神经生物学教学大纲

神经生物学教学大纲 课程名称：神经生物学Neurobiology 学时：18 学时 适应专业：临床医学、预防医学、影像医学、护理学等专业 一、 课程简介 神经生物学是从生物学角度研究神经系统的结构和功能的生命科学，是一 门新兴的综合性学科。神经科学(或脑科学)于 20 世纪 70 年代迅速崛起， 作为神 经科学主体的神经生物学已成为生命科学中发展最迅速的前沿科学之一。 人脑是 宇宙中已知的最复杂的结构，探索人脑的奥秘必然是人类遇到的最大挑战之一。 人类之所以成为万物之灵， 就是因为人类具有根本区别于动物的、 高度发达的脑。 因此， 从某种意义上说， 认识了人脑便是认识了人类自己。 越来越多的事实表明， 神经生物学可能引发 21 世纪生命科学迅猛发展的又一高潮。 神经生物学是研究人和动物的神经系统的科学，揭示人类的感觉、运动、 思维、情感、行为、学习记忆等各种神经活动的基本规律，在分子、细胞和整体 水平阐明其机制，就是神经生物学的基本内容。研究神经系统的生长和发育，研 究脑的结构与功能及其相互关系， 必将为阐明物质运动如何产生精神活动这一重 大哲学问题提供科学依据。神经生物学的发展， 必然为人类战胜各种神经和精神 疾病提供科学原理和可能途径，为开发和利用人类智力创造条件。同时，还会有 力地促进人工神经网络、人工智能科学和信息产业的发展。神经生物学的发展无 疑有助于解决 21 世纪人类社会老龄化和社会信息化面临的种种问题。本学科的 最集中目标是揭示脑功能的奥秘。 对大脑和神经系统的实验性研究始于 19 世纪末。在过去的一个多世纪中， 人们对大脑即中枢神经系统的认识，主要基于对神经系统各个组成部分的结构、 功能以及各部分之间相互联系、相互作用的研究。在此基础上形成的神经生物学 则 20 世纪下半叶发展最为迅速的学科之一。而在发展过程中，神经生物学不断 通过与其他相关学科的交叉融合，引入新的研究手段和方法，为其自身发展注入 新的活力。 通过本课程的学习，使学生对机体功能的调控、思维、认知、精神活动的 产生、复杂行为控制的脑机制有初步的了解。本课程以理论讲课为主，兼顾试验 教学，结合自学与讨论，要求较全面系统地理解神经生物学的理论，了解神经生 物学的研究方法要点，熟悉神经生物学实验设计思路，为学生将来从事临床神经 科学工作，打下必要的理论基础，为其课题研究打下良好的方法学基础。 二、 课程目标 （一） 基本理论知识目标 1. 理解和熟记神经生物学的基本概念； 2. 能详述神经元和神经胶质细胞的结构、代谢、功能特点，理解神经元和 神经胶质细胞的相互影响；的产生和传输机制； 3. 能分析正常生理状态时神经信息的传递、编码和整合； 4. 熟习学习记忆的类型；理解学习记忆的神经机制； 5. 通过 NO 发现的事实，初步具备设计实验，证明问题的能力； （二） 基本素质目标 1. 培养良好的科学素质、心理素质和科学态度，树立科学思维的正常方式 方法和实事求是的科学作风，使学生具有不迷信权威、敢于独立探索、收集和获 取新的知识和信息的创新能力； 2. 培养学生具有综合运用相关知识和技能去观察问题、分析问题和解决实 际问题的能力，具有较强的实验结果观察能力、自学与阅读能力、科学的逻辑思 维与创造能力、 较强的描述表达和沟通协调能力， 具有一定的科研论文撰写能力； 3. 具有强烈的爱国精神和集体思想，具有良好的职业道德和职业素质，具 有强烈的责任感、同情心和敬业精神， 具有辩证唯物主义的科学观和为科学献身 的精神； 4. 培养学生养成良好的学习和工作习惯、讲究卫生的习惯，真正成为德、 智、体全面发展的新的科学事业的接班人。 三、 学时分配 学时 单元 1.绪论 2.脑细胞 3.电生理学基础 4.突触的功能(1) 5.突触的功能(2) 6.神经编码和 7.神经整合 8.学习与记忆 9.气体信息分子----NO 总计 理论 2 2 2 2 2 2 2 2 2 18 实验 四、 理论教学目标及内容 第一单元第一单元绪论绪论 【目标目标】 掌握：神经生物学和神经科学的概念；神经生物学的特点； 熟习：神经生物学的研究内容；神经生物学研究的重大事件；神经生物学的 发展趋势。 了解：神经生物学的特点；神经生物学在生命科学的地位；神经生物学的展 望。 【内容内容】 重点阐述：神经生物学和神经科学的概念；神经生物学研究的最终目标；神 经生物学的特点。 详细讲解：神经生物学的研究内容；神经生物学研究的重大事件；神经生物 学的发展趋势。 一般介绍：神经生物学在生命科学的地位；神经生物学的展望。 第二单元第二单元脑细胞脑细胞 【目标目标】 掌握：神经元的结构和代谢特点；树突和轴突的异同；星型胶质细胞的结构 和功能；血脑屏障的功能。 熟习：神经元分类和数量；突触的结构、分类、位置；少突胶质细胞；血脑 屏障的结构。 了解：突触的多样性；神经胶质细胞的分类；小胶质细胞。 【内容内容】 重点阐述：神经元的结构和代谢特点；星型胶质细胞的结构和功能；血脑屏 障的功能。 详细讲解：树突和轴突的异同；突触的结构、分类、位置；血脑屏障的结构。 一般介绍：神经元分类和数量；突触的多样性；神经胶质细胞的分类；小胶 质细胞。 第三单元第三单元电生理基础电生理基础 【目标目标】 掌握： 静息电位及其产生机制； 动作电位的概念及特性； 电压依赖式钠通道； 电压依赖式钾通道；动作点的传导机制； 熟习：电刺激的参数；电压依赖式钠通道分子生物学；电压依赖式钾通道分 子生物学；有髓及无髓神经纤维动作电位的传导速度； 了解：膜电位的记录方法；电刺激的参数；电压钳及膜片钳的原理及方法。 【内容内容】 重点阐述：静息电位及其产生机制；动作电位的概念及特性；电压依赖式钠通道；电压 依赖式钾通道；动作点的传导机制。 详细讲解：电压依赖式钠通道分子生物学；电压依赖式钾通道分子生物学； 有髓及无髓神经纤维动作电位的传导速度。 一般介绍：膜电位的记录方法；电刺激的参数；电压钳及膜片钳的原理及方 法； 第四单元第四单元突触的功能突触的功能 【目标目标】 掌握：化学性突触传递；兴奋性突触后电位；抑制性突触后电位；谷氨酸介 导的快传递；G-蛋白介导的慢传递；配体门控离子通道受体的分子生物学； G- 蛋白耦联受体的分子生物学；量子释放；Ca2+在递质释放中的作用；钙通道的特 性；神经递质的合成和释放的调节。 熟习：电突触传递；GABA 介导的快传递；NMDA 受体；出胞作用的的生 物化学；钙通道的类型；神经递质失活的方式；自身受体与异源受体的功能。 了解：腺苷酸环化酶的激活和抑制；AMPA/Ka 受体；大致密核心囊泡的出 胞作用；电压依赖式钙通道的分子生物学； 【内容内容】 重点阐述：化学性突触传递；兴奋性突触后电位；抑制性突触后电位；谷氨 酸介导的快传递；G-蛋白介导的慢传递；量子释放；Ca2+在递质释放中的作用； 钙通道的特性；神经递质的合成和释放的调节。 详细讲解：电突触传递；GABAA受体介导的快传递；NMDA 受体；配体门 控离子通道受体的分子生物学； G-蛋白耦联受体的分子生物学； 出胞作用的的生 物化学；钙通道的类型；神经递质失活的方式；自身受体与异源受体的功能。 一般介绍：腺苷酸环