神经生物学研究概论

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神经生物学研究概论

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摘要：神经生物学是生物学中研究神经系统的解剖，生理，神经生物学。病理方面内容的一个分支。神经生物学，21世纪的明星学科。从上个世纪90年代以来，世界科研强国加快了对神经生物学研究的投入。美国于1990年推出了“脑的十年计划”，接着欧洲于1991年开始实施“EC脑十年计划”，然后日本于1996年也正式推出了名为"脑科学时代计划"的跨世纪大型研究计划，计划在未来20年内投入相当的研究经费。这些研究工作虽然至今为止并没有在神经生物学领域取得重大进展，没有解开智力形成之迷，没有解开毒品上瘾之迷，没有解开老年痴呆治疗之迷，但却在潜移默化中推动了神经科学的发展，为本世纪神经生物学的腾飞打好了基础。

关键词：神经生物学 研究进展 展望

1.神经生物学的概念

神经科学是专门研究神经系统的结构、功能、发育、遗传学、生物化学、生理学、药理学及病理学的一门科学。大脑的结构和功能是自然科学研究中最具有挑战性的课题。近代自然科学发展的趋势表明，21世纪的自然科学重心将在生命科学，而神经生物学和分子生物学将是21世纪生命科学研究中的两个最重要的领域，必将飞速发展。在医学这个大的学科内，神经生物学是一门在各个水平，研究人体神经系统的结构、功能、发生、发育、衰老、遗传等规律，以及疾病状态下神经系统的变化过程和机制的科学。它涉及神经解剖学、神经生理学 发育神经生物学、分子神经生物学、神经药理学、神经内科学、神经外科学、精神病学等等。神经生物学的内容非常丰富，研究进展很快，作为医学生不仅要全面掌握，还要及时了解新的研究进展[1]。

2.神经生物学的主要内容

神经生物学包罗了基础神经科学的诸多学科，并非若干传统学科简单和机械地组合，在传统神经科学的基础之上成长和发展起来的一门新兴的综合性的边缘学科。神经生物学的重点研究对象便是脑，脑是高等生物最复杂的器官，同时神经元几乎是最难培养的细胞。神经生物学的材料与生物学的其它学科一样，是动物，从低等的果蝇到高等的小鼠、人。神经生物学的研究方法同样离不开核酸的分析与蛋白质的分析，分子生物学的PCR、免疫组化、western blot也是神经生物学的主要研究方法。但是由于脑的特殊性，所以神经生物学研究还需要使用一些其他的方法、电生理法便是其中的一种，电生理是用电刺激的方法来研究神经回路、神经元在特殊生理条件下的反应。膜片钳是用于测量离子通道活动的精密检测方法[1]。神经细胞、神经网络的遗传与发育研究，自1993年ZieglgansbergerW和Tolle TR提出系统生物学方法研究神经疼痛（pain）的疾病机理以来，细胞信号传导网络与基因表达调控的系统生物学已经成为神经生物






学研究的重要内容。从一般意义上讲，神经生物学(neurobiology)、神经科学(neuroscience)、脑科学(Brain science)三者是同义词，她是一门既古老而又活鲜的科学。回望其历史，人们可以追溯到古埃及、古希腊人对脑的结构和功能的最初认识与探讨。而现代神经生物学是一门以问题为驱动的新兴科学，她以研究神经系统的结构和功能为主要任务，在一般生物学的基础上研究人脑的各个方面，涵盖了广泛的科学内容 。诺贝尔奖获得者沃森曾宣称：“20世纪是基因的世纪，21世纪是脑的世纪。”然而，长期以来，在神经生物学的教学上，相关知识只是在生理学课程中作为人体各大系统之一进行介绍。后来，随着神经科学的飞速发展，我国的各医学院校才陆续才成立专门的神经生物学教研室或研究所，并逐渐开设神经生物学这门课程。从作为生理学一个章节的内容，到作为一门独立的课程走上讲堂进行系统讲述，神经生物学的教学无论在形式和内容上都必然要有飞跃的变化。怎么把古老而又年轻的神经科学完整的呈现于学生面前，怎么将日新月异的神经科学研究进展融入课堂教学，激励学生对神经科学兴趣，显然是我们每一个神经科学研究和教学工作者必须思考和探讨的问题[2]。

3.神经生物学的研究进展和展望

神经生物学的这些发展趋势，促成了目前这一领域的繁荣局面，并将在今后相当长时期内主导其发展进程。

在细胞和分子水平的研究将不断拓展和推进，对神经活动的基本过程的研究将进一步深入，并逐渐形成更完整的认识。随着更多的新离子通道（或亚型）的发现及其氨基酸序列的确定，有可能形成更准确的通道分类模式，揭示不同通道的家族关系。对神经递质的存贮、释放、调节的一系列精细过程将得以清楚的阐明。对神经递质与受体结合后的信号转导及其功能作用，将无疑会有更深入的了解，同时将会发现许多新的神经调制方式。在神经系统的发育方面，对神经元整合各种分子信号形成突触和组织特定的神经回路的研究，将取得重大进展；将有更多的神经营养因子被鉴定，相应的受体被发现，它们在发育和成熟的神经系统中的作用将被阐明。这些研究将使人们了解在发育过程中遗传突变的表述如何引起神经系统的缺损。鉴于目前的进展主要是在低等动物的简单神经系统上取得的，人们必须去发展新的技术和方法，在分子水平上去探索高等动物复杂神经系统的发生、发育规律。在感觉研究方面，研究层次的跨度更大。感觉技能发生在细胞和分子水平上，其过程的阐明将揭示感觉极高敏感度（一个光量子可使先感受器兴奋，毛细胞纤毛运动0.3nm即可达到听阈）的奥秘。在感觉信息加工领域中，既有细胞和分子层次上的研究（如信号的化学传送机制），也包括信号的串行、平行处理最终形成感知觉的更高层次的探索。而对运动的研究，同样具有跨层次的特点，人们将最终了解运动程序如何编制，行为如何实现。

遗传性神经系统疾患的研究无疑将有长足的进展。从目前的研究步伐来看，在未来几十年内，将能预测大部分疾病在个体的未来表达或定位其缺损基因，并对这些基因致病的分子机制有深入的了解。

以上所谈的大致可以从目前的发展态势加以预测。在脑的高级功能方

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