阮懷珍編著的《醫(yī)學神經生物學基礎(第2版供基礎臨床預防及相關專業(yè)使用高等醫(yī)學院校教材)》從細胞和分子水平系統(tǒng)闡述神經科學的基本概念、基本理論和最新進展。全書共12章，內容包括神經生物學的發(fā)展簡史、研究方法，神經元和神經膠質細胞的結構與功能及中樞神經系統(tǒng)的組織結構，神經遞質，神經元信號轉導，神經營養(yǎng)因子，感知覺，神經系統(tǒng)對運動的調控，神經免疫內分泌調節(jié)，神經系統(tǒng)的高級功能，中樞神經系統(tǒng)的發(fā)育，神經損傷與再生，以及常見神經系統(tǒng)疾病的神經生物學基礎等。
     《醫(yī)學神經生物學基礎(第2版供基礎臨床預防及相關專業(yè)使用高等醫(yī)學院校教材)》內容循序漸進，信息量較大，可作為基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、藥學及相關專業(yè)本科生的必修課、選修課教材，對從事臨床和基礎神經科學、生理學及生物學專業(yè)的研究生及教師也有參考價值。

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目錄
前言
第一章 緒論 1
第一節(jié) 概述 1
一、神經科學與神經生物學的概念 1
二、神經生物學的研究領域 1
三、神經生物學的發(fā)展簡史 2
第二節(jié) 常用神經生物學研究方法 5
一、形態(tài)學方法 6
二、生理學方法 12
第二章 中樞神經系統(tǒng)的組織結構 17
第一節(jié) 神經元 17
一、神經元的形態(tài)與分類 17
二、神經元的結構與特性 17
第二節(jié) 突觸 19
一、突觸的概念 19
二、化學性突觸的基本結構 20
三、化學性突觸的分類 20
四、化學性突觸的超微結構 21
五、電突觸 23
第三節(jié) 神經膠質細胞 23
一、星形膠質細胞 24
二、少突膠質細胞 25
三、小膠質細胞 26
四、嗅神經被膜膠質細胞 26
五、輻射狀膠質細胞 26
第四節(jié) 中樞神經系統(tǒng)組織學 27
一、大腦皮質 27
二、海馬結構 29
三、下丘腦 31
四、小腦 37
五、脊髓 39
第三章 神經遞質 42
第一節(jié) 神經遞質概述 42
一、神經遞質 42
二、神經肽 45
三、神經調質 49
第二節(jié) 神經遞質各論 50
一、乙酰膽堿 50
二、去甲腎上腺素 54
三、多巴胺 58
四、5羥色胺 63
五、興奮性氨基酸——谷氨酸 66
六、抑制性氨基酸——r-氨基丁酸 68
七、嘌呤類神經遞質 72
八、一氧化氮 75
九、阿片肽 79
十、腦腸肽 82
第四章 神經元信號轉導 87
第一節(jié) 神經元電信號轉導 87
一、電壓門控性離子通道 87
二、化學門控離子通道 90
三、信號轉導過程細胞膜的電位變化 92
第二節(jié) 跨突觸的神經元信號傳遞 93
一、突觸的結構 93
二、突觸傳遞 93
第三節(jié) 神經細胞內的信號轉導 94
一、第一信使和受體 94
二、G蛋白與跨膜信號轉導 96
三、酪氨酸蛋白激酶介導的信號轉導 99
四、第二信使介導的信號轉導途徑 100
五、蛋白質的磷酸化 103
六、核內信號轉導 105
第五章 神經營養(yǎng)因子 110
第一節(jié) 神經營養(yǎng)素家族 110
一、神經生長因子 111
二、腦源性神經營養(yǎng)因子 112
三、其他神經營養(yǎng)素 113
四、神經營養(yǎng)素受體及其信號轉導 114
第二節(jié) 其他神經營養(yǎng)因子 117
一、睫狀神經營養(yǎng)因子 117
二、膠質細胞源性神經營養(yǎng)因子 118
三、成纖維細胞生長因子 120
四、胰島素樣生長因子 122
五、其他類神經營養(yǎng)因子 123
第三節(jié) 神經營養(yǎng)因子的作用及應用 125
一、神經營養(yǎng)因子的生物學作用 125
二、神經營養(yǎng)因子在神經系統(tǒng)疾病巾的作用及應用研究 130
三、神經營養(yǎng)因子的臨床應用策略 132
四、臨床應用神經營養(yǎng)因子存在的某些問題 134
第六章 感知覺 135
第一節(jié) 視覺 135
一、光感受與信息處理 135
二、視覺中樞的神經機制 141
第二節(jié) 聽覺 150
一、聲音信息的感受與傳遞 150
二、聲音的分析 153
三、聽覺的中樞分析 155
第三節(jié) 痛覺及其調制 156
一、痛覺與傷害性感受器的激活 156
二、軀體痛覺的初級整合——脊髓背角 159
三、傷害性信息的上行傳導路徑 162
四、腦高級中樞對痛覺的調制 163
第七章 神經系統(tǒng)對運動調控 166
第一節(jié) 脊髓反射行為及其控制 166
一、脊髓運動神經元 167
二、脊髓中間神經元的整合作用 169
三、脊髓反射行為 171
四、高位中樞對脊髓反射性行為的調控 172
五、節(jié)律性行為——行走與奔跑 174
第二節(jié) 腦干對運動的控制 175
一、網狀結構 175
二、中樞前庭系統(tǒng) 178
第三節(jié) 大腦皮質對隨意運動的控制 180
一、皮質運動區(qū)的定位和感覺傳人 181
二、初級運動皮質對簡單運動的控制 183
三、次級運動區(qū)在運動計劃中的作用 184
四、頂后葉皮質在運動調制中的作用 185
第四節(jié) 小腦對運動的調節(jié) 186
一、小腦的解剖學分部及結構特征 187
二、小腦皮層神經元環(huán)路的組成及活動 187
三、小腦的神經聯(lián)系、起源和功能 187
第五節(jié) 基底神經節(jié)對運動的調節(jié) 189
一、基底神經節(jié)的組成 189
二、紋狀體運動纖維與大腦皮層的回路 190
三、神經回路中的遞質關系 191
第八章 神經免疫內分泌調節(jié) 194
第一節(jié) 神經系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)的共同特性 194
一、細胞組成的相似性 194
二、共同的生物活性物質 195
三、具有周期性變化 195
四、與性別和衰老的關系 196
五、作用途徑 196
六、正負反饋調節(jié)性機制 196
第二節(jié) 神經系統(tǒng)對內分泌系統(tǒng)的調節(jié)作用 196
一、神經內分泌 196
二、下丘腦對神經內分泌的調節(jié) 197
三、腦垂體對神經內分泌的調節(jié) 198
第三節(jié) 內分泌系統(tǒng)對神經系統(tǒng)功能調節(jié) 199
一、激素對腦的作用機理 199
二、甲狀腺素與神經系統(tǒng) 200
三、類固醇激素與神經系統(tǒng) 200
第四節(jié) 神經-內分泌系統(tǒng)對免疫系統(tǒng)的調節(jié) 203
一、神經系統(tǒng)對免疫系統(tǒng)的調節(jié) 203
二、內分泌系統(tǒng)對免疫功能的調控 204
三、神經遞質、神經調質與激素對免疫功能的調節(jié) 206
四、神經和內分泌系統(tǒng)調節(jié)免疫功能的機制 209
第五節(jié) 免疫系統(tǒng)對神經內分泌的調控 210
一、免疫功能在神經及內分泌組織巾的體現 211
二、免疫應答對神經內分泌的影響 213
三、細胞因子對神經內分泌的影響 214
第九章 神經系統(tǒng)的高級功能 217
第一節(jié) 學習與記憶 217
一、學習與記憶的類型 217
二、學習記憶的解剖基礎 219
三、學習記憶的神經機制 221
四、學習記憶與突觸可塑性 226
第二節(jié) 語言和思維 232
一、語言和思維腦功能一側化概念的形成與發(fā)展 232
二、語言、思維腦功能一側化的電生理學研究 233
三、右腦和語言思維活動 233
四、語言腦功能一側化和第二語言的獲得 234
第三節(jié) 生物節(jié)律與睡眠 235
一、生物節(jié)律 235
二、睡眠與覺醒 237
第十章 中樞神經系統(tǒng)的發(fā)育 243
第一節(jié) 中樞神經系統(tǒng)的發(fā)生與分化 243
一、神經管的形成和早期分化 243
二、脊髓的發(fā)育 246
三、腦的發(fā)生 247
第二節(jié) 中樞神經系統(tǒng)發(fā)育的特點 250
一、神經誘導 250
二、神經細胞的分化 251
三、神經細胞的遷移 251
四、突觸的發(fā)育 253
五、神經細胞的程序性細胞死亡 254
六、神經系統(tǒng)發(fā)育過程中的性分化 255
第三節(jié) 神經干細胞 256
一、干細胞概述 256
二、神經干細胞的生物學特性與應用前景 260
第四節(jié) 腦發(fā)育異常及發(fā)育中的腦損傷 264
一、腦發(fā)育異常 265
二、發(fā)育腦的易損性 266
第十一章 神經損傷與再生 267
第一節(jié) 神經系統(tǒng)損傷后的反應 267
一、周圍神經損傷 267
二、中樞神經系統(tǒng)損傷 270
第二節(jié) 神經損傷后的再生 274
一、周圍神經的再生 274
二、巾樞神經系統(tǒng)再生 277
第三節(jié) 神經干細胞與脊髓損傷的修復 281
一、脊髓損傷的病理生理學改變 282
二、神經干細胞與脊髓損傷的修復 282
第十二章 常見神經系統(tǒng)疾病的神經生物學基礎 285
第一節(jié) 老化相關的神經退行性疾病 285
一、概述 285
二、阿爾茨海默病 286
三、帕金森病 296
第二節(jié) 神經系統(tǒng)其他常見疾病 301
一、亨廷頓病 301
二、肌萎縮側索硬化癥 303
三、抑郁癥 305
四、癲癇 306
專業(yè)名詞中英文對照 308
主要參考文獻 325

第一章 緒論
第一節(jié) 概述
一、神經科學與神經生物學的概念
神經科學是生命科學的重要支柱學科，也是生命科學發(fā)展最迅速的前沿學科。它是一門從生物醫(yī)學、化學、物理學、心理學、數學和計算機科學等多學科的角度研究腦的構筑、演化和工作的邊緣學科和綜合學科。神經科學的研究目標是：認識腦，闡明認知、情感和意識等腦區(qū)的結構和功能，搞清腦的通信功能；保護腦，控制腦發(fā)育及老化的進程及神經、精神性疾病的康復和預防；創(chuàng)造腦，設計和開發(fā)仿腦型計算機和信息處理系統(tǒng)。它的重點在腦，所以也把神經科學稱為腦科學（brain science） 。
神經科學（neuroscience）可以分為基礎神經科學和臨床神經科學兩大部分，前者側重基礎理論，后者以研究與神經系統(tǒng)有關的病癥為主。
基礎神經科學的主干是神經生物學（neurobiology） ，它是一門從分子細胞和整體水平研究神經系統(tǒng)的結構、功能與發(fā)育等問題的綜合性科學。自1966 年美國哈佛大學成立了世界上第一個神經生物學系以來，這門僅有40 多年歷史的學科已取得了突飛猛進的發(fā)展。神經生物學的內容涉及神經解剖、生理、藥理、病理、生物化學、細胞生物學及分子生物學等。其任務是研究神經系統(tǒng)內分子水平、細胞水平和系統(tǒng)水平的變化過程，以及這些過程的整合作用，直至最復雜的高級功能，如學習、記憶等。其最終目的在于了解人類神經系統(tǒng)的結構和功能，以及行為與心理活動的物質基礎，為改善人類感覺與運動效率，提高對神經系統(tǒng)疾病的防治水平、增進健康服務。神經生物學進行的是跨學科的基本理論研究，它體現了多學科的互相聯(lián)系和滲透。
基礎神經科學中還有一門極為重要的計算神經科學（computational neuroscience） ，它與神經生物學有密切關系，但其獨立的研究方法和內容超出了生物醫(yī)學范圍，和電腦、人工智能及信息科學關系密切。
二、神經生物學的研究領域
神經生物學的主要研究領域包括神經生物化學、神經解剖學、神經生理學、細胞神經生物學、分子神經生物學、發(fā)育神經生物學、比較神經生物學、系統(tǒng)神經生物學、行為神經生物學等。神經生物學雖然包羅了基礎神經科學的諸多學科，但是它并不是若干傳統(tǒng)學科簡單和機械的組合。神經生物學是在科學發(fā)展的進程中，在傳統(tǒng)神經科學的基礎之上成長和發(fā)展起來的一門新興的綜合性的邊緣學科。
1） 分子神經生物學
分子神經生物學（molecular neurobiology）是神經系統(tǒng)研究的一個層次，是在分子水平研究與神經細胞或神經活動有關的化學物質。它著重研究神經系統(tǒng)內各種分子的結構、功能、種類、多樣性和來源，如受體蛋白、離子通道蛋白和神經營養(yǎng)性物質等的結構與功能。神經系統(tǒng)遺傳性疾病的基因定位和變異的研究等都屬于分子神經生物學的研究范疇。
2） 發(fā)育神經生物學
發(fā)育是最基本的生命現象。發(fā)育神經生物學（developmental neurobiology）主要研究神經細胞的發(fā)育過程，包括神經細胞譜系的追蹤，神經元的發(fā)生、誘導、遷移、分化，軸突和樹突的發(fā)育，突觸的發(fā)生，神經網絡的形成，神經系統(tǒng)的生長、發(fā)育、成熟、退變、老化，以及神經系統(tǒng)的可塑性等。在腦發(fā)育中，神經生物學要解決的問題頗多。例如，神經系統(tǒng)的區(qū)域化形成，不同種類的神經細胞和神經膠質細胞的產生，神經細胞的遷移，以及神經誘導、發(fā)育過程中的軸突到達靶組織的分子機制，神經系統(tǒng)中種類各異、數量龐大的神經元和膠質細胞是如何組構成一個完美的神經系統(tǒng)等。
3） 細胞神經生物學
細胞神經生物學（neurocytology）在細胞或亞細胞水平上研究神經系統(tǒng)及其組成成分。如神經細胞骨架成分，線粒體等的結構和功能，細胞水平的各種信號調控，神經遞質、調質，神經營養(yǎng)因子及各種細胞因子在神經系統(tǒng)的分布和作用機制，神經細胞凋亡的發(fā)生機理及基因調控等。
4） 比較神經生物學
比較神經生物學（comparative neurobiology）從種系發(fā)生上研究神經系統(tǒng)從低級到高級的進化進程及進化規(guī)律。某些低等動物如線蟲、海兔、烏賊、水蛭等，其神經元總數很少，神經系統(tǒng)組成較簡單，是研究神經細胞遷移、突觸形成、學習與記憶、各種神經化學物質對神經活動影響的良好實驗動物。例如秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）是細胞定數動物，成蟲體細胞一共有1090 個，其中103 個注定要發(fā)生程序性細胞死亡（programmed cell death ，PCD） ，線蟲蟲體透明，在相差顯微鏡下，可利用核折光率的不同觀察細胞凋亡的過程，PCD 的基因調控機制最先也是從線蟲研究突破的。
5） 系統(tǒng)神經生物學
系統(tǒng)神經生物學（systematic neurobiology）以功能系統(tǒng)為研究對象的分支，如軀體運動系統(tǒng)，各種感覺系統(tǒng)，以及對內臟活動調控的腸神經系統(tǒng)（enteric nervous system） ，心血管及免疫系統(tǒng)等的神經調控。
6） 行為神經生物學
行為神經生物學（behavioural neurobiology）在活著的完整動物上，應用行為學或心理學方法研究神經系統(tǒng)的學習記憶、情感、睡眠與覺醒的機制，各種內外環(huán)境改變對動物行為的影響等。轉基因動物及基因敲除（knock out）技術的應用，使基因功能和動物行為的研究得到了很大的進展。
以上只是就研究層次為主題的分支范圍，但實際各學科領域間常有交叉和重疊，如神經系統(tǒng)發(fā)育的基因調控，是既包括發(fā)育神經生物學又包括分子神經生物學的多層次的研究，不能決然分開。
三、神經生物學的發(fā)展簡史
上古時代，人們認為“心”為“思”之器官。直至17 世紀Willis 才把思維及人體主宰功能定位于大腦。古希臘的哲學家在描述精神和靈魂的概念時，認為思想依靠腦，最早述及腦的功能。中國古代醫(yī)學也有“腦為諸髓之�！钡拿枋觥�
盡管思維、意識、學習、記憶等腦的高級功能最容易引起人們的研究興趣，但人類對腦的認識都是從最基本的結構與功能活動開始研究的。神經解剖的研究早在16 世紀就開始了，1543 年，Vesalius 精確描述了人體神經系統(tǒng)的大體解剖結構。但是真正用科學方法來研究神經生理學則始于18 世紀末。19 世紀中后葉，關于神經的基本組織單位、先天的反射活動和后天建立起來的反射行為等已經成為生理學家感興趣的問題。到20 世紀，神經生理學獲得了長足的發(fā)展，從結構、組織、生理、生化、胚胎、藥理和病理等許多方面開展了大量研究。神經生理學這一名稱遂擴大而被稱為神經生物學。
1.神經系統(tǒng)結構研究
19 世紀末葉，在顯微鏡發(fā)明之后，解剖學家Golgi 發(fā)明了選擇性顯示神經細胞的銀染法，即使用至今的Golgi 氏法。該法可在神經組織切片上顯示出少量完整的神經細胞，包括其胞體與突起。生活在同一時代的西班牙神經組織學家Cajal 用此法作了大量的系統(tǒng)觀察，1891 年確認神經系統(tǒng)由獨立的邊界清楚的細胞組成，這些細胞可有不同的類型并相互聯(lián)系，但非胞質借突起相互通連的一大合體細胞。Cajal 等的工作是對腦認識的一個非常重要的進展，初步確定了神經系統(tǒng)結構的細胞（即神經元）學說。神經元理論的建立取代了過去不是建立在細胞基礎上的網絡理論，為研究神經傳導奠定了科學基礎。
19 世紀和20 世紀交替之際，英國生理學家Sherrington 在Cajal 的基礎上繼續(xù)進行這方面的研究。他在1897 年出版的生理學教科書中首次把神經細胞之間的連接點定名為“突觸” ，這是繼神經元學說之后，神經科學研究中的又一個重要里程碑，成為研究神經傳遞的一個重要概念。1910 年，Sherrington 進一步提出，由于有突觸存在，神經脈沖不是隨機地在神經細胞間傳入、傳出，而是通過突觸的單向傳導。經過許多人的工作，到20 世紀初已經明確突觸是有結構的。
20 世紀20～50 年代，電子顯微鏡的發(fā)明，極大地促進了人們對神經元和突觸細微結構的認識，進一步支持并鞏固了神經元學說。通過高倍電子顯微鏡的觀察表明，突觸前和后有兩個分開的膜，分屬突觸前后兩個神經元，中間的200 ?間隙，稱為突觸間隙。這樣的結構普遍存在于神經系統(tǒng)中。電鏡觀察還表明，突觸前靠近膜處有突觸小泡等其他結構。突觸小泡后來被證明是神經遞質儲存的場所。
2.神經興奮的電傳導
1791 年，意大利解剖學家Galvani 發(fā)現了生物電現象。19 世紀有更多的生理學家從事電生理的研究，取得了測定神經電傳導的速度、發(fā)現“全或無”定律等許多成果。20 世紀有了示波器和電子放大器，特別是在30 年代，英國生理學家Young 以烏賊大神經纖維作為研究材料，對神經電傳導的電阻、電位及其在刺激前后的變化等都進行了定量的測量。40 年代，英國生理學家Hodgkin 、Huxley 和Katz 進而研究Na+ 、K+ 與神經傳導的關系，提出了神經元質膜的離子學說，建立了一套可興奮膜理論。發(fā)現在靜止狀態(tài)時神經纖維膜為“鉀膜” ，K+ 可以通透，趨向于鉀的平衡電位；在活動時則為“鈉膜” ，對Na+ 有極大的通透性，趨向于鈉的平衡。因此動作電位的產生，本質上是“鉀膜”轉變?yōu)椤扳c膜” ，而且這種轉變是可逆的。1957 年Eccles 用微電極技術對中樞神經元及突觸傳遞的機制進行了研究，為闡明中樞神經系統(tǒng)的功能做出了突出的貢獻。
3.神經化學遞質研究
1905 年，英國生理學家Elyot 發(fā)現用電刺激交感神經的結果同腎上腺素引起的反應類似，并認為這很可能是當電脈沖到達肌肉聯(lián)結點時釋放了腎上腺素。這項工作當時并未引起重視。
1921 年，奧地利的Loewi 用蛙心做實驗，直接證明在心肌上的交感神經末梢和副交感神經末梢釋放出兩種不同的化學物質，一種使心跳減速，另一種使心跳加速。后來Loewi 認為副交感神經對心肌的作用同乙酰膽堿類似。1926 年，在英國生理學家Dale 建議下，Loewi 用毒扁豆堿抑制乙酰膽堿酶的活性，使乙酰膽堿能保持一定量，同時也觀察到副交感神經作用加強和延長的效果。在此基礎上神經末梢釋放化學物質的概念逐步得到了建立。1932 年前后，Dale 又做了一系列的實驗，取得了乙酰膽堿存在于內臟器官神經末梢的直接證據。此后，乙酰膽堿作為神經遞質的研究擴大到橫紋肌神經末梢，交感、副交感神經節(jié)和中樞神經系統(tǒng)中的某些神經細胞的末梢。這項開創(chuàng)性的研究為此后神經遞質的研究打下了良好的基礎。逐步證明神經遞質是作用于受體的信使，將化學傳遞理論由神經肌肉接頭擴大到神經接點――突觸上。
1934～1935 年美國生理學家Cannon 等提取去甲腎上腺素，當時命名為“交感素” （sympathin），到1946 年瑞典生理學家Eule 才證明其為去甲腎上腺素。1960 年以來，對腦內遞質開展了不少研究。除了上述已知的兩種遞質外，還發(fā)現了約30 種不同的遞質，各存在于一定的部位，各有不同的作用。它們有些是氨基酸，如甘氨酸、丙氨基丁酸等；有些是胺類，如兒茶酚胺類的多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素等；還有些是多肽類。20 世紀70 年代腦啡肽的發(fā)現為神經系統(tǒng)內鎮(zhèn)痛機制的研究開辟了新的前景。
4.腦功能研究
英國生理學家Sherrington 的工作是同“反射”活動聯(lián)系在一起的。他于1893 年從膝跳開始，研究感覺神經元、運動神經元，以及由一個或多個中間神經元連接起來共同協(xié)作所形成的反射弧。后來他提出抑制的概念，并認為抑制過程同興奮過程同等重要。他還研究了不同類型的協(xié)調反射，以及大腦或小腦對脊髓反射中樞的影響。
俄國生理學家Pavlov 在20 世紀初建立起“條件反射”的概念，這是他長期以精巧瘺管技術對消化生理進行研究的結果。他證明條件反射是大腦活動的結果，可以由后天訓練得來。他利用條件反射對大腦的興奮與抑制做了大量研究，其結果不僅對生理研究而且對心理、精神以及教育等研究都有一定影響。把原來屬于“心理”領域的腦的高級功能納入神經生理學的研究范圍。
19 世紀有學者提出關于腦功能區(qū)的定位，即大腦主司感覺與思考，延髓為生命中樞，小腦主協(xié)調軀體運動。對人的大腦皮層功能區(qū)的研究，開始于19 世紀對尸體解剖的觀察，如失語癥與額葉中央前回底部之前的損傷有關等。在人腦上用電刺激研究功能定位，開始于20 世紀30 年代。德國神經外科醫(yī)生Foerster 和加拿大神經生理學家Penfield 進行外科手術時，在清醒的患者身上，用電刺激大腦的不同部位引起不同反應。根據這種結果繪制出人的大腦皮層功能區(qū)域圖表明，感覺區(qū)集中在中央后回，運動區(qū)集中在中央前回，這些區(qū)域的每一處都同身體的一定部位相聯(lián)系。
19 世紀70 年代，英國生理學家Caton 用兔、貓和猴等40 頭動物作為實驗對象，發(fā)現它們的大腦普遍存在著電的變化。進入20 世紀后開始做腦電記錄。1925 年，德國精神病學家Berger用靈敏度高的電極插在他兒子的頭上做腦電測定，發(fā)現有心理活動時（如注意等）腦電波發(fā)生變化。他還記錄了腦損傷時的腦電圖，為后者用于臨床診斷奠定了基礎。1929～1938 年，他每年出一本?關于人的腦電圖?，為從事這方面工作的人們提供了豐富的資料。神經元的綜合電活動，雖然可以對癲癇或腦內重大病變提供信息，卻不能揭示感知的過程。從20 世紀50 年代開始，腦電的研究向著探索與特定知覺有關的信號方向發(fā)展，開展了誘發(fā)電位的研究工作。英國的Daw-son 于50 年代初建立起世界上第一個記錄瞬態(tài)誘發(fā)電位的裝置。隨后，由美國兩位科學家將該機械裝置全部加以電子化并同專用計算機相連。60 年代，又引入傅里葉（Pourier）分析儀，使研究工作取得新進展。到了70 年代，對人的視覺、聽覺、甚至嬰兒的感覺都有了靈敏的檢查指標，不僅在臨床上得到廣泛應用，也為進一步探索腦功能提供了條件。80 年代以后，正電子發(fā)射斷層掃描技術和磁共振成像技術的應用，可以無損傷地研究活動狀態(tài)下的腦，以了解腦在正�；顒訝顟B(tài)下的功能，也可用于腦疾病或損傷的診斷。
5.神經系統(tǒng)感知研究
感覺系統(tǒng)能夠快速地接受各種外界刺激，通過特異的傳導通路進行信號的傳遞、分析和整合，產生認知和相應的行為。因此，感覺系統(tǒng)不僅是接受外界信息的關鍵環(huán)節(jié)，而且也是人和動物做出行為應答的重要基礎。20 世紀在感覺生理學上最受重視、發(fā)展最快的是中樞神經系統(tǒng)對外界感覺的加工，在如何識別信號、如何形成感知方面已取得了一些階段性成果。① 神經網絡上側抑制的發(fā)現。出生在匈牙利的美國生理學家Bekesy 發(fā)現，在視覺系統(tǒng)中有互相抑制的作用，有助于加強視覺中的反差效應。他還發(fā)現，在聽覺系統(tǒng)中也存在側抑制。這一作用原理已被應用于通信系統(tǒng)和工程技術系統(tǒng)的信號檢測。② 神經纖維的感受域。這是英國生理學Adrian 在1930 年前后提出的概念。他的實驗發(fā)現許多感受器都會引起同一根神經纖維的反應，因此他把這一纖維所聯(lián)系的許多感受器的區(qū)域稱為感受域。③ 大腦皮層存在著“粒”狀細胞群的“功能結構” 。60～70 年代的研究初步表明，大腦有109～1011 個細胞，它們是有序的，在感知外界事物的信息加工過程中遵循一定的規(guī)則，而且各種感覺都有共同規(guī)律。
20 世紀60 年代以后，各種新技術、新方法大量出現并迅速地應用到實際研究中去，如辣根過氧化物酶法、熒光染料等束路追蹤技術和免疫組織化學技術、免疫電鏡技術、放射免疫測定法、電子計算機顯微圖像分析技術、脫氧葡萄糖法及神經細胞的體外培養(yǎng)法等。70 年代以后，出現了顯示神經細胞內mRNA 的原位雜交法，DNA 重組技術，研究神經遞質受體分布的定位法，研究神經元質膜離子通道的膜片鉗技術等。特別是分子生物學的發(fā)展和分子生物學方法在腦研究中的應用，使許多神經系統(tǒng)結構和功能的研究進入了分子水平研究階段。
20 世紀90 年代神經生物學有了飛躍的發(fā)展，更新了許多傳統(tǒng)的觀念，對腦的結構和功能有了進一步深入的理解，對神經系統(tǒng)疾病的發(fā)病機理及防治更前進了一步。以發(fā)育神經生物學而言，除神經系統(tǒng)發(fā)育及再生的基因調控外，對膠質細胞的功能已賦予了新的內容。胚胎干細胞、神經干細胞以及嵌合體的建立，為神經細胞的發(fā)育、誘導、分化提供了新的研究手段，也為腦內移植等展示了光輝的前景。中樞神經的再生過去認為是不可能的，現在應用綜合手段如胚胎組織腦內移植，應用抗抑制因子抗體和神經營養(yǎng)因子等都能不同程度地促進中樞神經系統(tǒng)的再生。這些為神經損傷，特別是脊髓截癱的患者帶來一絲曙光。雖然如此，解釋、破譯腦的奧秘并使之為人類健康服務，將是21 世紀的重大課題，任重而道遠。
第二節(jié) 常用神經生物學研究方法
神經生物學是一門典型的綜合性學科，包含眾多研究領域，且發(fā)展極快。多學科、多層次的研究是神經科學研究的一個顯著特點，因而其所涉及的研究方法與手段也是紛繁復雜、包羅萬象的，其中既包括了傳統(tǒng)生物形態(tài)學科的研究方法，同時生物機能與代謝的研究手段也被廣泛采用。近幾年來，分子生物學技術正被引入這一領域，一些新近發(fā)展起來的新技術如計算機模擬網絡，無創(chuàng)腦成像技術及單個活細胞分析技術等，也已顯示了既往研究方法所不具有的優(yōu)勢。
一、形態(tài)學方法
（一） 神經束路示蹤法
1.軸漿運輸法
軸漿運輸是神經細胞的特性之一，神經元有長短不等的軸突，需要從細胞體不斷地將各種成分運輸至軸突及其分枝以維持神經元代謝；在神經末梢釋放的神經肽及合成經典遞質的酶也需在胞體合成；影響細胞代謝的物質，如神經營養(yǎng)因子，從末梢逆向傳送至胞體，這些運輸現象稱為軸漿運輸（axoplasmic transport） 。根據運輸速度分快軸漿運輸和慢軸漿運輸�？燧S漿運輸又有順行和逆行之分，快的順行運輸速度為50～500mm/d ，快逆行運輸速度為50～80mm/d 。慢軸漿運輸則全為順行，速度約為5～8mm/d 。中樞神經系統(tǒng)內軸漿運輸的速度約為周圍神經系統(tǒng)的一半。軸漿運輸是個耗能的過程，其機制尚不完全清楚，研究顯示微管（microtubule）在軸漿運輸中起關鍵作用。樹突也有類似的運輸現象。
1） 辣根過氧化物酶法
辣根過氧化物酶（horseradish peroxidase ，HRP）法是應用最廣泛的神經束路示蹤法。HRP是一種含血紅素基的植物糖蛋白，將其注入動物體內，可沿軸漿運輸線路示蹤神經束路。HRP在H2 O2 存在條件下，可催化外加聯(lián)苯胺的氧化反應，反應產物具有特定顏色，如與二氨基聯(lián)苯胺（DAB）反應呈黃色，與四甲基聯(lián)苯胺（TMB）反應呈藍黑色，從而可將標記神經元及其突起顯現出來。HRP 肌肉注射，可由肌肉神經末梢吸收，沿軸突逆行運至胞體，標記運動神經元及其樹突；HRP 神經元胞體區(qū)注射，可沿順行軸漿運輸至其傳出纖維分布區(qū)。
HRP 法具有許多優(yōu)點：① 方法簡便，實驗周期僅數天；② HRP 細胞內注射，可顯示神經元胞體、樹突及軸突全貌，形態(tài)細節(jié)優(yōu)于Golgi 銀染法；③ DAB-HRP 反應產物具有較高的電子密度，既適于光鏡也適宜電鏡觀察；④ HRP 也可經神經纖維束內注射或經神經斷端浸泡
吸收。
HRP 法的缺點主要有：① 標記過路纖維，既有順行軸漿運輸標記，又有逆行軸漿運輸標記，故解釋實驗結果應審慎；② 有效注射范圍較難確定，一般認為，中心深染而不能辨認其結構的區(qū)域為有效區(qū)，而其他可辨認結構的周邊區(qū)為無效區(qū)。
2） 植物凝集素和細菌毒素束路示蹤法
示蹤物是通過神經細胞膜上特定受體的介導而被胞飲吸收入神經元。菜豆凝集素（ Phaseolus vulgaris leucoagglutinin ，PHA-L）主要用于順向追蹤，其顯示的纖維末梢形態(tài)非常細致，且基本沒有過路纖維標記問題。麥芽凝集素（wheat germ agglutinin ，WGA）除偶聯(lián)成WGA-HRP外，也可單獨使用，作順、逆向傳送標記。凝集素可用PHA-L 抗體或WGA 抗體的免疫組織化學法顯示。霍亂毒素（cholera toxin ，CTX）除形成CTX-HRP ，也可單獨使用，是一種很靈敏的順、逆向示蹤劑。但用霍亂毒素抗體的免疫組織化學法及凝集素組織化學示蹤法，成本比HRP法高且步驟多。