Molecular Biochemistry and Physiology of Helminth Neuromuscular Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9780521576376

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• Helminths
• Neuromuscular Systems
• Molecular Biochemistry
• Physiology
• Parasitology
• Neuroscience
• Biochemistry
• Biology
• Zoology
• Invertebrates

神经科学前沿：从分子机制到行为整合 本书旨在为读者提供一个跨越分子生物学、细胞生理学和行为神经科学的全面视角，聚焦于复杂神经系统的构建、功能及其与环境的动态交互。 本书避开了对寄生虫特定生理系统的深入探讨，转而专注于阐述当代神经科学研究中几个最核心、最前沿的通用主题，这些主题构成了理解所有动物神经系统的基础框架。我们将深入剖析神经信号的跨膜动力学、突触可塑性的分子开关、神经网络的结构原理，以及环境信息如何被编码并转化为适应性行为输出。 --- 第一部分：离子通道的精确调控与电生理基础 本部分将系统回顾神经元电信号产生的分子基础，重点探讨跨膜离子流动的精确控制机制，这些机制是所有神经系统（无论物种）信息传递的基石。 第一章：膜电位的生成与静息状态的维护 本章首先从脂质双分子层和膜蛋白结构的角度，解析细胞膜作为电化学梯度储能器的角色。我们将详细阐述经典钠钾泵（$ ext{Na}^+/ ext{K}^+$-ATPase）在维持跨膜电位稳态中的关键作用，并结合能斯特方程和能斯特-彭德霍夫方程，定量分析不同离子在维持静息膜电位中的贡献。重点讨论近年来在不同神经元亚型中发现的“漏”通道（Leak Channels）的多样性及其对兴奋性阈值的微调作用。 第二章：动作电位的动力学与不应期 本章聚焦于动作电位（Action Potential, AP）的产生、传播与特征塑造。我们将深入研究电压门控钠离子通道 ($ ext{Na}_{ ext{V}}$) 和钾离子通道 ($ ext{K}_{ ext{V}}$) 的结构域、门控机制（激活、失活）和药理学特性。通过分析电压钳位实验（Voltage Clamp Experiments）的经典数据，我们将揭示动作电位的峰值、上升速率和绝对/相对不应期如何由这些通道的动力学特性所决定。此外，本章还将涉及钙离子内流 ($ ext{Ca}_{ ext{V}}$) 在动作电位后半阶段的作用，以及它如何连接到下游的信号转导通路。 第三章：电信号的跨膜传递与整合 本节将从细胞形态学角度出发，分析电信号在神经元内的传播效率。内容涵盖电阻抗理论（Cable Theory）在分析树突和轴突传导特性中的应用，包括时间常数 ($ au$) 和空间常数 ($lambda$) 的意义。随后，我们将详细解析化学突触（Chemical Synapse）的精细结构——从突触前囊泡的释放机制（$ ext{SNARE}$ 复合体、钙依赖性释放）到突触后受体的快速激活（如 $ ext{AMPA}$ 和 $ ext{NMDA}$ 受体）。本章将特别关注整合区（Integrative Zone）的功能，即如何在树突和胞体层面完成来自数千个突触输入的空间和时间求和，并最终决定下一动作电位的发放。 --- 第二部分：突触可塑性与学习记忆的分子基础 本部分将探讨神经系统最核心的功能——适应性——是如何通过改变神经连接强度来实现的，从单突触层面的长期增强到大规模神经网络重塑。 第四章：突触可塑性的分子开关 本章着重阐述长期增强作用（LTP）和长期抑制作用（LTD）的分子机制。我们将详细剖析 $ ext{NMDA}$ 受体作为“协合性 coincidence detector” 的功能，以及钙离子内流如何激活蛋白激酶 ($ ext{CaMKII}$) 和磷酸酶（如 $ ext{PP1}$ 和 $ ext{PP2B}$）。内容将涵盖突触后密度（$ ext{PSD}$）的结构变化，包括 $ ext{AMPA}$ 受体的插入和移除，以及它们如何精确地调节突触传递的效率。 第五章：基因表达在神经适应中的角色 神经系统的长期改变需要蛋白质合成。本章将探讨早期长时程 ($ ext{ELTP}$) 和晚期长时程 ($ ext{LLTP}$) 之间的界限。重点介绍 $ ext{cAMP}$ 反应元件结合蛋白 ($ ext{CREB}$) 家族在转录激活中的作用，以及翻译调控在神经元局域蛋白质合成中的重要性。我们将分析核转运机制和信号级联通路，如何将突触的瞬时活动转化为细胞核内的长期基因表达变化，从而稳定新的神经连接状态。 第六章：神经发生与系统水平的可塑性 本章将拓宽视野，讨论神经发生（$ ext{Neurogenesis}$）——新神经元在特定脑区（如海马体、嗅球）的产生与整合——在行为适应中的潜在意义。同时，我们将探讨星形胶质细胞（Astrocyte） 和少突胶质细胞（Oligodendrocyte） 等神经胶质细胞如何通过分泌信号分子（如 $ ext{gliotransmitters}$）参与调控突触的可塑性，即三联突触（Tripartite Synapse） 的概念及其功能。 --- 第三部分：复杂行为的神经网络构建与调控 本部分将目光从单个细胞和突触扩展到大规模神经环路，探讨这些环路如何组织信息流，并最终产生可观察到的行为。 第七章：编码与解码：信息在环路中的表示 本章探讨神经信息如何被“编码”成可供后续处理的信号形式。我们将分析速率编码（Rate Coding）、时间编码（Temporal Coding） 和群体编码（Population Coding） 的优缺点及其在不同感觉和运动系统中的应用。重点内容包括感应神经元（Sensory Neurons） 如何将物理刺激（如光、力、化学物质）转化为神经元的发放模式，以及如何利用光遗传学（Optogenetics） 和化学遗传学（Chemogenetics） 等先进工具来解析特定环路的因果关系。 第八章：振荡、同步与环路动力学 复杂的认知和运动功能往往依赖于大规模神经元群体的同步振荡（Oscillations）。本章将深入研究皮层和海马体中的 $ ext{Gamma}$、$ ext{Theta}$ 等节律的生成机制，探讨这些振荡如何促进不同脑区间的信息整合与通信（“绑定问题” Binding Problem）。我们将分析反馈和前馈环路的结构对振荡频率和稳定性的影响。 第九章：决策制定与运动控制的回路原理 本章聚焦于高级功能。我们将以基底神经节（$ ext{Basal Ganglia}$）和运动皮层为例，阐述决策制定的基本回路结构（如 $ ext{Go/No-Go}$ 通路）。内容将涵盖奖励信号（Dopamine） 如何调节环路中的学习和选择过程，以及运动前区如何利用前馈预测模型（Feedforward Predictive Models） 来规划和平稳执行复杂的序列动作。 --- 第四部分：神经系统的环境相互作用与适应性重塑 本书的最后一部分将关注神经系统如何响应长期、显著的环境压力或变化，以及药物和毒素如何干扰正常的生理平衡。 第十章：神经可塑性的病理生理学基础 本章探讨当正常信号通路失衡时，神经系统可能出现的病理状态。我们将分析慢性应激、缺血或中毒如何影响离子通道的表达、突触的过度兴奋或抑制，从而导致癫痫、慢性疼痛或神经退行性疾病的早期分子改变。重点将放在兴奋性毒性（Excitotoxicity） 的机制和其在神经元损伤中的核心地位。 总结：未来的展望 本书的结尾将展望神经科学的未来方向，包括计算神经科学如何通过复杂系统建模来统一分子、细胞和行为层面的发现，以及类器官模型（Organoids） 在体外研究人类神经系统复杂性和疾病建模中的潜力。本书旨在为研究人员、研究生和对神经科学的深层机制感兴趣的读者，提供一个严谨、全面且与时俱进的知识框架。

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