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出版者:人民卫生出版社

作者:朱大年

出品人:

页数:297

译者:

出版时间:2005-7

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787117068857

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挑战与探索：神经科学前沿课题精选 图书简介 《挑战与探索：神经科学前沿课题精选》并非旨在巩固基础知识的习题汇编，而是聚焦于当前神经科学领域最活跃、最具挑战性、且亟待深入研究的尖端课题。本书汇集了近年来在细胞与分子神经科学、系统神经科学、认知神经科学以及神经工程等多个交叉领域取得突破性进展的精选研究主题，旨在为有志于投身前沿探索的科研人员、高年级研究生及专业人士提供一个高屋建瓴的视野和深入钻研的起点。 本书的结构设计旨在引导读者从宏观视角切入微观机制，再回归到复杂功能系统的整合层面。我们避开了对初级或标准教科书内容的重复性梳理，而是将重点放在那些尚未形成定论、需要批判性思维和创新性实验设计才能攻克的难题上。 第一部分：分子与细胞神经科学的极限——从蛋白质组到突触动态 本部分深入剖析了构成神经系统基本单元——神经元及其支持细胞——在分子层面上的精细调控机制，尤其关注那些与重大神经系统疾病紧密相关的分子事件。 1. 朊蛋白样聚集体的分子病理学与新兴干预靶点： 本书摒弃了对阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）经典淀粉样蛋白斑块和路易小体的基础描述，而是聚焦于非经典的错误折叠中间态（Misfolded Intermediates）在细胞毒性中的确切作用机制。我们探讨了如何利用先进的冷冻电镜（Cryo-EM）技术解析这些瞬态聚集体的高分辨率结构，并讨论了基于结构生物学设计的新型小分子或单克隆抗体如何能够特异性地靶向并清除这些具有高度传染性和毒性的中间体。一个关键的挑战在于，如何区分引发病理的“真凶”与细胞自然清除过程中的副产物。本书详细分析了近年来利用类器官模型（Organoids）和体内成像技术（In Vivo Imaging）对这些分子事件进行实时追踪的最新进展。 2. 突触可塑性的时空解析：从单个囊泡释放到树突棘重塑： 突触是信息传递和学习记忆的物理基础。本书超越了对长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）的经典定义，转而探讨超快速突触可塑性（Ultrafast Synaptic Plasticity）和异位突触（Ectopic Synaptogenesis）的分子开关。我们详细阐述了钙离子信号的微区扩散（Microdomain Signaling）如何精确控制特定的信号通路激活，例如钙/钙调素依赖性蛋白激酶II（CaMKII）的亚型特异性磷酸化在长期记忆巩固中的差异贡献。此外，本书还引入了关于突触前活动依赖的RNA转录与翻译（Activity-Dependent Local RNA Translation）对突触稳定性的动态调控，探讨了如何利用生物正交化学技术（Bioorthogonal Chemistry）追踪特定mRNA向突触部位的运输和局部合成。 3. 胶质细胞的“重编程”与功能获得： 本书强调，星形胶质细胞（Astrocytes）和少突胶质细胞（Oligodendrocytes）不再被视为被动的支持细胞，而是神经环路功能的主动调控者。重点内容包括：神经炎症背景下星形胶质细胞的A1/A2表型转换及其对神经元存活和突触功能的不可逆影响；少突胶质细胞髓鞘形成速率与轴突信息传输速度之间的动态平衡机制；以及小胶质细胞（Microglia）在健康大脑的突触修剪（Synaptic Pruning）中的精细调控通路，探讨在发育障碍（如自闭症谱系障碍ASD）中，小胶质细胞过度或不足的清除活动如何导致特定回路的形成缺陷。 第二部分：系统与回路动力学——编码、决策与意识的神经基础 本部分将视角拉升至多个神经元群落构成的功能回路层面，关注信息如何被编码、处理、整合，并最终转化为可观察的行为和决策。 4. 稀疏编码、分布式表征与上下文依赖性记忆检索： 我们深入探讨了记忆的存储和检索机制如何平衡稀疏性（Sparsity）与鲁棒性（Robustness）。本书重点讨论了“情景绑定”（Episodic Binding）和上下文依赖性记忆检索（Context-Dependent Retrieval）中的“回路重激活”（Reactivation）现象，特别是海马体（Hippocampus）和前额叶皮层（PFC）之间的时序交互。内容包括如何利用光遗传学（Optogenetics）和钙成像技术（Calcium Imaging）来绘制和操纵特定“记忆轨迹”（Memory Trajectories），并分析了这些轨迹在受到干扰时如何影响记忆的准确性或遗忘的速度。 5. 决策制定的概率模型与神经元群体的集成： 本书侧重于证据积累模型（Drift-Diffusion Models, DDM）在解释行为决策中的应用，并将其与实际记录到的神经元群体活动相结合。重点分析了顶叶皮层（Parietal Cortex）和纹状体（Striatum）在处理不确定性（Uncertainty）和风险评估（Risk Assessment）时的信息表征差异。我们讨论了“认知控制”（Cognitive Control）的神经基础，即PFC如何通过调节基底神经节（Basal Ganglia）的输出通路来抑制冲动反应或切换任务策略，以及这种控制在执行功能障碍中的神经环路基础。 6. 睡眠中的信息巩固与“非快眼动睡眠-海马体”的对话： 睡眠不再被视为被动的休息期，而是信息整合的关键时期。本书详细探讨了慢波睡眠（SWS）期间的“海马-皮层对话”：包括尖波波群（Sharp-Wave Ripples, SWRs）如何驱动记忆的系统性重放（System Replay），以及皮层中的睡眠纺锤波（Sleep Spindles）如何介导这些重放信息被稳定地整合到长时程存储网络中。此外，我们还探讨了胶质淋巴系统（Glymphatic System）在睡眠期间对代谢废物的清除效率，及其与认知衰退的潜在关联。 第三部分：跨学科前沿——神经工程、计算建模与新型干预 本部分着眼于神经科学与其他工程、计算科学的交叉领域，关注如何利用新技术工具来解析复杂系统或开发创新的治疗手段。 7. 脑机接口（BCI）的下一代神经编码解码算法： 本书超越了传统的线性解码方法，重点介绍了基于生成模型（Generative Models）的神经活动预测，以及高维特征空间中的意图识别。我们讨论了深度学习（Deep Learning）在处理大规模、高维度神经数据集（如ECoG或多通道Utah阵列数据）中的应用潜力，尤其是在实现更自然、更流畅的运动控制或语言合成方面所面临的“鲁棒性”和“泛化性”挑战。同时，也探讨了闭环神经调控（Closed-Loop Neuromodulation）中，如何实时识别特定病理性或功能性脑状态并施加精准刺激的技术前沿。 8. 神经动力学系统的非线性分析与混沌理论： 传统上，许多神经活动被视为线性响应。本书引入了非线性动力学的视角来理解脑活动的复杂性。我们探讨了脑电图（EEG）和磁共振成像（fMRI）数据中可能存在的吸引子（Attractors）和临界点（Criticality）现象，并讨论了这些“临界状态”是否是高效信息处理的必要条件。分析的重点在于，如何利用这些计算工具来量化和区分抑郁症、精神分裂症等精神疾病中观察到的“回路僵化”（Circuit Rigidity）与健康大脑的“灵活性”。 9. 靶向神经可塑性的基因编辑与细胞替代疗法： 本书提供了对CRISPR/Cas9技术在精确靶向特定神经元亚群基因表达或修复遗传性神经系统疾病的最新进展的批判性回顾。我们关注于体内（In Vivo）基因递送的效率和安全性，以及如何利用诱导多能干细胞（iPSCs）衍生的神经祖细胞进行替代性移植，以修复受损的特定神经环路（例如，多巴胺能神经元的缺失）。讨论的重点在于，如何确保新移植的细胞能够有效地整合到现有的、高度复杂的神经回路中，并执行正确的信号传导功能。 《挑战与探索：神经科学前沿课题精选》旨在激发读者对这些悬而未决问题的深入思考，并为下一代神经科学研究奠定坚实的跨学科基础。它要求读者具备扎实的生物学背景，并乐于接受来自物理学、数学和计算机科学的思维工具的挑战。

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我是在一个重要的期末考试周发现这本书的，当时我的学习效率非常低，各种零散的知识点像一团乱麻，急需一个清晰的脉络来梳理。这本书的目录结构简直是为我量身定制的。它不是简单地按章节罗列，而是采用了一种“主题-子主题-关键概念”的递进式编排。比如，在讲解某个复杂的生理过程时，它会先用一个宏观的流程图把所有步骤串联起来，然后才深入到每一个步骤的分子机制细节。这种“先见森林，再察树木”的组织方式，极大地降低了我的认知负荷。而且，在每一个单元的结尾，它都会设置一个“知识回顾与自测”的小模块，这些题目设计得非常巧妙，不是那种死记硬背的简单问答，而是更多地侧重于对知识点之间联系的理解和应用。我发现，通过完成这些小测验，我能够迅速定位到自己理解模糊的地方，然后立即返回原文进行巩固，形成了一个非常高效的闭环学习系统，而不是学完一章就束之高阁。

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使用这本书进行自我提升的过程中，我发现它在知识的深度和广度之间找到了一个极佳的平衡点。它既能满足应试教育对核心知识点覆盖的硬性要求，又适当地引入了当前学科研究的前沿动态。比如，在介绍内分泌系统的部分，它没有停留在传统的激素作用机制上，而是花了不少篇幅探讨了“代谢重编程”在生理状态下的调控作用，这部分内容显然超出了基础考试的要求，但对于想要向更高层次迈进的学习者来说，却是极具价值的视野拓展。这使得这本书的适用性非常广泛，不仅适合作为本科阶段的教材，对于准备考研或者希望重新系统梳理知识的在职专业人士，它也能提供一个坚实而又前沿的平台。这本书的价值在于，它不仅仅是知识的搬运工，更是思维的引导者，它鼓励读者去思考不同系统间的相互联系，而不是孤立地看待每一个生理模块，这种系统性思维的培养，才是学习一门复杂学科的真正精髓所在。

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细节的打磨是这本书真正体现其专业价值的地方。我尤其注意到了书中图表的质量。很多生理学教材中的图示往往过于简化或者信息量爆炸，难以有效传达核心信息。然而，这本书的插图和表格，无一不体现出严谨的科学态度和清晰的逻辑导向。每一个图表都有详尽的图注，而且色彩的使用极具目的性，比如，在展示血液流变学特性时，不同粘稠度的血液用深浅不一的阴影来区分，直观易懂。更令人称道的是，作者似乎非常贴心地考虑到了不同学习者的需求，在一些关键的公式推导旁，他们还附上了简短的“数学原理回顾”，以防有基础稍弱的读者在公式的推导过程中卡壳。这种对学习障碍的预判和提前设置的“脚手架”，显示出编者在内容组织上投入了极大的心血，真正做到了以学习者的角度去完善每一个角落。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种沉稳的深蓝色调，配上简洁有力的白色字体，一下子就抓住了我的眼球。初次拿到手的时候，那种略带磨砂质感的封面材质，摸起来非常舒服，不像有些教材那样冰冷光滑，反而多了一份亲切感。我特别喜欢封面上的那个小小的、抽象化的神经元图案，它既点明了这本书的主题——生命科学，又没有过于写实和枯燥，设计感十足。翻开扉页，纸张的厚度和白度都拿捏得恰到好处，即使用比较细的钢笔书写也不会有明显的洇墨现象，这对经常需要圈点批注的学生来说简直是福音。更值得称赞的是，它没有采用那种一味追求花哨的彩色印刷，而是保持了经典的黑白排版，重点信息和图表部分则用了适度的灰色和少量强调色来区分，保证了阅读的专业性和专注度。整体来看，这本书在视觉传达和物理感受上都做到了上乘，让人从拿起它的那一刻起，就对即将开始的学习之旅充满了期待和尊重，感觉它不仅仅是一本工具书，更像是一个精心准备的伙伴。

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这本书的语言风格出乎意料地流畅且富有启发性，完全没有传统教材那种生硬的学术腔调。作者似乎非常懂得如何与处于学习初期的读者进行有效沟通。比如，在解释一些抽象的细胞信号传导机制时，作者没有直接抛出复杂的化学名词，而是运用了许多生活化的类比——将离子通道比作“快速的交通枢纽”，将酶促反应比作“流水线上的专业工人”。这些比喻既精准又不失趣味性，让那些原本晦涩难懂的概念变得鲜活起来，仿佛一下子就能在脑海中“看到”那个动态的过程。更让我欣赏的是，作者在阐述理论时，非常注重历史背景的交代，他会简要提及某个关键理论是如何一步步被建立和修正的，这不仅丰富了知识的维度，也让读者体会到科学探索的艰辛与魅力，从而激发了更深层次的好奇心，让我不再满足于仅仅记住“是什么”，而是渴望探究“为什么会是这样”。

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