神经科学

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神經細胞發現者圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔 (1899年) 繪製的鴿子小腦神經元。

神經科學（英語：Neuroscience），又稱神經生物學，是对神經系統和其功能的科学研究[1]。它是一门涵盖生理学、解剖学、分子生物学、发育生物学、细胞生物学、物理学、计算机科学、化學及数学模型的多学科科学，用以研究神经元、神经胶质细胞及神经回路的基础和涌现特性[2][3][4][5][6]。对学习、记忆、行为、感知和意识在生物学基础上的理解被埃里克·坎德尔（Eric Kandel） 描述为生物科学的“史诗级挑战”[7]。

神经科学的领域随着时间发展不断扩大到包括用于研究不同规模的神经系统的不同方法。神经科学家使用的技术取得了极大的变化，从单个分子的和细胞的研究到大脑感觉、运动与认知任务的成像。

典型的神經元結構
典型的神經元結構
人類大腦分析圖

历史[编辑]

主条目：神经科学的历史

現代神經科學[编辑]

神經系統的科學研究在20世紀下半葉顯著增加，主要是由於分子生物學、電生理學和計算神經科學的進步。 這使得神經科學家能夠從各個方面研究神經系統：它的結構、工作方式、發育方式、故障方式、以及如何改變。

例如，可以更詳細地理解單個神經元內發生的複雜過程。 神經元是專門用於交流的細胞。 它們能夠通過稱為突觸的特殊連接與神經元和其他細胞類型進行交流，在突觸處，電或電化學信號可以從一個細胞傳輸到另一個細胞。 許多神經元會擠出一條稱為軸突的細長Axoplasm絲，它可能延伸到身體的較遠部位，並能夠快速攜帶電信號，從而影響其他神經元、肌肉或腺體在其終止點的活動。 神經系統從相互連接的神經元集合中出現。

脊椎動物的神經系統可以分為兩部分：中樞神經系統（定義為大腦和脊髓），和周圍神經系統。 在包括所有脊椎動物在內的許多物種中，神經系統是體內最複雜的器官系統，其中大部分複雜性存在於大腦中。 僅人腦就包含大約一千億個神經元和一百萬億個突觸； 它由數千個可區分的子結構組成，在突觸網絡中相互連接，其複雜性才剛剛開始被解開。 在屬於人類基因組的大約20,000 個基因中，至少有三分之一主要在大腦中被表達[8]。

神經科學的分支[编辑]

現代神經科學教育和研究活動可以根據考試系統的主題和規模以及不同的實驗或課程方法，大致分為以下主要分支。然而，個別神經科學家經常研究跨越幾個不同子領域的問題。

神经科学主要分支的列表
分支 描述
情感神經科學（英语：Affective Neuroscience） 情感神经科学是对与情感相关的神经机制的研究。[9]
行為神經科學 行为神经科学（又称生物心理学、生理心理学或心理生物学）是将生物学原理应用于研究人类和非人类动物的行为的遗传、生理和发育机制的学科。[10]
细胞神经科学（英语：cellular neuroscience） 细胞神经科学是在细胞水平上对神经元的形态学和生理学特性的研究。[11]
臨床神經科學（英语：Clinical Neuroscience） 对神经系统失调和疾病的生物机制的科学研究。[12]
認知神經科學 认知神经科学是对认知的生物机制的研究。[12]
計算神經科學 计算神经科学是对神经系统的理论研究。[13]
发育神经科学（英语：Development of the nervous system） 发育神经科学研究产生、塑造和重塑神经系统的过程，并寻求描述神经发育的细胞基础以了解潜在的机制。[14]
演化神经科学 演化神经科学研究神经系统的演化。
分子神经科学（英语：molecular neuroscience） 分子神经科学运用分子生物学、分子遗传学、蛋白质化学和相关方法研究神经系统。[15]
神经工程 神经工程利用工程技术与神经系统互动，了解、修复、替换或增强神经系统。[16]
神經解剖學 神经解剖学是对神经系统的解剖学研究。[17]
神经化学 神经化学是研究神经化学物质如何互动并影响神经元的功能。[18]
系统神经科学 系统神经科学是对神经回路和神经系统功能的研究。[19]
神经行为学 神经行为学是通过演化与比较等方法对动物行为及其神经系统机制进行研究的学科。
神經遺傳學（英语：Neurogenetics） 神经遗传学研究神经系统发育和功能的遗传基础。[20]
神经成像 神经成像泛指能够直接或间接对神经系统（主要是脑）的功能、结构和药理学特性进行成像的技术。
神經免疫學（英语：Neuroimmunology） 神经免疫学关注神经系统和免疫系统之间的相互作用。[21]
神经信息学 神经信息学通过在对神经系统建模和分析的过程中应用计算的方法和观念来整合各种对神经系统进行模拟的尝试性工作。[22]
神经语言学 神经语言学是人类大脑神经对于语言的理解，产出和习得之研究。[23][12]
神經生理學 神經生理學研究神经系统的功能机理。
神经心理学 神经心理学主要研究脑的结构功能，以解剖、生理、生化的角度研究脑组织与言语、思维、智力、行为等心理现象的关系。
神經毒理學 神经毒理学研究神经毒素


參考文獻[编辑]

引用[编辑]

  1. ^ Neuroscience. Merriam-Webster Medical Dictionary. [2017-05-17]. （原始内容存档于2013-09-27） （英语）. 
  2. ^ Kandel, Eric R. Principles of Neural Science, Fifth Edition. McGraw-Hill Education. 2012: I. Overall perspective. ISBN 978-0071390118. 
  3. ^ Ayd, Frank J., Jr. Lexicon of Psychiatry, Neurology and the Neurosciences. Lippincott, Williams & Wilkins. 2000: 688 [2022-06-06]. ISBN 978-0781724685. （原始内容存档于2022-05-21）. 
  4. ^ Shulman, Robert G. Neuroscience: A Multidisciplinary, Multilevel Field. Brain Imaging: What it Can (and Cannot) Tell Us About Consciousness. Oxford University Press. 2013: 59 [2022-06-06]. ISBN 9780199838721. （原始内容存档于2022-06-12）. 
  5. ^ Ogawa, Hiroto; Oka, Kotaro. Methods in Neuroethological Research. Springer. 2013: v [2022-06-06]. ISBN 9784431543305. （原始内容存档于2022-04-20）. 
  6. ^ Tanner, Kimberly D. Issues in Neuroscience Education: Making Connections. CBE: Life Sciences Education. 2006-01-01, 5 (2): 85. ISSN 1931-7913. PMC 1618510 可免费查阅. doi:10.1187/cbe.06-04-0156. 
  7. ^ Kandel, Eric R. Principles of Neural Science, Fifth Edition. McGraw-Hill Education. 2012: 5. ISBN 978-0071390118. The last frontier of the biological sciences – their ultimate challenge – is to understand the biological basis of consciousness and the mental processes by which we perceive, act, learn, and remember. 
  8. ^ U.S. National Institute of Neurological Disorders and Stroke. Brain basics: genes at work in the brain. Date last modified: 2018-12-27. [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆） Retrieved Feb. 4, 2019.
  9. ^ Panksepp J. A role for "affective neuroscience" in understanding stress: the case of separation distress circuitry. Puglisi-Allegra S; Oliverio A (编). Psychobiology of Stress. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic. 1990: 41–58. ISBN 978-0-7923-0682-5. 
  10. ^ Thomas, R.K. (1993). "INTRODUCTION: A Biopsychology Festschrift in Honor of Lelon J. Peacock". Journal of General Psychology. 120 (1): 5.
  11. ^ Cellular neuroscience - Latest research and news. Nature. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-07-07）. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 About Neuroscience. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-22）. 
  13. ^ Computational neuroscience - Latest research and news. Nature. [2022-06-06]. （原始内容存档于2019-04-08）. 
  14. ^ Developmental Neuroscience | Graduate Program in Neuroscience. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-20）. 
  15. ^ Longstaff, Alan; Revest, Patricia (1998). Molecular Neuroscience. Garland Science. ISBN 978-1859962503.
  16. ^ Neural Engineering – EMBS. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-19）. 
  17. ^ Neuroanatomy - an overview. ScienceDirect Topics. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-29）. 
  18. ^ Definition of NEUROCHEMISTRY. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-27）. 
  19. ^ Systems Neuroscience. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-03-05）. 
  20. ^ Neurogenetics. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-21）. 
  21. ^ Neuroimmunology - Latest research and news. Nature. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-23）. 
  22. ^ Frontiers in Neuroinformatics. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-06-24）. 
  23. ^ Neurolinguistics. [2022-06-06]. （原始内容存档于2022-03-03）. 

来源[编辑]

教科書
  • Bear, M. F. et. al. Eds. (1995). Neuroscience: Exploring The Brain. Baltimore, Maryland, Williams and Wilkins. ISBN 0781739446
  • Kandel, Eric, James Schwartz, and Thomas Jessel. 2000. Principles of Neural Science. 4th ed. McGraw-Hill, New York ISBN 0838577016
著名文獻

外部連結[编辑]

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参见[编辑]

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