生物学论文精品(七篇)
时间：2023-03-23 15:16:03
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇生物学论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
判断是对思维对象有所断定的一种思维形式，生命科学往往要对研究对象的特征、性质、规律等作出断定，对这一类知识的学习称之为判断学习。应用逻辑上的充足理由律来学习判断，既有利于培养求真、追根究底的科学精神和钻研精神，又有利于知识的融会贯通，还有利于促进知识与生活、生产实践的相互联系。充足理由律的基本内容是:在论证过程中，一个判断被确定为真，总是有理由的。因此，在学习判断时，学习者应该追问如下问题:证明该判断的证据(包括已被证实的科学事实、已为科学所证明的定理、定律、原理)有哪些?运用证据论证观点的推理过程怎样?论证过程中使用了哪些逻辑方法?这些逻辑方法得出的结论是或然的还是必然的?如果教材没有给出证据和论证过程，学习者应该积极主动地去寻找。在逻辑学上，将推理分为演绎推理、归纳推理和类比推理。归纳推理和类比推理得出的结论是或然的;演绎推理得出的结论是必然的(许多逻辑学书籍将前提与结论有必然联系的推理均称为演绎推理)。故最有说服力的论证方法是运用科学知识进行演绎推理。因此，学习判断时最好是弄清其中所涉及的科学原理，多追问几个“为什么”。例如，用斯图尔德的组织培养实验证明“高度分化的植物细胞具有全能性”，该论证使用的是不完全归纳推理，结论是或然的。学习者如果用充足理由律学习时认识这一点，就会追问“为什么高度分化的植物细胞仍然具有全能性?”如果进一步探究该问题，就能对细胞分化和细胞全能性的知识融会贯通。在寻找事实证据时，有时需要将判断作为假说来看待，用假说演绎法推出关于事实的结论。例如，学习“体温调节”时，可作如下推理用以寻找环境温度高或剧烈运动时皮肤血管舒张的证据:如果皮肤血管舒张，则皮肤血流量增加、面色红润。面色红润这一事实是大家所熟知的，它是支持判断的有力证据。
2过程学习策略
学习生物学过程时，要在图文结合阅读的基础上看图说话，然后在脑海中想象过程、建构表象。更高层次的学习还应包括分析过程中各环节之间的因果联系，针对各环节分析影响过程的诸多因素，完成从感性到理性的飞跃。例如，学习“减数分裂”时，按上述策略分析就会发现，同源染色体的联会是同源染色体分排在赤道板两侧的保障，而同源染色体在减Ⅰ中期的排列以及纺锤体的存在又保证了同源染色体的分离，同源染色体的分离导致配子中染色体数量减半但又拥有一个完整的染色体组、携带有本物种生长发育所需的整套的遗传信息。因此，凡影响纺锤体形成的因素(如低温、秋水仙素)均可导致同源染色体不能分离，凡影响同源染色体正常联会的因素(如染色体的数量及结构变异)均影响配子携带的遗传信息，进而可能影响配子的可育性。
3实验和技术学习策略
实验和技术学习时，一方面要追问每一个操作步骤的目的和原理;另一方面要将有关实验和技术操作步骤的文字描述转换成简洁的流程图并想象自己操作的画面。如果教材是以图解形式说明操作步骤的，则应认真读图，既注意大的步骤，又注意图中的细节。
4科学史学习策略
科学史学习时，首先要还原到当时的研究背景，弄清要解决的问题是什么、研究的思路是什么、研究的过程和方法(包括实验方法)是什么、研究结果和结论是什么，或者弄清科学家提出的观点是什么、论据是什么、论证过程是什么、意义是什么;然后站在今天的知识层面和技术高度进行评价，从实验材料、研究对象、研究思路、研究方法(包括实验方法)、推理过程等角度分析研究的得与失、成功之处与局限之处，或者分析论据是否充足真实、是否可以由已有的论据充分地论证观点、推理过程是必然的还是或然的。最后，在分析局限性和不足的基础上提出改进措施，提出新的观点和设想。例如，学习拉马克的进化观点时，用现代遗传学知识进行分析和评价就会发现，虽然存在着理论证据和许多事实证据证明生物个体“用进废退”的现象是客观存在的，但用进废退获得的性状是定向变异，定向变异是不可遗传的，因而在进化上是没有意义的。因此，不能用个体身上“用进废退”的事实证明“用进废退和获得性遗传是生物进化的原因”。
5主题学习策略
篇(2)
1.1假基因转录物作为ceRNA假基因是一类具有与其功能基因序列相似，通常情况下不具有蛋白质翻译功能的基因，翻译过程因提前终止密码子、移码突变、插入或缺失而中断。假基因在基因组中一直被认为是垃圾基因，但随着研究的深入，发现假基因能通过多个机制促进或抑制其同源基因的表达，增强或抑制其生物功能，其中包括假基因的转录物能作为ceRNA吸附miRNA。假基因的转录物可以作为理想的ceRNA，是由于它们具有很多与其同源基因相同的MRE。例如，许多在PTEN3′UTR上的保守MRE，也出现在PTEN的假基因PTENP1的转录物中，并且过表达PTENP1的3′UTR，并以Dicer依赖的方式上调PTEN的表达水平，这暗示PTENP1转录物通过与PTENmRNA竞争共同的miRNA，从而调节PTEN的表达。假基因的转录物在ceRNA调控中作为miRNA分子海绵(Sponge)，其作用可被功能化。由于假基因的同源基因可能是关键致病基因（如肿瘤抑制基因或癌基因），通过ceRNA调节，假基因也能在病理过程中发挥一定作用。如PTEN的假基因PTENP1，与PTEN一样具有抑制肿瘤的特性，并在一些人类肿瘤中选择性缺失。对其他假基因的研究发现，过表达KRAS的假基因KRAS1P的3′UTR，能增加KRAS转录物的表达，并加速细胞的增殖速度，影响肿瘤的发生。对干细胞多效转录因子OCT4的研究发现，其假基因OCT4-pg4在肝癌中被异常激活，且其表达水平与OCT4呈正相关。由于OCT4和OCT4-pg4都能被miR-145作用，因此OCT4-pg4作为天然的miR-145海绵保护OCT4免受miR-145的作用，使OCT4的蛋白表达水平升高，从而促进肝癌细胞的生长和肿瘤的发生。此外，整合子复合物亚基6（Integratorcomplexsubunit6,INTS6）相关假基因INTS6P1能与INTS6竞争结合miR-17-5p，发挥抑癌作用。以上研究表明，假基因在基因组中并非无关紧要，其通过ceRNA的作用方式调节其同源编码基因的表达，进而在癌症相关的病理过程中发挥着重要的作用。
1.2lncRNA作为ceRNAlncRNA是一类长度大于200nt、由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ转录、保守性较低的非编码RNA，并且其转录物可通过多种调节机制参与生物学过程。目前已发现超过10000种lncRNA可能具有潜在的ceRNA特性，许多研究已经证实lncRNA作为miRNA和mRNA的竞争平台，在病理和生理相关过程中发挥重要作用。研究发现，一些异常表达的疾病特异性的lncRNA通过ceRNA介导的相互作用在癌症的进程中产生深远影响。在对lncRNA-BGL3的研究中发现，其与PTEN竞争结合miR-17、miR-93、miR-20a、miR-20b、miR-106a和miR-106b，并影响PTEN的表达水平及其下游PI3K/AKT信号通路，进而影响Bcr-Abl的转化过程和肿瘤的生成。同样，lncRNA-HLUC在肝癌样本和细胞系中表达显著上调。对HLUC上调的多个机制研究中发现，其ceRNA特性是一个复杂的自动环路的一部分：HLUC作为分子海绵抑制miR-372的表达和活性，从而减少miR-372对cAMP依赖性蛋白激酶A催化亚基β（cAMP-dependentproteinkinaseAcatalyticsubunitβ,PRKACB）的抑制作用，而PRKACB能诱导cAMP反应结合蛋白（cAMPresponseelementbindingprotein,CREB）的磷酸化，在肝癌中提高CREB依赖的HULC表达上调。这些研究表明，lncRNA作为ceRNA在相关信号通路和环路中发挥作用，影响癌症的进程。除了在癌症进程中的作用，lncRNA亦可作为ceRNA在一些生理过程中发挥重要作用。如内源性lncRNALinc-MD1以ceRNA的方式调控肌肉分化的过程。Linc-MD1能分别结合miR-133和miR-135，从而与它们的靶基因——决定因子样蛋白-1（Mastermind-likeprotein1,MAML1）和肌细胞特异性增强因子2C（Myocyte-specificenhancerfactor2C,MEF2C）产生竞争性效应。在对另一个lncRNA——H19的研究中发现，其不仅作为let-7的分子海绵调节let-7的表达，而且使let-7的靶基因HGMA2和Dicer在蛋白水平表达上调。由于let-7的表达通常与细胞的分化状态相关[，在小鼠肌源性细胞C2H2中的研究中发现H19的缺失与过表达let-7产生的效果一致，均可显著增加肌球蛋白重链(Myosinheavychain,MHC)和肌细胞生成素（Myogenin,MyoG）的表达，从而加速肌肉分化。以上lncRNA作为ceRNA在肌肉分化中的作用说明lncRNA以ceRNA角色参与生长发育调节，也可能在其他生物学过程中发挥作用。
1.3CircRNA作为ceRNACircRNA是一类由特殊的选择性剪切产生的非编码RNA，与线性RNA不同的是：circRNA呈封闭环状结构，不受RNA外切酶的影响，表达更稳定。研究表明，某些特殊的circRNA分子富含miRNA结合位点，在细胞中起到miRNA海绵的作用，进而解除miRNA对其靶基因的抑制作用，升高靶基因的表达水平，是一类高效率的ceRNA[34]。如小脑变性相关蛋白1反义链（Cerebellardegeneration-relatedprotein1antisense,CDR1as）包含63个保守的miR-7结合位点，该circRNA在细胞中和miRNA效应物密集地结合，能有效地解除miR-7对其靶基因的抑制作用，升高靶基因的表达水平。在斑马鱼(Daniorerio)模型中（本身不表达CDR1as），表达CDR1as与敲除miR-7有类似的效果，都能损伤斑马鱼中脑的发育。研究发现，miR-7作为关键调节因子广泛参与癌症途径，如抑制在乳腺癌、胶质瘤等癌症中表达显著上调的信号激酶P21激活激酶1（P21-activatedkinase1,Pak1）的表达；miR-7也能通过作用α-突触白（α-synuclein）编码的mRNA3′UTR，抑制其表达。这些研究暗示CDR1as因其ceRNA特性能有效地吸附miR-7，可能是神经元功能的调节因子，也可能是神经系统疾病和癌症治疗的潜在靶点。Capel等对另一个已知环状RNA性别决定区域Y(Sex-determiningregionY,Sry)的RNA研究发现，该RNA含有16个miR-138的结合位点，利用靶点分析实验和免疫共沉淀实验证实该环状RNA能作为miR-138的分子海绵，抑制miR-138的表达。同时，Granados-Riveron等进一步研究发现Sry的正义链转录物和其反义链转录物类似，也能发生环化并作为miR-138的分子海绵起作用。目前结合最新生物信息学工具和相关实验技术在基因组中发现成千上万种circRNA在特定组织或特定发育阶段稳定表达，这暗示circRNA在基因组中的含量很丰富，并非RNA选择性剪接产生的随机物，它在一定程度上可能参与基因的表达调控。如利用RNA转录组测序（RNAsequence,RNA-seq）数据分析果蝇circRNA的生物合成和功能，发现其circRNA上含有大量保守的miRNA结合位点。结果显示circRNA作为潜在的高效ceRNA分子，对其进一步的生物学功能研究具有重要意义。以上非编码RNA作为ceRNA及其生物学功能见表2。
2ceRNA的调节
目前，许多研究已表明ceRNA之间的相互作用，但对于哪些因素可能会影响某个RNA分子发挥其ceRNA功能仍不清楚。我们推测构成ceRNA调控网络的各个组分的数量级、RNA3′UTR的变化以及RNA结合蛋白（RNAbindingprotein,RBP）的作用都有可能对ceRNA构成的调控网络产生重要的影响。
2.1ceRNA、miRNA和MRE的数量ceRNA和miRNA的表达水平会影响ceRNA网络的交互作用。当总的转录物数量远远超过miRNA数量时，整体的ceRNA关系很弱，因为只有数量有限的miRNA起抑制作用。相反，当miRNA的数量远大于ceRNA分子数量时，交互作用不太可能发生，因为转录物都处于被抑制的状态。因此，交互调节可能发生在一个所有ceRNA和miRNA数量在近似数量级的网络中。Kumar等利用RNA-seq分析得到HMGA2和TGFBR3的转录物表达水平相似，并且共同结合的let-7家族成员的总表达水平与HMGA2和TGFBR3的表达水平在一个数量级，这进一步用实验证明最佳的ceRNA对话可能发生在miRNA与ceRNA转录物丰度一致的情况下。此外ceRNA间共同的MRE数量也会影响ceRNA调节。为了验证这一假设，Ala等[44]构建了一个实验模型：该模型由10个ceRNA和10个miRNA共同组成，但并不是所有的ceRNA都能被这10个miRNA作用。研究发现，当增加其中某一个特定ceRNA表达时，含有更多MRE的RNA表达会显著上升，而对于不含有共同MRE的其他RNA则几乎没有作用。由此说明单个RNA所含MRE的数量也可能决定其在ceRNA调控网络中的作用。
2.23′UTR的变化目前对于ceRNA的研究主要是基于miRNA作用于RNA的3′UTR而引发的分子间竞争所导致的相互调控。因此，RNA分子3′UTR的变化会影响ceRNA调控。研究发现，RNA剪接和聚腺苷酸化这两个过程会影响RNA的3′UTR。RNA的剪接会影响分子的稳定性也会减少或增加3′UTR上miRNA的结合位点，聚腺苷酸化常使编码基因转录出更短的3′UTR。对于3′UTR变短的转录物，一方面，直接靶向它的miRNA会减少；另一方面，它作为ceRNA调节其他转录物的能力也将减弱。Mayr等在研究中发现，3′UTR变短的转录物上一些miRNA的结合位点消失。miRNA既可以使mRNA降解，也可以抑制mRNA的翻译。在不同组织和基因间的实验发现，3′UTR变短的转录物的稳定性更强，并且编码更多的蛋白质。因此，无论是3′UTR上序列的变化还是长度的变化，都可能影响ceRNA发挥其功能。
2.3RBP与miRNA间的相互影响RBP在许多转录后过程中起着重要作用，包括影响RNA剪接、稳定性、转运和翻译。RNA间除了相互竞争共同的miRNA，也可能竞争共同的RBP。这两个调节过程可能不是分开的，它们之间也存在着内在的联系[17]。RBP不仅与miRNA通过竞争或合作结合特异性位点影响它们靶向的mRNA表达，还可能由于RBP的结合导致RNA二级结构的改变，从而改变了miRNA的结合位点。由于RBPHuR发现得较早，在这方面的研究较多。研究发现RBPHuR和miRNA之间的竞争通常能增强基因的表达，如HuR分别与miR-122、miR-548c、miR-494、miR-16和miR-331-3p竞争结合阳离子氨基酸转运蛋白1、拓扑异构酶Ⅱα(TopoisomeraseIIalpha,TOP2A)、核仁素（Nucleolin,NCL）、环氧合酶-2（Cyclooxygenase-2,COX2）和ERBB2的mRNA，抑制相应miRNA作用于这些mRNA，从而促进mRNA合成；而HuR和miRNA间的结合通常降低它们靶向mRNA的表达，如HuR能作用C-MYCmRNA3′UTR，上调其表达，但当HuR与let-7的RNA诱导的沉默复合体（RNA-inducedsilencingcomplex,RISC）作用时，会抑制C-MYC的表达[56]。上述研究说明，RBP可能通过与miRNA相互影响，进而在ceRNA网络产生影响。
3结语
篇(3)
2灵活多样,结合临床,增强学生的主观能动性
教学方法的选择应根据不同的认知对象、不同的学科、同一学科的不同内容从而选择不同的方法,但不管采取何种教学方法,关键在于把课上活,充分调动学生参与教学的积极性。因而根据教学内容的不同,我们采取了多种教学方法。如对于细菌的形态和结构这一章节内容,采用直观的多媒体教学可以让学生形象地看到各种细菌的形态、基本结构及特殊结构;在细菌各论部分,选取部分教学单元由学生自主教学。教师事先根据教学目的、教学内容提出授课提纲、学习重点及难点并确定人员分组。小组成员细致分工、相互协作,在课后完成资料素材收集及教学课件的准备。在此期间,教师与学生进行充分沟通,及时为学生排疑解惑,引导学生在教学大纲的框架下安排课堂讲授内容,并传授讲课技巧及注意事项。同时设计《学生自主学习实践评价标准》,由学生从教学内容安排、课件制作、语言表达等多方面互相进行评议、分析和总结,教师最后进行点评总结。这种教学方式一方面活跃了课堂气氛,加深学生对所学知识的理解,增强了学生的团队意识,另一方面也可以让教师在与学生的互动中、从学生独特的视角中发现许多平时不会思索的问题;在学习引起人类疾病的常见病毒这一部分内容时,采取专题讨论方式进行学习。专题讨论式学习由教师提出专题,分组学生在本专题内提出应深入讨论的问题,查资料,作综述,课堂进行讨论。例如“人类免疫缺陷病毒”的讨论式教学,学生提出一系列问题,如HIV-1感染的分子机制及免疫反应、T细胞功能受损的疾病、HIV疫苗的研究等,经过讨论,不仅全面完成了教学内容,而且为学生提供了一次“综述训练”的机会,教学效果令人满意。此外,作为一门与临床学科关系十分紧密的基础课程,我们在教学过程中十分注重微生物学知识的临床应用,采用PBL教学法将临床病例分析引入课堂讨论教学,由病引入菌,菌中解析病,菌病结合,解除病菌。如此,在整个讲授过程中就将病原微生物的生物学特性、致病物质与致病机制、检查及防治原则讲解清楚。
3反映前沿,开阔视野,培养学生创新能力
在教学过程中,既要将教材中最基本、最核心的理论知识传授给学生,为学生自主学习打下坚实的基础,同时要补充一些开拓性、时代性和应用性较强的学科前沿内容。如微生物的耐药性这一章节,我们为学生播放与耐药机制相关的视频和短片,引导学生就微生物耐药机制的产生及防控进行积极的讨论,鼓励学生查阅耐药机制最新的高质量学术论文并就学习心得进行讨论交流,取得了良好的效果。此外,在授课过程中结合教研室老师的科研方向,为学生讲授该领域的研究进展,如人体微生态学与免疫性疾病的相关性研究进展、新出现的传染病病原体、流行性感冒病毒的研究进展等教材中鲜有介绍的前沿动态,从而启迪学生思维,拓宽学生的知识面。同时鼓励学生积极参与教师的科研课题,通过进行科学实验研究进一步激发学生学习微生物学的兴趣及爱好,培养学生发现问题、解决问题的能力和创新能力,全面提高学生综合素质。
篇(4)
抗体Reeves等首先报道了在特发性炎性肌病患者血清中抗SRP抗体的存在。SRP是一种胞浆蛋白，其作用是识别和转移新合成的蛋白通过内质网。其中信号肽结合SRP所形成的相对分子质量（Mr）为54000的亚基是主要的靶抗原。2002年Miller等描述了抗SRP抗体阳性NAM的临床特征为快速进展的重症肌病，其部分患者伴有吞咽困难和显著升高的CK。抗SRP抗体大约存在于3％～6％的特发性炎性肌病患者中，而在NAM中大约有16％］，与急性重度坏死性肌炎的发生相关，其可能与坏死性肌炎伴随自身免疫介导的重叠综合征和肿瘤有关，也可能伴随有心脏症状。抗SRP抗体阳性患者的肌活检显示，肌纤维坏死伴极少量炎性细胞浸润，部分有皮肌炎样改变，如毛细血管数量减少，残余毛细血管代偿性扩张和管壁补体的沉积［2，6，9，13］。
国内Wang等近期对抗SRP抗体阳性患者的研究中显示，其肌活检显示肌纤维坏死伴再生，有少量炎性细胞浸润，并有肌肉萎缩的形态学特征。抗SRP抗体阳性患者对标准治疗的反应性不确定，有研究表明其对标准免疫调节治疗的症状改善不明显；然而，Miller等和Wang等研究发现其对糖皮质激素（简称“激素”）和免疫抑制剂治疗有效。分析其原因可能与患者是否伴有其他疾病和个体差异性有关。一般情况下，在剂量逐渐减量或停用药物者复发率高（达70％）。对激素等治疗有效的患者表现为肌力改善，抗SRP抗体及CK水平降低，大多数患者均有较好的临床痊愈结果，虽然部分仍然有残余的肌肉无力。部分患者的死亡原因多为合并其他疾病（如间质性肺炎、肿瘤等）抗SRP抗体检测和肌肉病理检查，包括对肌内膜毛细血管的检测，可能为疾病的诊断和治疗提供有效的信息。目前，主要是通过对人喉癌上皮细胞（HEp－2cells）的间接免疫荧光法检测抗SRP抗体，阳性结果显示为典型的胞质反应。但这种检测不是很准确，需要通过免疫斑点分析或蛋白质免疫沉淀反应来验证。以上这些检测方法均不能准确定量血清抗SRP抗体的活性，近期为了定量检测及随访该种抗体水平变化，Fritzler等开展了一种可寻址的激光免疫磁珠分析（theaddressablelaserbeadimmunoassay，ALBIA）方法。通过这种方法可以定量检测抗SRP抗体水平，从而可以进一步分析抗体与疾病发生、复发及预后的关系。
2抗HMGCR抗体
近期由Christopher－Stine等［8］描述的抗－200／100自身抗体，并发现其与NAM（特别是有他汀类药物暴露史者）有关联。随后，Mammen等的研究证实抗－200／100抗体所结合的Mr为100000的自身抗原复合物是HMGCR，其是他汀类药物的治疗靶点，而且通过免疫荧光检测发现HMGCR表达在再生肌纤维上并显著地表达上调。
Kuncl［17］和Silva等的研究表明不同种类的他汀类药物产生肌病的风险和严重程度不同。抗HMGCR抗体阳性NAM的临床特点是大部分患者有服用他汀类药物史（66．7％），特别是在老年患者中可达92．3％。该病表现为急性或亚急性起病的对称性近端肌无力，部分伴有肌痛、关节痛和吞咽困难等；CK水平显著升高；MRI提示病变肌肉水肿征象；肌电图提示肌源性改变；肌活检显示肌纤维显著退化、坏死和再生，部分有轻度炎性细胞的浸润；肌肉免疫组化提示肌内毛细血管壁的异常增厚，但未见其数量明显的减少，MAC在肌束膜内血管及坏死和再生肌纤维上的沉积；MHC－Ⅰ在肌纤维膜上及再生肌纤维胞质中表达上调。抗HMGCR抗体阳性NAM对治疗的反应多变，其中他汀类药物介导的NAM患者对治疗的敏感性明显高于非他汀类药物介导的NAM。
大多数患者对激素治疗的效果不明显，需要结合免疫抑制剂来控制病情。利妥昔单抗和静脉注射免疫球蛋白有利于上述治疗作用的提高。治疗药物减量或停药时病情容易复发，所以此类患者药物剂量的调整需要慎重。依据患者对综合治疗的反应性可以初步判断预后，大部分对治疗敏感的患者疗效相对较佳，表现为肌力增强、CK水平下降和抗HMGCR抗体滴度降低等。近期Werner等阐述了他汀类药物介导的自身免疫性肌病患者中原始抗HMGCR抗体水平与血清CK水平和临床症状严重度的关系，并发现治疗所致的临床症状改善与抗体滴度的下降相关。抗HMGCR抗体检测方法主要有利用放射性标记的海拉细胞（Helacells，HeLa细胞）进行定性检测的免疫沉淀反应［8］，之后Mammen等又开展了血清抗HMGCR抗体的ELISA检测。2012年，ELISA检测抗体的有效性被证实，并被认可用于筛选抗HMGCR抗体阳性患者。Mammen等通过分析28例抗HMGCR抗体阳性患者及705例抗体阴性对照，得出ELISA分析的灵敏度和特异度分别是94．4％和99．3％，但在未经选择的人群中的阳性预测值非常低，这表明可确诊的免疫沉淀反应检测还是有必要的。然而，在未经选择的人群中阴性预测值大于0．999，表明阴性结果的ELISA几乎可以完全排除这种具有重大意义的自身抗体的存在。最近Drouot等［22］提出了激光寻址免疫磁珠分析法，这是一种能够有效检测和定量的分析方法。
3抗合成酶抗体（anti－synthetaseantibodies）
多种合成酶自身抗体各自识别不同种类的氨基酸－tRNA合成酶（aminoacyl－tRNAsyn－thetase）。这些合成酶广泛存在于细胞质，从而可以将氨基酸与相应的tRNA结合。NAM患者血清学异质性和自身抗体可能对预测其临床表型及预后有重要意义。值得注意的是，抗氨基酸－tRNA合成酶抗体是抗合成酶综合征的标志物，此类NAM患者有一些相似的临床特征，如自身免疫性肌病、间质性肺炎、非侵蚀性关节炎和高热等。其中与坏死性肌病有关的研究报道较少，2010年Christopher－Stine等发现38例NAM中4例（10．5％）伴有抗氨基酸－tRNA合成酶抗体。Mehndiratta等于2012年报道了1例NAM伴抗－PL12（丙氨酸）抗体阳性的患者，但其缺乏炎性改变，并有典型结缔组织疾病表现。近期Meyer等发现两例NAM伴抗－PL7（苏氨酸）抗体阳性患者，伴有严重的肌外受累症状。由于该种NAM的报道较少，其治疗方面的信息相对缺乏。有研究表明这类患者激素治疗反应性较好。抗合成酶抗体阳性的NAM的预后主要取决于肌外受累症状，特别是肺部受累，通常仍然存在亚临床肌炎症状。该类抗体的检测主要使用常见的酶联免疫吸附试验或免疫印迹及免疫扩散分析。
4MAC
MAC，即C5b－9，是补体系统被抗原抗体复合物或内毒素等经过经典、旁路和凝集素途径激活后形成的共同终末效应产物。有研究表明，MAC沉积在内皮细胞从而导致毛细血管的损伤和缺失可能是自身免疫性肌病的早期过程。皮肌炎中MAC在血管的沉积报道的最多，这也进一步说明了皮肌炎是一种微血管病变。在NAM中也有MAC在血管沉积的情况，但严重程度没有皮肌炎中的改变明显。
Hengstman等研究发现MAC的沉积仅见于坏死的肌纤维而未见于毛细血管壁。但也有研究表明，在部分抗SRP抗体阳性肌病患者中，肌活检发现MAC在肌肉毛细血管壁沉积。也有多项研究发现，在一部分抗HMGCR抗体阳性肌病患者中检测到MAC在小血管和非坏死肌纤维沉积。这些发现提示微血管的损害可能是NAM的肌肉坏死的基础或促进因素。
MAC并非为NAM的特异性标志物，其可能作为发病机制中的一种因子而在多种NAM亚型中发挥作用。目前主要通过免疫组织化学染色方法进行MAC检测。
5MHC－Ⅰ
MHC－Ⅰ在肌病中表达并具有一定意义。首先，MHC－Ⅰ／CD8复合物在未坏死的肌纤维中存在提示免疫性肌炎（如多发性肌炎和包涵体肌炎）。其次，单独MHC－Ⅰ表达可以触发内质网应激，影响肌肉结构和应激蛋白基因的表达，甚至引发炎性反应和肌肉无力。最近Li等在MHC转基因小鼠实验观察中进一步确认该途径的存在。越来越多的证据表明，在炎性反应情况下表达MHC－Ⅰ的肌纤维本身可能作为抗原提呈细胞激活T细胞而触发免疫反应。
多发性肌炎和包涵体肌炎的一个重要的免疫生物学观察结果是肌纤维表面显著性表达MHC－Ⅰ。肌营养不良、非免疫性坏死性肌炎及其他肌病则不同，这些肌病中MHC－Ⅰ表达缺乏或很少在细胞浸润区域表达。在来自Christopher－Stine等的一组抗HMGCR抗体阳性肌病患者中，有约一半患者在非坏死肌纤维表面表现出MHC－Ⅰ强表达。其他的病例分析也表明，大部分推测为他汀类药物介导的自身免疫性肌炎患者中MHC－Ⅰ染色显示为表达上调。抗SRP抗体阳性肌病患者的MHC－Ⅰ染色均未见任何阳性表现。近期有研究发现MHC－Ⅰ散在或集中在坏死或再生的肌纤维膜上或细胞质中表达，这提示再生肌纤维可能是维持肌病发展的一个因素。
MHC－Ⅰ与MAC一样，也是作为部分肌病发病机制中的一种中间因子而发挥作用，而非特异性的检测标志物。MHC－Ⅰ的检测主要采用免疫组织化学方法或免疫荧光双标方法检测分子间作用方式。
篇(5)
论文内容要求：
①立意新颖、论点鲜明、内容健康积极；②层次分明、文字简练、语言流畅；③具有真实性、科学性、实用性；④资料翔实、数据可靠、论据充分、结论准确；⑤突出报到研究成果和教学经验，具有较高的学术价值和交流价值。
论文标题要求：
论文标题是论文的中心论点，是对论文内容的高度概括，简明确切反映论文的特定内容，字数以不超过20字为宜，一般不用副标题。如：《在初中生物教学中渗透生态道德教育》(生物学教学，2010.7期)。但也有极少数论文标题字数超过20字符的，如：《“制作并观察洋葱表皮细胞临时装片”实验中的细节问题》(教育与探索，2010.6期)。
对作者姓名、工作单位、邮编书写的要求：
作者姓名、工作单位、邮编书写在标题下方，工作单位要写明省、市、县。
论文摘要要求：
摘要是介绍作者的研究内容、研究方法、研究过程，研究的目的、意义，要求简明扼要。一般字数要求100～200字。经验介绍、心得体会的论文一般不要求写摘要，科研项目的研究成果报告、调查分析报告的论文必须写摘要。如《参与式课堂教学实践中存在的问题及策略探讨》一文的摘要：学习是学生主动建构知识的过程。参与式课堂教学就是学生在课堂上自主学习、合作学习、探究学习，主动建构知识的过程。笔者对参与式课堂教学中存在问题的粗浅探讨，目的是进一步完善参与式教学模式，更好地发挥参与式教学的教育功能，提高课堂教学效率。
论文关键词要求：
关键词是表述论文中心论点的核心词语，一般要求3～6个。如《科学史教育在生物学课堂教学中的作用》一文的关键词：科学史教育生物课堂教学作用。
论文正文要求：
论文的正文是对中心论点的论证。根据论文的内容，有的论文有引语、正文、结语。
1引语。引语又叫引言，介绍撰写论文的背景、原因或目的、作用，是论文内容的过渡。如：《新课标下生物学课程的评课》一文的引语：评课就是有关专家、领导或其他教师对上课教师一节课堂教学的总体评价，是对教师教学水平、教学能力、教育艺术的综合评价。评课是校本教研、校际交流、观摩课、教学比赛、教学检查等教学活动常采用的一种评价方式。
传统的评课往往是重结果、轻过程；重智力、轻情感；重选拔、轻发展；重定理、轻定性；重垂直评价、轻横向评价。
传统的课堂评价注重于对教师自身能力的评价，如教师的组织教学、教态、语言表达，知识的科学性、重难点的突破，各教学环节的时间分配以及教学板书设计等方面的评价。简单地说，就是对教师在课堂教学中“自编、自导、自演”能力的评价。而作为学习的主体——学生，在课堂教学中的表现、作用、地位则被忽视。一节课结束，学生究竟学到了什么，在课堂中表现怎样，是否积极、主动参与教学过程，则没有引起评课者的重视。评课者盯着的只是教师，学生成为课堂教学中的配角，成为教师上课的一种衬托。
新课改教育理念的转变，对课堂教学评价发生了根本性的改变。新课程改革的课堂评价是要求教师把着眼点放在发现和发展学生多方面的潜能上，帮助学生提高自我效能感，全面促进学生的发展。
2论文的结构层次。根据论文内容的不同，有的论文中心论点包含几个分论点，每个分论点属同一级标题，称为一级标题。一级标题下的小标题称为二级标题，以此类推。论文的一级标题不宜超过7个，一般来说以3～5个为宜。论文标题层次的划分，一般不宜超过4级。标题层次的表示方法有下列2种方式：
第1级标题——1第1级标题——一
第2级标题——1.1第2级标题——(二)
第3级标题——1.1.1第3级标题——1
第4级标题——1.1.1.1第4级标题——(1)
现以《观察植物细胞结构的一种理想替代材料——火葱》(教育与探索，2009.12期)一文的结构层次说明如下：
1火葱的分类地位及生物学特征-------一级标题
2火葱作为观察植物细胞结构实验材料的优点----一级标题
2.1实验效果好---------------------------二级标题
2.1.1物像清晰-----------------------------三级标题
2.1.2染色效果好--------------------------三级标题
2.1.3细胞膜、细胞壁容易辨认--------三级标题
2.1.4细胞核显目。------------------------三级标题
2.1.5细胞质、液泡清晰可见-------------三级标题
2.2操作方便--------------------------------二级标题
2.2.1个体大小恰当--------------------三级标题
2.2.2下表皮易剥离--------------------三级标题
2.2.3易染色------------------------------三级标题
2.2.4制片容易-----------------------------三级标题
2.3材料获取容易--------------------------二级标题
2.4经济实惠-------------------------------二级标题
3火葱与洋葱实验效果的对比-----------一级标题
3.1相同点----------------------------------二级标题
3.2不同点----------------------------------二级标题
3.2.1染色效果---------------------------三级标题
3.2.2细胞膜-----------------------------三级标题
3.2.3细胞质-------------------------------三级标题
3.2.4液泡----------------------------------三级标题
3.2.5细胞核-------------------------------三级标题
3结语。结语是对论文内容的归纳和总结，起到前呼后应、画龙点睛的作用。如《生物学课程资源的开发利用》一文的结语：总之，生物学课程资源的种类十分丰富，有着广阔的开发利用前景，生物学教师对生物学课程资源的合理开发利用，能够提高学生对生物学科的学习兴趣、学习热情，能够促进学生多方面潜能的发展，有效促进生物学课堂教学。
字体、字号、字数要求
论文的标题一般用宋体，正文用宋体、仿宋、楷体等字体。标题的字号根据字数确定，一般用一号或小一号、二号；作者姓名、工作单位、邮编用小四号；摘要、关键词用五号；一级标题用四号字、加粗；二级标题、三级标题、四级标题、正文用小四号；参考文献用五号。不同的刊物对论文的字数要求不同，论文的字数一般要求在1500～4000字。1500～3000字的短小精悍的论文最受欢迎，论文字数要求不十分严格。
参考范文：
加强生物学交叉学科对生物学名的重视和规范化
摘要：针对一些生物学交叉学科对物种学名不重视和使用不规范的现象，文章给予了总结和评价，并从“教”和“用”两方面提出改进措施和建议，以期能够引起各相关领域从专业教学到学术研究中的足够重视，并在今后的实践和应用过程中能够正确、规范的使用物种学名。文中给出了一些与人类生活息息相关物种名称的中拉对照。
关键词：双名法；教学；基础研究；学术期刊；学术论文
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）39-0080-03
在一些生物学交叉学科中，有关物种学名的使用一直以来都不受重视，不用、错用、混用及不规范使用的现象比较突出，最典型的如医学、药学、食品科学等。其主要原因来自相关学科在基础教学上、论文撰写中以及一些学术期刊在学术论文要求上没有对物种学名引起重视，由此极易造成科学研究、学术交流及论文撰写过程中相关实验材料或研究对象的混淆或模糊不清。
本着“教”与“用”相结合的原则，文章对物种学名在使用过程中出现的问题进行了深入分析和总结，并提出了一些改进措施和建议，最后给出了一些与人类生活息息相关物种名称的中拉对照，以期能够引起各相关领域从专业教学到学术研究中的足够重视，并在今后的实践和应用过程中能够正确、规范的使用物种学名。
一、为什么要使用科学名称
不同国家、不同民族、不同地区，由于语言、文化背景、风俗等差异，对于同一种生物可能有很多不同的名称或叫法，这就需要在全世界范围内有一个统一标准，用来避免交流和使用过程中引起不必要的混乱。为此，生物学家一直探寻世界通用的生物命名法，一直都没有形成统一的意见，直到1735年，瑞典著名植物学家林奈（CarolusLinnaeus，1707-1778）在《自然系统》（SystemaNaturae）一书中正式提出科学的命名法——双名法（binomialnomenclature），此问题才得以解决。双名法采用拉丁文双名制最初开始于定植物学名，拉丁文是当时欧洲流行的书面文字，变化少，比用英、法等文字记述物种更容易被各国科学家接受并广泛应用于各种生物的命名[1]。
二、学名使用过程中存在的一些问题
科研学术中，学名的使用常出现的问题概括起来有：（1）学名不用或省略；（2）同物异名；（3）拼写错误；（4）不规范名称；（5）鉴定错误。
1.学名不用或省略。除了极少数约定俗成的物种，其学名可以省略外，其他情况下都是不能省略的，以求达成共识。尤其是实验材料、研究对象等，其学名更是不能省略。极少数的例外，如：人HomosapiensL.，1758，因当今人类只有一个物种，也没有其他分类阶元（infraspecificname），不存在名称混乱的问题，这种情况下就可以省略。
2.同物异名（synonym）。任何一个物种，其正确的学名只可能有一个，其他都是同物异名（synonym）或无效名称（invalidname）[2，3]。由于分类地位的不完善或认识的局限性，研究过程中物种的学名常常被修订（revised），而最后一次被合法修订的学名才是其正确的学名。因此，物种的学名要及时更新最新的分类系统及文献数据。同物异名是物种学名比较常见的问题。
3.拼写错误。这类错误属人为造成的，只要认真细致一般都可以避免，但却很常见。然而字母拼写错误导致的后果常使物种学名无根可寻，所以要尽可能避免。一些作者常复制粘贴以往文献或网络（如百度、搜狗等）上的学名，却不去考证信息来源是否正确可靠，通常会一错再错，另外在复制粘贴过程中由于格式的不一样也很容易出错。
4.不规范名称。学名不规范使用是最普遍的现象，表现出对科学的不严谨态度。一个规范的拉丁学名除了属名（斜体，有且仅有首字母大写）和种加词（斜体，小写）外，命名人（正体，有且仅有首字母大写）或（最初命名人）+最后一次修订人必不可少。一些习惯上的用法，如动物的学名常只保留最初的发表年代，植物的学名常不加发表或修订年代，而真菌却常只保留最后一次发表或修订年代。另外要特别注意括号的正确使用，属名及命名人的缩写以及一些三名法的使用等，具体可参照表1执行，也可参考《国际动物命名法规》[2]和《InternationalCodeofNomenclatureforAlgae，Fungi，andPlants（MelbourneCode）》[3]或者常思敏（2008）[4]。学名的不规范不仅仅是作者的问题，很多期刊都表现出不重要或不严谨的态度，应予以纠正。
5.鉴定错误。物种学名鉴定错误属常见现象，一般不容易发现或无从考证，有时候通过文献中提供的信息（形态描述、图片、生物学信息等）才能发现。这类问题最容易出现在交叉学科中，常常导致“谁都不知道，一直错下去”的局面。实验材料以及研究对象的学名错误往往会产生比较严重的后果，所以在这方面一定要慎重。
三、怎样正确、规范使用物种学名
结合多年来生物学研究与实践中的一些经验，现给出一些具体的措施和建议，以期为正确、规范使用物种的拉丁学名提供参考和借鉴。
1.重视基础学科教学。生物学及其各交叉学科都要从专业基础教学的层面上重视双名法及其使用的，这不仅仅是学生没学好，更重要的是教师没教好。在这方面，生物科学类、农学、林学、植保类、园艺学、生物地理学等比较重视，而医学、药学、食品科学类、环境科学类、生物工程（技术）甚至生态学都明显欠缺或不重视。
2.鼓励学科之间的合作与交流。自然科学的不同学科在研究对象上、侧重点上、研究方法与手段上以及习惯上都难免会出现分歧，重要的是要协调一致，达成共识，没有合作与交流，就会被孤立。
3.分类学是一门严谨的学科，没有一个全能的分类学家，甚至跨类群的专家都寥寥无几。对物种鉴定要保持高度的严谨性和责任感，这一点要向我国老一辈分类学家们学习。
4.各类自然科学学术期刊应严格把关科研论文中生物学名的使用和规范问题。对此，相关医学、食品科学类期刊需要引起足够的重视。
5.目前很多权威信息机构都提供了相关物种的名称检索系统。如：http：//gbif.org/species，http：//catalogueoflife.org/col/search/scientific，http：//indexfungorum.org/，等。在此我们推荐使用：CatalogueofLife（http：//gbif.org/species/search？dataset_key=
7ddf754f-d193-4cc9-b351-99906754a03b），该网站综合了全球几大重要物种名称检索系统的信息，能提供最新以及最全面的分类学数据。
6.为了使用方便，表1给出了常见的、与人类息息相关的且学名容易忽视的一些物种名称的中拉对照，主要包括六畜、家禽、经济农作物及一些常见食、药用真菌，涉及动物、植物和真菌三个类群，以供参考和查阅。
四、结语
生物学正深刻影响着人类的生存、健康以及可持续发展，生物学早已经渗透到自然科学的各个领域中，因此人们常说21世纪是生命科学的世纪。笔者撰写此文，希望能够引起生物学及其交叉学科、相关学术期刊、科研人员等对物种学名在教学上和使用过程中的足够重视，以提高我国基础生物学研究水平并能更好的开展国际合作与交流。
参考文献：
[1]何家庆.经典分类学的时代契合——纪念林奈诞辰300周年[J].科学，2007，59（5）：49-52.
[2]国际生物科学协会.国际动物命名法规[M].第四版.卜文俊，郑乐怡，译，宋大祥，校.北京：科学出版社，2007.
[3]McNeillJ，BarrieFR，BuckWR，etal.InternationalCodeofNomenclatureforAlgae，Fungi，andPlants（MelbourneCode）[M].[RegnumVegetabileno.154]K？觟nigstein：KoeltzScientificBooks，2012.
[4]常思敏.生物学名规范表达中常见问题分析[J].中国科技期刊研究，2008，19（4）：683-386.
[5]张大中，黄爱华.鲫鱼种类及各自的特点[J].渔业致富指南，2012，（7）：29-31.
[6]吴兴亮，宋斌，赵友兴，等.中国药用灵芝及名称使用商榷[J].贵州科学，2013，31（1）：1-17.
篇(6)
1．1生物学的释义
生物学主要是研究生命的现象以及生活的变化的规律的一门科学。在人类的生存发展进化的过程中，生物有着密不可分的作用。如:生物学的研究一直以来都是进行医学与农学研究的基本前提，生物学可广泛应用与医疗方面、药剂的制作方面、以及畜牧产业与种植产业等方面。随着社会的进步，生物学领域的研究也在不断地发展，较之以前看来，生物学可广泛应用于更多的生活领域，对人们生活的影响日益加大。当前，生物学对于人类生活的影响已经不仅仅是上述所提到的领域范畴，已经广泛应用到环境的保护方面、能源的利用方面、化学工业方面与食品的安全方面等等。
1．2人文素养的释义
人文素养，也常常被人们称为人文精神。从字面的理解来看，“人文”一词在这里所体现的是人文科学(比如，哲学、文学、政治学等);“素养”主要指人的素质与涵养。所以说，对于人文素养一词，可以理解为:人的内在的精神品格。即:以人为中心的思想、以人为研究对象来表现出来的人文科学。人文素养的主要思想在于将人作为对象，以人为核心的精神。在当代社会中，单个人的个体的人文素养水平是衡量该个体是否健康成长的重要标准，也可以说，人文素养水平是通过借鉴历史的经验教育，对传统的精神文明成果所进行的积累，因此，人文素养水平能够反映社会的文明水平。
2．在生物学教学中落实人文素养教育的有效途径
2．1教师自身应提高人文素养
在教师进行讲授课程的过程中，除了应该具体较好的专业素养与广受学生喜爱的教学方式外，更应该具有公正、坚强的性格特点，使学生可以直观地感受到教师的人格魅力。教师自身的人格魅力会通过细致入微的言行举止中所表现出来，学生也会在不经意间对其进行模仿。因此，教师的个人性格特点、精神面貌、个人修养以及人生价值观都会对学生产生较大的作用。所以，教师应提高自身的人文素养，有意识、主动地、不间断地丰富自己的学识、广泛狩猎各方面的知识，培养自己的广阔胸襟，使自己的人文素养方面得以不断地提高，只有在教师具有较为高尚的人文素养的前提下，才能更好引导学生能够对社会具有一个积极的、正确的人生价值观念，在具体的教学过程中，增强与学生之间的情感沟通，将对学生的教育涵盖在每个环节之中，在日常的师生沟通环节，教师应增强对学生人文方面的关怀，给予学生足够的耐心、关心与尊重，从而将学生塑造成为具有综合型素质的人才。
2．2在教学中强化人文素养教育
2．2．1在教学内容上增添人文知识
生物学不在人文素养教育的范畴之内，不能够对学生进行人文素养的教育，但生物学体系主要是以往的专家、学者对生物的基本构成、所具备的功能以及对生物的变化的规律进行探究与分析所逐渐的形成累积与总结。因此，深入研究生物学的教学内容，不难发现，生物学的教材中包含着渊博的人文素养方面的知识。如人类的基因组序列草图是由上千名的各国生物学家、科学家经过多年的研究所绘制;DNA的二级结构模型是由两位科学家在对以往学者的研究成果进行系统地分析与整理，通过二人的合作，对其进行进一步的研究与创新而得出的。由此可以发现，在科学的范畴之内，科学家欲寻求事情的真理往往需要大家的合作，需要科学家自身坚韧与无私奉献的精神，才会快速地推动生物学体系的发展进程，使其成为科学领域内的前沿学科。所以，在生物学的教学过程中，将人文素养知识落实于具体的专业课程中，对学生加以引导与开发，使学生成为具有尊重生命与科学、敢于挑战、敢于追求与创新、具有团队意识的人格品质。
2．2．2多种教学方法并用，强化人文素养教育
我国传统的授课模式是填鸭式教学方法，新课标对学生的培养要求是:应具有较强的文化专业素养以及较为高尚的人格品质的双重发展的人才。因此，在具体的授课过程中，加强人文素养教育变得尤为重要。在进行教学工作时，教师应当充分发挥引导的作用，坚持以人为本的原则，利用引导式教育法、情景模拟法以及案例分析法鼓励学生自发性地学习，勤于探究、整理与分析。如进行一些理论性较强的课程中，将生活中的实际现象与问题与理论相结合，并组织同学进行分组研究，课下查阅资料与交流讨论，拓展学生的知识面的同时也增强了学生的探究能力与团队合作能力;在进行阶段性考核时，尽量减少纯理论性的题目，相应地增加综合分析的复合题型，增强学生的逻辑思维能力与系统研究的能力。使学生在增强专业知识的同时，人文素养方面也可以得到提升。
2．2．3在教学组织形式上，注重人文关怀
教学组织形式主要是指教师组织同学进行教学活动的具体过程与模式以及具体如何分配授课时间的相关形式。举例来说，通常，以往学生的座位顺位的排列一直采用按身高顺序依次排列的方式，也就是俗称的“秧田式”，这样的方式大大减少了学生之间、学生与教师之间的交流，也就违背了以人为本的原则。遵循加强人文素养教育的要求，可以依据会议室圆形的方式来进行排列或是分为各种各样的不同的小组来进行座位的排列。根据相关数据表明，圆形设计与小组排列的方式可有效激励学生踊跃发言，拉近学生之间、师生之间的距离，改善彼此之间的沟通问题，从而较大程度的促进社会交往的活动的进行。在消除座位的主要与次要的区别后，使得学生与教师之间的关系趋于公平。在进行具体的授课时，教师合理安排授课时间，给予学生更多的关爱与帮助。
2．3实验过程中培养学生的人文素养
生物学的学习需要较强的实践性，这就需要大量进行实验的实践。因此，应通过大量的实验进行具体的教学工作，加强学生对于相关理论的理解与认识，同时有效增强学生的操作能力与观察能力，提升严谨的科研态度与团队意识。在进行实验的过程中，分为小组进行，强调小组成员的彼此合作，与此同时，要求学生对待实验保持严肃、认真的态度，遵守操作的具体规范。面对所观察到的实验变化如实记录，如果出现与预先结果发生偏差的情况时，认真分析实验过程与步骤，探究其原因，通过不断地尝试与努力，寻求最后的结果，在实验结束后，组织小组进行讨论与总结，以此增强学生的探索精神与认真的态度，以及团队的合作意识，从而认真落实人文素养的教育。
3．结束语
篇(7)
尽管肌体对应外部的感受系统繁多、各部分组织及器官复杂多样,但这些神经系统进入脑内后布局合理、活动有序.如脑干中来自不同部位的7种神经系统,因运动和感受功能不同进一步细分为19个脑神经核,并分别对应于肌体各运动和感知组织及器官[4].这些神经核团或许运用振荡频率的差异进行功能分类或区域划分.上述5部分假设模型基于以下的理由提出:首先,早在20多年前,德国的有关研究人员首先在猫的视皮层观察到振荡现象[8-9].之后,其他研究人员在猫、免、猴的视、听、海马等不同部位都发现了振荡现象.实验发现,神经元发出的脉冲并不随机出现,而是和皮层局域的振荡“同步”发放.这些振荡波并不很规则,而更像一个随手画出的粗糙的波.当使用2个电极作记录时,场电位还存在同位相振荡现象[10-11].也有实验表明,同步振荡可以出现在大脑两半球皮质之间[12].对于振荡现象,许多人认为感觉通道中对同一物体的不同特征敏感的神经元,可能通过40Hz的同步振荡把它们整合(捆绑)起来,形成一个完整的物体概念[13-20].Crick与科赫合作研究视觉意识时还将这一观点进一步推广,认为这些与γ振荡(35~75Hz)同步发放,可能与视觉觉知的神经相关联[21].近年来,运用功能磁共振成像(fMRI)等技术,神经同步振荡现象在认知以及记忆等方面也有着广泛的研究[22-24].其次,脑干中的复杂结构是神经解剖学一直未找到合理解释的一个谜.位于脑干的网状结构在神经系统中发挥的功能和作用,早在10多年前就已引起许多研究者的关注,他们中的大部分人认为:所有的感觉神经都有分支通向网状结构,网状结构对于“唤醒”大脑皮层的功能起重要的作用,所以网状结构对意识起重要作用[25].现有的医学教课书都将脑干称之为神经中枢区域,分布于肌体全身的12对神经,包括视神经进入大脑后几乎无一例外地终止于各自的一个神经核团,对于这些神经核团均称其为特异结构或称“疑核”.第三,长期以来,在医疗实践中被习以为常的脑电图测定中的某些怪现象,也可在本假设模型中获得解释.视网膜获取的电信号经外侧膝状核振荡后,形成的电波向外发送:眼睛一睁,15~25Hz的β脑电波立即出现;眼睛闭合,视网膜信号消失,神经核的振荡也就停止,电波频率重又回到8~12Hz的α波.而困倦或睡眠状态,电波频率就落在1~4Hz的δ频率段[1],这是肌体对外的神经感受器停止工作后,其所对应的所有神经核团不再需要发送电波的显著迹象.1~4Hz是肌体自身活动所形成的神经核发放的电波频率段.电荷振荡产生电磁波是物理学的基本特性之一,通过同步振荡形成电波符合生物进化规律.人体从外部采集的大量信息,进入大脑后不再存在任何介质可用于电信号传导.覆盖在顶部的端脑与脊髓延伸的脑干之间,所有神经系统均不具备足以传导大量信息的连接介质.信号的形成、传递和加工必须在生物学的范畴内考虑.而许多研究者在实验和理论上提出的脑内信息多次传递折返形成意识的理论模型,明显地违背生物学中细胞保持稳定这一法则,将意识研究引到不可知论之中.需要特别说明的是:视网膜就是一个接收电波(人类可接收的波长为380~780nm[6])信号的神经组织.本模型提出的脑干中“特性不明”的网状结构接收电波信息只是换了个位置,仅是一个“同位等效”的逻辑推理,最终当然需要实验加以证明.
2意识功能区感知神经活动原理及其物理学依据
从临床实践中已知,脑干网状结构受到损伤会导致不同程度的意识障碍,甚至深度昏迷,一些镇静药物就是通过阻滞该系统传入通路而达到镇静[4].某些患者因肿瘤治疗,为了处理肿瘤的恶性扩散,作为最后一种方案切除肿瘤所在的整个左半球大脑,没有遗留下任何大脑皮层.手术导致了最严重的全面失语症.但病人的核心意识未受损伤,不只是清醒和有注意力,有时还能使用手势表达问题,主导情绪与当时的情景非常协调[26].
2.1网状结构具有意识感知功能的拟合特性
脑干中的网状神经结构不仅在解剖学上符合意识功能区的最佳位置布局选择,而且其结构特点也非常有规律性:(1)神经元胞体形状和大小各异,小的只有12~14μm,大的可达90μm,这些细胞被纤维分隔成许多小群,核团不易辨认.(2)纤维来源和走向纵横交错.(3)纤维联系广泛,平均每个神经元表面有7000~8000个突触[4].网状结构中的每个尺寸的神经细胞分别对应一个固定的电波频率范围起作用,正像视网膜中每个神经元可捕获一种固定波长的光波一样.网状结构的布局形式非常拟合于同时接收不同频率组合的电波信号.
2.2从视网膜接收到意识感知的信号转换
为了证明意识和记忆是2个独立的功能区,现以视觉系统的意识形成为例进行分析.视网膜上约有60种不同类型细胞,1亿个左右视杆细胞和500万个视锥细胞[1],眼睛一睁开,视网膜通过3条通路约150万根神经节细胞的轴突每秒大约输出1000万bit以上的视觉信息[1],大量信息传输的下一站是外侧膝状核,之后没有下一站,通过神经纤维介质传导的电信号就此终断.神经解剖中还有小部分纤维走向由视网膜出发后不经过外侧膝状核而与脑内上丘和顶盖前区等组织相连,称为视第2通路[6].这种信息通路很容易被理解为脑内各神经组织活动时起同步触发器作用.大脑该如何处理视网膜源源不断的信号,并最终形成视图意识？外侧膝状核通过有节律(如25Hz)的振荡活动将电信号进行整合,以特定频率向外发送电波信号.电波进入意识感知区后,脑干部位的网状神经结构中广泛分布的大量12~90μm大小不同的神经元正好对应这一由视图转换后的电波信号,众多获得对应波长感知的神经元组合形成的综合感受就是眼前的一幅图景.这种视图感知意识也可以看成从视网膜到脑干网状结构的信号转换和神经元功能转换,相当于一种映射.外侧膝状核振荡频率25Hz是一个待定值,笔者采用电影发展史上的经验数据,即电影放映速度从每秒16祯到24祯改进后,画面的轴动(俗称卓别琳动作)现象消失,动作变得流畅.外侧膝状核每隔40ms(1000ms/25)发送1次电波恰似一个速度开关,将自然界3×105km•s-1的光速(电磁波)转换成生物学意义上的神经元的机械运动速度.外侧膝状核振荡电波除了被网状结构感知,同时也被大脑皮层记忆神经元接收.如果大脑皮层记忆神经元中已储存了相同的视图信息,则电波信号与记忆神经元之间因同频谐振的特性使得记忆神经元被激活,即同频谐振波幅叠加的物理学特性确保了发送信号与储存类同信息的神经元达到了准确无误对接.被激活的记忆神经元转而又向外发送电波,皮层记忆神经元发送的电波信息让意识区网状结构神经元感知到曾经有过的体验—–熟悉.如果电波信息完全是新的,即视觉画面从未见过,则电波所含的内容成为新的一个记忆事件储存.
3大脑皮层记忆神经元的信息储存原理及其生物学依据
3.1基于模型假设的记忆信息储存原理
生命诞生初期,记忆神经元的原始状态可形象地认为“空白”.当意识感知到的电波同样作用于“空白”神经元时,脑内的神经化学递质与电波共同作用改变了神经元的结构,比如增加了许多树突和树棘,这就形成了神经元记忆储存的最初架构.神经元的结构改变并不符合“生命活动的最高目标是保持结构稳定”这一铁的规则,在电子显微镜下可以发现,一个单细胞的生命体也以最大的努力保持内部平衡以达到生命的延续.稳定和平衡是神经元的最大目标,也是生命活动的最大任务[26].被增生树突树棘的神经元处于不稳定状态,恢复原状的活动使神经元产生了与记忆储存时类同的电波信号.初始阶段,神经元活动强度较大,其产生的信号强度也大,所以刚形成的记忆很容易得到恢复,且回忆的准确度也高.随着时间推移,神经元慢慢降低活动强度,产生的信号变弱,部分增生的树突或树棘丢失了,但电波的总体架构没有变,能模糊记得某件事,而不那么准确.时间无限延长后,神经元恢复原状的成功率增加,直至基本复原,我们小时候的大量记忆事件就是这样被遗忘了.心理学上的记忆曲线变化规律符合神经元树突树棘增生和丢失的生物学机制过程,人类在实践中归纳出的经验是可以用科学的内在规律进行解释的.被改变结构的神经元若再次受到同样的意识电波作用,神经元的结构改变将被强化,多次被改变被强化就成了新的稳定结构.树突棘具有可塑性,在学习过程中可能发生新的树突棘[7].比如你新认识的朋友,再次相遇,二三次及以后的意识电波作用在同一神经元上,神经元会增加许多新的树棘和分叉的树突,甚至还发现与别的神经元新增加“突触”,即一个神经元的轴突或树突与后一个神经元的树突形成突触相连,因为新的记忆事件慢慢成为老的记忆事件后,信息的容量扩大了,记忆的细节丰富了,内容拓展了.大脑回忆的事件总是相关联的内容一起出现,这是记忆神经元发放时,通过同步振荡确保了以“突触”相关联的神经元在时间次序上起到先后排队作用.此外,与原有事件相关的内容总是容易记住.心理学实验中强调有意义的事件或关联性的事件一起记忆效率更高就是这种生物学机制的作用.时间推移造成记忆模糊总是发生在细节内容方面,即树突树棘的丢失.记忆的初始架构非常重要,如大家知道一个人成长初期的启蒙教育很重要,一个好的行为习惯也是从入门教育开始.这些被人们普遍认可的规律背后就是记忆神经元初始架构形成的不可改变性的生物学机制.
3.2记忆储存的生物学依据
为了进一步解释笔者的假设模型,从神经解剖学的角度比对神经元结构的许多固有特性,可进一步说明记忆储存的生物学特性.一个胞体直径5~150μm的神经元,平均表面约有6000~10000个棘[7],不同种类的神经元的树突形态和大小各不相同、一般树突从胞体的发起部较宽,其后分支和变细,长度不等,一般较短.树突上最突出的特征是带有大小不同的伸出物,称为树突棘,可呈细长形体、蘑菇形、粗短形等不同形状.树突棘极大地扩展了树突与其他神经元形成接触的机会,且在学习记忆过程中树突树棘会有数量和形状上的变化[6].另外,20世纪70年代,纽约A1bertEinstein医学院的Purpura等发现了树突结构的重要的线索.他们用高尔基染色法研究智障儿童的脑,发现其神经元的树突结构发生了明显的改变.智障儿童的树突上少了很多树突棘,而仅有的少量树突棘又异常细长.进一步观察发现,树突棘改变的程度与智力迟钝的程度成正相关.Purpura指出智障儿童的树突棘与正常胎儿的树突触棘非常相似[27].
3.3记忆信息处在不断变化中
意识形成的电波结构组合每一单位时间都在变化,因此记忆神经元的结构也随之变化.如果按照现代信息储存概念,一个人一生中形成的天量数据几乎很难用任何人造的设备可以完整储存.自然进化恰恰在关键的时候出乎预料.记忆神经元的储存方式与意识当下形成的电波,在电波的框架结构(电波频率组合及次序)相似性上解决了难题.当后一个意识电波形成的框架结构与记忆神经元中已储存电波的框架结构相似度比较高时,新的电波就在原有记忆神经元或神经元组合上找到了“归宿”.新电波与原储存电波之间的差异部分,通过树突树棘的增生就轻易地解决了记忆储存的扩容.
3.4记忆信息的恢复原理
意识电波与记忆神经元之间运用物理学中的谐振原理很容易地解决了现代信息技术中很难解决的寻址速度难题.人们用无线收音机很容易在浩翰无边的空间找到自己需要的广播电台,相同的原理,一个储存了信息的神经元就是一台固定频率组合的收发机,下一次只要大脑中出现同样的电波,对应的神经元就会立即动作—–接收,接收到的电波信息与储存的信息不完全相同,故树突树棘又有新的变化;变化又产生了新的不稳定,之后神经元就转为反对变形活动—–发送.用传统的概念表述就是神经元被激活,被激活(被变形)的神经元一定会比其他神经元发放更高电位的信号.大脑的这种机制确保了意识的高效率工作,在茫茫人海中,无论你走到哪里,当你偶遇老同学时会不假思索地叫出对方的称呼,并感知到老同学与你相处时的几乎所有的经历,此时意识概念和意识闪念都在起作用,如果相遇者是曾经恋爱过的男女朋友,此时或许你的心跳会突然加快,脸色跟着变化,肌体内形成的是一种意识体验.就在见到老同学的当下,你的记忆神经元的储存信息也在变化,比如老同学头发白了,人老了.所以意识当下的电波结构在化学神经递质的共同作用下,又一次对同一个单位的记忆神经元进行新的结构改变,如树突或树棘又在增加.而这次新增的记忆信息容易保存,原因就在储存老同学的神经元早已成为一种新的稳定结构,不再向“空白”复原,这就成了永久记忆.
3.5记忆储存与“小人图”的关系
记忆神经元不仅储存下大脑活动时的显性意识,如你的所有生活经历,它还储存了肌体活动形成的固有的动作习惯信息(传统上称为无意识活动),应该称为隐性意识.Penfield绘制的“小人图”就是肌体各部位动作信息储存的对应位置.“小人图”中手和头部,尤其嘴唇所占空间面积特别大[28],就是因为肌体在长期的生活经历中过多地活动了这2个部位保留下来的记忆储存.可以预言,一个因意外事故造成上肢被截,日后学会用脚干活,尤其学会用脚做针线活、弹钢琴者,其“小人图”中脚对应的皮层空间位置一定很大,而手则很小.个体成长期间学会走路、学会用筷子、用手与脚干各种高难度的事,均是经过长期反复练习后,动作对应的电信号被储存到皮层记忆神经元,之后在日常生活中方可运用自如.跳水、体操等各种技巧性动作的运动员在极短的时间内将一个非常复杂的动作做得完美无缺,正是通过长期的训练,这一连串动作电波组合被记忆神经元稳定地储存下来,之后才能够达到各关节协调自如.临床实践中,医学专家已把意识与记忆的工作原理很好地运用在患者身上了.央视《走近科学》(2013-11-11)曾介绍北京武警总医院神经科医生运用大脑干细胞移植技术成功将一些下肢无法站立的脑瘫患者治愈,并让其学会走路.大脑干细胞移植并获得增生确保了下肢运动神经形成的电信号有了储存的位置.而帕金森疾病则是患者对应的记忆神经元功能降低,致使以往储存的信息不能获得稳定的发放.目前医学上采用一种电子信号发生器—–电子药,通过导线将一定的频率信号送至大脑皮层相应位置,剌激记忆神经元,这种强制神经元工作的治疗方法,在初期阶段已显示出非常好的效果.
4意识与记忆之间的互动关系
