神经科学实验技术-开篇s.pptx

神经科学实验技术（开篇）,刘缨朱岩李岩李美霞刘力,2,内容概要,第一学时：神经科学实验技术开篇为什么开设这门课教师介绍教学安排啮齿类行为如何做好学术报告,第二学时：阅读文献第三学时：报告与讨论,3,为什么开设这门课？,4,Neuroscienceisthescientificstudyofthenervoussystem.Traditionally,neurosciencehasbeenseenasabranchofbiology.However,itiscurrentlyaninterdisciplinarysciencethatcollaborateswithotherfieldssuchaschemistry,computerscience,engineering,linguistics,mathematics,medicineandallieddisciplines,philosophy,physics,andpsychology.Thescopeofneurosciencehasbroadenedtoincludedifferentapproachesusedtostudythemolecular,cellular,developmental,structural,functional,evolutionary,computational,andmedicalaspectsofthenervoussystem.,NeuroscienceandItsScope,5,StudentsInnootherbiologicalfieldarestudentsrequiredtolearnbiochemistry,molecularbiology,genetics,electrophysiology,microscopy,histology,behavioralassays,andhumanimagingtechnologies,nottomentionthebasicbiologicalandphysicalpropertiesthatallowthesemethodologiestowork.ScientistItistruethateachneuroscientistonlypracticesahandfulofthesegeneraltechniques.However,allneuroscientistsmustlearntounderstandandappreciateoneanothersresearch,eveniftheydontperformthespecificexperimentsthemselves.,Understandallofresearchmethods?,6,人类可以用fMRI和其它全脑成像的方法进行研究。动物模型（蝙蝠、猫头鹰、小鼠、大鼠等）在体或离体电生理记录。记录听觉系统细胞对外界刺激反应的电活动。组织学和生化技术能够确定特殊离子通道和其它蛋白使听细胞表现出其特性。遗传学方法可以被用来研究使听觉正常和缺陷的生物分子功能。,例子：研究听觉系统,7,参考书目：,MattCarter&JenniferShieh.GuidetoResearchTechniquesinNeuroscience.AcademicPress.1edition,2009赵志奇和陈军译：现代神经科学研究技术。科学出版社，2006,8,教师介绍,9,朱岩研究员,任课教师,研究方向研究动物行为及相应神经环路以探索脑是如何工作的，及内外因素（包括神经疾病和突变等）对脑功能的影响。研究方向包括基本感知觉、求偶/打斗、情感和记忆、进食与代谢、及社会行为等。利用光遗传学、脑活动成像、电生理与行为分析相结合探究发生对应行为时脑神经元的活动，并鉴定介导行为的重要神经环路。主要教学内容：（1）实验数据分析（Excel及Matlab，数据采集，基本生物统计，数据可视化）（2）显微成像技术（基本荧光成像，共聚焦/双光子，超分辨，光片照明，电子显微镜）（3）果蝇遗传学及行为分析,10,探索高级脑功能的细胞分子机制，涉及的研究领域和方法包括神经发育生物学、分子遗传学、学习认知行为的神经环路等方面。实验室以行为范式（进食，睡眠和学习记忆）为基础，深入研究基因对细胞形态、神经网络构造、及高级脑功能的作用，并探讨环境因素，如地磁场等对生物高级脑功能的影响及其机制。,李岩研究员,主要研究方向:,主要教学内容：（1）神经环路的解析（2）对神经系统的操控,任课教师,11,刘缨副研究员,（1）神经细胞发生和形态构建：lineagetracing，组织和细胞培养及干细胞诱导分化（2）轴突生长和导向：Growthconeturningassay，轴突追踪，活体成像等,中枢神经系统发育的细胞和分子机理。研究通过综合利用基因工程，免疫组织化学和胚胎操作等技术，从分子、细胞、组织器官和整体多水平进行分析，在眼睛背腹极性建立的机制和microRNA在眼睛发育中的作用研究方面获得了重要进展。,研究方向：,主要教学内容：,任课教师,12,研究方向：研究非编码RNA，特别是长链非编码RNA（lncRNA）在神经系统中的功能及分子机制。主要教学内容：TALEN和CRISPR/Cas9工作原理和应用简介,李美霞副研究员,任课教师,13,研究方向：在“基因、脑和行为”的框架下，以果蝇为模型，采用分子遗传学、细胞生物学、神经电生理以及行为学相结合的方法，研究视觉信息处理以及学习记忆等认知行为的神经回路及细胞分子机制。主要教学内容：实验技术开篇，啮齿类行为研究方法,刘力研究员,任课教师,14,教学安排,15,。,教学安排,每次上课三个学时。安排两部分内容：一部分时间由授课老师介绍相关实验技术的基本知识，另一部分时间为讨论课。设想由两名学生组成一组，每组一学期做两次文献报告，两位同学可以分别作为主讲。副讲主要是协助回答问题。要求每个同学都要阅读文献，提出问题。每次课有两组介绍文献，先由第一组主讲用自作的ppt介绍由讲课老师提供的文献10-15分钟，介绍过程中可以提问讨论，介绍完还可以继续讨论（时间由老师把握），副讲帮助回答问题；然后由第二组按着第一组方式进行。,16,预计学生分组情况（玉泉路校区）,17,预计学生分组情况（怀柔校区）,18,参加每次讨论课的每位同学可以得到75基本分，每提问一次增加5分，最高100分。最终将全部讨论课的分数平均，占50%权重；老师根据主讲和副讲的表现给予不超过100分的分数，占50%的权重。二者之和即为本课最终成绩。,考试,19,啮齿类动物行为,20,为了能够洞察动物的感知、认知和情绪过程，研究人员需要观察动物的行为。确定基因、蛋白以及神经元对于特定行为是充分必要的。（“行为中心论”）,TheGoaloftheBehavioralStudy,21,Choosingananimalmodel,ThenaturalethologicalcapabilitiesofananimalTheadditionalexperimentsthescientistwillusetocomplementbehavioralexperiments.,22,Animalwelfare,AnimalwelfareguidelinesthroughouttheworldarebasedontheprinciplesproposedbyRusselIandBurchinThePrinciplesofHumaneExperimentalResearch(1959)-the3Rs:Replacement:Ifthereisanywaytodotheresearchwithoutusinganimals,itshouldbedone.AnothercomponentofreplacementistheuseofIess-sentientanimalspecies.Reduction:Usetheminimumnumberofanimalstoobtainscientificallyvaliddata.Refinement:Proceduresmustminimizedistressandpainandenhanceanimalwellbeing.,23,ChoosinganBehavioralParadigm,Theassaymustbequantifiable,withtheabilitytomeasurediscrete,easilyobservablevariables.Ascientistmustalsoconsiderthatanimals,especiallyanimalsinwhichaninvestigatorhasmanipulatedgeneorproteinexpressionorneuralactivity,mayexhibitabnormalbehaviorsforreasonsthescientistmaynotexpect.Itisalsoimportanttoexaminetheover-allhealthoftheanimal(bodyweight,heartrate,etc.)toensurethatanimalsdontperformabnormallybecausetheyaresick.,24,行为的个体差异,内部因素：animalsgeneticbackground外部因素：animalhandling,diet,circadianrhythms,seasonalchanges,socialinteractions,andsoon.,25,RodentBehavioralParadigm,LocomotorActivityMotorCoordinationandBalanceNociceptionSpatialLearningandMemoryAnxietyDepression,26,如何做好学术报告,27,阅读科学论文的目的,何为科学论文发现新思想和新技术研究领域的最新方向学习新的课题本领域的同事与新人,28,如何阅读科学论文,泛读精度通过参考文献获得更多背景知识评价论文-科学问题、数据、结论、重要性,29,组织学术报告内容,报告的目的充分理解报告内容摈弃过多的细节报告的结构与方式,30,选择字体及大小（Serif和SansSerif字体）每行7/8个单词（英文），每行不多于20个字（中文）；每张幻灯片7/8行表格:三栏八行或是五栏五行图:题目简短（粗体）,案例：准备幻灯片-文字简洁,31,每张幻灯片陈述一个简单易懂的主题幻灯片要简洁，不要用完整的句子用颜色强调内容，对比度非常重要一张图片胜过千句使用别人的数据和图片要标明出处每张幻灯片平均用时13分钟,blackredgreenyellowwhiteblue,blackredgreenyellowwhiteblue,准备幻灯片注意事项,32,演讲,沉着、大声、慢速不要自言自语用完整的句子表达准备好幻灯片切换时的过度语言准备再充分也需要即席发挥有限幽默,33,抑扬顿挫考虑是听众参与保持视觉接触（不要给听众后脑勺）保持一定的空间位置控制好时间，结束前总结报告内容,有效地演讲,34,SummaryYouaretell