第一篇 神经活动的基本过程 3
第一章 神经元和突触 3
第一节 神经系统概述 3
一、神经系统的进化 3
二、哺乳动物和人的神经系统构成 4
三、神经组织 4
第二节 神经元 5
一、神经元的形态 5
二、神经元的分类 5
三、神经元的胞体 7
四、神经元的突起 8
第三节 突触 10
一、突触的概念和类型 10
二、化学突触 11
三、电突触 13
第四节 神经胶质细胞 14
一、中枢神经胶质细胞 14
二、周围神经胶质细胞 15
三、神经胶质细胞的功能 15
第二章 神经元膜的电学特性和静息电位 19
第一节 神经元膜的物质转运功能 19
一、通过脂双层的物质扩散 19
二、通过膜蛋白介导的物质转运 19
三、通过膜“运动”的物质转运 21
第二节 神经元生物电记录技术 22
一、生物电记录技术概述 22
二、细胞外记录 23
三、细胞内记录 23
四、膜片钳记录 24
第三节 神经元膜的电学特性 25
一、神经元膜的等效电路 25
二、静息电位 25
三、膜电阻和电流-电压关系曲线 26
四、膜电容和时间常数 27
五、空间常数 28
第四节 静息电位的离子机制 29
一、产生静息电位的条件 29
二、K+平衡电位与Nernst方程 29
三、影响静息电位的因素 31
第三章 神经电信号和动作电位 34
第一节 神经电信号概述 34
一、神经电信号的概念及其类型 34
二、神经电信号的产生机制 34
三、神经元膜电学特性与电信号的传导 34
四、神经信息的编码方式 35
第二节 局部电位 35
一、局部电位的概念和类型 35
二、局部电位的特性 36
第三节 动作电位 37
一、动作电位的概念和特征 37
二、动作电位的过程和成分 38
三、动作电位产生的离子机制 38
四、动作电流的电压钳分析 40
第四节 动作电位的产生与传导 43
一、阈电位 43
二、动作电位的触发机制 43
三、动作电位的发放模式 44
四、动作电位的传播 44
第五节 神经元的兴奋性 46
一、兴奋性的概念与指标 46
二、影响神经元兴奋性的因素 46
第四章 神经电信号的传递 49
第一节 神经电信号的传递概述 49
一、神经电信号传递的概念 49
二、神经电信号传递的方式 49
第二节 化学突触传递 50
一、化学突触传递的概念 50
二、化学突触传递的基本过程 50
三、突触后电位 54
四、突触后电位的整合 57
第三节 电突触传递和非突触性传递 58
一、电突触传递 58
二、非突触性传递 59
第四节 神经电信号传递的调制 59
一、突触传递的调制方式 59
二、突触传递的可塑性 60
三、突触前抑制和突触前易化 60
四、其他突触传递调制 61
第五章 神经递质和神经肽 64
第一节 神经递质 64
一、神经递质的分类 64
二、神经递质的合成与储存 65
三、神经递质的释放 66
四、神经递质的清除 66
第二节 神经肽 66
一、神经肽的分类 66
二、神经肽的主要特点 66
三、递质共存 68
四、神经肽的作用方式 69
第三节 神经递质转运体 69
一、神经递质转运体的分类、分布及结构 70
二、神经递质转运体的作用 71
第四节 神经递质系统 72
一、乙酰胆碱 72
二、单胺类 72
三、氨基酸类 73
四、嘌呤类 73
五、逆行递质类 73
第六章 离子通道与胞内钙离子平衡 75
第一节 离子通道与信号转导概述 75
第二节 离子通道的基本特性 77
一、离子通道的物理特征 77
二、离子通道是蛋白质 77
三、离子通道的选择性 77
四、离子通道的开放和关闭 78
五、电压门控通道S4螺旋的门控作用 79
第三节 单通道记录技术 79
第四节 电压门控通道 82
一、电压门控钠通道 82
二、电压门控钾通道 85
三、电压门控钙通道 87
四、电压门控氯通道 88
第五节 胞内钙离子平衡 89
一、细胞内的Ca2+平衡机制 89
二、钙敏感信使 94
三、钙信号向胞核传播 94
四、钙调节基因表达 95
第七章 受体与信号转导 97
第一节 受体与信号转导概述 97
第二节 受体的种类与结构 97
一、离子通道型受体 98
二、G蛋白耦联受体 98
三、与酶相关的单跨膜受体 98
四、转录调节因子受体 99
第三节 离子通道型受体 99
一、离子通道型受体分类 100
二、离子通道型受体介导的快速信号传递和生理功能 101
三、离子通道型受体举例：NMDAR、GlyR、TRP和ASIC 102
第四节 G蛋白耦联受体 105
一、GPCR的结构和分类 105
二、G蛋白的结构、分类及调节机制 106
三、GPCR介导的信号转导通路 108
第五节 第二信使系统 110
一、环腺苷酸信使系统 110
二、环鸟苷酸信使系统 111
三、肌醇三磷酸和二酰甘油信使系统 112
四、花生四烯酸及其代谢产物 113
五、一氧化氮 113
六、效应蛋白的磷酸化和脱磷酸化 113
第六节 受体间的相互作用 114
一、GPCR与GPCR之间的对话 114
二、GPCR与离子通道型受体之间的对话 115
三、离子通道型受体与离子通道型受体之间的对话 116
第二篇 神经系统的发育 121
第八章 神经系统发育 121
第一节 神经管的形成 121
第二节 神经管的分化 126
一、三脑泡阶段 127
二、五脑泡阶段 127
三、成熟阶段 127
四、头尾轴（anterior-posterior axis）的形成和调控机制 129
五、背腹轴（dorsal-ventral axis）的生成起因 131
第三节 中枢神经系统组织构型的建立 135
一、神经细胞的迁移 135
二、脊髓和延髓的组织生成 138
三、小脑的组织生成 138
四、大脑的组织生成 139
五、神经嵴细胞 141
六、神经胶质细胞 143
七、成体神经干细胞 143
第四节 轴突的生长 144
一、生长锥 144
二、胞外网状结构的黏接作用 146
三、细胞表面的黏接和簇生作用 146
四、向化性反应 149
五、目的地的选择 154
六、生长锥的崩塌 156
第五节 突触的形成和再生 157
一、神经肌肉接头 157
二、中枢神经系统的突触形成 161
第六节 突触联系的精细调制 164
第七节 神经系统的损伤和再生 166
一、神经损伤 166
二、神经元的凋亡 167
三、神经再生能力 167
四、促进中枢神经再生的治疗手段 168
第三篇 感觉系统 177
第九章 视觉 177
第一节 视网膜——“外周脑” 177
一、视网膜 177
二、光感受器的换能机制——光致超级化 180
三、视网膜内的信息处理机制——视网膜细胞的视觉感受野 181
第二节 外膝体对视觉信息的调节和分流处理 186
一、外膝体的分层与投射 186
二、外膝体神经元感受野性质 187
三、外膝体神经元执行中枢对视觉信息的调节功能 188
四、外膝体在形成平行信息处理通道中的编组和分流作用 189
第三节 视觉皮层——视觉的最高级中枢 191
一、视皮层的细胞组构及分层 191
二、视皮层细胞的分类和感受野性质 191
三、视皮层的功能组构 194
四、形状、颜色和运动信息的平行处理机制 197
五、视觉皮层下行反馈的易化作用和调制作用 199
第十章 听觉 205
第一节 听觉系统的结构 205
一、外耳 205
二、中耳 206
三、内耳 207
四、听觉中枢通路 207
第二节 耳蜗对听觉信号的加工 208
一、耳蜗的机械学 208
二、耳蜗信号转导 210
三、耳蜗场电位和耳声发射 212
四、听觉神经的电生理 213
第三节 听觉中枢的信息加工 216
一、听觉通路中频率拓扑结构 216
二、听觉通路中神经元的反应特性 217
三、声源空间定位的神经机制 218
四、听觉皮层 219
第十一章 味觉与嗅觉 222
第一节 味觉 222
一、味觉感受器 222
二、味觉转导的受体和膜机制 222
三、味觉通路和功能 225
第二节 嗅觉 226
一、嗅觉感受器 226
二、嗅信号的转导机制 227
三、嗅球 228
第十二章 躯体感觉 232
第一节 躯体感受器 232
第二节 躯体感觉的中枢通路 234
一、传入通路 234
二、体感觉皮层 235
第二节 痛觉 237
一、痛觉感受器和传入通道 237
二、痛的中枢整合 238
三、痛的中枢调制 238
第十三章 平衡觉和本体感觉 240
第一节 前庭器官——平衡觉的感受器官 240
一、大体结构 240
二、毛细胞的换能机制 240
三、中枢通路 242
第二节 本体感觉——对身体运动的感觉 243
一、肌梭、腱器官和关节感受器 243
二、本体感觉的中枢通路 243
第四篇 运动系统 247
第十四章 躯体运动及其中枢控制 247
第一节 概述 247
一、反射运动、随意运动和节律运动 248
二、感觉信息在运动控制中的作用 249
三、控制运动的神经结构 249
第二节 脊髓运动神经元和肌肉感受器 254
一、脊髓运动神经元和运动单位 254
二、肌肉收缩张力的调节 257
三、肌肉长度和张力变化的感受装置——肌梭和高尔基腱器官 259
第三节 反射性运动和节律性运动 267
一、牵张反射 267
二、反射活动的协调 270
三、屈反射 271
四、节 律性运动 271
五、行走 273
第四节 随意运动的发起和管理 275
一、初级运动皮层与运动参数的编码 275
二、辅助运动皮层和前运动皮层与运动的准备过程 280
三、小脑对运动的调节 281
四、基底神经节对运动的调节 291
第十五章 自主神经系统 301
第一节 自主神经系统的结构和功能特性 301
一、自主神经与躯体运动神经的主要区别 301
二、交感神经与副交感神经的主要区别 303
三、自主神经系统的传入 304
第二节 自主神经系统的递质和受体 304
一、自主神经系统的递质 304
二、自主神经系统递质的受体 305
第三节 自主神经对主要内脏系统活动的调控 307
一、自主神经系统对心血管活动的调控 307
二、自主神经系统对胃肠功能的调节 309
三、自主神经系统对呼吸运动的调节 311
四、自主神经系统对瞳孔活动的调节 312
第四节 高级中枢对自主神经系统活动的影响 313
一、脊髓和低位脑干对内脏活动的调节 313
二、下丘脑对自主神经活动的调节 313
三、边缘系统 315
四、下丘脑和脑干的孤束核在自主神经系统调控中的整合作用 315
第五篇 脑的高级功能 319
第十六章 弥散性调制系统与行为 319
第一节 去甲肾上腺素能系统 319
第二节 5-羟色胺能系统 320
第三节 多巴胺能系统 320
第四节 乙酰胆碱能系统 321
第五节 弥散性调制系统和药物依赖 321
一、致幻剂 322
二、兴奋剂 322
第六节 弥散性调制系统和精神疾病 323
一、抑郁症 323
二、精神分裂症 324
第十七章 情绪的脑机制 326
第一节 什么是情绪 326
一、James-Lange学说 326
二、Cannon-Bard学说 326
第二节 边缘系统 327
一、Broca边缘叶 327
二、Papez回路 327
第三节 恐惧与焦虑 328
一、Klüver-Bucy综合征 328
二、杏仁核 329
三、习得性恐惧 330
第四节 愤怒与攻击 331
一、下丘脑与攻击行为 331
二、中脑与攻击行为 332
三、杏仁核与攻击行为 332
四、5-羟色胺与攻击行为 332
第五节 强化与奖赏 333
一、自我电刺激与强化 333
二、人脑的自我电刺激 333
三、多巴胺和强化 334
第十八章 睡眠与觉醒的脑机制 336
第一节 快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠 336
一、非快速眼动睡眠的特征 336
二、快速眼动睡眠的特征 337
第二节 睡眠时相和周期 337
第三节 睡眠与觉醒的机制 338
一、上行网状激活系统与觉醒 338
二、入睡与非快速眼动睡眠 338
三、快速眼动睡眠 338
四、促睡因子 339
第四节 快速眼动睡眠和梦 339
第十九章 学习和记忆 341
第一节 学习和记忆的分类 341
一、学习的分类 341
二、记忆的分类 342
第二节 陈述性记忆 343
一、陈述性记忆的脑系统 343
二、陈述性记忆的突触机制 345
三、短时记忆向长时记忆转化的分子“开关” 348
第三节 非陈述性记忆 351
一、习惯化 351
二、敏感化 352
三、启动效应 352
四、运动技巧 353
五、习惯学习 354
六、经典条件反射 355
七、知觉学习 356
八、分类学习 357
九、认知技巧 358
十、情绪学习 358
第二十章 大脑联合皮层和功能一侧化 364
第一节 顶叶联合皮层 365
一、人顶叶联合皮层功能的神经心理学研究 365
二、猴顶叶联合皮层功能的切除损毁研究 366
三、猴顶叶联合皮层功能的神经生理学研究 366
第二节 颞叶联合皮层 368
一、人颞下回功能的神经心理学研究 368
二、猴颞下回功能的切除损毁研究 368
三、猴颞下回功能的神经生理学研究 368
第三节 前额叶联合皮层 370
一、前额叶皮层的注意力调控功能 370
二、前额叶皮层的学习和记忆功能 371
三、前额叶皮层的行为抑制功能 375
四、前额叶皮层的行为计划和策略形成 375
五、前额叶皮层的发散性思维能力 376
第四节 脑功能一侧化 377
一、大脑两半球功能对称性 377
二、大脑两半球功能不对称性 378
三、功能一侧化的生物学意义 379
第二十一章 语言和语言障碍 381
第一节 人类语言的特征 381
一、语言的创造性、形式、内容和使用 381
二、语言起源的两种假说 381
三、语言能力是先天决定的 382
第二节 语言功能的优势半球 383
第三节 语言信息的处理模型 383
一、Wernicke-Geschwind模型 383
二、Wernicke-Geschwind模型的不足之处 384
第四节 语言障碍的表现形式 385
一、Wernicke失语 386
二、Broca失语 387
三、传导性失语 387
四、命名性失语 387
五、完全性失语 387
六、跨皮层失语 387
七、皮层下失语 388
第五节 右半球的语言功能 388
第六节 某些阅读和书写障碍的解剖学定位 388
一、获得性阅读和书写障碍：失读症和失写症 388
二、语音符号和表意文字在大脑皮层不同区域进行处理 389
第二十二章 注意的神经基础 391
第一节 注意的行为学效应 391
一、注意增强信号检测 391
二、注意加速行为反应 392
第二节 注意的神经生理学效应 393
一、注意的PET成像研究 393
二、注意增强顶叶神经元的反应 393
三、注意改变V4区神经元的感受野反应 394
第三节 注意是如何控制的 396
一、视觉朝向神经网络 396
二、注意实施神经网络 398
三、警觉维持神经网络 399
第二十三章 脑成像技术的基本原理 401
第一节 计算机断层成像术 401
第二节 正电子发射断层成像术 402
第三节 磁共振成像术 404
第六篇 神经、内分泌与免疫系统的关系 409
第二十四章 神经、内分泌与免疫系统的相互调节 409
第一节 神经、内分泌系统对免疫系统的调节作用 410
一、中枢神经系统对免疫系统的调节作用 410
二、神经递质对免疫系统的调节作用 411
三、神经肽对免疫系统的调节作用 412
四、激素对免疫系统的调节作用 414
第二节 免疫系统对神经、内分泌系统的调节作用 417
一、细胞因子对神经活动的调节作用 417
二、细胞因子对下丘脑-垂体轴的调节作用 420
三、细胞因子对神经细胞活动的调节作用 423
第三节 神经、内分泌与免疫系统间相互调节的结构基础及其作用机制 424
一、神经系统对免疫系统的神经支配 424
二、神经、内分泌与免疫系统共用的化学语言 425
三、神经、内分泌与免疫系统间相互作用的机制 429
第七篇 脑衰老生物学 435
第二十五章 脑衰老与生物学调控 435
第一节 脑衰老概念 435
一、脑衰老 435
二、脑衰老的脑解剖形态变化 435
三、脑衰老的组织学特征性变化 435
四、脑衰老的机能变化 436
五、脑衰老的病理性变化 436
第二节 基因水平的脑衰老调控 436
一、衰老相关基因 436
二、长寿相关基因 437
第三节 表观遗传学水平的脑衰老调控 438
一、表观遗传学概述 438
二、表观遗传在脑衰老中所起的作用 438
第四节 分子生物学水平的脑衰老调控 439
一、异常糖基化 440
二、自由基与线粒体衰老 440
三、氧化衰老和胰岛素受体信号转导 440
四、细胞周期信号传导 441
五、Ras/MAPK 441
六、Ras/PI3K 442
七、磷脂酶D途径 442
八、代谢异常 442
九、脑内髓鞘变化 442
十、血-脑屏障 443
第五节 脑衰老与神经退行性疾病 443
一、神经退行性疾病的概念及其与脑衰老的关系 443
二、病理性脑衰老与神经退行性疾病的病理生理学机制 444
三、常见的神经退行性疾病 450
附录 神经系统的组构 456
索引 463