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《现代神经科学：从分子到认知的深度探索》 内容简介 《现代神经科学：从分子到认知的深度探索》是一部全面、深入、前沿的神经科学教科书，旨在为读者构建一个从最微小的分子机制到复杂认知功能的全景式理解框架。本书摒弃了传统教科书的碎片化叙事，以跨学科融合的视角，系统梳理了神经科学领域的核心概念、经典实验与最新突破。 全书共分为七个主要部分，每一部分都紧密衔接，层层递进，确保读者在掌握基础知识的同时，能够领略到当代神经科学研究的广阔前沿。 第一部分：神经科学的基石——细胞与分子层面 本部分聚焦于神经系统的基本构建模块——神经元和神经胶质细胞。我们详细阐述了神经元的形态发生、分子生物学基础，包括基因表达如何调控神经元的特定命运。深入探讨了离子通道的结构、功能及其在静息膜电位和动作电位产生中的核心作用。重点解析了神经递质的合成、释放、受体结合以及信号的快速失活过程，涵盖谷氨酸能、GABA能、单胺类及肽类神经递质系统。此外，本书对神经胶质细胞（星形胶质细胞、少突胶质细胞、微胶质细胞）的最新理解进行了详尽的介绍，强调它们在突触可塑性、血脑屏障维持和免疫反应中的主动调节角色，纠正了以往仅将其视为支持细胞的传统观念。 第二部分：信息传递与连接——突触、回路与可塑性 本部分是理解大脑信息处理能力的关键。我们细致描绘了突触的超微结构，并基于电生理学数据，详细分类了化学突触和电突触的传导机制。重点章节致力于突触可塑性的机制研究，包括长时程增强（LTP）、长时程抑制（LTD）以及突触的主动修剪过程。这些机制被置于学习和记忆的背景下进行阐释。此外，本书探讨了突触后密度蛋白的动态重组，以及神经递质受体如NMDA和AMPA受体在调节突触强度中的精确调控作用。对于突触传递失败或功能异常在神经退行性疾病中的潜在角色，也进行了初步的分子病理学讨论。 第三部分：感觉、运动与体内稳态——自下而上的信息整合 本部分转向中枢和周围神经系统的宏观功能组织。感官系统部分，我们不仅描述了从视网膜光感受器到视觉皮层的逐级信息编码，还深入探讨了听觉、躯体感觉、嗅觉和味觉的特征检测机制和皮层表征。运动控制部分，本书详细解析了皮层脊髓束的投射模式，基底神经节和通路在运动规划、选择和执行中的抑制与激活环路，以及小脑在运动协调和错误修正中的作用。体内稳态部分，则重点关注下丘脑在体温调节、水盐平衡、饥饿与饱食信号传导中的整合功能，强调神经内分泌轴的复杂交互作用。 第四部分：行为的组织与调控——环路动力学与行为表征 本部分将研究焦点从单个回路转移到复杂的、相互连接的神经环路如何产生可观察的行为。我们采用现代光遗传学、化学遗传学和在体钙成像技术所揭示的最新证据，来解析情绪、动机和奖赏系统的运作。特定章节深入分析了杏仁核在恐惧学习和调节焦虑反应中的关键作用，以及腹侧被盖区（VTA）和伏隔核（NAc）构成的奖赏通路如何驱动探索和成瘾行为。本书着重探讨了“大脑状态”的概念，即不同的神经元群体集合如何通过同步性振荡来编码不同的行为意图或认知状态。 第五部分：记忆、学习与认知神经科学 本部分是连接基础神经生物学与高级心智功能的桥梁。我们详细区分了不同类型的记忆（陈述性记忆、程序性记忆、工作记忆）及其在海马体、皮层和纹状体中的神经解剖学基础。关于学习机制，本书不仅回顾了经典的赫布理论，更引入了基于回路动力学的预测编码模型，解释大脑如何根据新信息动态修正其内部模型。高级认知部分，专注于执行功能的研究，包括前额叶皮层（PFC）在决策制定、抑制冲动和认知灵活性中的作用，采用最新的fMRI和MEG数据来描绘认知任务中的大规模脑网络交互。 第六部分：神经系统发育与塑性——从受精卵到成年期 本部分关注神经系统的动态构建过程。我们系统地介绍了神经发生（Neurogenesis）、轴突导向（Axon Guidance）的分子信号（如Netrin、Slit）和细胞迁移的机制。重点阐述了突触的形成（Synaptogenesis）和修剪（Pruning）在塑造功能性回路中的重要性，并探讨了关键期（Critical Periods）的神经生物学基础及其对经验的敏感性。此外，本书还涵盖了成年期神经发生（如齿状回）及其与情境记忆、情绪调节的关联。 第七部分：神经系统疾病的机制与干预 本部分将理论知识应用于病理学领域，审视当神经系统机制失调时会发生什么。我们详尽分析了阿尔茨海默病（Amyloid-beta和Tau蛋白的病理）、帕金森病（多巴胺能神经元的丢失）和精神分裂症（突触功能障碍和神经发育异常）的分子和回路层面的病因学。不同于仅罗列症状，本书侧重于探讨疾病状态下特定神经环路或分子通路是如何被破坏或重塑的。最后，我们讨论了基于神经科学发现的最新治疗策略，包括新型药物靶点、深部脑刺激（DBS）以及基因疗法在修复受损神经系统的潜力。 本书特色： 1. 前沿交叉性： 整合了结构生物学、计算神经科学、系统神经科学和认知神经科学的最新成果。 2. 图表清晰性： 配备了大量原创的、高分辨率的实验图表、模型示意图和电生理记录示例，助力复杂概念的理解。 3. 实验驱动： 每一章节都紧密围绕关键的“里程碑式实验”展开，培养读者科学思维和批判性评估研究证据的能力。 4. 计算视角： 引入了信息论、动态系统理论等计算框架，帮助读者理解大脑如何进行信息编码、存储和传输。 《现代神经科学：从分子到认知的深度探索》是神经科学、生物医学工程、心理学以及相关生物科学专业本科生、研究生及研究人员的理想参考读物。它不仅是知识的载体，更是引领读者进入探索人类心智奥秘的探险指南。
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