神經(jīng)生物學(xué)基本概念與神經(jīng)調(diào)控

匯報(bào)人：XX神經(jīng)生物學(xué)基本概念與神經(jīng)調(diào)控2024-01-22目錄神經(jīng)生物學(xué)概述神經(jīng)元與突觸傳遞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)處理神經(jīng)調(diào)控原理與技術(shù)應(yīng)用認(rèn)知功能與行為控制中的神經(jīng)調(diào)控作用總結(jié)與展望01神經(jīng)生物學(xué)概述Chapter神經(jīng)生物學(xué)是研究神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)育、進(jìn)化以及神經(jīng)系統(tǒng)與行為、認(rèn)知、情感等方面關(guān)系的科學(xué)。神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)階段，從早期的神經(jīng)解剖學(xué)到現(xiàn)代的分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、光學(xué)成像等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不斷推動(dòng)著神經(jīng)生物學(xué)的研究深入。定義發(fā)展歷程定義與發(fā)展歷程神經(jīng)生物學(xué)的研究領(lǐng)域廣泛，包括神經(jīng)元和突觸的生理與藥理、神經(jīng)環(huán)路與行為、神經(jīng)發(fā)育與可塑性、神經(jīng)退行性疾病與神經(jīng)損傷修復(fù)等。神經(jīng)生物學(xué)的研究對(duì)于理解人類大腦的工作原理、揭示神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制以及開發(fā)新的治療策略具有重要意義。研究領(lǐng)域及意義意義研究領(lǐng)域與工程學(xué)的交叉神經(jīng)生物學(xué)與工程學(xué)的交叉點(diǎn)在于神經(jīng)工程和腦機(jī)接口等領(lǐng)域。工程學(xué)的方法和技術(shù)可以為神經(jīng)生物學(xué)提供新的研究工具和實(shí)驗(yàn)手段。與生物學(xué)的交叉神經(jīng)生物學(xué)與生物學(xué)密切相關(guān)，神經(jīng)系統(tǒng)的研究需要借助生物學(xué)中的許多基本概念和技術(shù)，如細(xì)胞培養(yǎng)、基因編輯等。與醫(yī)學(xué)的交叉神經(jīng)生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的交叉點(diǎn)在于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究和治療。神經(jīng)生物學(xué)的研究可以為醫(yī)學(xué)提供新的治療策略和方法。與心理學(xué)的交叉神經(jīng)生物學(xué)與心理學(xué)在行為和認(rèn)知方面有很多交叉點(diǎn)。兩者相互補(bǔ)充，共同揭示大腦、心理和行為之間的復(fù)雜關(guān)系。與其他學(xué)科的交叉關(guān)系02神經(jīng)元與突觸傳遞Chapter01020304神經(jīng)元的代謝中心，含有細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。胞體短而分支多的突起，負(fù)責(zé)接收其他神經(jīng)元傳來的信息。樹突長(zhǎng)而直徑較均勻的突起，負(fù)責(zé)將信息從胞體傳向其他神經(jīng)元或效應(yīng)器。軸突軸突的終末部分，與其他神經(jīng)元或效應(yīng)器形成突觸連接。軸突末梢神經(jīng)元結(jié)構(gòu)與功能01020304突觸前膜去極化當(dāng)動(dòng)作電位傳到突觸前膜時(shí)，引起突觸前膜去極化，鈣離子內(nèi)流。遞質(zhì)與受體結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合，改變突觸后膜對(duì)離子的通透性。突觸囊泡釋放鈣離子內(nèi)流觸發(fā)突觸囊泡與突觸前膜融合，釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙。突觸后膜電位變化離子通透性的改變導(dǎo)致突觸后膜電位發(fā)生變化，產(chǎn)生興奮性突觸后電位（EPSP）或抑制性突觸后電位（IPSP）。突觸傳遞過程及機(jī)制乙酰膽堿（ACh）一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中均有分布，與煙堿型受體（nAChR）和毒蕈堿型受體（mAChR）結(jié)合。谷氨酸（Glu）一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中分布廣泛，與AMPA受體、NMDA受體等結(jié)合。甘氨酸（Gly）一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在脊髓和腦干中分布較多，與甘氨酸受體結(jié)合。γ-氨基丁酸（GABA）一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，與GABA受體結(jié)合。神經(jīng)遞質(zhì)與受體類型03神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)處理Chapter組成神經(jīng)元、突觸、膠質(zhì)細(xì)胞等特點(diǎn)并行處理、分布式存儲(chǔ)、自適應(yīng)性、容錯(cuò)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成及特點(diǎn)通過神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中的擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞化學(xué)突觸傳遞電突觸傳遞神經(jīng)調(diào)制通過神經(jīng)元之間的電緊張連接實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞通過神經(jīng)遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)對(duì)神經(jīng)元或突觸的調(diào)節(jié)作用實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞030201信號(hào)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的傳播方式結(jié)構(gòu)可塑性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)育和成熟過程中，其連接方式和結(jié)構(gòu)可以發(fā)生改變功能可塑性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在受到損傷或刺激時(shí)，其功能可以發(fā)生適應(yīng)性改變學(xué)習(xí)和記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可塑性是學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)，通過改變突觸連接強(qiáng)度和神經(jīng)元之間的連接模式實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)和提取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可塑性研究04神經(jīng)調(diào)控原理與技術(shù)應(yīng)用Chapter123通過改變神經(jīng)元膜電位、離子通道活性等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)元興奮性或抑制性的調(diào)控。神經(jīng)元興奮性與抑制性調(diào)控突觸傳遞可塑性是指突觸在形態(tài)和功能上發(fā)生適應(yīng)性變化的能力，包括突觸前膜和突觸后膜的可塑性變化。突觸傳遞可塑性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過自組織、自適應(yīng)等方式維持動(dòng)態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)對(duì)感覺、運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知等功能的調(diào)控。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)平衡神經(jīng)調(diào)控基本原理介紹03神經(jīng)反饋調(diào)控技術(shù)利用生物反饋原理，將大腦活動(dòng)信息實(shí)時(shí)反饋給受試者，使其能夠自我調(diào)節(jié)大腦功能。01侵入式神經(jīng)調(diào)控技術(shù)包括深部腦刺激（DBS）、經(jīng)顱磁刺激（TMS）等，通過向目標(biāo)區(qū)域施加電流或磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)的調(diào)控。02非侵入式神經(jīng)調(diào)控技術(shù)如經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）、經(jīng)顱交流電刺激（tACS）等，通過頭皮電極施加微弱電流，調(diào)節(jié)大腦皮層神經(jīng)元活動(dòng)。常見神經(jīng)調(diào)控技術(shù)方法隨著神經(jīng)科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，神經(jīng)調(diào)控技術(shù)將更加精準(zhǔn)、個(gè)性化，有望為更多神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者帶來福音。對(duì)于腦卒中、腦外傷等神經(jīng)系統(tǒng)損傷患者，神經(jīng)調(diào)控技術(shù)可促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，提高患者生活質(zhì)量。神經(jīng)調(diào)控技術(shù)可用于治療抑郁癥、焦慮癥、精神分裂癥等精神疾病，通過調(diào)節(jié)異常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，改善患者癥狀。通過神經(jīng)調(diào)控技術(shù)改善認(rèn)知功能，提高學(xué)習(xí)、記憶等能力，有望應(yīng)用于教育、軍事等領(lǐng)域。神經(jīng)康復(fù)精神疾病治療認(rèn)知增強(qiáng)未來展望臨床應(yīng)用及前景展望05認(rèn)知功能與行為控制中的神經(jīng)調(diào)控作用Chapter工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)01前額葉和海馬等結(jié)構(gòu)在工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶的形成和維持中起關(guān)鍵作用。神經(jīng)遞質(zhì)在學(xué)習(xí)記憶中的作用02多巴胺、乙酰膽堿等神經(jīng)遞質(zhì)在學(xué)習(xí)記憶過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。突觸可塑性與學(xué)習(xí)記憶03突觸可塑性是大腦學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)，包括長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）和長(zhǎng)時(shí)程抑制（LTD）等機(jī)制。學(xué)習(xí)記憶過程中的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制情緒情感的神經(jīng)環(huán)路杏仁核、前額葉皮層等結(jié)構(gòu)在情緒情感的加工和調(diào)控中起重要作用。神經(jīng)遞質(zhì)與情緒情感5-羥色胺、去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)在情緒情感的調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。情緒情感的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA軸）等神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)參與情緒情感的調(diào)節(jié)。情緒情感活動(dòng)中的神經(jīng)調(diào)控作用030201自主運(yùn)動(dòng)控制的神經(jīng)環(huán)路運(yùn)動(dòng)皮層、小腦、基底節(jié)等結(jié)構(gòu)在自主運(yùn)動(dòng)控制中起關(guān)鍵作用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的計(jì)劃、執(zhí)行和調(diào)整。神經(jīng)遞質(zhì)與行為決策和自主運(yùn)動(dòng)控制多巴胺、去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)在行為決策和自主運(yùn)動(dòng)控制中發(fā)揮重要調(diào)控作用。行為決策的神經(jīng)機(jī)制前額葉皮層、基底節(jié)等結(jié)構(gòu)在行為決策中發(fā)揮重要作用，涉及價(jià)值評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等過程。行為決策和自主運(yùn)動(dòng)控制中的神經(jīng)調(diào)控06總結(jié)與展望Chapter神經(jīng)環(huán)路與行為的關(guān)系研究神經(jīng)環(huán)路如何調(diào)控動(dòng)物行為，以及不同環(huán)路在行為中的作用。神經(jīng)編碼與解碼研究神經(jīng)元如何編碼和傳遞信息，以及大腦如何解碼這些信息來指導(dǎo)行為。神經(jīng)可塑性與學(xué)習(xí)記憶研究經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)如何改變神經(jīng)環(huán)路的結(jié)構(gòu)和功能，以及這些變化如何影響行為。神經(jīng)退行性疾病研究神經(jīng)退行性疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ?、帕金森?。┑陌l(fā)病機(jī)制和治療方法。當(dāng)前研究熱點(diǎn)和挑戰(zhàn)性問題結(jié)合分子、細(xì)胞、環(huán)路和行為等不同層次的研究，揭示神經(jīng)生物學(xué)的基本規(guī)律?？绯叨妊芯?/p>