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腹神經索

十二月 12, 2023

腹神经索是无脊椎动物中枢神经系统的主要结构，相当于脊椎动物的脊髓[2]。它负责整合感官信息的输入和运动系统的输出，协调大脑与身体之间神经信号的相互传导[1]。腹神经索的神经回路极其重要：头被切断的昆虫仍然可以行走甚至交配，这说明腹神经索的回路足以在没有大脑输入信号的情况下执行复杂的运动程序[3]。

图1. 左图：果蝇中枢神经系统的示意图，包括大脑和腹神经索。右图：腹神经索的横截面，粉色为传出信号的运动神经元，绿色为传入信号的感觉神经元。经许可改编。 [1]
图2. 不同昆虫的中枢神经系统形态。可以看到在一些昆虫中（如最左）各个神经节相互分离，由神经索相互连接。另一些昆虫（如最右）一些神经节则相互聚合。

结构 编辑

腹神经索沿着生物体的腹侧平面延伸。它由神经组织组成，与大脑相连。

无脊椎动物负责控制各个体节的腹神经索神经元聚集形成神经节[4]。腹神经索前侧的神经元控制身体的前段，例如前腿等，而后侧的神经元控制身体的后段，如后腿和腹节。贯穿身体中轴的纤维神经束将身体从前到后的神经节相互连接起来[4][5]。

功能 编辑

腹神经索的功能是整合和传递神经信号，与脊椎动物的脊髓功能相接近。它包含负责与大脑神经元相互传递信息的上行神经元（ascending neuron）和下行神经元（descending neuron），直接通过突触控制肌肉的运动神经元，从身体和周围环境感知信息的感觉神经元，以及负责协调这些神经元的中间神经元[3]。一部分腹神经索神经元可以产生动作电位，而另一部分则不会产生动作电位，通过阶梯电位来传递信息。所有腹神经索神经元感受，过滤，放大和整合来自身体内部和来自环境外部的神经信号，从而指导并控制动物的各种行为[6]。

进化 编辑

腹神经索存在于两侧对称动物的一些门中，特别是在线虫、环节动物和节肢动物中。在昆虫中，腹神经索得到了充分的研究。它们在不同昆虫中具有显著的形态多样性。一些昆虫的腹神经索呈绳梯状，控制各个体节的神经节相互分离，由神经束连接在一起（如蝗虫等）。在另一些昆虫中，各个神经节相互聚合而形成一整个腹神经索（如果蝇、蚊子等）。

发展 编辑

在发育过程中，昆虫的腹神经索由30个配对和一个未配对的神经母细胞按体节生成[7]。人们可以根据其在身体中的位置、表达的分子和它们早期分裂时所产生的神经元形态来特异性地识别这些神经母细胞[8][9]。每个神经母细胞产生两个半谱系（hemilineage）。其中半谱系A拥有较为活跃的Notch信号传导，而半谱系B则缺乏活跃的Notch信号传导。通过研究黑腹果蝇的半谱系，人们发现每个半谱系中所有的神经元都释放相同的初级神经递质[10]。


另见 编辑

参考 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Tuthill JC, Wilson RI. Mechanosensation and Adaptive Motor Control in Insects. Current Biology. October 2016, 26 (20): R1022–R1038. PMC 5120761  . PMID 27780045. doi:10.1016/j.cub.2016.06.070. 
  2. ^ Hickman C, Roberts L, Keen S, Larson A, Eisenhour D. Animal Diversity 4th. New York: McGraw Hill. 2007. ISBN 978-0-07-252844-2. 
  3. ^ 3.0 3.1 Venkatasubramanian L, Mann RS. The development and assembly of the Drosophila adult ventral nerve cord. Current Opinion in Neurobiology. June 2019, 56: 135–143. PMC 6551290  . PMID 30826502. doi:10.1016/j.conb.2019.01.013. 
  4. ^ 4.0 4.1 Niven JE, Graham CM, Burrows M. Diversity and evolution of the insect ventral nerve cord. Annual Review of Entomology. 2008, 53 (1): 253–271. PMID 17803455. doi:10.1146/annurev.ento.52.110405.091322. 
  5. ^ Court R, Namiki S, Armstrong JD, Börner J, Card G, Costa M, et al. A Systematic Nomenclature for the Drosophila Ventral Nerve Cord. Neuron. September 2020, 107 (6): 1071–1079.e2. PMC 7611823  . PMID 32931755. doi:10.1016/j.neuron.2020.08.005  . 
  6. ^ Agrawal S, Dickinson ES, Sustar A, Gurung P, Shepherd D, Truman JW, Tuthill JC. Central processing of leg proprioception in Drosophila. eLife. December 2020, 9: e60299. PMC 7752136  . PMID 33263281. doi:10.7554/eLife.60299. 
  7. ^ Thomas JB, Bastiani MJ, Bate M, Goodman CS. From grasshopper to Drosophila: a common plan for neuronal development. Nature. 1984, 310 (5974): 203–207. Bibcode:1984Natur.310..203T. PMID 6462206. S2CID 4321262. doi:10.1038/310203a0. 
  8. ^ Harris RM, Pfeiffer BD, Rubin GM, Truman JW. Neuron hemilineages provide the functional ground plan for the Drosophila ventral nervous system. eLife. July 2015, 4: e04493. PMC 4525104  . PMID 26193122. doi:10.7554/eLife.04493. 
  9. ^ Broadus J, Doe CQ. Evolution of neuroblast identity: seven-up and prospero expression reveal homologous and divergent neuroblast fates in Drosophila and Schistocerca. Development. December 1995, 121 (12): 3989–3996. PMID 8575299. doi:10.1242/dev.121.12.3989. 
  10. ^ Lacin H, Chen HM, Long X, Singer RH, Lee T, Truman JW. Neurotransmitter identity is acquired in a lineage-restricted manner in the Drosophila CNS. eLife. March 2019, 8: e43701. PMC 6504232  . PMID 30912745. doi:10.7554/eLife.43701. 

外部链接 编辑

  • 脊髓和腹神经索的比较
  • 龙虾的神经系统

十二月 12, 2023
腹神經索, 腹神经索是无脊椎动物中枢神经系统的主要结构, 相当于脊椎动物的脊髓, 它负责整合感官信息的输入和运动系统的输出, 协调大脑与身体之间神经信号的相互传导, 腹神经索的神经回路极其重要, 头被切断的昆虫仍然可以行走甚至交配, 这说明腹神经索的回路足以在没有大脑输入信号的情况下执行复杂的运动程序, 图1, 左图, 果蝇中枢神经系统的示意图, 包括大脑和腹神经索, 右图, 腹神经索的横截面, 粉色为传出信号的运动神经元, 绿色为传入信号的感觉神经元, 经许可改编, 图2, 不同昆虫的中枢神经系统形态, 可以看到. 腹神经索是无脊椎动物中枢神经系统的主要结构 相当于脊椎动物的脊髓 2 它负责整合感官信息的输入和运动系统的输出 协调大脑与身体之间神经信号的相互传导 1 腹神经索的神经回路极其重要 头被切断的昆虫仍然可以行走甚至交配 这说明腹神经索的回路足以在没有大脑输入信号的情况下执行复杂的运动程序 3 图1 左图 果蝇中枢神经系统的示意图 包括大脑和腹神经索 右图 腹神经索的横截面 粉色为传出信号的运动神经元 绿色为传入信号的感觉神经元 经许可改编 1 图2 不同昆虫的中枢神经系统形态 可以看到在一些昆虫中 如最左 各个神经节相互分离 由神经索相互连接 另一些昆虫 如最右 一些神经节则相互聚合 目录 1 结构 2 功能 3 进化 4 发展 5 另见 6 参考 7 外部链接结构 编辑腹神经索沿着生物体的腹侧平面延伸 它由神经组织组成 与大脑相连 无脊椎动物负责控制各个体节的腹神经索神经元聚集形成神经节 4 腹神经索前侧的神经元控制身体的前段 例如前腿等 而后侧的神经元控制身体的后段 如后腿和腹节 贯穿身体中轴的纤维神经束将身体从前到后的神经节相互连接起来 4 5 功能 编辑腹神经索的功能是整合和传递神经信号 与脊椎动物的脊髓功能相接近 它包含负责与大脑神经元相互传递信息的上行神经元 ascending neuron 和下行神经元 descending neuron 直接通过突触控制肌肉的运动神经元 从身体和周围环境感知信息的感觉神经元 以及负责协调这些神经元的中间神经元 3 一部分腹神经索神经元可以产生动作电位 而另一部分则不会产生动作电位 通过阶梯电位来传递信息 所有腹神经索神经元感受 过滤 放大和整合来自身体内部和来自环境外部的神经信号 从而指导并控制动物的各种行为 6 进化 编辑腹神经索存在于两侧对称动物的一些门中 特别是在线虫 环节动物和节肢动物中 在昆虫中 腹神经索得到了充分的研究 它们在不同昆虫中具有显著的形态多样性 一些昆虫的腹神经索呈绳梯状 控制各个体节的神经节相互分离 由神经束连接在一起 如蝗虫等 在另一些昆虫中 各个神经节相互聚合而形成一整个腹神经索 如果蝇 蚊子等 发展 编辑在发育过程中 昆虫的腹神经索由30个配对和一个未配对的神经母细胞按体节生成 7 人们可以根据其在身体中的位置 表达的分子和它们早期分裂时所产生的神经元形态来特异性地识别这些神经母细胞 8 9 每个神经母细胞产生两个半谱系 hemilineage 其中半谱系A拥有较为活跃的Notch信号传导 而半谱系B则缺乏活跃的Notch信号传导 通过研究黑腹果蝇的半谱系 人们发现每个半谱系中所有的神经元都释放相同的初级神经递质 10 另见 编辑脊索动物 食管上神经节 刺胞动物门和棘皮动物门的神经网络 半索动物参考 编辑 1 0 1 1 Tuthill JC Wilson RI Mechanosensation and Adaptive Motor Control in Insects Current Biology October 2016 26 20 R1022 R1038 PMC 5120761 nbsp PMID 27780045 doi 10 1016 j cub 2016 06 070 Hickman C Roberts L Keen S Larson A Eisenhour D Animal Diversity 4th New York McGraw Hill 2007 ISBN 978 0 07 252844 2 3 0 3 1 Venkatasubramanian L Mann RS The development and assembly of the Drosophila adult ventral nerve cord Current Opinion in Neurobiology June 2019 56 135 143 PMC 6551290 nbsp PMID 30826502 doi 10 1016 j conb 2019 01 013 4 0 4 1 Niven JE Graham CM Burrows M Diversity and evolution of the insect ventral nerve cord Annual Review of Entomology 2008 53 1 253 271 PMID 17803455 doi 10 1146 annurev ento 52 110405 091322 Court R Namiki S Armstrong JD Borner J Card G Costa M et al A Systematic Nomenclature for the Drosophila Ventral Nerve Cord Neuron September 2020 107 6 1071 1079 e2 PMC 7611823 nbsp PMID 32931755 doi 10 1016 j neuron 2020 08 005 nbsp Agrawal S Dickinson ES Sustar A Gurung P Shepherd D Truman JW Tuthill JC Central processing of leg proprioception in Drosophila eLife December 2020 9 e60299 PMC 7752136 nbsp PMID 33263281 doi 10 7554 eLife 60299 Thomas JB Bastiani MJ Bate M Goodman CS From grasshopper to Drosophila a common plan for neuronal development Nature 1984 310 5974 203 207 Bibcode 1984Natur 310 203T PMID 6462206 S2CID 4321262 doi 10 1038 310203a0 Harris RM Pfeiffer BD Rubin GM Truman JW Neuron hemilineages provide the functional ground plan for the Drosophila ventral nervous system eLife July 2015 4 e04493 PMC 4525104 nbsp PMID 26193122 doi 10 7554 eLife 04493 Broadus J Doe CQ Evolution of neuroblast identity seven up and prospero expression reveal homologous and divergent neuroblast fates in Drosophila and Schistocerca Development December 1995 121 12 3989 3996 PMID 8575299 doi 10 1242 dev 121 12 3989 Lacin H Chen HM Long X Singer RH Lee T Truman JW Neurotransmitter identity is acquired in a lineage restricted manner in the Drosophila CNS eLife March 2019 8 e43701 PMC 6504232 nbsp PMID 30912745 doi 10 7554 eLife 43701 外部链接 编辑脊髓和腹神经索的比较 龙虾的神经系统 昆虫形态 取自 https zh wikipedia org w index php title 腹神經索 amp oldid 79215676, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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