探索脑2-当代神经科学.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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，由职业神经科学家组成的美国“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？,2.细胞神经科学,细胞内各种特异分子如何协同工作，使神经元具有特殊性。如：神经的分类、胚胎发育，神经元之间信息传递如何进行？,3.系统神经科学,研究执行某一特定功能，比如参与随意运动的设计和完成的神经元环路。,研究内容：不同的神经环路分析感觉信息并形成对外部环境的感知，又是怎样适时的做出反应和执行运动的？,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？哪些环路支配性别特异行为？梦的起源？,医学专家,工作内容,神经病学家,诊断和治疗神经系统疾病,精神病学家,诊断和治疗情绪和性格疾病,神经外科医生,执行脑和脊髓外科手术,神经病理学家,判断导致疾病的神经组织变化,基础研究,研究内容,计算机神经科学家,使用数学和计算机手段构建脑功能模型,发育神经生物学家,分析脑的发育成熟,分子神经生物学家,利用神经元遗传物质了解脑分子结构功能,神经解剖学家,研究神经系统结构,神经化学家,研究神经系统化学特性,神经生态学家,自然环境下，物种特异行为的神经基础,神经药理学家,检测药物作用于神经系统的效果,神经生理学家,检测神经系统的电活动,神经心理学家,研究人类行为的神经基础,心理物理学家,感知能力定量分析,生理心理学家,研究动物行为的生物学基础,人们越来越意识到，对人脑的工作机制做出解答的唯一希望在将来可能只能寄望于,不同学科领域的交叉,。,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。由于这种解释受当时认识水平的限制，可能是错误的,验证：,由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。,例如：机械力作用产生脊髓或脑损伤，骨折模型；闪光刺激诱发癫痫模型；利用扩张的球囊在颅内加压引起急性颅内压增高症模型；,阿尔茨海默病转基因动物模型。,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,神经疾病,主要症状,阿尔茨海默病,脑进行性退变，痴呆、死亡,脑性麻痹,出生时大脑损伤引起的运动疾病,抑郁症,精神疾患、失眠、厌食、情绪严重低落,癫痫,周期性脑电紊乱、抽搐、意识丧失、感知紊乱,多发性硬化,神经传导障碍，软弱、行动失调、语言障碍,帕金森病,脑进行性疾病，随意运动发起困难,脑卒中,永久性感觉、运动、认知障碍，甚至瘫痪死亡,脊髓损伤,感觉、运动丧失,精神分裂症,严重精神疾病，错觉、幻觉、奇怪行为,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。,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。,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。,神经科学研究的目的在于了解神经系统功能。但是关于脑功能的许多重要问题却可以从脑以外的研究中获得。,比如,脑电图,、或从细致的行为学反应研究脑功能。,但是这些无创性方法无法完全替代活体脑组织实验，在没有搞清楚这些间接信号如何产生之前意义不大。,为了解脑的工作原理，我们必须开颅，利用神经解剖学、神经生理学和神经化学的方法研究其内在性质。,