神經(jīng)科學(xué)與腦功能研究培訓(xùn)資料匯報人：XX2024-01-14CATALOGUE目錄神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)腦功能研究技術(shù)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)情緒與社交神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)退行性疾病研究神經(jīng)科學(xué)與腦功能研究前沿CHAPTER01神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位，具有接收、整合和傳遞信息的功能。神經(jīng)元突觸神經(jīng)元的分類突觸是神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)細(xì)胞之間傳遞信息的部位，包括突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜。根據(jù)功能和形態(tài)特征，神經(jīng)元可分為感覺神經(jīng)元、運(yùn)動神經(jīng)元和中間神經(jīng)元。030201神經(jīng)元與突觸神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)細(xì)胞之間傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)，包括乙酰膽堿、多巴胺、5-羥色胺等。受體受體是細(xì)胞表面或內(nèi)部的蛋白質(zhì)，能與神經(jīng)遞質(zhì)特異性結(jié)合，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的生理反應(yīng)。神經(jīng)遞質(zhì)與受體的相互作用神經(jīng)遞質(zhì)通過與相應(yīng)受體結(jié)合，改變受體的構(gòu)象并激活下游信號通路，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理功能。神經(jīng)遞質(zhì)與受體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量神經(jīng)元通過突觸連接形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，具有并行處理、分布式存儲和非線性動力學(xué)特征。信號傳導(dǎo)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，信號以電信號和化學(xué)信號的形式進(jìn)行傳導(dǎo)。電信號沿神經(jīng)元軸突傳導(dǎo)至突觸前膜，引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放；化學(xué)信號則通過神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中的擴(kuò)散，與突觸后膜上的受體結(jié)合，引發(fā)突觸后膜電位變化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可塑性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有可塑性，即在外界刺激下能夠發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的改變，包括突觸可塑性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可塑性。這種可塑性是學(xué)習(xí)和記憶等高級腦功能的基礎(chǔ)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與信號傳導(dǎo)CHAPTER02腦功能研究技術(shù)腦電圖（EEG）通過記錄頭皮上的電位變化，反映大腦神經(jīng)元活動的電信號。EEG具有高時間分辨率，可以實(shí)時監(jiān)測大腦的動態(tài)變化，常用于研究認(rèn)知、情感等心理活動。腦磁圖（MEG）通過測量大腦神經(jīng)元活動時產(chǎn)生的微弱磁場變化，反映大腦的功能狀態(tài)。MEG具有非侵入性、高空間分辨率等優(yōu)點(diǎn)，可用于研究大腦的語言、記憶等功能。腦電圖與腦磁圖功能磁共振成像（fMRI）利用磁共振原理，通過檢測大腦血氧水平依賴信號（BOLD）的變化，間接反映大腦神經(jīng)元的活動。fMRI具有高空間分辨率和較好的時間分辨率，廣泛應(yīng)用于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、臨床神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域。任務(wù)態(tài)fMRI要求受試者在掃描過程中完成特定的認(rèn)知任務(wù)，通過比較任務(wù)態(tài)和靜息態(tài)下的BOLD信號變化，揭示特定認(rèn)知過程的神經(jīng)機(jī)制。靜息態(tài)fMRI研究受試者在靜息狀態(tài)下的大腦活動，通過分析不同腦區(qū)間的功能連接，揭示大腦的內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)和功能網(wǎng)絡(luò)。010203功能磁共振成像010203正電子發(fā)射斷層掃描（PET）利用正電子發(fā)射放射性核素標(biāo)記的示蹤劑，通過檢測示蹤劑在大腦內(nèi)的分布和代謝情況，反映大腦的功能狀態(tài)。PET具有高靈敏度和較高的空間分辨率，常用于研究大腦的代謝、受體、神經(jīng)遞質(zhì)等功能。葡萄糖代謝PET利用標(biāo)記有正電子發(fā)射放射性核素的葡萄糖作為示蹤劑，通過檢測大腦內(nèi)葡萄糖的代謝情況，反映大腦的能量代謝和功能活動。氨基酸代謝PET利用標(biāo)記有正電子發(fā)射放射性核素的氨基酸作為示蹤劑，通過檢測大腦內(nèi)氨基酸的代謝情況，反映大腦的蛋白質(zhì)合成和神經(jīng)遞質(zhì)代謝等功能。正電子發(fā)射斷層掃描CHAPTER03認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)

感知覺與注意感知覺系統(tǒng)詳細(xì)介紹視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺等感知覺系統(tǒng)的神經(jīng)機(jī)制。注意的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)闡述注意在大腦中的實(shí)現(xiàn)方式，包括選擇性注意、分配性注意和持續(xù)性注意等。感知覺與注意的交互作用探討感知覺和注意在認(rèn)知過程中的相互作用和影響。工作記憶與長時記憶闡述工作記憶和長時記憶的神經(jīng)機(jī)制，以及它們在學(xué)習(xí)過程中的作用。記憶的編碼、存儲與提取探討大腦中記憶的編碼、存儲和提取過程及其神經(jīng)機(jī)制。學(xué)習(xí)的神經(jīng)基礎(chǔ)介紹學(xué)習(xí)過程中的神經(jīng)機(jī)制，如突觸可塑性、長時程增強(qiáng)和抑制等。學(xué)習(xí)與記憶03語言與思維的交互作用探討語言和思維在認(rèn)知過程中的相互作用和影響，以及它們在大腦中的聯(lián)系。01語言的神經(jīng)基礎(chǔ)介紹語言在大腦中的實(shí)現(xiàn)方式，包括語音、語義、句法和語用等方面的神經(jīng)機(jī)制。02思維的神經(jīng)機(jī)制闡述思維過程中的神經(jīng)機(jī)制，如概念形成、推理、判斷和問題解決等。語言與思維CHAPTER04情緒與社交神經(jīng)科學(xué)情緒是人類對客觀事物的態(tài)度體驗(yàn)及相應(yīng)的行為反應(yīng)，可分為基本情緒和復(fù)雜情緒。情緒的定義與分類情緒的產(chǎn)生與調(diào)節(jié)涉及多個腦區(qū)，包括杏仁核、前額葉皮層、海馬等，這些腦區(qū)通過神經(jīng)環(huán)路相互作用，共同調(diào)節(jié)情緒反應(yīng)。情緒的神經(jīng)環(huán)路情緒與認(rèn)知在大腦中相互影響，共同調(diào)節(jié)人類的行為和決策。情緒與認(rèn)知的交互作用情緒的神經(jīng)基礎(chǔ)社交行為的定義與分類01社交行為是指個體之間通過語言、表情、動作等方式進(jìn)行的信息交流和互動，可分為親社會行為和反社會行為。社交行為的神經(jīng)環(huán)路02社交行為的神經(jīng)機(jī)制涉及多個腦區(qū)，包括鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)、杏仁核、前額葉皮層等，這些腦區(qū)通過復(fù)雜的神經(jīng)環(huán)路相互作用，共同調(diào)節(jié)社交行為。社交行為與認(rèn)知的交互作用03社交行為與認(rèn)知在大腦中相互影響，共同調(diào)節(jié)人類的社交互動和決策。社交行為的神經(jīng)機(jī)制情緒與社交障礙的神經(jīng)機(jī)制情緒障礙如抑郁癥、焦慮癥等涉及多個腦區(qū)的異常活動，包括杏仁核、前額葉皮層、海馬等，這些異常活動導(dǎo)致情緒調(diào)節(jié)失衡。社交障礙的神經(jīng)機(jī)制社交障礙如自閉癥、社交恐懼癥等涉及多個腦區(qū)的異?；顒樱ㄧR像神經(jīng)元系統(tǒng)、杏仁核、前額葉皮層等，這些異?；顒訉?dǎo)致社交行為異常。情緒與社交障礙的治療與干預(yù)針對情緒與社交障礙的治療和干預(yù)方法包括藥物治療和心理治療等，這些方法通過調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)的活動來改善患者的癥狀和提高生活質(zhì)量。情緒障礙的神經(jīng)機(jī)制CHAPTER05神經(jīng)退行性疾病研究阿爾茨海默病一種慢性進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，主要表現(xiàn)為記憶力減退、認(rèn)知功能障礙、行為異常等癥狀。其病理特征為大腦皮層神經(jīng)元外β-淀粉樣蛋白沉積形成的老年斑、神經(jīng)元內(nèi)tau蛋白異常聚集形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)，以及神經(jīng)元丟失。帕金森病一種常見的中老年神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，以黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元顯著變性丟失、路易小體形成為特征。臨床表現(xiàn)為靜止性震顫、運(yùn)動遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢平衡障礙等。阿爾茨海默病與帕金森病一種常染色體顯性遺傳的基底節(jié)和大腦皮質(zhì)變性疾病，臨床表現(xiàn)為舞蹈樣動作、精神障礙和進(jìn)行性癡呆。其病理特征為基底節(jié)區(qū)萎縮，尤以尾狀核頭部最為明顯，殼核后側(cè)也有萎縮。亨廷頓舞蹈癥一種慢性、進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，主要累及上運(yùn)動神經(jīng)元和下運(yùn)動神經(jīng)元，臨床表現(xiàn)為肌無力、肌萎縮和錐體束征。其病理特征為皮質(zhì)脊髓束和皮質(zhì)腦干束的變性，以及脊髓前角細(xì)胞的丟失。肌萎縮側(cè)索硬化癥亨廷頓舞蹈癥與肌萎縮側(cè)索硬化癥藥物治療針對神經(jīng)退行性疾病的不同癥狀，使用相應(yīng)的藥物進(jìn)行治療。例如，針對阿爾茨海默病的膽堿酯酶抑制劑和NMDA受體拮抗劑，以及針對帕金森病的左旋多巴等藥物。對于某些神經(jīng)退行性疾病，如帕金森病等，手術(shù)治療如腦深部電刺激術(shù)（DBS）等可以作為一種有效的治療選擇?？祻?fù)治療在神經(jīng)退行性疾病的治療中占據(jù)重要地位，包括物理療法、作業(yè)療法、言語療法等，旨在幫助患者改善生活質(zhì)量、延緩疾病進(jìn)展。隨著基因技術(shù)的發(fā)展，基因治療逐漸成為神經(jīng)退行性疾病的一種潛在治療策略。例如，針對亨廷頓舞蹈癥的基因沉默技術(shù)等。手術(shù)治療康復(fù)治療基因治療神經(jīng)退行性疾病的治療策略CHAPTER06神經(jīng)科學(xué)與腦功能研究前沿在神經(jīng)環(huán)路研究中的應(yīng)用光遺傳學(xué)可用于解析神經(jīng)環(huán)路的結(jié)構(gòu)和功能，揭示不同神經(jīng)元類型在環(huán)路中的作用。在行為學(xué)研究中的應(yīng)用通過光遺傳學(xué)技術(shù)，可以研究特定神經(jīng)元活動與動物行為之間的因果關(guān)系。光遺傳學(xué)技術(shù)利用光敏蛋白在特定神經(jīng)元中的表達(dá)，通過光刺激實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)元活動的精確控制。光遺傳學(xué)在神經(jīng)科學(xué)中的應(yīng)用借鑒生物神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理，構(gòu)建具有類似信息處理能力的計算模型。類腦計算受神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)的一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過模擬人腦的多層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)和識別。深度學(xué)習(xí)將大腦與計算機(jī)或機(jī)器人等外部設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)大腦與外部設(shè)備之間的直接通信。腦機(jī)接口類腦計算與人工智能的交叉研究123研究