神经生物学绪论

1、神经生物学绪论NEUROBIOLOGYINTRODUCTION1.什麽是神经生物学？什麽是神经生物学？ 神经生物学（神经生物学（Neurobiology）是一门对动物和是一门对动物和人类的神经系统进行生物学研究的综合性科学。人类的神经系统进行生物学研究的综合性科学。 它从分子水平、细胞水平到神经网络（细胞间它从分子水平、细胞水平到神经网络（细胞间的活动）乃至整体系统水平上研究神经系统；的活动）乃至整体系统水平上研究神经系统；以了解各个水平上的结构与功能的相互关系；以了解各个水平上的结构与功能的相互关系；神经系统的生长、发育、衰老、调亡规律；为神经系统的生长、发育、衰老、调亡规律；为阐明行为和心

2、理产生的机制；物质产生精神活阐明行为和心理产生的机制；物质产生精神活动的机理提供依据。动的机理提供依据。二二.神经生物学的研究范畴及分支神经生物学的研究范畴及分支 1.分子神经生物学：分子神经生物学： 2.细胞神经生物学：细胞神经生物学： 3.系统神经生物学：系统神经生物学： 4.行为神经生物学：行为神经生物学： 5.发育神经生物学：发育神经生物学： 6.比较神经生物学比较神经生物学：1.分子神经生物学分子神经生物学： 是在分子水平上研究与神经细胞或神经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（神经递质、神经活动有关的化学物质（神经递质、神经 肽、受体、离子通道、神经营养因子肽、

3、受体、离子通道、神经营养因子 等）的形态结构、分布位置、功能、合等）的形态结构、分布位置、功能、合 成与代谢等。成与代谢等。2.细胞神经生物学细胞神经生物学： 是在细胞或亚细胞水平上研究神经原和是在细胞或亚细胞水平上研究神经原和神经胶质细胞的形态结构、分布位置、神经胶质细胞的形态结构、分布位置、功能（神经递质、激素、细胞因子是如功能（神经递质、激素、细胞因子是如何调节神经细胞的；神经原内的细胞骨何调节神经细胞的；神经原内的细胞骨架成分的结构和功能；轴浆的运输与神架成分的结构和功能；轴浆的运输与神经营养和再生的关系；神经递质、神经经营养和再生的关系；神经递质、神经肽的合成、储存、释放灭活；神经原

4、的肽的合成、储存、释放灭活；神经原的电生理特性；神经原的生存环境与神经电生理特性；神经原的生存环境与神经胶质细胞等）。胶质细胞等）。3.系统神经生物学：系统神经生物学： 是以功能系统为研究对象的分支，如躯是以功能系统为研究对象的分支，如躯体运动系统、各感觉系统、各内脏的神体运动系统、各感觉系统、各内脏的神经调控、心血管的调控、神经内分泌学、经调控、心血管的调控、神经内分泌学、神经免疫学等。神经免疫学等。4.行为神经生物学 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。 转基因动物、基因敲除（K

5、NOCK OUT）动物的行为学研究。5.发育神经生物学： 是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、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。6.比较神经生物学： 是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，神经原的数量少，个体大，便于研究。许多复杂的神经活动的研究，首先从低等动物开始找到规律的，如动作电位（枪乌贼的巨轴突上）、学习和记忆（海兔子上）、细胞的程序化死亡（线虫上）。三.神经生物学学科特点 1.综合性： 2.实验性： 3.新颖性学习方法学习方法 英语教科书：英语教科书： 是压力，有后劲是压力

6、，有后劲 以学习名词为主，要敢于发音以学习名词为主，要敢于发音 综合学科：综合学科：multidisciplinary 以功能为主，结合形态以功能为主，结合形态 以基础为主，结合临床以基础为主，结合临床教科书内容与讲课内容可能不完全一致，教科书内容与讲课内容可能不完全一致，但鼓励看书（教科书），借机学习专业英语。但鼓励看书（教科书），借机学习专业英语。神经科学 (1990-2000 脑的十年) (2001-2100 脑的世纪)生 命 科 学分子生物学细胞生物学 认知科学开发脑开发人脑 增强智能模拟人脑 智能电脑保护脑寿命延长 PD, AD, 中风高速交通 颅脑, 脊髓外伤生活节奏 焦虑,抑郁,

7、精神病生活质量 镇痛 祛痛社会开放 吸毒问题了解脑分子 细胞 网络 全脑 (离体研究) (无创在体研究) Patch（电） 脑地形图 RIA(化学） PET(化学） PCR(基因） fMRI (功能） Confocal CT(形态） (形态） 行为变化百年来与神经科学有关的诺贝尔奖获得者选介(I)C.S.Sherrington (英英)18571850190019502000C.Golgi (意意)19261934神经元染色方法神经元染色方法18431852R.Cajal (西班牙西班牙)“神经元学说神经元学说”形形态态190619521932“突触”定名“反射”概念“交互”抑制反射学说反射学

8、说生生理理电电生生理理18891977感觉神经纤维电活动传入冲动大脑诱发电位神经控制骨骼肌运动机制E.D.Adrian (英英)电生理电生理O.Loewi (德德 英英)196118731936（乙酰胆碱）（乙酰胆碱）神经化学神经化学蛙心灌流实验“迷走物质”19681875H.Dale (英英)神经末梢分泌乙酰胆碱ACh神经化学神经化学18741965194419631888J.Erlanger (美美)H.S.Gasser (美美)阴极射线示波器神经纤维的分类ABC19731881W.R.Hess (瑞士瑞士)脑立体定位仪 hypothalamus方法学创新方法学创新1949电生理电生理Ox

9、fCambridge徒手切脑片银染神经元染出神经末梢，发现神经元之间无原生质联系生理科学进展2001，32：187神经药理学神经药理学分子药理学分子药理学百年来与神经科学有关的诺贝尔奖获得者选介(II)1850190019502000J.C. Eccles (澳大利亚澳大利亚) 191419031963A.L.Hodgkin (英英)B.Katz (德德 英英)1917A.F.Huxley (英英)细胞内微电极突触后电位抑制性递质突触突触电压钳技术动作电位的离子学说数学方程表述 NM终板电位递质“量子释放”1911动作电位机制动作电位机制19051983U.Von Euler (瑞典瑞典)交感

10、神经递质去甲肾上腺素1970儿茶酚胺代谢影响CAs的药物电生理电生理1912J.Axelrod (美美)（儿茶酚胺）（儿茶酚胺）神经化学神经化学1913(左右脑左右脑)R.W.Sperry (美美)1981“脑功能侧化脑功能侧化”D.Hubel (加加 美美)19261924T.Wiesel (瑞典瑞典 美美)信信息息加加工工视视皮皮层层E.Neher (德德)1991B.Sakmann (德德)大脑视觉信息加工视觉系统发育的可塑性膜膜片片钳钳单单通通道道方方法法学学膜片钳技术单个离子通道电流记录1999英，澳CambridgeCambridgeLevi Montalcini 1986 Ner

11、ve growth Factor (NGF) (Italy)百年来与神经科学有关的诺贝尔奖获得者选介(3)1850190019502000192619232000P.Greengard (美美)1930E.Kandel (美美)A.Carlsson (瑞典瑞典)神经系统中的信号转导蛋白磷酸化蛋白磷酸化慢突触传递慢突触传递多巴胺多巴胺(Schizophrenia)(Parkingsons Disease)(DA)THDC(DA)(cAMP)(PKA)Slow synaptic transmmissionEffects last for seconds to hoursShort term mem

12、ory lasts for min. to hrsLong term memory lasts for weeksDe novo中中 国国 神神 经经 科科 学学 的的 发发 展展 开开 创创 者者: 张锡钧(协和), 冯德培(协和,上海生理所),张香桐(上海生 理所,脑所).两大事件两大事件: 1950: 巴甫洛夫“条件反射”学说 1966-1976: “文化革命”期间主要做“针刺麻醉”研究方向研究方向: 痛与镇痛: 北京: 北医,中医研究院 上海: 上医大,中科院生理所, 脑所，神科所 视 觉: 上海: 生理所 北京: 生物物理所 神经内分泌: 西安: 四军大 (垂体前叶) 上海: 二军大 (甾体受体), 北医大(神经免疫) 其它（发育，再生，）杂杂 志志:生理学报70%论文属神经生理 1927年创刊 (上海生理所) 中国神经科学杂志 1998年创刊 (上海二军大) 中国疼痛医学杂志 1995年创刊 (北医大) 中国神经解剖杂志 1985年创刊 (四军大解剖系）大型专著大型专著: 神经科学纲要 1993年 北医大韩济生主编 (156万字) 神经科学原理 1999年 北医大韩济生主编 (200万字)学学 会会: 中国科学神经学会 (1994年成立), 1995年会(上海), 1997年会(西安)