《神经科学核心概念》课件

神经科学核心概念课程概述1定义范围研究神经系统结构与功能2核心重要性奠定学科基础知识体系课程结构第一部分：神经元与神经系统基础单元神经元构成信息传递电化学信号系统整合网络形成神经元的基本结构细胞体核心处理单元树突接收信息输入轴突传递信号输出神经元的功能信息接收树突捕获信号信息处理细胞体整合信息传递轴突发放信号突触的结构与功能化学突触神经递质传递单向传导电突触离子直接流动双向传导神经递质类型作用示例兴奋性促进神经元放电谷氨酸抑制性抑制神经元放电GABA动作电位1静息状态膜电位约-70mV2去极化钠离子内流3复极化钾离子外流4超极化短暂过冲突触可塑性长时程增强突触效能增强长时程抑制突触效能减弱神经系统的组成中枢神经系统大脑与脊髓周围神经系统传感与运动神经大脑的主要结构1大脑皮层高级认知功能2基底神经节运动控制3小脑运动协调4脑干基本生命功能脊髓的结构与功能传导通路连接大脑与外周反射中枢无意识反应控制保护机制脊柱和脑脊液包围第二部分：感觉与知觉刺激接收感受器激活1信号转导神经编码2中枢处理整合分析3感知形成主观体验4感觉系统概述感觉接收器将外界刺激转化为神经信号感觉通路传递信号至大脑皮层特定区域视觉系统视网膜光信号转换外侧膝状体视觉中继站初级视觉皮层基本特征分析高级视觉皮层复杂特征整合听觉系统1外耳收集声波2中耳声波转振动3内耳机械能转电信号4听觉皮层声音特征分析嗅觉系统嗅觉受体鼻腔顶部嗅球初级处理嗅皮层气味识别味觉系统甜味糖类感知1酸味氢离子浓度2咸味钠离子感知3苦味毒素警告4鲜味蛋白质存在5体感系统触觉机械压力感知温度感冷热刺激痛觉损伤预警知觉的神经机制特征检测基本元素识别模式识别特征组合统一自上而下处理经验影响感知第三部分：运动控制3控制层级100B神经元连接640骨骼肌数量运动系统概述运动皮层运动指令发起基底神经节动作选择协调小脑精细运动调节脊髓反射刺激感知感受器激活1信号传入感觉神经元2脊髓整合中间神经元3运动执行运动神经元4运动单位一个运动神经元及其支配的肌纤维组成基本功能单元肌肉收缩的神经控制神经冲动达到神经末梢递质释放乙酰胆碱分泌肌膜去极化引发电位钙离子释放触发收缩运动学习与技能获得1认知阶段理解动作要求2联想阶段练习减少错误3自主阶段动作自动化第四部分：学习与记忆神经基础突触连接改变时间分类短期与长期功能分类陈述与程序学习的神经机制赫布理论同时激活神经元增强连接突触可塑性长时程增强与抑制神经环路重塑新连接形成与修剪短期记忆与工作记忆7±2信息容量20s存留时间3工作记忆组件长期记忆陈述性记忆事实与事件可以言语表达程序性记忆技能与习惯自动化执行海马体与记忆形成1信息编码感知觉刺激2海马处理关联整合3记忆巩固突触加强4皮层存储长期保存记忆巩固与提取编码阶段信息获取巩固阶段睡眠重要存储阶段突触连接提取阶段线索激活遗忘的神经机制遗忘曲线显示记忆随时间指数衰减第五部分：情绪与动机刺激识别感知觉过程1情绪唤醒自主神经反应2认知评价意义解释3行为表达外显反应4情绪的神经基础边缘系统情绪加工核心包含多个相互连接结构杏仁核情绪尤其恐惧中心威胁探测与反应恐惧与焦虑的神经机制杏仁核活化威胁信号处理前额叶调控情绪调节应激反应HPA轴激活奖赏系统与多巴胺腹侧被盖区多巴胺起源伏隔核快感中心前额叶皮层价值评估动机的神经基础1内在动机兴趣驱动2外在动机奖惩驱动3生理驱动基本需求应激反应与压力1警觉期交感神经激活2抵抗期肾上腺皮质激素释放3耗竭期资源消耗第六部分：语言与认知高级认知功能主要在前额叶和颞叶区域加工语言的神经基础布洛卡区语言产生韦尼克区语言理解弓状束连接两区语言处理的神经网络语音处理颞上回1语义处理颞中回2句法处理额下回3语用处理前额叶4注意力的神经机制1警觉脑干网状结构2定向顶叶皮层3执行控制前额叶皮层执行功能工作记忆信息暂时保持与操作抑制控制不相关刺激与反应抑制认知灵活性任务间快速切换能力决策making的神经基础价值评估眶额皮层风险计算扣带回行动选择背外侧前额叶结果评价伏隔核社会认知与镜像神经元镜像系统动作观察与执行共享心智理论理解他人意图共情能力体验他人情感第七部分：发展与可塑性1发育过程神经元产生、迁移与连接2环境塑造经验依赖性发展3终生变化成人脑可塑性神经系统的发育1神经管形成胚胎早期2神经元产生大量细胞分裂3神经元迁移定位脑区4轴突导向寻找目标5突触形成建立连接关键期与敏感期不同能力发展的最佳时期存在差异经验依赖性可塑性使用依赖神经通路加强"用进废退"竞争依赖资源有限竞争活动模式决定胜者成年脑的神经可塑性突触可塑性连接强度变化功能重组脑区功能调整成人神经发生少量新神经元产生神经退行性疾病与脑可塑性阿尔茨海默病淀粉样蛋白沉积帕金森病多巴胺神经元死亡认知储备抵抗病理损伤第八部分：神经科学研究方法多种技术方法探索神经系统功能结构电生理学技术细胞内记录单神经元精确活动细胞外记录神经元群体活动脑电图大尺度神经活动脑成像技术技术优势局限fMRI高空间分辨率间接测量PET代谢活动放射性EEG高时间分辨率低空间分辨率光遗传学技术光控激活特定波长光线控制基因工程光敏蛋白表达精确定位特定细胞类型神经调控技术TMS经颅磁刺激暂时性干扰脑区功能tDCS经颅直流电刺激调节神经元兴奋性计算神经科学与模型单神经元模型电生理特性1神经网络模型连接模式2认知过程模型信息处理