2025年大学《神经科学》专业题库- 神经网络结构与信息处理

2025年大学《神经科学》专业题库——神经网络结构与信息处理考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填在题干后的括号内）1.神经元膜内外电位差达到阈电位水平时，通常会触发（）。A.K+通道大量外流B.Na+通道大量内流C.Cl-通道大量内流D.Ca2+通道大量内流2.在典型的化学突触中，神经递质是通过以下哪种方式释放的？（）A.直接穿过突触间隙的脂质双层B.通过突触前膜的主动转运泵入突触间隙C.由突触后膜主动分泌至突触间隙D.通过突触囊泡与突触后膜的融合释放3.能够使突触后神经元兴奋性增加的神经递质作用效果称为（）。A.突触抑制B.兴奋性突触后电位（EPSP）C.抑制性突触后电位（IPSP）D.突触整合失调4.长时程增强（LTP）现象主要与哪种突触可塑性机制有关？（）A.突触前膜递质释放量减少B.突触后膜受体数量减少C.突触后膜Na+通道功能改变，导致兴奋性增强D.突触间隙中降解酶活性增强5.如果一个神经元同时接收到多个来自不同突触的兴奋性输入，其膜电位变化是（）。A.各个输入引起的电位变化独立叠加B.总和电位可能超过阈电位，引发动作电位C.总和电位始终低于阈电位，无法引发动作电位D.优先响应其中幅度最大的那个输入6.“Hebbian学习理论”的核心观点可以概括为（）。A.神经元之间的连接强度是固定不变的B.“一起发放的神经元会相互连接”（Neuronsthatfiretogether,wiretogether）C.神经递质的释放量主要取决于突触前神经元的静息电位D.突触后膜受体密度决定了突触的传递效率7.在神经系统中，动作电位具有“全或无”定律和（）的特点。A.单向传导B.双向传导C.电化学信号转换D.适应现象8.电突触传递的主要特点不包括（）。A.速度快B.具有双向性C.信号传递效率高D.需要神经递质参与9.神经元信息编码的“速率编码”理论认为，神经元的放电频率与所传递的（）成正比。A.神经递质释放量B.突触后电位幅度C.刺激强度D.突触类型10.神经网络中，一个神经元对其接收到的多个输入进行整合的过程，本质上是（）。A.对所有输入信号进行简单的算术加法B.对不同输入信号产生的膜电位进行加权求和C.将所有输入信号转换为化学信号D.通过改变突触后膜电阻来调节信号强度二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填写在横线上）1.神经元的基本功能单位是__________，其产生动作电位的“瀑布式”放电现象称为__________。2.能够使突触后神经元膜电位趋于阈电位水平的内向电流，主要由__________离子经电压门控Na+通道内流产生。3.神经递质与突触后膜受体结合后，可以通过__________或__________两种主要方式影响突触后神经元的膜电位。4.突触前抑制和突触后抑制是两种常见的__________机制，它们都能使突触后神经元更难产生动作电位。5.神经元之间的连接点称为__________，其中化学突触的信息传递通常存在一定的时间延迟。6.神经网络的信息编码方式主要包括__________编码和__________编码两种主要类型。7.神经可塑性是指神经系统和行为在结构和功能上发生持久性改变的能力，其中__________和__________是两种重要的突触可塑性形式。三、名词解释（每题3分，共12分。请用简洁的语言解释下列名词）1.阈电位（ThresholdPotential）2.化学突触传递（ChemicalSynapticTransmission）3.长时程增强（Long-TermPotentiation,LTP）4.神经网络（NeuralNetwork）四、简答题（每题5分，共10分。请简要回答下列问题）1.简述动作电位产生的基本条件及其“全或无”定律的含义。2.比较兴奋性突触后电位（EPSP）和抑制性突触后电位（IPSP）在产生机制和生理效应上的主要区别。五、论述题（每题8分，共16分。请结合所学知识，深入阐述下列问题）1.试述突触可塑性（LTP和LTD）在学习和记忆形成过程中的可能作用机制。2.结合信息处理的观点，简述神经网络如何通过简单的计算单元（神经元）实现复杂的信息编码与整合功能。试卷答案一、选择题1.B2.D3.B4.C5.B6.B7.A8.D9.C10.B二、填空题1.神经元，动作电位2.Na+3.电化学，改变离子通道通透性4.突触抑制5.突触6.速率，脉冲7.LTP，LTD三、名词解释1.阈电位：指能够触发动作电位产生的最小膜电位水平。2.化学突触传递：指神经元之间通过突触间隙释放神经递质，作用于突触后膜受体，从而改变突触后神经元膜电位或离子流的活动，进而传递信息的过程。3.长时程增强（LTP）：指在特定条件下，突触传递效率长时间（数分钟至数月）显著增强的现象，通常与学习记忆相关。4.神经网络：指由大量神经元通过突触相互连接而成的复杂网络结构，能够执行信息处理、存储和传输等功能。四、简答题1.动作电位产生的基本条件包括：具有能够产生动作电位的兴奋性膜（通常需要达到一定的离子通道组成和功能状态）、达到阈电位水平的膜电位刺激以及足够强度的刺激。其“全或无”定律含义是指，动作电位要么不发生（刺激未达到阈值），要么就以完整的形态（幅度和持续时间固定）发生，其幅度不随刺激强度的增加而增大，仅与刺激是否达到阈值有关。2.EPSP和IPSP的主要区别：产生机制上，EPSP通常由突触前膜释放兴奋性递质，导致突触后膜Na+或K+（为主）内流/外流，使膜电位变正；IPSP则通常由突触前膜释放抑制性递质，导致突触后膜Cl-内流或K+外流（通过开启漏电钾通道），使膜电位变负。生理效应上，EPSP使突触后神经元更容易达到阈电位而产生动作电位，表现为兴奋性作用；IPSP使突触后神经元更难达到阈电位而产生动作电位，表现为抑制性作用。五、论述题1.LTP和LTD在学习和记忆中的作用机制：LTP和LTD是突触可塑性的两种主要形式，被认为是学习和记忆的细胞机制基础。LTP的形成通常涉及突触前强直刺激导致突触后Ca2+内流增加，激活一系列信号分子（如CaMKII），最终导致突触后膜受体（如NMDA受体）数量增加或通道开放时间延长，以及突触前囊泡释放概率增加，从而增强突触传递效率。这可以编码“增强连接”的信息。LTD则可能由较弱的突触前刺激或持续的强刺激导致较慢的Ca2+内流，激活不同的信号通路（如CaMKII的磷酸化抑制或去磷酸化），最终导致突触后受体减少、通道关闭或突触前释放概率降低，从而减弱突触传递效率。这可以编码“减弱连接”或“遗忘”的信息。通过LTP和LTD的动态变化，神经网络能够调整连接强度，从而存储和提取信息。2.神经网络通过简单计算单元实现复杂信息处理：神经网络由大量相互连接的神经元组成，每个神经元如同一个简单的处理单元，能够接收多个输入信号，进行加权和积分，当总输入达到阈值时产生输出信号（动作电位）。复杂的信息处理通过以下方式实现：第一，信息的编码：可以通过单个神经元的放电频率（速率编码）或多个神经元发放时间模式的精确组合（脉冲编码）来表示信息。第二，信息的整合：单个神经元对其接收到的来自不同突触的输入进行