脑研究的前沿与展望

自序

前言

第1章脑功能与脑研究1

1.1脑的调节功能和认知功能1

1.2神经科学、神经生物学与脑科学2

1.3脑研究中的方法论3

1.4脑功能与脑疾病4

1.5脑研究的特点7

1.6神经世界和真实世界8

1.7新神智科学的兴起14

1.8近、现代脑科学的发展满足不了社会要求17

[专栏]名词解释18

参考文献18

第2章离子通道与神经传导20

2.1引言20

2.2离子通道20

2.3离子通道的三维结构24

2.4离子通道研究的未来26

2.5轴突功能28

2.6轴突上的电压门控离子通道30

2.7轴突上的配基门控受体33

2.8轴突动作电位的发动36

2.9动作电位沿着轴突的传导40

2.10轴突的非通常活动42

2.11轴突功能的病理学42

参考文献44

第3章突触的化学传递与递质受体45

3.1引言45

3.2递质小泡的胞外排47

3.3小泡释放中的膜融合49

3.4小泡释放机器的空间组构52

3.5胞内吞与小泡再循环55

3.6五聚体配基门控离子通道： 乙酰胆碱受体63

[专栏]术语译名72

3.7AMPA受体72

3.8抑制性突触78

参考文献80

第4章GABAA受体介导的位相性与张力性抑制82

4.1GABAA受体的位相性和张力性激活82

4.2GABAA受体的位相性激活和抑制85

4.3GABAA受体的张力性激活与抑制88

4.4GABAA受体亚单位及受体亚型91

4.5GABAA受体介导的位相性和张力性抑制的调制98

4.6中枢神经系统突触外区GABAA受体与脑功能异常101

4.7研究突触外区GABAA受体的意义108

参考文献108

第5章神经元间的电学调制作用109

5.1引言109

5.2缝隙连接110

5.3假突触相互作用112

5.4电场对神经元的生物学效应116

5.5神经元间的电学调制119

参考文献120

第6章神经调质、神经肽与神经调制作用121

6.1引言121

6.2神经递质对哺乳类大脑皮层神经元的调制作用123

6.3神经肽引起的神经细胞电变化126

6.4哺乳动物中枢神经系统的神经肽131

6.5神经肽如何在神经回路的激活中起作用133

6.6神经肽与G蛋白偶联受体136

6.7神经肽的释放137

6.8神经肽如何实现调制作用143

6.9多种神经肽的共存148

6.10星状胶质细胞和神经肽151

6.11神经调制和脑功能调制152

参考文献156

第7章脑电节律性活动及其与神智的相关159

7.1引言159

7.2局部场电位166

7.3节律性振荡与同步化169

7.4神经元、神经网络与同步振荡174

7.5大脑皮层的状态179

7.6颅内脑电图和人类认知研究188

7.7内部脑状态与神智活动190

[专栏]名词解释200

参考文献201

第8章神经系统的噪声与状态204

8.1噪声与状态204

8.2神经元的电压波动207

8.3神经元网络中的突触噪声213

8.4噪声的好处：　神经元电压波动的功能意义216

8.5神经元的上、下慢振荡状态220

8.6兴奋和抑制的平衡——高电导状态223

[专栏]名词解释230

参考文献231

第9章力学神经生物学233

9.1引言233

9.2细胞组成成分的力学特征236

9.3突触部位的物理耦合241

9.4外伤性损伤244

9.5研究力学生物学的工具及方法244

9.6轴突传导动作电位时的机械活动247

9.7下丘脑神经垂体系统的形态可塑性251

9.8展望脑功能的力学生物学252

[专栏]名词解释253

参考文献254

第10章脑功能成像255

10.1研究脑功能的重要手段255

10.2正电子发射断层扫描256

10.3磁共振成像260

10.4功能性磁共振成像264

10.5弥散张量成像269

10.6认知的功能成像271

10.7认知神经成像的未来发展281

10.8解码神智286

10.9技术和方法学挑战291

10.10今后展望294

[专栏]名词解释295

参考文献296

第11章清醒人脑的电刺激297

11.1引言297

11.2人脑直接电刺激298

11.3细胞水平的微刺激300

11.4皮层接受刺激后的信号传播302

11.5矛盾的行为效应305

11.6人脑直接电刺激的生理学308

11.7电刺激人脑扣带回308

11.8清醒人脑电刺激与医学上的神经调制作用312

[专栏]名词解释313

参考文献313

第12章光遗传学与脑研究315

12.1光遗传学的兴起315

12.2视蛋白316

12.3光遗传学探针技术的改进319

12.4活体动物的光遗传学研究320

12.5光遗传学技术与其他技术的结合321

12.6光遗传学技术用于神经回路分析321

12.7光遗传学的发展326

参考文献329

第13章知觉与内部代表331

13.1知觉的内部代表的内涵331

13.2初级视觉皮层的代表333

13.3脸孔选择细胞335

13.4位置细胞342

13.5网格细胞347

[专栏]名词解释360

13.6亚里士多德的“总感觉”361

13.7捆绑问题362

13.8视知觉的错觉366

13.9知觉问题上的神经科学与艺术：　旁观者的分享367

参考文献369

第14章意识的神经相关370

14.1意识与觉察370

14.2视觉觉察374

14.3有意识知觉、无意识知觉和无意识本能行为384

14.4心理学与神经科学的交汇：　用神经成像方法研究大体神经元工作空间390

14.5无意识神智过程391

14.6知觉的大体紊乱395

14.7意识研究的生物学前景396

[专栏]名词解释399

参考文献400

第15章意识与全身麻醉402

15.1全身麻醉剂402

15.2全身麻醉剂在细胞水平的作用405

15.3全身麻醉与人类脑功能成像413

15.4睡眠和全身麻醉415

15.5全身麻醉与脑的功能状态421

15.6全身麻醉的脑机制426

[专栏]术语译名427

参考文献428

第16章情绪与杏仁核429

16.1情绪和心境的神经基础429

16.2情绪理论的历史430

16.3重要情绪脑区433

16.4情绪理论437

16.5情感神经科学的未来439

16.6恐惧性条件反应和杏仁核440

16.7杏仁核的外源性神经连接445

16.8恐惧学习时的神经网络振荡性活动449

16.9杏仁核突触网络的可塑性453

参考文献457

第17章下丘脑、摄食及其他459

17.1生存需要作为研究动机过程的切入点459

17.2对摄食行为神经回路的寻访463

17.3下丘脑的黑皮质素和瘦素465

17.4弓状核以外脑区与摄食472

17.5厌食症的神经回路478

17.6饥饿回路480

17.7攻击行为483

17.8与进食相关联的神经回路的软线路489

17.9结束语490

参考文献490

第18章内态感、内脏脑、脑岛491

18.1什么是内态感？491

18.2身体状态的神经作图495

18.3内态感的细胞基础500

18.4内脏活动对脑和行为的影响503

18.5疾病行为509

18.6躯体感觉系统的情感性输入和酬报性输入514

18.7C触觉传入活动的皮层加工518

18.8皮肤是一个社会性器官522

18.9前脑岛皮层与意识的潜在神经相关524

18.10前扣带皮层和前脑岛皮层激活的新近发现527

18.11前脑岛皮层的作用533

[专栏]名词解释534

参考文献535

第19章催产素与社会行为536

19.1引言536

19.2催产素的作用机制538

19.3哺乳动物神经系统中的催产素与加压素神经元544

19.4啮齿类的社会行为548

19.5催产素与田鼠的双亲行为及亲近行为555

19.6人脑催产素和精氨酸加压素与行为566

19.7催产素与基本认知过程572

19.8转化医学与催产素的治疗应用前景579

参考文献581

第20章脑与社会行为583

20.1引言583

20.2镜像神经元系统583

20.3人类镜像神经元系统和模仿586

20.4镜像神经元系统研究的展望596

20.5社会认知与脑区的相关597

20.6自我了解(评价)604

20.7内侧额叶与社会认知的研究前景608

20.8抉择608

参考文献609

第21章展望脑研究611

21.1引言611

21.2研究作为脑功能基础的基本神经过程613

21.3神经元的细胞周围调制616

21.4整体性脑功能622

21.5精确神经生物学624

21.6意识、知觉(内态感)与脑627

21.7脑神智功能的表达源自何种物质过程630

21.8有了科学的设想，还要有好的方法632

参考文献633

索引636

图版