Electrochemical Methods for Neuroscience (Frontiers in Neuroengineering) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:CRC

作者:Michael, Adrian C. (EDT)/ Borland, Laura M. (EDT)

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:2006-12-13

价格:USD 159.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849340758

丛书系列:

图书标签:

• Electrochemical methods
• Neuroscience
• Neuroengineering
• Electrochemistry
• Brain research
• Neural interfaces
• Biosensors
• Signal processing
• Neuromodulation
• Cognitive neuroscience

神经科学研究前沿：高通量电生理记录与生物传感技术 书籍概述 本书深入探讨了当前神经科学研究中依赖电化学原理和先进电生理技术的前沿进展。重点聚焦于如何利用微纳加工技术、生物兼容性材料以及创新的信号处理方法，实现对复杂神经回路在活体条件下高时空分辨率的记录和调控。本书旨在为神经工程师、生物物理学家、计算神经科学家以及临床神经病学研究人员提供一套系统、深入的技术视角和实践指导，以应对神经系统功能和病理机制研究中的关键挑战。 第一部分：微纳电极阵列与高密度记录技术 本部分详尽阐述了用于大规模神经信息采集的先进电极技术。首先，我们回顾了传统硅基微电极阵列（MEA）的发展历程，并重点介绍了诸如Neuropixels和CMOS-based Recording Arrays等新一代高密度、低阻抗探针的设计原理和制造工艺。这些技术极大地提高了记录通道数和空间分辨率，使得对数千个独立神经元的同步记录成为可能。 内容涵盖了电极材料的选择（如铂黑、导电聚合物和新型碳基材料）如何影响信噪比和长期稳定性。特别地，我们深入剖析了三维电极结构（如探针、腔体电极）的设计如何克服传统平面电极在穿透组织时的损伤问题，并提高对深层皮层结构的可及性。此外，先进的封装技术和柔性电子学在构建可植入、长期监测设备中的应用也被详细讨论，包括柔性聚合物基底和丝状微电极的生物相容性优化。 信号采集环节，本书详细介绍了如何从高密度记录中有效提取神经元尖峰信号（Spike Sorting）。这包括了传统聚类算法（如Principal Component Analysis, PCA）的局限性，以及当前主流的机器学习和深度学习方法（如自动编码器、卷积神经网络）在复杂背景噪声和信号重叠情况下的鲁棒性与准确性提升。时间分辨率分析方面，对局部场电位（LFP）的生成机制、频率成分分离（如$ heta, gamma$振荡）及其在揭示群体神经编码中的作用进行了深入的理论和实验阐述。 第二部分：电化学刺激与神经调控 神经科学研究不仅需要“听”，更需要“说”。本部分聚焦于如何通过精确的电化学或电生理手段对神经活动进行干预和调控。 光遗传学与电刺激的结合： 虽然本书核心侧重电化学方法，但我们讨论了如何将电生理记录与光遗传学工具结合，实现对特定细胞群的精确刺激与记录的交叉验证。在纯电刺激方面，本书详细分析了双向神经接口的设计原则。这包括了经颅直流电刺激（tDCS）、经颅交流电刺激（tACS）的电场分布建模，以及微电极阵列直接施加的皮层内电刺激的剂量-效应关系。 重点讨论了电化学刺激的安全性与效率。这涉及对电极-组织界面电荷注入极限（Charge Injection Limits）的计算，以及如何设计波形（如双相方波、尖峰波）以最小化电极腐蚀和局部组织损伤，同时最大化神经元的激活效率。对于深部脑刺激（DBS），本书考察了基于实时神经反馈的闭环刺激系统（Closed-Loop Stimulation）的架构，该系统能够根据记录到的病理活动特征（如帕金森病的震颤相关振荡）即时调整刺激参数，实现个性化治疗。 第三部分：生物传感与体内化学监测 神经活动的发生与介质环境的化学变化紧密相关。本部分探讨了如何利用电化学传感技术实时、原位地监测神经递质的释放和代谢物的浓度变化。 循环伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）与快速扫描示波伏安法（Fast-Scan CV, FSCV）： 这两种技术是神经化学监测的核心。本书详细介绍了如何设计具有高选择性、高灵敏度的微型工作电极（如碳纤维、纳米结构修饰电极）用于检测多巴胺、血清素、谷氨酸和ATP等关键分子。FSCV的时间分辨率优势，使得研究者能够捕获到单次神经元放电事件中介质的快速释放与清除动力学。 传感器在疾病模型中的应用： 我们展示了这些传感器如何应用于理解抑郁症、成瘾和缺血性损伤中的神经化学失衡。例如，如何通过FSCV技术在纹状体或海马体中追踪奖励通路中多巴胺的动态变化，或监测兴奋性毒性的发生。此外，酶电极和免疫化学传感器在生物标志物检测中的前沿应用，也为神经退行性疾病的早期诊断提供了新的思路。 第四部分：数据处理、建模与神经接口的未来 最后一部分关注从海量电生理数据中提取生物学意义以及未来接口技术的发展方向。 从数据到模型： 面对TB级的多通道数据，强大的计算工具是必需的。本书不仅涵盖了信号处理的统计方法，更强调了信息论在神经编码分析中的应用，例如互信息、传递熵等，用于量化不同脑区间的连接强度和信息流。在计算建模层面，讨论了如何利用生物物理模型来验证和解释大规模电生理记录所揭示的群体动力学。 神经接口的集成与伦理： 神经接口的未来在于多模态集成。本书展望了将电信号、化学信号监测与光学、超声等技术融合的可能性。同时，对于开发高带宽、长期植入设备所面临的生物相容性衰退、免疫反应和异位增生等工程难题，也提出了基于新型生物材料和可降解电子器件的潜在解决方案。最后，对神经接口技术在临床应用中涉及的隐私、安全和伦理边界进行了审慎的探讨。 本书结构严谨，内容聚焦于工程与神经科学的交叉前沿，强调技术实现的可行性与数据解释的严谨性，是该领域专业人士的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

当我看到“Electrochemical Methods for Neuroscience”这个书名时，我脑海中立刻浮现出一种充满科学严谨性和未来科技感的画面。这本书的出现，仿佛预示着我们正站在一个全新的十字路口，电化学的精确性与神经科学的复杂性在此汇合，必将碰撞出耀眼的火花。我憧憬着书中能够详细阐述，如何巧妙地运用电化学的原理，来“倾听”和“对话”大脑的语言。这其中的挑战与机遇并存，而我非常好奇作者们是如何克服技术上的难关，将这些想法转化为实际的研究工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就极具吸引力，尤其是“Frontiers in Neuroengineering”这个副标题，立刻让人联想到前沿、突破性的研究。作为一个对脑科学和工程交叉领域充满好奇心的读者，我被它勾勒出的图景深深吸引。想象一下，通过电化学的方法，我们能够以前所未有的精度和方式去探索大脑的奥秘，这本身就是一件令人振奋的事情。我特别期待书中能够深入探讨如何利用电化学信号来解读神经元的活动，是否能揭示出疾病发生发展的早期迹象，或者为开发更有效的治疗手段提供新的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“Electrochemical Methods for Neuroscience”仿佛是一张通往未知领域的地图，而“Frontiers in Neuroengineering”则是这条探索之路的指引。我迫不及待地想知道，在这本书的字里行间，是否蕴含着能够颠覆我们对大脑认知的方式。我设想，它可能深入探讨如何利用电化学技术来监测和调控大脑的化学环境，例如神经递质的浓度变化，以及这些变化如何影响神经元的活动和更高级的认知功能。我期待书中能展示一些令人惊叹的实验设计和结果，证明电化学方法在解决神经科学中的核心问题上，扮演着何等重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

“Electrochemical Methods for Neuroscience”这个书名，让我立刻联想到了一种更加精准、更加深入的探索大脑的方式。我设想，这本书可能会深入浅出地讲解各种电化学技术在神经科学研究中的应用，比如微电极阵列、电化学传感器等等。这些技术是如何被用来监测神经递质的释放，如何追踪神经信号的传播路径，甚至是如何在体内实现精准的神经调控，这些都是我非常感兴趣的方面。我期待书中能够提供一些实际案例，展示这些方法在解决神经科学难题时所展现出的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的光芒似乎笼罩在对未来神经科学研究的宏大愿景之上。我脑海中浮现出的是那些充满智慧与创意的科学家们，他们正孜孜不倦地钻研着将电化学的精妙原理应用于复杂的大脑系统。我推测，这本书大概会为我们打开一扇通往微观世界的大门，在那里，离子的流动、电势的改变，每一个细微的电信号都可能承载着关于意识、记忆、情感的丰富信息。我好奇作者们是如何将如此抽象的概念，通过扎实的理论和前沿的技术，具象化为可操作的研究方法的。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆