第一部分哺乳动物犁鼻骨系统反馈投射神经通路。　　 哺乳动物的犁鼻骨系统(vomeronasal system)与其他感觉系统相比，在功能和结构上都较为独特。就功能而言，这一系统主要用于检测性外激素(pheromone)信号并借此调节和指导哺乳动物的社会性行为；就结构而言，这一系统的中枢各级通路中不包括皮层区域，性外激素信号仅通过三级突触就传递到与社会行为相关的下丘脑区域。此前，人们对于由外周犁鼻骨器官至下丘脑的前向投射通路的组成已经研究的比较清楚，但对于该系统中的反馈投射通路却了解不多。因此我们此项研究即试图以神经解剖的方法研究犁鼻骨系统反馈投射通路的组织方式。借助于神经束示踪，转基因荧光标记，及免疫组织化学等多种手段，我们仔细研究了由犁鼻骨系统的两个脑区，即犁鼻骨杏仁核以及终纹床核，至副嗅球(accessory olfactory bulb，AOB)的反馈投射通路。我们发现，这两个脑区至AOB的反馈投射在AOB中呈拓扑特异性分布(topographic distribution)。具体来说，犁鼻骨杏仁核神经元的反馈投射纤维特异性的分布于AOB的颗粒细胞层；而终纹床核的反馈神经元则只投射至AOB的僧帽细胞层。同时，犁鼻骨杏仁核中的反馈投射神经元所使用的神经递质为谷氨酸；与此不同，终纹床核的反馈投射神经元则是伽马天冬氨酸能的。进一步的研究表明，在两个核团中，接近半数的反馈神经元表达雌激素受体α，此项发现提示固醇类激素有可能通过影响反馈投射神经元的活动来间接改变犁鼻骨系统对性外激素信号的处理。我们的工作一方面为进一步研究犁鼻骨系统反馈投射通路的功能提供了解剖基础；另一方面，通过与其他感觉系统中反馈投射通路差异与共性的比较，丰富了人们对感觉系统信息处理之一般原理的理解和认识。　　 第二部分哺乳动物主嗅球中神经元侧向连接的研究。　　 嗅觉系统主要负责检测，区分，识别自然环境中各种各样的气味。哺乳动物嗅觉系统是一个多层级的机构，其神经通路处理嗅觉信息的基本过程为：嗅上皮的嗅感觉神经元(olfactory receptor neuron，ORN)被气味分子激活，将化学信号转变为神经信号，然后将这一信息传递给嗅觉系统的第一级中枢，主嗅球。主嗅球的投射神经元接受并处理来自ORN的嗅感觉信息，然后传递给嗅皮层，并由此传至更多嗅觉相关脑区，完成最终的处理。气味刺激在不同的层级中是如何编码的，在不同的层级之间又是如何传递的一直是嗅觉研究的关键问题。在主嗅球中，一方面主嗅球的投射神经元其顶树突只接受来自于一种ORN的输入，另一方面在其周围的嗅小球和其他投射神经元还通过中间神经元向其提供侧向连接(lateral connection)。因此若要理解ORN的嗅觉信息如何转化为主嗅球中投射神经元的活动，其关键即在于理解侧向输入如何影响投射神经元的活动。在这部分工作中，我们通过遗传工程的方法产生了一种双突变小鼠。在这种小鼠中，人为的消除了除M72这种受体分子以外表达其他受体分子的ORN对嗅球的输入，然后在这种条件下记录M72嗅小球及那些接受它的直接输入的投射神经元对其周围投射神经元的侧向输入。在初步研究中，我们发现在气味刺激的条件下，某些气味可对没有ORN输入的嗅球神经元产生兴奋性影响，具有这种反应的神经元同时分布于主嗅球的背侧和腹侧部分。此外酪氨酸羟化酶免疫组化实验表明，在这种双突变小鼠中M72嗅小球的功能是具有缺陷的。