《神经细胞生物学》刘勇，宋土生主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《神经细胞生物学》

【作　者】刘勇，宋土生主编

【丛书名】西安交通大学研究生创新教育系列教材

【页 数】 360

【出版社】 西安：西安交通大学出版社 , 2018.09

【ISBN号】978-7-5693-0775-7

【价 格】58.00

【分 类】神经元-人体生理学-细胞生物学-研究生-教材

【参考文献】 刘勇，宋土生主编. 神经细胞生物学. 西安：西安交通大学出版社, 2018.09.

图书封面：

图书目录：

《神经细胞生物学》内容提要：

全书共九章，包含神经系统的高级功能、神经组织的细胞结构与功能活动、神经系统的发育与调控、神经免疫内分泌系统的调控网络，以及从细胞与分子水平认识脑损伤与修复。另对神经生物学常用的研究方法及技术做了介绍。本书在国内外相关教材的基础上，结合学科特点以及研究进展进行编写，除强调基本知识外，还引入本学科研究汇总的热门专题；强调基础性、系统性、先进性和实践性，适用于相关专业的本科生、研究生及科技工作者。

《神经细胞生物学》内容试读

第一章

绪论

科学发展的趋势表明，生命科学已成为自然科学的重心。分子生物学的奠基人、诺贝尔奖获得者沃森曾经宣称，20世纪是基因的世纪，21世纪则是脑的世纪。这充分说明了神经科学已经进人重要的发展时期。大脑是机体所有器官中结构和功能最为复杂的器官。揭示脑的结构与工作原理是神经科学研究的重要内容，也是神经科学家一直追求的梦想。经过了几个世纪的努力探索，尤其是19世纪以来，神经科学研究取得了许多显著的成果，但是对于人类大脑的认识仍处于初级阶段，仍有许多的秘密等待我们去发现和解答。

神经科学涵盖以下七个不同的方面，分别为分子神经科学、细胞神经科学、发生神经科学、系统和行为神经科学、认知神经科学、计算神经科学及临床神经科学。

第一节神经生物学简介及学科特点

一、神经生物学简介

神经生物学分别从分子、细胞、个体及群体水平研究神经系统结构、功能、发生、发育、衰老、遗传等规律，研究疾病状态下神经系统的变化过程和机制，是一门多学科交叉的综合学科。

神经生物学研究的重点在于探索脑的奥秘，它是人类与自己的高级思维和情感中枢对话的开始，涉及神经解剖学、神经生理学、发育神经生物学、分子神经生物学、神经药理学、神经内科学、神经外科学、精神病学等多个学科，属于在多个层次、多学科交叉的综合性学科。

神经细胞是神经系统基本的结构单位和功能单位，具有独特的形态结构和生理功能。神经生物学这一概念正式启用于20世纪50年代，由S.W.Kuf1ler首次提出，在20世纪90年代由G.M.Shepherd将它定义为“研究神经细胞分子的构造以及神经细胞经由突触构筑成为加工信息与中介行为的功能回路的方

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神经细胞生物学

式”的科学。通俗地讲，神经生物学就是研究神经细胞构造和功能活动的科学。随着神经生物学的发展，逐渐被定义为从群体、个体、系统、细胞和分子等不同层次综合研究神经系统的活动与变化过程，以及在这些过程中的整合作用的学科。其目的在于阐明神经系统的结构与功能，阐明行为、心理等活动的物质基础及调控机制，为改善机体感觉、运动与智能效率，提高人类神经系统疾病的防治水平而服务。神经细胞生物学作为神经生物学的重要组成部分，则着重强调从细胞角度研究神经系统结构和功能活动。

二、神经生物学的学科特点

1.神经生物学是多学科交叉的综合性学科

了解神经系统的结构与功能，揭示脑的奥秘，不是任何一个神经科学的亚学科可以解决的。即便是一个简单的神经反应，也需要用多个学科的知识，在不同的水平进行探索，才能对其发生的分子机制、细胞基础、功能改变及意义做出一定的解释。

神经生物学综合了形态学、生理学、生物物理与生物化学、药理学、神经精神病学及行为学等多门学科。神经生物学的发展得益于这些学科的进步，同时也推动了上述学科的发展。如分子生物学、遗传学、神经网络（计算机网络）及认知科学的发展促进了神经科学的进步，而神经科学的进步，尤其是随着神经系统的精细和复杂程度的进一步展现，要求和驱使着整个研究技术的不断改进和提高。

神经生物学研究同样是在多学科知识的相互渗透下，在分子水平、细胞水平、系统水平、神经网络水平、整体水平乃至群体水平等多个层次进行。根据研究对象的不同，可将它分为实验神经科学研究和临床（前）神经科学研究。前者主要以动物或动物离体组织、细胞为研究对象，在实验室内进行；后者则以患者为研究对象，围绕神经系统疾病的诊断和治疗进行。

神经生物学研究的主要目的是为了阐明神经系统的规律，特别是脑活动的规律。它强调的是多学科、多水平、多角度的综合研究，不局限于某一学科领域或某一种方法。它的研究内容既包括在分子、细胞水平上对神经活动机制的阐明，对神经活动物质基础的描述，又包括在宏观的个体、群体水平上对高级神经功能的认识，以及对认知、思维、学习记忆等神经软件的探索和开发。

2.神经生物学发展迅速且意义重大

神经生物学是过去二十多年中发展较为迅速的学科之一。它对科学的进步、对现代社会整体健康水平的改善，以及对传统药物工业和新型生物工程企业的发展非常重要。

第一章绪论

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首先，神经生物学的发展对人类社会的进步具有非常重要的意义，尤其是对发展中国家而言。提高人口素质和控制脑部疾病是世界性问题，智力的发展被认为是提高人口素质的核心。我国是人口大国，特殊的国情和人口结构使得“提高人口素质，控制脑部疾病”这一世界性问题更为突出。一方面，已实施多年的计划生育政策，使得社会对每一个儿童的健康成长（尤其是脑功能的发育和成长)的关注度大大提高，人们对拥有“聪明孩子”的迫切程度也大大提高。“发展全脑，提高儿童的综合素质”已经成为我国教育计划的重要内容。另一方面，随着人口老龄化的加剧，老年人患脑部疾病数量显著增加，“有效预防和控制老年人常见脑部疾病”的压力因而随之增加。阐明神经系统疾病发生和发展的规律，开发有效的防御措施，保护和改善脑功能，既是神经科学研究的课题，又是社会科学及医学所关心的问题。神经生物学的发展不仅能推动整个神经科学、脑科学的进步，而且将大大改善整体健康水平。

其次，神经生物学的发展促进经济的发展（尤其是药物工业及技术产业的发展)和经济学理论体系的完善。神经科学既是传统药物工业的主要基础，又是现代高技术产业（生物工程）的重要支柱之一。传统药物工业的成功很大一部分归功于神经药理的研究，而在飞速发展的现代生物工程产业中，神经科学相关的药物研究也备受重视。神经生物学的发展推动了技术产业的发展，一方面神经科学的发展需要技术手段的支撑，另一方面其发展也推动研究技术的不断革新，功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术的发展就是很好的例证。神经生物学关注脑对价值的理解、脑对损失和收益的感知，关注脑在决策中的活动过程，促进了新的交叉学科“神经经济学”的产生，同时也推动了经济学理论的发展。

3.神经生物学的发展依赖于研究技术的进步

神经生物学的发展需要一些特殊的研究手段。技术的进步推动了神经科学的发展，同时，神经科学的发展也为研究技术提出了更新、更高的要求，两者相互促进。与生物学的其他学科一样，神经生物学的研究对象既包括低等生物（如果蝇)，又包括高等生物（如人）。其中，大脑是其研究的重要器官，而神经细胞几乎是最难培养的细胞，所以神经生物学研究更需要许多特殊的研究方法。形态学研究方法、分子生物学方法、电生理学技术、组学研究技术及生物信息学研究方法，无一不对神经科学进步产生深远的影响。例如：组织培养技术，包括细胞培养、组织片培养，使“将复杂的神经回路还原成简单的单元进行分析”成为可能；电生理学技术可以用电刺激的方法来研究神经回路及神经元在特殊生理条件下的反应；膜片钳技术使我们对神经信号发生、传递的基本单元，即离子通道的结

构、功能特性及运转方式的认识完全改观；利用重组DNA技术等对突触部位发

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神经细胞生物学

生的细胞和分子事件，如神经递质的合成、维持、释放，以及与相应受体的相互作用的研究，进展令人瞩目；新的影像学技术，如正电子发射断层成像(positronemission tomography,PET)技术、功能性磁共振成像技术使得我们能够无创性地完成神经元活动监测。以上例证均说明研究技术与手段的进步对神经科学的发展有巨大的促进作用。

4.神经生物学研究的问题与人类的生活非常贴近

揭秘大脑的结构和功能是神经生物学家一直以来孜孜以求的梦想。神经生物学研究关心的问题往往与人类的生活非常贴近，尽管难度很大，但仍然吸引了许许多多科学工作者投身其中，目的就是为了解开大脑之谜，如智力形成之谜、药物成瘾之谜、神经系统疾病之谜。认识脑、保护脑、创造脑已成为21世纪神经生物学研究的重点。神经生物学不仅研究神经与精神活动的物质基础，了解其发生、发展和调节的机制与过程，探索人体的奥秘，而且研究如何对这些功能进行保护，使其得以更好地发挥作用，提高脑的工作效率，唤醒沉睡中的脑细胞，防止衰老，防病治病，提高群体的情商水平和总体人口素质，更重要的则是如何开发更多的功能，促进人工智能的发展。

三、神经生物学的分支及其研究内容

神经生物学的知识和研究范畴涉及系统生物学各个方面，包括生理学、生物化学、细胞生物学、分子生物学等。在此基础上，神经生物学衍生出不同层次和水平的分支学科，如分子神经生物学、细胞神经生物学、系统神经生物学、行为神经生物学、发育神经生物学、比较神经生物学。分支学科的形成，只是以研究层次为主体进行的划分，就其研究和关注的内容而言，各学科领域间常有交叉和重叠，如神经系统发育的基因调控，既包括发育神经生物学，又包括分子神经生物学，不能决然分开。

1.分子神经生物学

分子神经生物学(molecular neurobiology)是在分子水平上研究与神经细胞或神经活动有关的化学物质（包括神经递质、神经肽、受体、离子通道、神经营养因子等)的形态结构、分布、功能、合成与代谢等的学科。受体蛋白、离子通道蛋白和神经营养性物质的结构与功能的研究，神经细胞基因表达及调控的研究，神经系统遗传性疾病的基因定位和变异的研究都属于分子神经生物学的研究范畴。

2.细胞神经生物学

细胞神经生物学(cellular neurobiology)在细胞水平或亚细胞水平上研究神

第一章绪论

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经系统及其组成成分，关注神经元及胶质细胞的形态、分布及功能。例如：神经元骨架成分的结构和功能，神经递质与神经肽的合成、储存、释放与灭活，神经元的电生理特性，细胞水平的各种信号调控，神经递质和调质、神经营养因子及各种细胞因子在神经系统的分布和作用机制，神经细胞调亡的发生机制。

3.系统神经生物学

系统神经生物学(systematic neurobiology)以功能系统（如躯体运动系统、感觉系统、内脏的神经调控、心血管系统调控)为研究对象。它主要关注神经环路的形成及神经功能产生的解剖学、生理学基础。

4.行为神经生物学

行为神经生物学(behavioral neurobiology)是在正常生活着的完整动物上，应用行为学和心理学的方法，研究神经系统与学习、情感、睡眠与觉醒等生物节律现象、各种内外环境因素的变化对动物行为的影响等的学科。转基因动物及基因敲除(gene knock out)技术的应用使基因功能和动物行为的研究得到了很大的进展。

5.发育神经生物学

发育神经生物学(developmental neurobiology)研究神经系统的发育过程，包括神经外胚层的发生、分化，神经细胞的发育，轴突和树突的发育，突触的发生，神经通路的建立，神经系统各器官的形成，神经细胞的衰老和调亡等。

6.比较神经生物学

比较神经生物学(comparative neurobiology)从种系发生上研究神经系统从低级到高级的进化过程及进化规律。低等动物的神经系统结构简单，神经元的数量少、个体大，便于研究。许多复杂神经活动的研究都是首先从低等动物开始找到规律的，如枪乌贼的巨轴突被用来研究动作电位，海兔被用来研究由学习引发的特定神经细胞的改变，秀丽线虫被用来探索细胞的程序化死亡。

第二节神经生物学的发展

神经生物学是一门古老的学科，它的历史与人类文明及医学发展的历史样古老。同样，它也是一门年轻的学科，进入20世纪，神经生物学得到了前所末有的发展。

一、神经生物学的早期发展

公元前17世纪，古埃及的外科医生E.Sith率先对受伤的大脑进行了解

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神经细胞生物学

剖。到公元前4世纪，人们开始对大脑和智力的关系有了初步的认识。在罗马帝国时代，人们对动物大脑解剖结构的初步了解极大地推动了神经科学的发展。在此之后，神经生物学发展史上相继出现一些重要事件，包括10世纪到11世纪(我国历史上的五代十国及宋朝时期)，人们对神经系统疾病、精神异常及视觉的产生等的认识有了很大的发展。16世纪，神经解剖学家A.Visalius第一次准确地记述了人类神经系统的大体解剖。哲学家R.Descarte将脑与灵魂区分开来，并且提出了“神经反射”的神经生理学概念。L.Galvani-也第一次发现了神经活动的电学特征。

神经科学在我国的发展同样经历了漫长的过程，从汉语言文字即可略见一斑。如对于思维活动的认识，早期认为与“心”有关，因而会有思、念、想、忍、忆等文字，有心想事成、赏心悦目、触目惊心等成语。后来，医理论著《黄帝内经·素问》中有了“脑者髓之海，诸髓皆属于脑”的论述，李时珍所著《本草纲目》中有了“神不在心而在脑”“脑为元神之府”“脑主神明”的说法。这样，脑在神经、精神活动中的地位渐渐被确立。

二、神经生物学的快速发展

19世纪至20世纪，神经解剖学、神经生理学、神经组织学、神经化学、神经药理学等的迅速发展，奠定了神经生物学发展的基础。其间涌现出一批优秀的神经科学家，且有15位以上科学家成为诺贝尔生理学或医学奖得主。

神经生物学发展的早期阶段，其研究主要集中在对脑部结构的探索及基本功能的认识。19世纪，有两位科学家为神经科学研究的发展奠定了坚实的基础。一位是意大利科学家C.Golg,他发现了神经组织的银染方法。另一位是西班牙科学家S.R.Cajal,他利用上述方法观察到全部的神经组织。在此之后，英国生理学家C.S.Sherrington首次提出了“突触”的概念，确定了看似互不相连的神经元之间的互通信息。之后，随着神经突触的确认及神经递质与突触化学传导理论的相继出现，神经生物学的研究进入了一个全新的时代，神经生物学研究也逐渐进入细胞水平。

20世纪，神经科学的研究重点主要集中在细胞水平和分子水平，即在进一步

明确神经细胞功能的同时，探索各种神经功能及生命现象的分子机制。从ED

Adrian利用电流计记录单根神经纤维电活动，J.N.Langley、O.Loewi和H.H.

Dale明确神经递质在化学性突触传递中的理论，到动作电位的记录、下丘脑内分泌激素的分离鉴定等，无不彰显出神经科学的迅猛发展。20世纪70年代，随着分子生物学的崛起，整个生命科学研究发生了革命性的变化，神经生物学及脑科学的研究也随即进入了分子水平。单个离子通道蛋白活动的记录成功，在电

···试读结束···