神经生物学第一章-神经生物学概述

教材:寿天德主编,神经生物学(第二版),高等教育出版社2006参考书:Bear,BWConnors和MAParadiso，“Neuroscience:ExploringtheBrain,3ndEd”.2011高等教育出版社(影印本）SiegelA,SapruHH.EssentialNeuroscience.2ndEd.2011韩济生主编，神经科学纲要（原理）韩太真等主编，学习记忆的神经生物学吕国蔚主编，医学神经生物学左明雪主编，细胞和分子神经生物学“生理科学进展”杂志有关神经科学方面的国际国内期刊杂志神经科学网络工具：网上神经科学资源一个可供搜索和浏览的网上神经科学资源网站，包括提供神经生物学，神经科学，神经外科，心理学，精神病学认知科学和人类神经疾病方面的站点.孩子们的神经科学为对神经系统相关知识有兴趣的学生和老师建立的网站.发育中老鼠的组织切片注解有关老鼠发育的数码图谱和数据库资源，包括向原位基因表达和细胞谱系方面的空间信息.三维老鼠图谱(MRIbased)允许使用者查询13.5天的老鼠胚胎大脑结构和观看这些结构的三维重建以及整胚的三维重建。通过这门课的学习,希望达到的目的:1、了解神经生物学的基本知识2、了解神经生物学知识是如何来的3、了解神经生物学的基本概念和原理4、了解神经生物学的发展现状和发展趋势(哪些已知的？哪些是未知的？）一些值得深究的神经生物学问题:1.大脑是如何编制运动程序的？2.记忆是如何形成的?3.情绪是如何产生的？4.如何解释“闹鬼现象”？5.如何解释人与人之间语言能力的差别？6.各种感觉的大脑机制如何？7.人脑真的会被硬盘取代吗？8.思维产生、社会交往等的神经基础？9.一些大脑疾病（痴呆、帕金森氏病、癫痫等）发生的神经基础10.低智特才综合症（Savantsyndrome）BenjaminRush(FatherofAmericanPsychiatry)在1789年描述了一个低智特才综合症例：ThomasFuller（心算特才）提问：一个人若活到70岁另17天12小时，他（她）总共活了多少秒？正确答案：2，210，500，800秒(22亿…）KimPeek(whoisdevelopmentallyDisabled)knowsmorethan7,600books（书名）byheartaswellaseveryareacode（区号）,highway（高速公路）,zipcode（邮政编码）andtelevisionStation（电视台）intheU.S.记忆特才神经生物学概述神经生物学的主要研究方法神经元结构和功能神经系统的发育和再生感觉系统大脑的高级功能主要内容:一、神经生物学的形成和发展二、神经生物学研究的方法和手段三、神经生物学的基本内容四、神经生物学研究动向和前景第一章神经生物学概述一、神经生物学的形成和发展1、神经生物学的概念和研究范畴2、学科的形成3、神经生物学发展特点4、学习和发展神经生物学的意义及目前的状况1、神经生物学的概念和研究范畴概念：神经生物学(Neurobiology)是研究人和动物神经系统结构和功能的科学，是探索脑的科学。主要研究神经细胞的分子组成和结构，神经细胞如何通过突触连接组成功能回路以处理信息和介导行为的科学。它是一门交叉学科。研究的中心问题：阐明脑神经回路的组织结构和神经信息的处理机制。即采用多种技术方法和手段研究脑的结构特征神经元回路的组成方式细胞间的突触联结神经细胞的组成及信息的传递方式进而探索脑在信息处理、行为完成过程中的作用机制和规律。最终目的:了解人类脑的结构和功能，以及人类行为和心理活动的物质基础；为增进人类感觉与运动、学习与记忆的效率，提高神经系统疾患的预防、诊断、治疗水平而服务。“神经生物学（Neurobiology)”与“神经科学(Neuroscience)”的关系：神经科学(Neuroscience)=神经病学(Neurology)+神经生物学(Neurobiology)２、学科的形成1）人类对脑认识的历史人脑是宇宙中已知的最复杂的结构（1011神经细胞,1014神经突触），可以说认识了人脑便是认识了人类自己。揭开人脑奥秘（即完全充分地认识自己）一直是人类梦寐以求的目标！人类研究脑的历史公元前600-400年：希腊哲学家提出理智和灵魂；思想依靠脑（或心脏）1543年：维萨利（A.Vesalius）精确提出人类神经系统的大体解剖。著名的《人体的构造》问世1637年：笛卡儿（R.Descartes)将脑描绘成一种机器样的结构，独立于精神之外1798年：伽尔伐尼（L.Galvani）发现了神经肌肉活动的电性质人类研究脑的历史1891年：卡尔吉尔（S.R.Cajal)确定神经系统是由独立的神经细胞连接形成的通路【细胞学说1838～39年间由德国的植物学家施莱登（Schleiden）和动物学家施旺（Schwann）所提出】1897：谢灵顿（C.S.Sherrington)设想，神经细胞通过突触连接形成通路20世纪20年代：Langley,Loewi和Dale等人证明神经递质的功能象信使，作用于突触处的受体20世纪40年代：Shannon,Weaver和Weiner将信息加工和控制系统（控制论）的概念引入脑的研究中人类研究脑的历史50年代：Hodgkin,Huxley,Katz和Eccles用微电极获得精确的电信号记录，电子显微镜的应用揭示出突触和神经元的细微结构Mountcastke,Lettvin,Hubei和Wiesel对特征提取作用的脑回路作单细胞分析60年代：树突的整合功能被认识，证明神经系统有无冲动的突触回路和突触相互作用神经科学研究规划组织（NeuroscienceResearchProgram，NRP)和神经科学学会相继成立，神经生物学成为一门新的专业和课程进入高校人类研究脑的历史70年代：神经调质和第二信使的发现大大扩展了神经元相互作用的时程和复杂性；计算机成像技术使与感觉和认识相关的脑活动模式形象化；分子生物学方法被用于分析遗传机制（DNA重组技术）和单个膜蛋白（膜电钳技术）80年代：开始利用计算机和人工智能模拟神经系统功能（视觉、语言、记忆、推理）90年代：为脑科学时代。一些发达国家脑研究计划的提出；对神经活动的认识推向细胞和分子水平；从整合的观点研究神经系统功能21世纪：明星学科，脑科学世纪欧盟“人脑工程”-2013美国的“大脑活动全图的研究计划”-2013-堪比人类基因组计划2)神经科学的形成:1962年美国麻省理工学院创立了神经科学研究规划组织（NeuroscienceResearchProgram,NRP）；1966年美国哈佛大学成立神经科学系；1969年美国神经科学学会宣告成立，其他全国和国际的神经科学学会也相继成立，其中最著名的是国际脑研究组织(IBRO)上世纪70年代欧美很多高等院校相继成立神经生物学专业或开设神经生物学课程。80年代中期，我国一些高等院校开始给研究生开设选修课，近年来有很多高等院校都陆续给本科生开设神经生物学，有些学校（综合性大学）还把神经生物学列为重点学课。2006年按神经生物学领域排名靠前的美国大学UnivofCalifornia-SanDiegoYaleUniversityHarvardUniversityUnivofCalifornia-SanFranciscoStanfordUniversityColumbiaUniversityJohnsHopkinsUniversityWashingtonUniversityUniversityofCalifornia-BerkeleyCaliforniaInstituteTechnology2007年美国大学神经系统科学/神经生物学排名HarvardUniversityStanfordUniversityUniversityofCalifornia-SanDiegoRockefellerUniversity(NY)JohnsHopkinsUniversityUniversityofCalifornia-SanFranciscoYaleUniversityColumbiaUniversityCaliforniaInstituteofTechnologyMassachusettsInstituteofTechnology2008年美国大学Neuroscience/Neurobiology专业排名HarvardUniversityStanfordUniversityUniversityofCaliforniaSanDiegoRockefellerUniversityJohnsHopkinsUniversityUniversityofCalifornia-SanFranciscoYaleUniversityColumbiaUniversity,TheSchoolofGeneralStudiesCaliforniaInstituteofTechnologyMassachusettsInstituteofTechnology2009年美国大学神经科学/神经生物学专业排名HarvardUniversityStanfordUniversityJohnsHopkinsUniversityMassachusettsInstituteofTechnologyUniversityofCaliforniaSanDiegoUniversityofCalifornia--SanFranciscoRockefellerUniversityYaleUniversityWashingtonUniversityinStLouisCaliforniaInstituteofTechnologyColumbiaUniversity,TheSchoolofGeneralStudies2010美国大学排名神经科学/神经生物学专业研究生排名HarvardUniversityStanfordUniversityJohnsHopkinsUniversityMassachusettsInstituteofTechnologyUniversityofCaliforniaSanDiegoUniversityofCalifornia--SanFranciscoRockefellerUniversityYaleUniversityWashingtonUniversityinStLouisCaliforniaInstituteofTechnologyColumbiaUniversity,TheSchoolofGeneralStudiesUniversityofCaliforniaBerkeley2011美国大学排名神经科学/神经生物学专业研究生排名HarvardUniversityBoston,MAStanfordUniversityStanford,CAUniversityofCalifornia--SanFranciscoSanFrancisco,CAJohnsHopkinsUniversityBaltimore,MDMassachusettsInstituteofTechnologyCambridge,MAYaleUniversityNewHaven,CTColumbiaUniversityNewYork,NYUniversityofCalifornia--SanDiegoLaJolla,CAUniversityofCalifornia--BerkeleyBerkeley,CARockefellerUniversityNewYork,NYWashingtonUniversityinSt.LouisSt.Louis,MO2012美国大学排名之神经学/神经生物学专业研究生排名1HarvardUniversity哈佛大学2StanfordUniversity斯坦福大学3UniversityofCalifornia--SanFrancisco加州大学旧金山