神經生物學

神經生物學

神經生物學,21世紀的明星學科。神經生物學是生物學中研究神經系統的解剖,生理,神經生物學。病理方面內容的一個分支。從上個世紀90年代以來,世界科研強國加快了對神經生物學研究的投入。美國於1990年推出了“腦的十年計畫”,接著歐洲於1991年開始實施“EC腦十年計畫”,然後日本於1996年也正式推出了名為"腦科學時代計畫"的跨世紀大型研究計畫,計畫在未來20年內投入相當的研究經費。這些研究工作雖然至今為止並沒有在神經生物學領域取得重大進展,沒有解開智力形成之迷,沒有解開毒品上癮之迷,沒有解開老年痴呆治療之迷,但卻在潛移默化中推動了神經科學的發展,為本世紀神經生物學的騰飛打好了基礎。

神經系統

腦、脊髓和全身的周圍神經共同構成神經系統。神經系統又可分成中樞神經系統和周圍神經系統兩個部分。前者包括腦和脊髓,後者由遍布全身的神經網路組成,具有聯繫腦、脊髓和身體各部的作用。

腦的功能既重要,又神秘。人的思想、信仰、記憶、行為、情感都與大腦密不可分。腦是思維的場所,控制機體的中樞,還具有協調人體軀體感覺、視覺、聽覺、嗅覺、運動功能的能力。正是由於有了大腦,人們才得以講話、計數、作曲、欣賞音樂、識別幾何圖形、相互理解和彼此交流。大腦還具有制定計畫和進行想像的能力。

腦對來自身體表面或內部器官,以及眼、耳、鼻的各種刺激進行整合,然後通過調整體位、四肢運動以及臟器的活動對上述刺激作出反應,並參與情感和覺醒程度的調節。

有人把計算機比作大腦,但到目前為止,還沒有任何計算機的能力可以和大腦相比。大腦並非永動機,腦需要連續不斷的血液、氧氣和營養供應。一般而言,心臟輸出的血液約1/5供給了腦。如果血供中斷超過10秒鐘,就可能引起意識喪失。血氧、血糖水平過低或血中含有有毒有害物質,可在數秒鐘內引起大腦功能異常。機體的自身調節機制保護著大腦免遭損害。

在解剖上,腦可以分成大腦、小腦和腦幹。

大腦包括左、右兩個大腦半球,並由稱為胼胝體的神經纖維連線起來。大腦半球可進一步分成額葉、頂葉、枕葉、顳葉等。

額葉主管人們的言語、情感、思想、計畫,並控制機體的技巧性運動。大多數人的言語中樞位於左側優勢半球的額葉。

頂葉主管感覺,也與軀體運動有關。

枕葉主管視覺。

顳葉主管記憶、情感,它使得人們得以辨認他人或物品,進行交流和行動。

基底節位於大腦底部,是數群聚集在一起的神經元,能夠協調軀體的運動。丘腦下部與人體睡眠、覺醒、體溫調節和水鹽平衡有關。

腦幹的自動調節功能亦非常重要。腦幹有助於調節機體的姿勢、呼吸、吞咽、心跳,控制代謝速率,增加警覺性。腦幹遭受嚴重損傷時,自動調節功能停止,死亡也就隨之而至了。

小腦位於大腦之下,腦幹之上,主要調節機體運動。小腦接受大腦的指令以及有關四肢位置、肌肉緊張度的信息,使機體能進行平穩,準確的運動。

腦和脊髓都被三層組織所包裹,它們是:

軟腦膜:緊貼腦和脊髓,居最內層;

蛛網膜:為一透明、蜘蛛網樣的脈絡膜,位於中層,充當腦脊液流通的管道;

硬腦膜:呈皮革樣,是最外和最堅韌的一層。

腦和腦膜位於顱腔內。顱腔由顱骨構成,對腦和腦膜具有保護作用。腦脊液在腦的表面、腦膜之間、腦室之間流動,能緩衝腦受到的衝擊,減輕腦的損傷,對腦和腦膜也有保護作用。

脊髓

脊柱的結構脊柱的結構

脊髓起源於腦幹末端,向下沿脊柱長軸延伸,其功能為連結腦和身體各部並傳遞信息。像腦被顱骨保護一樣,脊髓被椎骨保護著。

腦通過脊髓內的上下行神經纖維與身體各部發生聯繫。每個脊椎都和其上、下椎體形成開口,即椎間孔。脊神經從椎間孔發出。脊髓腹側發出的脊神經為運動支,傳遞從腦到肌肉的信息。脊髓背側發出的神經,稱為感覺支,把機體遠端的信息傳遞到大腦。周圍神經由單根神經纖維構成,某些周圍神經很小(直徑小於0.4mm),某些則很大(直徑大於6.5mm)。

周圍神經也包括溝通腦幹和內臟、血管的神經,即所謂植物神經系統。它們調節機體的非意識活動,如心跳、呼吸、胃酸分泌、食物通過消化道的速度等等。

神經

神經系統擁有1000多億個神經元,這些神經元遍布全身,呈線索樣連結大腦和身體各部,或彼此間相互連結。神經元又叫神經細胞,由大的胞體和其延伸部分軸突構成。神經元有許多接受信息的分支--樹突。通常,神經以電傳導的方式朝某個方向傳遞信息,從一個神經元的軸突到下一個神經元的樹突。在兩個神經元的連線點(突觸),傳遞信息的軸突釋放微量的,稱為神經遞質的化學物質,這些物質與下一個神經元樹突上的受體結合併產生新的電流。不同類型的神經釋放不同種類的神經遞質並通過突觸來傳遞信息。

較大的神經軸突被一種起絕緣作用的髓鞘所包裹,這種髓鞘的功能非常類似於電線絕緣層。當該絕緣層遭到破壞或不完全時,神經傳遞速度就減慢甚至停止。多發性硬化和吉-巴綜合徵就是上述原因引起的疾病。

神經系統是一個非常複雜,可以接受或傳遞大量信息的通訊系統,這個系統易於受損和患病。神經變性可以引起阿爾茨海默病或帕金森病,腦和脊髓感染可以引起腦炎或腦膜炎,腦供血中斷可以引起腦卒中,外傷或腫瘤可以引起腦和脊髓結構受損。

內容簡介

本書較全面、系統地介紹了基礎神經科學的主幹學科——神經生物學的基本理論,包括神經元和膠質細胞的結構與功能、神經解剖學基礎、神經生理學基礎、神經化學與神經藥理學基礎、神經系統發育、神經免疫內分泌調節、神經系統的高級功能、周圍神經損傷與再生及中樞神經系統損傷與修復,並對疼痛、脫髓鞘性疾病、癲癇、藥物依賴、阿爾茨海默病及帕金森病等神經系統常見病症的研究進行了介紹。在本書最後,還簡要介紹了神經生物學常用的研究手段,可為讀者從事相關研究提供有益的參考。另外,本書附錄的中英文名詞索引將有助於讀者學習和掌握常見神經生物學名詞。

本書內容循序漸進,信息量大,可作為基礎醫學、臨床醫學、藥學及相關專業本科生及研究生的必修課、選修課教材,也可供從事神經生物學研究的科技工作者參考。

目錄

前言

第1章緒論

第2章神經元與膠質細胞

第3章神經解剖學基礎

第4章神經生理學基礎

第5章神經化學與神經藥理學基礎

……

編輯推薦

《神經生物學》內容豐富,重點突出。可供高等院校神經生物學和牛物物理專業本科生或研究生教材,也可供生物學、醫學和藥學專業學生或臨床醫生參考。

序言

2008年是中國科學技術大學建校五十周年。為了反映五十年來辦學理念和特色,集中展示教材建設的成果,學校決定組織編寫出版代表中國科學技術大學教學水平的精品教材系列。在各方的共同努力下,共組織選題281種,經過多輪、嚴格的評審,最後確定50種入選精品教材系列。

1958年學校成立之時,教員大部分都來自中國科學院的各個研究所。作為各個研究所的科研人員,他們到學校後保持了教學的同時又作研究的傳統。同時,根據“全院辦校,所繫結合”的原則,科學院各個研究所在科研第一線工作的傑出科學家也參與學校的教學,為本科生授課,將最新的科研成果融入到教學中。五十年來,外界環境和內在條件都發生了很大變化,但學校以教學為主、教學與科研相結合的方針沒有變。正因為堅持了科學與技術相結合、理論與實踐相結合、教學與科研相結合的方針,並形成了優良的傳統,才培養出了一批又一批高質量的人才。

學校非常重視基礎課和專業基礎課教學的傳統,也是她特別成功的原因之一。當今社會,科技發展突飛猛進、科技成果日新月異,沒有紮實的基礎知識,很難在科學技術研究中作出重大貢獻。建校之初,華羅庚、吳有訓、嚴濟慈等老一輩科學家、教育家就身體力行,親自為本科生講授基礎課。他們以淵博的學識、精湛的講課藝術、高尚的師德,帶出一批又一批傑出的年輕教員,培養了一屆又一屆優秀學生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎課或專業基礎課的教材,其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學家、教育家的教誨和影響,因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學理念與科學探索精神。

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