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第一部分 总论 5

1 脑和行为&Eric R.Kandel,A.J.Hudspeth 5

在脑与行为相关性问题上发展起来的两种对立观点 6

脑有明确的机能分区 9

关于认知能力定位最初的有力证据来自对语言障碍的研究 10

情感状态也受脑内特定部位调控 16

精神活动是脑内各基本功能单元之间相互作用的终末产物 17

选读文献 18

参考文献 19

2 神经细胞、神经环路与行为&Eric R.Kandel,Ben A.Barres,A.J.Hudspeth 21

神经系统有两类细胞 22

每个神经细胞均为具有一种或更多行为功能环路的一员 27

所有神经细胞都以相同的方式生成神经信号 29

神经细胞的不同主要在分子层面 35

神经网络模型模拟脑对信息的平行加工方式 36

神经联系会根据使用经历而被修改 37

选读文献 38

参考文献 38

3 基因与行为&Cornelia I.Bargmann,T.Conrad Gilliam 39

基因、基因分析和行为的遗传特性 41

基因的性质 41

基因在染色体上的排列 42

基因型和表性之间的关系 43

基因在进化过程中是保守的 45

基因对行为的影响可以从动物模型研究 46

对人类行为及其异常的遗传研究 55

精神障碍及研究多基因特性面临的挑战 58

本章小结 62

术语表 63

选读文献 64

参考文献 64

第二部分 神经元的细胞和分子生物学 64

4 神经系统的细胞&James H.Schwartz,Ben A.Barres,James E.Goldman 71

神经元与胶质细胞在结构和分子特性方面有很多共性 71

细胞骨架决定细胞形状 74

蛋白颗粒和细胞器沿轴突和树突主动运输 79

蛋白与其他分泌细胞一样在神经元内制成 84

细胞的表膜和胞外基质是重复制造的 87

胶质细胞有多样的神经功能 88

本章小结 96

选读文献 97

参考文献 98

5 离子通道&Steven A.Siegelbaum,John Koester 100

神经系统快速信号传输取决于离子通道 101

离子通道属于跨越细胞膜的蛋白质 101

通过单个离子通道的电流可以被记录到 104

所有细胞离子通道都具有的特性 107

通过生物物理学、生物化学和分子生物学研究能推出离子通道的结构 110

本章小结 123

选读文献 124

参考文献 124

6 神经元的膜电位和被动电特性&John Koester,Steven A.Siegelbaum 126

静息膜电位源自细胞膜两边的静电 127

静息膜电位由非门控和门控离子通道决定 127

维持静息膜电位的离子流平衡随动作电位而被取消 134

不同离子对静息膜电位的影响可由戈德曼方程所量化 135

神经元的功能特性可以用一种电子等效电路来表示 135

神经元的被动电特性影响电信号传输 138

本章小结 145

选读文献 147

参考文献 147

7 可传输的信号：动作电位&John Koester,Steven A.Siegelbaum 148

动作电位由通过电压门控通道的离子流所产生 149

电压门控离子通道特点的多样性拓宽了神经元信号的传输能力 158

电压门控和离子通透的机制已用电生理测量推断出来 162

电压门控的钾、钠、钙通道有共同起源和相似结构 164

本章小结 170

选读文献 170

参考文献 171

第三部分 突触传递 171

8 突触传递总观&Steven A.Siegelbaum,Eric R.Kandel 177

有电突触和化学突触 177

电突触提供瞬间信号传递 178

化学突触可以放大信号 184

选读文献 187

参考文献 188

9 神经-肌肉突触的信号传输：直接门控传递&Eric R.Kandel,Steven A.Siegelbaum 189

神经肌肉接点是对直接门控突触传递方式研究最完善的样板 189

运动神经元靠开放终板部位配体门控离子通道来兴奋肌肉 191

用膜片钳可以测量通过单个乙酰胆碱受体通道的电流 195

已经知晓乙酰胆碱受体通道的分子特性 199

本章小结 203

附：终板电流可以通过等效电路计算出来 205

选读文献 208

参考文献 208

10 中枢神经系统的突触整合&Steven A.Siegelbaum,Eric R.Kandel,Rafael Yuste 210

中枢神经元接受兴奋性和抑制性的传入 211

兴奋性和抑制性突触有各自的超微结构 211

兴奋性突触传递受通透钠钾离子的离子型谷氨酸受体-通道所调控 213

抑制性突触活动受通透氯离子的离子型γ氨基丁酸和甘氨酸受体-通道调控 222

离子型谷氨酸、γ氨基丁酸和甘氨酸受体是由两个不同基因家族编码的跨膜蛋白组成的 226

兴奋性和抑制性突触活动由细胞整合成为单一的输出信号 227

本章小结 232

选读文献 234

参考文献 235

11 突触传递的调节：第二信使&Steven A.Siegelbaum,David E.Clapham,James H.Schwartz 236

环一磷酸腺苷通路最能诠释G蛋白偶联受体起始的第二信号级联放大作用 237

由G蛋白偶联受体起始的第二信号通路遵循相同的分子逻辑 240

跨细胞的信使对调节突触前功能很重要 247

一组酪氨酸激酶受体家族调节某些代谢型受体效应 248

离子型和代谢型受体有不同生理作用 250

磷蛋白磷酸酶可以终止磷酸化调节的突触活动 255

第二信使可赋予突触传递以长时效应 255

本章小结 257

选读文献 259

参考文献 259

12 递质释放&Steven A.Siegelbaum,Eric R.Kandel,Thomas C.Südhof 260

递质释放受突触前末梢去极化调控 260

钙内流激发释放 263

递质以量子单位释放 267

递质由突触囊泡储存和释放 268

突触囊泡的胞吐仰仗高度保守的蛋白结构 278

递质释放的调控是突触可塑性的基础 281

本章小结 285

选读文献 287

参考文献 287

13 神经递质&James H.Schwartz,Jonathan A.Javitch 289

具备四项标准的化学信使才能被考虑是神经递质 289

只有少许小分子物质起递质作用 290

小分子递质被主动摄入囊泡 295

许多神经活性多肽起递质作用 297

多肽和小分子递质在很多方面不一样 300

多肽和小分子递质共存并可以共释放 300

从突触间隙去除递质即终止突触传递 301

本章小结 304

选读文献 305

参考文献 305

14 神经和运动单位疾病&Robert H.Brown,Stephen C.Cannon,Lewis P.Rowland 307

周围神经、神经肌肉接点和肌肉的疾病在临床上能够鉴别 308

多种疾病以运动神经元和周围神经为目标 309

神经肌肉接点疾病有多种原因 312

骨骼肌疾患可以是遗传的也可以是后天的 320

本章小结 326

附：运动单位疾病诊断有实验室辅助标准 327

选读文献 329

参考文献 330

第四部分 认知的神经基础 330

15 中枢神经系统的组成&David G.Amaral,Peter L.Strick 337

中枢神经系统由脑和脊髓构成 338

主要的功能系统有类似的组成 343

大脑皮质与认知相关 344

脑的皮质下区域按功能组合成核团 348

脑的调节系统影响动机、情绪和记忆 350

周围神经系统在解剖学上区别于中枢神经系统 352

本章小结 353

选读文献 354

参考文献 354

16 感觉和运动的功能组合&David G.Amaral 356

在躯体感觉系统中展示的感觉信息加工过程 357

丘脑是除了嗅觉以外所有感觉从感受器到感觉皮质通路中的关键接点 360

皮质是感觉信息加工的最高部位 363

随意运动受皮质和脊髓之间的直接纤维联系所调控 365

本章小结 368

选读文献 368

参考文献 368

17 从神经细胞到认知：空间和行动的内部表现&Eric R.Kandel 370

认知神经科学的主要目标是诠释精神活动的神经表现 371

内在空间在脑内的有序代表 374

内在空间的脑内代表受经验修正 378

后顶叶联络皮质代表人的外在空间 381

多数精神活动是非意识的 383

意识可以用神经生物学分析法来表示吗 384

本章小结 389

选读文献 390

参考文献 390

18 认知的组成&Carl R.Olson,Carol L.Colby 392

皮质机能相关的区域靠在一起 393

感觉信息在皮质内在连续通路里加工 393

每一种感觉形式的并行通路到背侧和腹侧联络皮质 396

锁定目标的运动行为受额叶控制 402

边缘联络皮质是通往海马记忆系统的大门 409

本章小结 409

选读文献 410

参考文献 410

19 运动前系统的认知功能&Giacomo Rizzolatti,Peter L.Strick 412

大脑皮质与脊髓之间的直接纤维联系是执行随意运动的基础 413

灵长类脑的四个运动前区也有到脊髓的直接纤维联系 416

参与随意运动的运动环路组合起来以完成其特定目标 418

手在灵长类行为中有特殊作用 420

在顶叶和运动前皮质的神经元一起活动编码潜在的运动行为 421

本章小结 423

选读文献 425

参考文献 425

20 认知的功能影像学&Scott A.Small,David J.Heeger 426

功能影像反映神经活动的代谢需要 426

功能影像用于探查认知加工过程 432

功能影像存在局限性 438

本章小结 440

选读文献 441

参考文献 441

第五部分 感觉 441

21 感觉编码&Esther P.Gardner,Kenneth O.Johnson 449

精神物理学讨论触发感觉刺激的物理特性 451

物理刺激通过感觉编码在神经系统体现 455

特定感觉通路延伸到中枢神经系统 466

本章小结 472

选读文献 472

参考文献 473

22 躯体感觉系统：感受器和中枢通路&Esther P.Gardner,Kenneth O.Johnson 475

躯体感觉系统的初级感觉神经元聚集于背根神经节 476

周围躯体感觉神经纤维以不同的速度传导动作电位 477

躯体感觉系统使用许多特化的感受器 479

躯体感觉信息通过脑、脊神经进入中枢神经系统 488

躯体感觉信息从脊髓流向丘脑通过平行的通路 488

丘脑有若干特定的躯体感觉区 494

本章小结 495

选读文献 495

参考文献 496

23 触觉&Esther P.Gardner,Kenneth O.Johnson 498

主动及被动触碰引起机械感受器的类似反应 499

手有四种机械感受器 499

触觉信息在中枢触觉系统内加工 510

触觉信息在中枢逐级突触传递中不断抽象化 518

脑躯体感觉区损伤会造成特定的触觉障碍 524

本章小结 526

选读文献 527

参考文献 527

24 疼痛&Allan I.Basbaum,Thomas M.Jessell 530

伤害性刺激激活伤害感受器 531

出自伤害感受器的信息传递到脊髓后角的神经元 534

痛觉过敏有周围性和中枢性起源 536

伤害性信息从脊髓传递到丘脑 541

疼痛有皮质的调控机制 545

鸦片样肽起内源性控制疼痛的作用 548

本章小结 552

选读文献 553

参考文献 553

25 视觉加工的构成特点&Charles D.Gilbert 556

视感觉是作图过程 556

视感觉受膝状体纹状皮质通路调控 557

视觉的形状、颜色、移动和深度在大脑皮质的不同地方加工 559

在传入通路上接力的神经元感受野为脑如何分析视觉形象提供线索 564

由特定神经元组成的柱状结构构成视皮质 566

皮质内环路转移神经信息 571

视觉信息由各种神经编码所表现 573

本章小结 576

选读文献 576

参考文献 576

26 低层次视觉加工：视网膜&Markus Meister,Marc Tessier-Lavigne 577

光感受器层对视形象采样 578

光传导把吸收光子联系到改变膜传导 582

节细胞把神经内形象带到脑内 585

中间神经元网络把网膜的输出形态化 592

网膜的感受性随图像变化而改变 597

本章小结 600

选读文献 600

参考文献 600

27 中间层次的视觉加工以及原始视觉&Charles D.Gilbert 602

对象几何图形的内模有助于脑对形状的分析 604

对深度的感觉有助于把物象从背景中分离出来 608

局部运动的提示决定事物的轨迹和形状 608

背景决定对视刺激的感受程度 611

皮质纤维联系、功能构筑和感受之间是密切相关的 615

本章小结 619

选读文献 619

参考文献 619

28 高层次视觉加工：认知影响&Thomas D.Albright 621

高层次视觉加工涉及对事物的鉴别 621

下颞皮质是感知事物的初级中枢 622

事物识别依靠知觉的不变性 626

事物明确的知觉使行为简单化 628

视觉记忆是高层次视觉加工的一部分 630

视觉记忆的联想性回忆取决于加工视刺激的皮质神经元从上到下的激活 635

本章小结 636

选读文献 636

参考文献 637

29 视觉加工和功效&Michael E.Goldberg,Robert H.Wurtz 638

连续关注视野中对象使我们集中注意力 638

即使网膜内影像继续移动视觉情景仍然稳定 642

在扫视期间视觉的流逝 643

顶叶皮质把视觉信息送到运动系统 647

本章小结 652

选读文献 652

参考文献 653

30 内耳&A.J.Hudspeth 654

耳分三个功能部分 655

听觉从耳捕获声音能量开始 656

耳蜗的水动力及机械装置为感受器细胞提供机械性刺激 659

毛细胞把机械能转换成神经信号 664

毛细胞的瞬时反应决定其感受性 667

毛细胞使用特殊的条带突触 674

听觉信息从蜗神经开始传递 675

神经性听觉丧失常见而可治 678

本章小结 678

选读文献 680

参考文献 680

31 听觉中枢神经系统&Donata Oertel,Allison J.Doupe 682

声音里含有多类信息 683

声音的神经表现起于蜗神经核 684

哺乳动物的上橄榄复合体包含分别测量两耳声强和时间差别的不同环路 690

从上橄榄复合体传出的信号发出反馈回到耳蜗 693

下丘把听觉信息传到大脑皮质 700

听觉对人和鸣禽的语音学习和形成都很关键 705

本章小结 710

选读文献 710

参考文献 711

32 嗅觉和味觉：化学感觉&Linda B.Buck,Cornelia I.Bargmann 712

大量嗅感受器蛋白启动嗅觉 713

嗅觉信号沿着到脑的通路传递 716

气味引出特殊的先天行为 721

味觉系统掌控着味觉 726

本章小结 733

选读文献 734

参考文献 734