脑功能分析技术_生物科学

1

内容简介

脑科学研究不仅能够帮助我们理解人类各种行为背后的神经机制，还有助于脑疾病诊治。本书提到的脑功能检测技术和分析方法，可以帮助我们明确疾病相关的大脑结构和功能异常，...

2

前言

什么是“脑科学”，通俗地来说，就是研究大脑结构和功能的科学。“我们的大脑长什么样子？”“我们的大脑是如何感知世界的？”“我们是怎么记住事物的？”“我们记忆和运用...

3

第1章　认识神经元

“大脑是你最重要的器官”，这是由大脑告诉你的。为什么你会认识苹果？为什么你会知道口渴？是什么让你保持思考和学习？你的这些记忆和运用事物的能力又是从哪里得到的？基...

5

1.1　神经系统的细胞组成

人是构成社会的基本个体，而细胞是构成生物体最基本的单位。大脑和神经系统的基本组成便是神经元和神经胶质细胞，它们各自起着不同的作用。尽管从数量上神经胶质细胞是神经...

6

1.1.1　神经元

神经元是神经系统中最基础的信号处理单位，它们有不同的形态和功能，主要由细胞体和突起组成，如图1.2所示。细胞体主要负责维持神经元的新陈代谢，由细胞膜、细胞核、 ...

7

1.1.2　神经胶质细胞

神经胶质细胞简称胶质细胞，是神经系统中的另一大类细胞，数量相当于神经元的10倍左右，分布在中枢神经系统（脑和脊髓）和外周神经系统。中枢神经系统中的神经胶质细胞主...

8

1.2　神经信号

1.1节介绍了神经系统中主要组成细胞的基本结构，那么神经元内部和神经元之间是通过哪种方式传递信息的呢？我们都知道现实生活中有许多传递信息的物理方式，如光、电、声...

9

1.2.1　细胞膜与膜电位

如图1.5所示，神经元细胞膜为磷脂双分子层结构，具有不溶于水的特性。这种特性很好地将细胞膜内胞体与外部的水环境隔开，并且控制水溶性物质如离子、蛋白质等的进出。水...

10

1.2.2　神经元信号传导

神经元内部和外部都处于导电的液体中，由绝缘的细胞膜隔开，神经元可以看作一个容积导体，即为一个导电的容器，当神经元受到物理（光、电、化学等）刺激时，发生离子的快速...

11

1.3　突触传递

...

12

1.3.1　化学传递

前面我们介绍了神经元受到刺激后在其内部的传递方式，神经信号最终要实现神经元之间的传递，神经元之间的交流便是通过突触完成的。突触由突触前膜、突触后膜和突触间隙组成...

13

1.3.2　电传递

部分突触通过电信号传递信息。电突触传递与化学传递最大的区别在于，电突触没有突触间隙，两个神经元之间由细胞膜相互接触。电突触传递时通过电的作用，根据电紧张传导原则...

14

1.4　小　结

在神经系统中，神经元为信息传递的主要单元。神经元的信息传递方式离不开其细胞膜双分子层的磷脂结构和膜的特殊工作机制。由于离子泵的存在，细胞膜内外存在电位差，该电位...

15

参考文献

［1］GAZZANIGA M S，IVRY R B，MANGUN G R.认知神经科学：关于心智的生物学［M］.北京：中国轻工业出版社，2011. ［2］BEA...

16

第2章　神经系统解剖

人脑是由上千亿个神经元组成的复杂系统，是人类最重要的器官结构，具有感知觉、物体识别、运动控制、学习与记忆、注意与意识等重要功能。神经系统是在人体内起主导作用的...

17

2.1　前　脑

前脑包括端脑和间脑（diencephalon），由大脑左右半球和间脑组成，是人脑最大的结构。端脑包括两个左右对称的大脑半球和胼胝体（corpus callosu...

18

2.1.1　大脑皮质

大脑皮层是大脑神经组织的外层，表面有脑回（gyri，单数为gyrus）、脑沟（sulci，单数为sulcus）和裂（fissure）（图2.1）。回是大脑皮质突...

19

2.1.2　边缘系统和基底神经节

边缘系统位于丘脑两侧、大脑内侧颞叶下方，参与情绪的感知和产生。1937年，James Papez便提出了一个涉及情绪反应的神经系统，即由扣带回、下丘脑、丘脑前核...

20

2.1.3　间脑

图2.5　基底神经节（摘自百度图片）（书后附彩插）图2.6　基底神经节通路（摘自W ichmann 2019［4］）间脑位于端脑和中脑之间，主要包含丘脑和...

21

2.2　小　脑

小脑，顾名思义为小的大脑，为覆盖于脑干结构上部、处于脑桥水平位置的一块神经结构。小脑虽然只占大脑总重量的10%，但其包含的神经元和回路比大脑的其他部位都要多。小...

22

2.3　脑　干

脑干位于大脑后部，自下而上由延髓（medulla）、脑桥（pons）和中脑（mesencephalon，又称midbrain）组成，延髓部分下连脊髓，延髓和脑桥...

23

2.3.1　延髓和脑桥

延髓位于大脑最下部，与脊髓相连，是一个锥形的神经元团块。延髓包含心脏、呼吸、呕吐和血管舒缩中枢，负责从呕吐到打喷嚏等无意识的自主功能。延髓包含具有感觉和运动功能...

24

2.3.2　中脑

中脑包括顶盖、被盖和腹侧部分。顶盖由上丘和下丘的成对结构组成，是脑导水管的背盖部。下丘是听觉通路的主要中脑核，接收来自几个外周脑干核以及听觉皮层的信息输入。下丘...

25

2.4　脊　髓

脊髓是由神经组织构成的细长管状结构，从脑干的延髓延伸到脊柱的腰椎。包围着脊髓的中央管，内含脑脊液。脑和脊髓共同构成中枢神经系统。脊髓的功能主要是将神经信号从运动...

26

2.5　自主神经系统

脑和脊髓以外的神经系统称为外周神经系统，分为躯体外周神经系统和自主神经系统（也称内脏外周神经系统）。外周神经系统的主要功能是将中枢神经系统信号传输到四肢和器官，...

27

2.6　神经可塑性

神经可塑性是一个持续的过程，支持神经突触的短期、中期和长期重建，以优化大脑网络功能。可塑性起着至关重要的作用：①在发育过程中，神经系统的可塑性允许其改变自身的形...

28

2.6.1　神经可塑性机制

目前研究者已经提出一些可塑性假说。从微观层面，神经可塑性机制可以归纳为两点。第一，重复的神经冲动改变突触传递过程：突触前膜的持续刺激对突触后神经元影响的增加或减...

29

2.6.2　人脑可塑性

大脑的可塑性贯穿人的一生，部分实验现象表明人脑的可塑性非常强。以M1区为例，按照解剖学、神经化学和功能，M1区被细分为4个前区和4个后区，当运动过程中需要更高的...

30

2.6.3　基于神经可塑性的治疗

目前以改善神经可塑性为作用的治疗主要包括药物治疗、认知行为训练、物理调控等，以下我们简要介绍这几种治疗［7］。 1.药物治疗改善神经可塑性是中枢神经系统药物的...

《脑功能分析技术》简介

内容简介

前言

目录

第1章　认识神经元

1.1　神经系统的细胞组成

1.1.1　神经元

1.1.2　神经胶质细胞

1.2　神经信号

1.2.1　细胞膜与膜电位

1.2.2　神经元信号传导

1.3　突触传递

1.3.1　化学传递

1.3.2　电传递

1.4　小　结

参考文献

第2章　神经系统解剖

2.1　前　脑

2.1.1　大脑皮质

2.1.2　边缘系统和基底神经节

2.1.3　间脑

2.2　小　脑

2.3　脑　干

2.3.1　延髓和脑桥

2.3.2　中脑

2.4　脊　髓

2.5　自主神经系统

2.6　神经可塑性

2.6.1　神经可塑性机制

2.6.2　人脑可塑性

2.6.3　基于神经可塑性的治疗

《脑功能分析技术》简介

内容简介

前言

目录

第1章 认识神经元

1.1 神经系统的细胞组成

1.1.1 神经元

1.1.2 神经胶质细胞

1.2 神经信号

1.2.1 细胞膜与膜电位

1.2.2 神经元信号传导

1.3 突触传递

1.3.1 化学传递

1.3.2 电传递

1.4 小 结

参考文献

第2章 神经系统解剖

2.1 前 脑

2.1.1 大脑皮质

2.1.2 边缘系统和基底神经节

2.1.3 间脑

2.2 小 脑

2.3 脑 干

2.3.1 延髓和脑桥

2.3.2 中脑

2.4 脊 髓

2.5 自主神经系统

2.6 神经可塑性

2.6.1 神经可塑性机制

2.6.2 人脑可塑性

2.6.3 基于神经可塑性的治疗

第1章　认识神经元

1.1　神经系统的细胞组成

1.1.1　神经元

1.1.2　神经胶质细胞

1.2　神经信号

1.2.1　细胞膜与膜电位

1.2.2　神经元信号传导

1.3　突触传递

1.3.1　化学传递

1.3.2　电传递

1.4　小　结

第2章　神经系统解剖

2.1　前　脑

2.1.1　大脑皮质

2.1.2　边缘系统和基底神经节

2.1.3　间脑

2.2　小　脑

2.3　脑　干

2.3.1　延髓和脑桥

2.3.2　中脑

2.4　脊　髓

2.5　自主神经系统

2.6　神经可塑性

2.6.1　神经可塑性机制

2.6.2　人脑可塑性

2.6.3　基于神经可塑性的治疗