神經科學核心概念課程概述1定義范圍研究神經系統(tǒng)結構與功能2核心重要性奠定學科基礎知識體系課程結構第一部分：神經元與神經系統(tǒng)基礎單元神經元構成信息傳遞電化學信號系統(tǒng)整合網絡形成神經元的基本結構細胞體核心處理單元樹突接收信息輸入軸突傳遞信號輸出神經元的功能信息接收樹突捕獲信號信息處理細胞體整合信息傳遞軸突發(fā)放信號突觸的結構與功能化學突觸神經遞質傳遞單向傳導電突觸離子直接流動雙向傳導神經遞質類型作用示例興奮性促進神經元放電谷氨酸抑制性抑制神經元放電GABA動作電位1靜息狀態(tài)膜電位約-70mV2去極化鈉離子內流3復極化鉀離子外流4超極化短暫過沖突觸可塑性長時程增強突觸效能增強長時程抑制突觸效能減弱神經系統(tǒng)的組成中樞神經系統(tǒng)大腦與脊髓周圍神經系統(tǒng)傳感與運動神經大腦的主要結構1大腦皮層高級認知功能2基底神經節(jié)運動控制3小腦運動協(xié)調4腦干基本生命功能脊髓的結構與功能傳導通路連接大腦與外周反射中樞無意識反應控制保護機制脊柱和腦脊液包圍第二部分：感覺與知覺刺激接收感受器激活1信號轉導神經編碼2中樞處理整合分析3感知形成主觀體驗4感覺系統(tǒng)概述感覺接收器將外界刺激轉化為神經信號感覺通路傳遞信號至大腦皮層特定區(qū)域視覺系統(tǒng)視網膜光信號轉換外側膝狀體視覺中繼站初級視覺皮層基本特征分析高級視覺皮層復雜特征整合聽覺系統(tǒng)1外耳收集聲波2中耳聲波轉振動3內耳機械能轉電信號4聽覺皮層聲音特征分析嗅覺系統(tǒng)嗅覺受體鼻腔頂部嗅球初級處理嗅皮層氣味識別味覺系統(tǒng)甜味糖類感知1酸味氫離子濃度2咸味鈉離子感知3苦味毒素警告4鮮味蛋白質存在5體感系統(tǒng)觸覺機械壓力感知溫度感冷熱刺激痛覺損傷預警知覺的神經機制特征檢測基本元素識別模式識別特征組合統(tǒng)一自上而下處理經驗影響感知第三部分：運動控制3控制層級100B神經元連接640骨骼肌數量運動系統(tǒng)概述運動皮層運動指令發(fā)起基底神經節(jié)動作選擇協(xié)調小腦精細運動調節(jié)脊髓反射刺激感知感受器激活1信號傳入感覺神經元2脊髓整合中間神經元3運動執(zhí)行運動神經元4運動單位一個運動神經元及其支配的肌纖維組成基本功能單元肌肉收縮的神經控制神經沖動達到神經末梢遞質釋放乙酰膽堿分泌肌膜去極化引發(fā)電位鈣離子釋放觸發(fā)收縮運動學習與技能獲得1認知階段理解動作要求2聯(lián)想階段練習減少錯誤3自主階段動作自動化第四部分：學習與記憶神經基礎突觸連接改變時間分類短期與長期功能分類陳述與程序學習的神經機制赫布理論同時激活神經元增強連接突觸可塑性長時程增強與抑制神經環(huán)路重塑新連接形成與修剪短期記憶與工作記憶7±2信息容量20s存留時間3工作記憶組件長期記憶陳述性記憶事實與事件可以言語表達程序性記憶技能與習慣自動化執(zhí)行海馬體與記憶形成1信息編碼感知覺刺激2海馬處理關聯(lián)整合3記憶鞏固突觸加強4皮層存儲長期保存記憶鞏固與提取編碼階段信息獲取鞏固階段睡眠重要存儲階段突觸連接提取階段線索激活遺忘的神經機制遺忘曲線顯示記憶隨時間指數衰減第五部分：情緒與動機刺激識別感知覺過程1情緒喚醒自主神經反應2認知評價意義解釋3行為表達外顯反應4情緒的神經基礎邊緣系統(tǒng)情緒加工核心包含多個相互連接結構杏仁核情緒尤其恐懼中心威脅探測與反應恐懼與焦慮的神經機制杏仁核活化威脅信號處理前額葉調控情緒調節(jié)應激反應HPA軸激活獎賞系統(tǒng)與多巴胺腹側被蓋區(qū)多巴胺起源伏隔核快感中心前額葉皮層價值評估動機的神經基礎1內在動機興趣驅動2外在動機獎懲驅動3生理驅動基本需求應激反應與壓力1警覺期交感神經激活2抵抗期腎上腺皮質激素釋放3耗竭期資源消耗第六部分：語言與認知高級認知功能主要在前額葉和顳葉區(qū)域加工語言的神經基礎布洛卡區(qū)語言產生韋尼克區(qū)語言理解弓狀束連接兩區(qū)語言處理的神經網絡語音處理顳上回1語義處理顳中回2句法處理額下回3語用處理前額葉4注意力的神經機制1警覺腦干網狀結構2定向頂葉皮層3執(zhí)行控制前額葉皮層執(zhí)行功能工作記憶信息暫時保持與操作抑制控制不相關刺激與反應抑制認知靈活性任務間快速切換能力決策making的神經基礎價值評估眶額皮層風險計算扣帶回行動選擇背外側前額葉結果評價伏隔核社會認知與鏡像神經元鏡像系統(tǒng)動作觀察與執(zhí)行共享心智理論理解他人意圖共情能力體驗他人情感第七部分：發(fā)展與可塑性1發(fā)育過程神經元產生、遷移與連接2環(huán)境塑造經驗依賴性發(fā)展3終生變化成人腦可塑性神經系統(tǒng)的發(fā)育1神經管形成胚胎早期2神經元產生大量細胞分裂3神經元遷移定位腦區(qū)4軸突導向尋找目標5突觸形成建立連接關鍵期與敏感期不同能力發(fā)展的最佳時期存在差異經驗依賴性可塑性使用依賴神經通路加強"用進廢退"競爭依賴資源有限競爭活動模式決定勝者成年腦的神經可塑性突觸可塑性連接強度變化功能重組腦區(qū)功能調整成人神經發(fā)生少量新神經元產生神經退行性疾病與腦可塑性阿爾茨海默病淀粉樣蛋白沉積帕金森病多巴胺神經元死亡認知儲備抵抗病理損傷第八部分：神經科學研究方法多種技術方法探索神經系統(tǒng)功能結構電生理學技術細胞內記錄單神經元精確活動細胞外記錄神經元群體活動腦電圖大尺度神經活動腦成像技術技術優(yōu)勢局限fMRI高空間分辨率間接測量PET代謝活動放射性EEG高時間分辨率低空間分辨率光遺傳學技術光控激活特定波長光線控制基因工程光敏蛋白表達精確定位特定細胞類型神經調控技術TMS經顱磁刺激暫時性干擾腦區(qū)功能tDCS經顱直流電刺激調節(jié)神經元興奮性計算神經科學與模型單神經元模型電生理特性1神經網絡模型連接模式2認知過程模型信息處理