探索脑2当代神经科学

第二节 当今神经科学,现代神经科学的历史仍在继续撰写过程当中我们将粗略介绍神经科学工作如何开展，取得了哪些成就，有哪些研究手段，对医学有什么贡献？,第一章 神经科学导论,1970年，职业神经科学家组成美国“神经科学协会”（The society for Neuroscience）成立。,一、当今神经科学分析的层次,1.分子神经科学 研究神经元内各种化学分子的结构功能,例如：神经元内遗传物质及蛋白质表达？神经递质的生产，运输，释放和代谢？神经元膜如何严格控制物质进出？离子通道如何工作？,蛋白质分析技术,基因图谱分析,基因转录,膜片钳实验设备,2.细胞神经科学 细胞内各种特异分子如何协同工作，使神经元具有一定的特殊性。 例如：神经元的分类和功能差异；不同神经元如何相互影响？胚胎发育过程中，神经元如何相互联系形成网络？,电镜下的神经元,3.系统神经科学 研究执行某一特定功能的神经元构成的复杂环路。 例如：不同的神经环路怎样分析感觉信息并形成对外部环境的感知，又是怎样适时做出反应和执行运动？,4.行为神经科学 执行各种特定功能的神经系统间怎样协作，产生协调的行为。 例如：药物致幻作用位点，这些位点对正常的行为和情绪调节作用？不同形式的记忆对应的系统？梦的起源？,5.认知神经科学 弄清人类高级精神活动、包括自我意识、思维、语言的神经机制等。 这可能是神经科学中最神秘、研究困难最大，需要的技术支持最多，耗费经费最多，同时也最有趣的部分。,二、神经科学家,临床研究：有医学博士背景，从事的领域有神经内科、神经外科、心理学、精神病学、神经病理学基础研究：医学博士，或有解剖、组学、生理、生物、生物化学、分子生物、甚至数学、物理和化学等背景的科技人员,与神经系统相关的医学专家：,实验神经科学家的分类：,三、科学研究的步骤,观察：提出假设，进行实验验证重复：排除偶然性解释：对实验结果分析解释。这种解释受当时认识水平的限制，可能是错误的验证：其他研究人员重复实验，以判断实验结果的可靠性,四、动物的使用,1.选择何种动物进行实验 取决于研究的具体问题，分析的层析以及所获结果与人类相关程度的要求。,研究神经冲动传导机制，可选择与人类亲缘关系较远动物，如枪乌贼；研究运动、感知、学习记忆、成瘾等，必须选择与人类亲缘关系较近动物，如灵长类,疾病动物模型：,采用人为的方法，使动物在一定致病因素（物理、化学、生物等）的作用下，造成组织器官或全身一定损害，出现某些类似人类疾病的功能、代谢、形态结构变化。通过这种手段来研究人类疾病的发生发展规律，为疾病的预防治疗提供理论依据。,动物治疗,2.动物的安乐：善待动物,道德规范：动物仅可被用于可提高人类对神经系统了解和有重大价值的实验；采取必要措施最大程度减少实验动物的紧张和疼痛；考虑所有替代动物的实验方法,公共动物保护和利用委员会（institution animal care and use committee, IACUC）,无知的代价：那些我们几乎束手无策的神经疾病,中风：在美国，中风在致死性疾病中位居第三。每年约10万中风患者存活下来，但却终身丧失劳动能力。全美用于治疗中风的费用250亿美元。因神经和精神疾病住院治疗的人数远远超过心脏疾病和癌症。,抑郁症：强烈的情绪低落、自卑和负罪感。大约1500万美国人在他们一生中的某个阶段会患上严重的抑郁症，抑郁症是导致自杀的主要原因，美国每年有3万人死于自杀。,精神分类症：严重的性格疾病，妄想、幻觉和异常行为。发病较早（青春期和成年早期发病），缠绵终身。有一定遗传倾向。美国约200万人经受此病折磨，每年用于治疗抑郁症和精神分裂症等精神疾病的费用超过1300亿美元。,阿尔茨海默病（AD）：痴呆、意识混乱，学习能力丧失和遗忘。美国健康研究院推算，10%的65岁和50%的85岁人群有痴呆。美国痴呆症患者超过300万。,我们曾认为痴呆是衰老的必然结果。然而，痴呆确是脑疾病的表现之一。,AD总是不断加剧，首先思维受影响、然后躯体控制功能障碍，最后死亡。美国每年用于治疗痴呆费用900亿美元。,1907年，德国医生A.Alzheimer发表题为“一种大脑皮层的特征性疾病”的论文，第一次描述了阿尔茨海默病及其病理学变化。,阿尔茨海默病和神经元细胞骨架,细胞骨架：微管、微丝、神经丝,阿尔茨海默病：以大脑皮层神经元细胞骨架破坏为