張鳴沙博士，1985年，獲得鄭州大學（原河南醫科大學）臨床醫學學士學位。1985-1996年從事外科醫師工作。2003年，獲得以色列魏茲曼科學院博士學位。同年，在美國貝勒醫學院神經科學系從事短暫的博士後工作。2003末-2008年，在美國哥倫比亞大學神經科學系實驗室從事博士後研究工作，後轉為AssociateResearchScientist。2008年6月回國，擔任中科院神經所認知神經機制研究組組長。
基本介紹
- 中文名：張鳴沙
- 國籍：中國
- 民族：漢族
- 畢業院校：鄭州大學
- 性別：男
研究方向,代表性論文,
研究方向
本課題組致力於研究認知活動、大腦神經元電生理反應和行為三者之間的關係。通過觀察靈長類動物大腦皮層單個神經元電活動，了解認知活動的神經基礎，包括空間知覺、記憶、注意、意向、選擇等。由於視覺和動眼兩系統形成一完整的從感覺到運動的神經環路，它們已成為研究認知，腦和行為最理想的模型。我們將進行以下研究工作：
一、記憶指導下眼動錯誤的神經機理
靈長類動物（包括人）在做記憶指導的快速眼動時，眼動的精確性隨記憶時間的延長而減弱。除了無視覺反饋是造成眼動錯誤的原因之一，記憶下降（memorydecay）也起著重要作用。但是，記憶引起眼動準確性降低的神經機制尚不清楚。最少有兩種可能性：1）記憶下降改變了參與制定眼動計畫的神經元數目，從而改變了眼動的參數；2）參與制定眼動計畫的細胞數目不變，但這些神經元的反應區（responsefield）發生了改變，從而引起眼動計畫參數的改變。
我們將以靈長類動物為實驗對象，採用心理物理學和電生理實驗方法，對上述兩種假說進行驗證。比較在視覺信息提示下的快速眼動和在記憶指導下的快速眼動時後頂葉皮層神經元的活動，以期發現引起眼動錯誤的神經機理。
二、眼本體感受信號在空間感知中的作用
以往的工作表明，前額葉及後頂葉皮層視覺神經元的反應受眼位置信號的調節。一種學說認為大腦皮層中的眼位置信號來源於動眼指令的備份（corollarydischarge）。然而，最近的一項研究發現，清醒猴的初級軀體感覺皮層有對側眼眶傳入的本體感受信號。為進一步研究這一眼本體感受信號在空間感知中的作用，我們將：1）區分corollarydischarge和眼本體感受信號在大腦皮層中的展示；2）探索前額葉及後頂葉皮層眼位置信號的來源。我們計畫採用電刺激和局部可逆性抑制（如微量注射GABA等藥物）等方法來調節初級軀體感覺皮層內眼本體感受神經元的電活動，同時記錄前額葉及後頂葉皮層視覺神經元的活動改變，以觀察它們之間的內在聯繫。
三、興奮性和抑制性遞質在注意力調控中的作用
電生理和腦功能成像研究均發現，集中注意力可提高行為的正確率並增強腦內神經元的活動。以往的研究發現，注意力只增強神經元的電活動但不影響神經元的感受野。但長期以來對這一現象背後的神經機制所知甚少。最近實驗結果表明，微電泳GABA和bicuculline(GABAA受體拮抗劑)不僅影響後頂葉皮層神經元的電活動強弱，同時還改變其反應區大小。那么，抑制性神經遞質是否參與注意力的調控？
為研究這一問題，我們將採用單細胞記錄和微電泳的方法，觀察抑制性神經遞質對皮層神經元在注意力調控下電活動改變的影響，探索注意力調控的神經機理。
張鳴沙
一、記憶指導下眼動錯誤的神經機理
靈長類動物（包括人）在做記憶指導的快速眼動時，眼動的精確性隨記憶時間的延長而減弱。除了無視覺反饋是造成眼動錯誤的原因之一，記憶下降（memorydecay）也起著重要作用。但是，記憶引起眼動準確性降低的神經機制尚不清楚。最少有兩種可能性：1）記憶下降改變了參與制定眼動計畫的神經元數目，從而改變了眼動的參數；2）參與制定眼動計畫的細胞數目不變，但這些神經元的反應區（responsefield）發生了改變，從而引起眼動計畫參數的改變。
我們將以靈長類動物為實驗對象，採用心理物理學和電生理實驗方法，對上述兩種假說進行驗證。比較在視覺信息提示下的快速眼動和在記憶指導下的快速眼動時後頂葉皮層神經元的活動，以期發現引起眼動錯誤的神經機理。
二、眼本體感受信號在空間感知中的作用
以往的工作表明，前額葉及後頂葉皮層視覺神經元的反應受眼位置信號的調節。一種學說認為大腦皮層中的眼位置信號來源於動眼指令的備份（corollarydischarge）。然而，最近的一項研究發現，清醒猴的初級軀體感覺皮層有對側眼眶傳入的本體感受信號。為進一步研究這一眼本體感受信號在空間感知中的作用，我們將：1）區分corollarydischarge和眼本體感受信號在大腦皮層中的展示；2）探索前額葉及後頂葉皮層眼位置信號的來源。我們計畫採用電刺激和局部可逆性抑制（如微量注射GABA等藥物）等方法來調節初級軀體感覺皮層內眼本體感受神經元的電活動，同時記錄前額葉及後頂葉皮層視覺神經元的活動改變，以觀察它們之間的內在聯繫。
三、興奮性和抑制性遞質在注意力調控中的作用
電生理和腦功能成像研究均發現，集中注意力可提高行為的正確率並增強腦內神經元的活動。以往的研究發現，注意力只增強神經元的電活動但不影響神經元的感受野。但長期以來對這一現象背後的神經機制所知甚少。最近實驗結果表明，微電泳GABA和bicuculline(GABAA受體拮抗劑)不僅影響後頂葉皮層神經元的電活動強弱，同時還改變其反應區大小。那么，抑制性神經遞質是否參與注意力的調控？
為研究這一問題，我們將採用單細胞記錄和微電泳的方法，觀察抑制性神經遞質對皮層神經元在注意力調控下電活動改變的影響，探索注意力調控的神經機理。
張鳴沙代表性論文
1.MingshaZhang,XiaolanWang,MichaelE.Goldberg.(2008).Monkeyprimarysomatosensorycortexhasaproprioceptiverepresentationofeyeposition.ProgressinBrainResearch,171:37-45.
2.XiaolanWang,MingshaZhang,IanS.Cohen,MichaelE.Goldberg(2007).Theproprioceptiverepresentationofeyepositioninmonkeyprimarysomatosensorycortex.NatureNeuroscience,10:640-646.
3.ShabtaiBarashandMingshaZhang(2005).Switchingofsensorimotortransformations:antisaccadesandparietalcortex.Percept,decision,action:Bridgingthegaps.Wiley,Chichester(NovartisFoundationSymposium270)p59–74.
4.MingshaZhang,ShabtaiBarash(2004).PersistentLIPActivityinMemoryAntisaccades:WorkingMemoryforaSensorimotorTransformation.JournalofNeurophysiology,91:1424-1441.
5.MingshaZhang,ShabtaiBarash(2000).Neuronalswitchingofsensorimotortransformationsforantisaccades.Nature,408:971-975.
6.ShabtaiBarash,ArmenuhiMelikyan,AlexeySivakov,MingshaZhang,MitchellGlickstein,andPeterTheir(1999).Saccadicdysmetriaandadaptationafterlesionsofthecerebellarcortex.JournalofNeurosci,19:10931-10939.
2.XiaolanWang,MingshaZhang,IanS.Cohen,MichaelE.Goldberg(2007).Theproprioceptiverepresentationofeyepositioninmonkeyprimarysomatosensorycortex.NatureNeuroscience,10:640-646.
3.ShabtaiBarashandMingshaZhang(2005).Switchingofsensorimotortransformations:antisaccadesandparietalcortex.Percept,decision,action:Bridgingthegaps.Wiley,Chichester(NovartisFoundationSymposium270)p59–74.
4.MingshaZhang,ShabtaiBarash(2004).PersistentLIPActivityinMemoryAntisaccades:WorkingMemoryforaSensorimotorTransformation.JournalofNeurophysiology,91:1424-1441.
5.MingshaZhang,ShabtaiBarash(2000).Neuronalswitchingofsensorimotortransformationsforantisaccades.Nature,408:971-975.
6.ShabtaiBarash,ArmenuhiMelikyan,AlexeySivakov,MingshaZhang,MitchellGlickstein,andPeterTheir(1999).Saccadicdysmetriaandadaptationafterlesionsofthecerebellarcortex.JournalofNeurosci,19:10931-10939.
