《神經(jīng)科學(xué)探索》探索神經(jīng)系統(tǒng)奧秘，揭示大腦工作機(jī)制課程概述1課程目標(biāo)掌握神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)2學(xué)習(xí)內(nèi)容從基礎(chǔ)到前沿的神經(jīng)系統(tǒng)研究3考核方式期末論文與實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合第一部分：神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)1神經(jīng)科學(xué)簡(jiǎn)介了解定義與歷史發(fā)展2神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中樞與周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)3細(xì)胞組成神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞4信號(hào)傳遞電生理特性與突觸傳遞神經(jīng)科學(xué)簡(jiǎn)介定義與研究范圍研究神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及疾病的科學(xué)歷史發(fā)展從古代解剖到現(xiàn)代分子技術(shù)現(xiàn)代分支分子、認(rèn)知、計(jì)算神經(jīng)科學(xué)等神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦與脊髓，信息處理中心周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)腦神經(jīng)與脊神經(jīng)，信息傳輸通道神經(jīng)元結(jié)構(gòu)細(xì)胞體含有細(xì)胞核，維持生命活動(dòng)樹(shù)突接收信號(hào)的分支結(jié)構(gòu)軸突傳導(dǎo)信號(hào)的長(zhǎng)突起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞支持功能為神經(jīng)元提供物理支持修復(fù)功能參與神經(jīng)損傷的修復(fù)過(guò)程營(yíng)養(yǎng)功能為神經(jīng)元提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育神經(jīng)管形成胚胎早期形成神經(jīng)系統(tǒng)原始結(jié)構(gòu)神經(jīng)元遷移神經(jīng)元移動(dòng)到特定位置軸突導(dǎo)向軸突生長(zhǎng)到目標(biāo)區(qū)域神經(jīng)元的電生理特性靜息電位膜兩側(cè)的電位差1動(dòng)作電位神經(jīng)沖動(dòng)的基礎(chǔ)2離子通道控制離子流動(dòng)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)3突觸傳遞神經(jīng)元間信息傳遞的關(guān)鍵機(jī)制神經(jīng)可塑性1定義與機(jī)制神經(jīng)連接根據(jù)經(jīng)驗(yàn)改變的能力2短期可塑性毫秒至分鐘的暫時(shí)性變化3長(zhǎng)期可塑性持續(xù)數(shù)小時(shí)至終身的改變第二部分：感覺(jué)系統(tǒng)體感系統(tǒng)觸覺(jué)、溫度感、痛覺(jué)1視覺(jué)系統(tǒng)視網(wǎng)膜、視覺(jué)通路2聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)耳結(jié)構(gòu)、聽(tīng)覺(jué)通路3嗅味覺(jué)嗅球、味蕾結(jié)構(gòu)4感覺(jué)系統(tǒng)概述感覺(jué)信息處理原理刺激轉(zhuǎn)換為神經(jīng)信號(hào)感覺(jué)通路組織從感受器到大腦皮層體感系統(tǒng)1觸覺(jué)不同類型的機(jī)械感受器2溫度感溫度感受器對(duì)冷熱的反應(yīng)3痛覺(jué)保護(hù)機(jī)制，傷害的預(yù)警系統(tǒng)視覺(jué)系統(tǒng)I眼球結(jié)構(gòu)角膜、晶狀體、視網(wǎng)膜等視網(wǎng)膜組織感光細(xì)胞與神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層視覺(jué)系統(tǒng)II視網(wǎng)膜光信號(hào)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號(hào)外側(cè)膝狀體視覺(jué)信息的中繼站初級(jí)視覺(jué)皮層形狀、運(yùn)動(dòng)、顏色的初級(jí)分析聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)耳的結(jié)構(gòu)外耳、中耳、內(nèi)耳聽(tīng)覺(jué)通路從耳蝸到聽(tīng)覺(jué)皮層平衡感覺(jué)前庭系統(tǒng)維持身體平衡的關(guān)鍵嗅覺(jué)系統(tǒng)1嗅上皮鼻腔中的感受器細(xì)胞2嗅球初步處理嗅覺(jué)信息3嗅皮層高級(jí)嗅覺(jué)信息處理味覺(jué)系統(tǒng)甜味舌尖感受最敏感酸味舌側(cè)緣感受苦味舌根部感受咸味舌前部感受第三部分：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)1高級(jí)控制前額葉皮層、基底神經(jīng)節(jié)2運(yùn)動(dòng)規(guī)劃初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層、小腦3基本執(zhí)行脊髓反射、運(yùn)動(dòng)單位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)概述運(yùn)動(dòng)控制層級(jí)從大腦到肌肉的控制鏈運(yùn)動(dòng)單位一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其支配的肌纖維脊髓反射單突觸反射如膝跳反射1多突觸反射如撤退反射2反射弧感受器-感覺(jué)神經(jīng)-脊髓-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)-效應(yīng)器3運(yùn)動(dòng)皮層初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層精細(xì)運(yùn)動(dòng)控制前運(yùn)動(dòng)皮層運(yùn)動(dòng)序列的組織補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)區(qū)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的計(jì)劃基底神經(jīng)節(jié)結(jié)構(gòu)尾狀核、殼核、蒼白球等功能運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)與抑制病理帕金森病、亨廷頓病小腦小腦結(jié)構(gòu)三層皮質(zhì)結(jié)構(gòu)小腦功能協(xié)調(diào)、平衡、精確計(jì)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)技能獲得與改進(jìn)眼球運(yùn)動(dòng)控制1眼球運(yùn)動(dòng)類型掃視、追蹤、前庭性等2控制中心腦干、皮層下結(jié)構(gòu)3臨床意義眼球運(yùn)動(dòng)障礙的診斷價(jià)值第四部分：高級(jí)神經(jīng)功能探索認(rèn)知、情感、意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與記憶I記憶分類陳述性與非陳述性記憶短期記憶容量有限，持續(xù)時(shí)間短工作記憶前額葉皮層的信息臨時(shí)存儲(chǔ)學(xué)習(xí)與記憶II1編碼信息獲取過(guò)程2鞏固記憶穩(wěn)定化過(guò)程3提取記憶恢復(fù)過(guò)程語(yǔ)言與大腦布洛卡區(qū)語(yǔ)言產(chǎn)生的關(guān)鍵區(qū)域韋尼克區(qū)語(yǔ)言理解的關(guān)鍵區(qū)域弓狀束連接語(yǔ)言區(qū)域的白質(zhì)纖維束注意力選擇性注意聚焦于特定刺激1分散性注意同時(shí)關(guān)注多個(gè)刺激2持續(xù)性注意長(zhǎng)時(shí)間保持注意3決策making1選項(xiàng)評(píng)估眶額皮層的價(jià)值計(jì)算2行動(dòng)選擇前額葉與基底神經(jīng)節(jié)協(xié)作3結(jié)果評(píng)價(jià)多巴胺系統(tǒng)的獎(jiǎng)賞信號(hào)情緒與情感杏仁核恐懼與威脅處理1前扣帶回情緒體驗(yàn)與調(diào)節(jié)2眶額皮層情緒決策3腦島內(nèi)感受與情緒意識(shí)4意識(shí)神經(jīng)相關(guān)物丘腦-皮層系統(tǒng)活動(dòng)全局工作空間信息整合與意識(shí)體驗(yàn)研究挑戰(zhàn)意識(shí)的主觀性難以客觀量化睡眠與覺(jué)醒生物鐘下丘腦視交叉上核睡眠周期非快速眼動(dòng)和快速眼動(dòng)期覺(jué)醒系統(tǒng)腦干網(wǎng)狀激活系統(tǒng)第五部分：認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)1跨學(xué)科領(lǐng)域結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)與神經(jīng)科學(xué)2研究方法腦成像、電生理記錄等3研究焦點(diǎn)認(rèn)知過(guò)程的神經(jīng)基礎(chǔ)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)導(dǎo)論研究方法行為測(cè)量與神經(jīng)活動(dòng)記錄相結(jié)合主要領(lǐng)域知覺(jué)、注意、記憶、語(yǔ)言、執(zhí)行功能腦成像技術(shù)不同技術(shù)提供互補(bǔ)的腦活動(dòng)信息神經(jīng)計(jì)算模型單神經(jīng)元模型模擬單個(gè)神經(jīng)元的電活動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模擬神經(jīng)元群體的交互認(rèn)知模型模擬高級(jí)認(rèn)知功能社會(huì)認(rèn)知鏡像神經(jīng)元觀察他人行為時(shí)激活心理理論理解他人想法的能力文化與大腦文化影響塑造大腦結(jié)構(gòu)與功能跨文化研究揭示文化差異的神經(jīng)基礎(chǔ)語(yǔ)言影響雙語(yǔ)者大腦的獨(dú)特特征第六部分：發(fā)展神經(jīng)科學(xué)1胚胎期神經(jīng)管形成2嬰幼兒期突觸過(guò)度生成3兒童期突觸修剪4青少年期前額葉成熟5成年期可塑性降低胚胎期神經(jīng)發(fā)育3周神經(jīng)板形成4周神經(jīng)管閉合5-20周神經(jīng)元產(chǎn)生20-40周神經(jīng)元遷移完成兒童期大腦發(fā)育突觸密度髓鞘化突觸密度先增加后減少，髓鞘化持續(xù)增加青少年期大腦發(fā)育前額葉皮層負(fù)責(zé)決策和沖動(dòng)控制的區(qū)域最后成熟風(fēng)險(xiǎn)行為獎(jiǎng)賞系統(tǒng)發(fā)展早于控制系統(tǒng)老年期大腦變化正常衰老與病理性變化的區(qū)別第七部分：臨床神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)疾病病因、癥狀與治療1中風(fēng)急性腦血管事件2癲癇異常放電導(dǎo)致發(fā)作3神經(jīng)退行性疾病阿爾茨海默病、帕金森病4精神疾病抑郁癥、精神分裂癥5神經(jīng)系統(tǒng)疾病概述分類發(fā)育性、遺傳性、感染性、退行性等診斷方法神經(jīng)學(xué)檢查、影像學(xué)、電生理學(xué)等治療原則病因治療、癥狀控制、康復(fù)中風(fēng)病因缺血性或出血性診斷CT、MRI、血管造影治療溶栓、抗血小板、手術(shù)等康復(fù)物理、職業(yè)、語(yǔ)言治療癲癇發(fā)作類型全身性、局灶性、失神發(fā)作等病因機(jī)制神經(jīng)元異常放電治療方法抗癲癇藥物、手術(shù)、神經(jīng)調(diào)控等神經(jīng)退行性疾病1阿爾茨海默病淀粉樣蛋白斑塊、神經(jīng)纖維纏結(jié)2帕金森病黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元退化3亨廷頓病CAG三核苷酸重復(fù)擴(kuò)增4肌萎縮側(cè)索硬化運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元變性死亡精神疾病3億+抑郁癥全球患病人數(shù)20%焦慮癥終生患病率1%精神分裂癥人口患病率第八部分：神經(jīng)科學(xué)前沿1神經(jīng)修復(fù)損傷神經(jīng)系統(tǒng)的再生技術(shù)2腦機(jī)接口大腦與外部設(shè)備的直接通信3光遺傳學(xué)用光控制特定神經(jīng)元活動(dòng)4人工智能神經(jīng)科學(xué)與AI的交叉融合神經(jīng)修復(fù)與再生干細(xì)胞療法移植干細(xì)胞替代受損神經(jīng)元神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子促進(jìn)神經(jīng)元存活與軸突生長(zhǎng)神經(jīng)支架為軸突再生提供通道腦機(jī)接口信號(hào)采集記錄大腦電活動(dòng)信號(hào)處理解碼神經(jīng)信號(hào)中的信息設(shè)備控制將解碼信息轉(zhuǎn)換為設(shè)備指令光遺傳學(xué)基因轉(zhuǎn)染將光敏蛋白基因?qū)肷窠?jīng)元光刺激用特定波長(zhǎng)光激活光敏蛋白神經(jīng)調(diào)控精確控制特定神經(jīng)元的活動(dòng)神經(jīng)科學(xué)與人工智能仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬大腦結(jié)構(gòu)的AI系統(tǒng)1腦啟發(fā)算法基于神經(jīng)機(jī)制的計(jì)算方法2神經(jīng)形態(tài)計(jì)算模擬神經(jīng)元電活動(dòng)的硬件3大腦解碼AI輔助解析復(fù)雜腦信號(hào)4神經(jīng)倫理學(xué)1隱私問(wèn)題