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第1章.神经干细胞移植入脑内后参与清醒猕猴听觉信息的处理 干细胞移植是治疗中枢神经系统疾病的潜在方法之一。移植到脑内的干细胞分化成的神经元能否有效地整合进宿主神经网络，并参与清醒动物脑内日常信息加工过程是干细胞移植研究中一个没有解决的重要问题。 目前对这一问题做出肯定回答的最有力证据来自脑片上的电刺激研究，由于基于脑片上人工刺激得到的研究结果并不一定能推广到清醒动物脑内日常信息加工过程。因此，这一关键问题至今还未得到圆满解决。直接回答这个问题的最佳方案之一是通过在清醒动物上记录到移植新生神经元的单位放电数据，直接研究其编码特性。如果其编码特性与宿主神经元相似，则可对上述问题作出肯定的回答。但是，这一看似直接明确的研究策略在实施上却有一个很大的难点:如何将记录电极放置到移植新生神经元附近进行单位放电记录。 为此，我们在本研究中发明了一种特殊机械性损毁方法，较好地解决了这一难题。其关键是在本实验室已经很成熟的MRI精确定位技术基础上挖取下丘表层部分组织并形成规整的类圆柱形创点，同时还发展了封闭此处植入的干细胞在早期液体环境下自由漂移的技术，限定其在创点内存活生长。之后的免疫组织化学观察表明:植入的干细胞主要分化为神经元。在这些新生的神经元之间及与周边宿主细胞之间有纤维连接，并形成大量成熟兴奋性突触结构。对这些新生神经元进行的功能研究发现，清醒猕猴上的多通道单位放电记录研究表明，这些新生神经元具有与正常神经元相似的频率和声音强度调谐曲线，说明它们具有了宿主下丘神经元类似的信息编码特性，因而很可能参与了脑内原有网络的信息处理过程;此外，在给予声音刺激时，同对照组相比，神经元活动指标c-Fos在移植新生神经元中表达呈极显著升高(P＜0.01)。综合上述结果，我们首次在清醒猕猴上得到了移植新生神经元能有效地整合进宿主神经网络并参与清醒动物脑内日常信息加工过程直接证据，为干细胞替代治疗奠定了坚实的理论基础。 第2章.利用电生理和分子生物学手段检测翼手目动物间暗视觉进化的多样性 蝙蝠（翼手目）是具有飞翔能力的哺乳动物，目前已发现的种类在哺乳动物纲中仅次于啮齿目动物。虽然所有的蝙蝠都具有暗视觉，但种类间的差异很大，并且在日常行为中所依赖的感知觉也产生分化。旧大陆果蝠（狐蝠科）有高度发达的眼睛并主要依靠视觉在微光环境中完成飞行和觅食;食虫蝙蝠的眼睛普遍不发达，听觉却高度进化，产生了回声定位系统来精确导航。比较有趣的是，食虫蝙蝠中鞘尾蝠科的蝙蝠，它们虽然进化出可以回声定位的听觉但却更倾向于使用视觉。 在本研究中，我们使用磁共振成像(MEMRI)、视觉诱发电位(f-VEP)和转录组测序(RNA-seq)等技术手段从结构、功能和基因基础三个角度分析和量化了蝙蝠间视觉的多样性差异。MEMRI结果显示，在视觉系统的重要结构上丘(SC，superior colliculus)和听觉系统的重要结构下丘(IC，inferior colliculus)的体积对比中，狐蝠科蝙蝠（SC/IC为3∶1）要远大于食虫蝙蝠（SC/IC为1∶7），这种脑结构上的差异构成了前者具有发达视觉能力的基础。此外，f-VEP实验直接检测了这三类蝙蝠的绝对光感知阈值，结果显示，眼睛发达的狐蝠科蝙蝠(-6.30and-6.37，log cd/m2·s)和相对发达的鞘尾蝠科蝙蝠(-3.71)对光刺激更加敏感，能够感知的光阈值都要低于食虫蝙蝠(-1.90)。最后，RNA-seq技术对蝙蝠眼睛转录组测序发现，狐蝠科和鞘尾蝠科蝙蝠中，与视觉通路相关的基因在正选择(positive selection)、平行进化(parallel evolution)、表达上调(up-regulation)和基因表达模式四个方面具有相似性特征。 这些实验结果一致性的指向同一个结论，即狐蝠科蝙蝠和鞘尾蝠科蝙蝠比食虫蝙蝠具有更发达的视觉。