Zhang C, Chen RX, Zhang Y, Wang J, Liu FY, Cai J, Liao FF, Xu FQ, Yi M, Wan Y. Reduced GABAergic transmission in the ventrobasal thalamus contributes to thermal hyperalgesia in chronic inflammatory pain. Sci Rep. 2017;7:41439.

¨            Zhang M, Liu J, Zhou MM, Wu H, Hou Y, Li YF, Yin Y, Zheng L, Liu FY, Yi M, Wan Y. Elevated neurosteroids in the lateral thalamus relieve neuropathic pain in rats with spared nerve injury. Neurosci Bull. 2016;32(4):311-22.

¨            Yi M, Zhang H. Nociceptive memory in the brain: cortical mechanisms of chronic pain.J Neurosci. 2011. 31:13343-13345. 

¨            2015年国家科学技术进步二等奖

 

    核心技术

 

        清醒动物在体电生理记录技术

 

通过手术将微电极阵列埋置在动物特定脑区后,在动物清醒自由活动状态下进行行为学实验,同时记录各脑区的神经元动作电位和神经元群局部场电位。进而通过数学方法分析记录到的电信号频率、幅度、相位等特征,在神经网络层面研究脑功能特征。这项技术可以直接、长期、同步观察清醒动物特定核团神经元活动与行为相关性。

我们将在体多通道电生理记录与3D打印技术结合应用,目前已实现在多达8个不同脑区中同步记录神经元电活动。

 

        /化学遗传学技术

 

光遗传学与化学遗传学技术是神经科学前沿技术,通过光脉冲或特定药物精确调控特定脑区特定类型神经元活动模式,进而研究其对行为的影响。

光遗传学技术首先通过转基因技术或病毒转染,使动物特定脑区特定类型神经元或神经回路表达兴奋性或抑制性光敏蛋白,进而通过光纤用激光或LED光脉冲人为地时空特异性控制光敏蛋白传输兴奋性的阳离子流或者抑制性的阴离子流,进而精确控制细胞或神经回路的活动状态。

化学遗传学技术通过转基因技术或病毒转染,使动物特定脑区特定类型神经元表达专门设计的兴奋性或抑制性G蛋白偶联受体,进而局部或系统注射专门设计的激活此受体的药物控制相应细胞或神经回路的活动状态。其操作比光遗传学更简单,作用更持久。

 

        脑电技术

 

       脑电技术是人体上应用的在体电生理技术,通过无创性脑电记录设备,将反映在大脑皮层或头皮表面的脑自发性生物电位加以放大并记录,进而通过神经计算技术对其进行各类分析。随着计算技术和神经网络研究的发展,脑电技术因其介于基础研究和临床应用间的桥梁式作用而越来越受到重视,广泛应用于神经生物学研究。

 

     科研资助

 

   2015年国家重点基础研究发展计划(973计划)(2015CB554503

   2014年国家重点基础研究发展计划(973计划)青年科学家专题(2014CB548200

   2012年国家自然科学基金(31200835

 

     教学

 

   本科生课程《高级神经生物学》:语言与认知

      本科生课程《科研思维训练》:神经生物学

      研究生课程《神经科学进展》:空间认知研究进展

      研究生课程《神经生物学实验》:清醒动物在体电生理记录的理论与实践

      北京大学医学部教师教学发展中心培训导师

   2014年中华医学会医学教育分会第四届医学(医药)院校青年教师教学基本功比赛特等奖,最受学生欢迎奖,最佳教案奖

   2013年北京高校第八届青年教师教学基本功比赛一等奖,最受学生欢迎奖,最佳演示奖

   2013年北京大学医学部教学优秀奖

   2012年北京大学第十二届青年教师教学演示竞赛(医科类)一等奖

   2012年北京大学基础医学院第十二届青年教师教学演示竞赛一等奖

 

  实验室成员