神经生物学2脑细胞
学习与记忆的神经生物学机制
学习与记忆的神经生物学机制学习与记忆是人类思维活动中的重要组成部分，涉及到神经系统的复杂机制。
本文将探讨学习与记忆的神经生物学机制，通过对大脑结构和神经元功能的分析，以及相关实验证据的介绍，全面解析了学习与记忆的神经基础。
一、大脑结构与学习记忆大脑是人类学习与记忆的基础，其中海马体、脑内嗅球、小脑皮质等结构与学习、记忆密切相关。
海马体位于颞叶内侧，被认为是短期记忆向长期记忆的转换关键区域，其功能障碍可导致长期记忆受损。
脑内嗅球则参与情感记忆的形成，其受损可导致情感记忆的缺失。
小脑皮质则参与到运动、技能类的学习，损伤可导致运动技能学习困难。
二、神经元与学习记忆神经元是神经系统的基本功能单元，其通过神经细胞之间的连接与突触传递信息。
学习与记忆是通过神经元之间的突触可塑性实现的，其中包括突触前后神经元连接强度的改变，即突触增益或突触减弱。
这种突触可塑性机制被称为突触可塑性。
长期增强突触连接能够加强信息传递效率，促进记忆的形成。
三、突触可塑性的机制突触可塑性机制包括短时程可塑性和长时程可塑性。
短时程可塑性通常涉及到神经传导物质的释放改变，突触前或突触后神经元的电活动改变等。
而长时程可塑性则主要包括长时程突触增强和长时程突触抑制两种形式。
长时程突触增强依赖于输入源的高频刺激，可引起神经元之间的突触传递增强，从而加强记忆的形成。
相反，长时程突触抑制则依赖于输入源的低频刺激，可引起神经元之间的突触传递减弱，从而影响记忆的形成。
四、实验证据与学习记忆许多实验证据支持学习与记忆的神经生物学机制。
例如，当动物在学习任务中表现出记忆能力增强时，其大脑相关区域的神经元活动也会相应改变。
神经成像研究表明，人类学习某项任务时，其脑活动也会发生变化。
此外，激活某些特定的神经元可以增强动物的记忆能力，而抑制这些神经元则会导致记忆能力下降。
总结：学习与记忆的神经生物学机制是一项复杂而庞大的研究领域。
通过对大脑结构和神经元功能的研究，我们可以更深入地了解学习与记忆的本质。
神经生物学：脑发育与神经细胞发生
The origin of microglia
胎儿卵黄囊
Immunity 44, March 15, 2016
Nat Rev Immunol. 2011;11(11):775-87.
- 细胞分化：细胞表现出神经元特征的过程。
- 神经前体细胞（neuroblast）首先发出突起（ neurites），在 它到达最终固定位置时已经分化完成。 树突数目在后期具有 可变性，这有赖于环境的变化。
（二）妊娠期胎儿大脑的发育
胎儿神经细胞发育的第一个高峰：怀孕10-18周 胎儿神经细胞发育的第二个高峰：第30周起为大脑细胞
增殖的第二个高峰，也是神经系统和人体生物电系统功能 的发育完善阶段。
一旦婴儿降临人间，大脑神经细胞数目已接近成人水平， 大脑神经细胞140亿个，且具备了一生的大脑神经细胞。
大脑发育还有一个特点，就是一次性定型， 一旦错过了高峰期以后就再也无法弥补了。
巨脑回畸形
脑小畸形
无脑畸形
胎儿神经管缺陷（neural tube defects，NTDs）
叶酸缺乏 同型半胱氨酸代谢紊乱
神经管缺陷 AFP大量进入羊水 母体血液中AFP浓度增加 测定母体AFP水平可检出 约90%的开放性神经管缺陷
（一）妊娠期胎儿的发育特征
（二）妊娠期胎儿大脑的发育
妊娠20天左右，胚胎的大脑原基存在，神经管成为大脑雏形。 2个月时，下方延髓逐渐形成。 3个月（10周-18周）时，神经细胞发育进入第一个高 峰期，一周平均生产五、六千万个神经细胞。 4-5个月时，脑细胞仍处于高峰期，记忆装置开始形成并发生功 能，胎儿可听到母亲的声音，每次听到母亲声音就会感到安心。
(Fletcher et al., J. Neurosci., 1994)
神经生物学2复习整理 【终极版】
神经生物学2复习整理一、名词解释（3分*6题=18分）1.呼吸运动：呼吸运动是呼吸肌的舒缩运动，是呼吸肌在神经系统控制下，进行有节律地收缩和舒张所形成的。
2.外呼吸：又称肺呼吸，包括肺通气（外界空气与肺泡之间的气体交换）和肺换气（肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换）。
3.消化：消化是指食物通过消化管的运动和消化液的作用被分解为可吸收成分的过程。
消化分为机械性消化和化学性消化两种。
4.吸收：指食物的成分或消化后的产物通过上皮细胞进入血液和淋巴的过程。
5.渗透性利尿：使用可被肾小球滤过而又不被肾小管重吸收的物质，来提高肾小球管液中溶质的浓度，以达到利尿消肿的目的。
这种利尿方式称为渗透性利尿。
6.水利尿：大量饮入清水后，由于血浆渗透压降低，抗利尿素的生成和分泌减少，引起尿量增多，这一现象称为水利尿。
7.无效腔：肺泡无效腔与解剖无效腔统称为生理无效腔。
解剖无效腔：呼吸时，呼吸道内的气量并不参与肺泡和血液的交换。
肺泡无效腔：进入肺泡的新鲜空气因血流在肺内分布不均而未能全部与血液进行气体交换。
8.肺活量：潮气量、补吸气量、补呼气量三者总和为肺活量。
肺活量的大小反映肺每次通气的最大能力，一定程度上可衡量肺通气功能。
9.胃粘液屏障:胃上皮细胞分泌的黏原颗粒排出后覆盖在黏膜表面，形成胃黏液屏障，能防止胃液内高浓度的盐酸与胃蛋白酶对胃黏膜的侵蚀。
10.激素：腺细胞分泌的高效能活性物质。
通过血液或淋巴液运送和组织液扩散对靶组织或细胞发挥作用。
它不是代谢产物，也不是神经递质。
11.肾糖阈：尿中刚刚出现糖时的血糖浓度或不出现尿糖的最高血糖浓度，这个血糖浓度称为肾糖阈。
这个血糖浓度正常值为180mg/100mL。
12.基础代谢率：在基础状态下单位时间、单位体表面积的产热量。
通常用kJ/(m2·h-1)表示。
二、着重部分（简答3题*5分=15分：论述3题*10分=30分，共计45分）1.比较平静呼吸和用力呼吸的区别:答：安静状态下，呼吸平稳而均匀。
北大神经生物学2神经元和神经胶质细胞-神经元(课堂PPT)
9
Differences between Axons and Dendrites
Axons
Dendrites
Take information away from the cell body
Take information to the cell body
Smooth surface
Nucleus Nucleolus Microfilaments/Neuro
tubules
Endoplasmic Reticulum (ER) Mitochondria Golgi Apparatus
Nissl Bodies
Others
8
Axon and Dendrites
• Dendrites :
Axon Hillock
(Axonal end feet)
5
The Axon and Axon Collaterals
6
Neurons
Structure & Function
• Cell Body (Soma): Life Support
– Protein Synthesis – Single Nucleus, RER (Nissl Bodies)
2
Cellular Components
• Neurons: Excitable cells – “wiring” “Signal Senders”
• Neuroglia: Supportห้องสมุดไป่ตู้ Nurturing, Insulation
3
Nerve Cells
Neurons
Neur4oglia
Structure of Neurons
2、神经生物学名词解释总结
神经生物学名词解释总结第九章神经系统第一节神经元和神经胶质细胞01. nerve impulse （神经冲动）沿神经纤维传导的一个个动作电位称为神经冲动。
02. axoplastic transport （轴浆运输）轴突内的轴浆经常流动，进行性物质的运输和交换，称为轴浆运输。
第二节神经元之间的信息传递03. synapse （突触）神经元间相互"接触"并传递信息的部位，根据媒介物性质的不同可分为化学性突触和电突触。
04. excitatory postsynaptic potential, EPSP （兴奋性突触后电位）突触前膜释放的兴奋性神经递质与突触后膜受体结合，导致突触后膜去极化，产生兴奋性突触后电位。
05. inhibitory postsynaptic potential, IPSP（抑制性突触后电位）突触前膜释放的抑制性神经递质与突触后膜受体结合，导致突触后膜超极化，产生抑制性突触后电位。
06. after discharge（后放）在反射活动中，当刺激停止后，传出神经仍可在一定时间内发放神经冲动的现象。
07. non-directed synaptic transmission（非定向突触传递）神经递质从轴突末梢的曲张体释出后通过弥散作用到达效应细胞，与其相应的膜受体结合而传递信息。
第三节神经递质与受体08. neurotransmitter（神经递质）由神经元合成，突触前膜释放，特异性作用于突触后膜受体，参与突触传递的化学物质称为神经递质。
09. neurotransmitter co-existence（递质共存）两种或两种以上的递质可以共存于同一神经元内的现象称为递质共存。
第四节神经反射10.nonconditioned reflex （非条件反射）指在出生后无需训练先天就具有的反射，包括防御反射、食物反射、性反射等。
11.conditioned reflex （条件反射）指在出生后通过训练而在后天形成的反射，它可以建立，也能消退，数量可以不断增加。
医学专题第一篇脑细胞6271
第三十三页，共四十三页。
星形胶质细胞(xìbāo)
（astrocytes）
在胶质细胞中体积最大、 数量最多
常用区分方法：
免疫细胞化学染色（胶原纤维酸性蛋白，GFAP） 星形胶质细胞无尼氏体 相邻(xiānɡ lín)星形胶质细胞之间以及相邻(xiānɡ lín)终足之间存在
有缝隙连接（离子耦联、代谢耦联）
路的缝隙连接(gap junction)。
第三十一页，共四十三页。
神经 胶质细胞 (shénjīng)
周围神经系统：
施万细胞(Schwann’s cell） 又称神经膜细胞，形成(xíngchéng)轴突
髓鞘 卫星细胞(Satellite cell）
又称被囊细胞，在脊神经节中
中枢神经系统：
星形胶质细胞(Astroglia) 少突胶质细胞(Oligodendrocyte) 小胶质细胞(Microglia) 其它:室管第三膜十二页，细共四十三胞页。 ,Miller’s细胞等
第四十三页，共四十三页。
少突胶质细胞(xìbāo)和雪旺细胞(xìbāo)
均为髓鞘细胞，分别在CNS和PNS。
少突胶质细胞所含的胶质丝和糖原较星形胶质细
胞少，但有较多的微管，因此在电镜下可根据胶 质丝和微管的含量来区别(qūbié)星形胶质细胞和少突 胶质细胞。
少突胶质细胞表面膜上含有半乳糖脑苷脂
(galactocerebroside, GC)，可鉴别少突胶质细胞。
第三十页，共四十三页。
胶质细胞的一般(yībān)特征：
胶质细胞与神经细胞一样也具有细胞突起，但其 胞质突起不分树突和轴突。
它与神经细胞不同，可终身具有分裂增殖的能力。 常规(chángguī)染色标本上只能看到细胞核，用现代免
〖医学〗神经生物学概述
3、神经生物学开展的几个特点
多学科研究 多层次研究 实验材料的重要性 现代神经科学呈现方向的多样性 知识更新很快
1〕、神经科学研究是多学科的综合研究
作为一名实验科学，对神经系统的研究在很 大程度上有赖于研究手段的开展和完善。 〔1〕没有Golgi染色法，就不可能观察到神 经细胞的形态；〔2〕没有微电极的创造， 就不可能进行神经系统的电生理学研究； 〔3〕没有免疫组织化学方法的开展，就不 可能把神经化学的研究与形态学研究有机 地结合起来；〔4〕没有膜片钳技术的开展， 就不可能进行单通道电流的研究。
Sir Henry Hallett Dale(1875~1968,英国)和Otto Loewi(1873~1961,奥地利)，发现了神经冲动的化学传 递。1936 〔神经生理〕
Corneille Jean Francois Heymans(1892 ~1968,比利时)， 发现了颈动脉窦和主动脉弓在呼吸调节中的作用。 1938 〔呼吸生理〕
2〕、神经科学研究是综合研究：从分子到行 为的“一条龙〞研究，是神经科学研究的特 点。
3〕、神经科学的开展在一定程度上取决于能 否寻找到适宜的实验材料来对某个特定的 问题进行研究。如〔1〕、海兔标本对于学 习、记忆机制的阐述；〔2〕、枪乌贼大神 经对突触传递过程的了解；〔3〕、鱼类的 电器官使我们对乙酰胆碱的作用有广泛的 了解；〔4〕、神经分子遗传学的研究那么 大大得益于线虫和果蝇所获得的资料。
Allvar Gullstrand(1862~1930,瑞典)，在眼屈光生 理学方面的研究。1911〔感觉生理〕
Robert Barany(1876~1936,奥地利)，在内耳前庭 器官生理学的工作。1914 〔感觉生理
谢灵顿〔C.S,Sherrington, 1857～1952，英国〕和Edgar Douglas Adrian(1889 ~1977,英国)，关于神经元功能 的研究，建立突触的概念。1932〔神经生理〕
神经生物学第六章 脑的高级功能-2
observers at an arcade baseball game ▪ Fortunately, not become psychotic
➢ Science：睡眠，大脑的管家？（Emily Underwood. Sleep:
经活动增强，不发出叫声 ➢ 情感性攻击(affective aggression)：出现交感神经活
动增强，发出叫声 “冲冠一怒为红颜”！
1）下丘脑与攻击行为
假怒： 双侧大脑皮层被 切除的猫或狗
有愤怒反应的
假怒
行为，但不会做
出实际攻击
损毁下丘 脑后部
大脑皮层（端脑） 全部切除引起的 假怒行为效应消失
➢敲除5-HT1B受体基因后，小鼠的进攻能力增强。
▪ 愤怒发生的神经结构基础：
➢ 下丘脑：后半部，与攻击行为相关。
➢ 中 脑：下丘脑通过两条主要通路把信号传送给脑干： 内侧前脑束（medial forebrain bundle)和背侧纵束 (dorsal longitudinal fasciculus)。
随衰老减退的记忆(Prefrontal atrophy, disrupted NREM slow waves and impaired hippocampal-dependent memory in agingNature Neuroscience, 27 January 2013 | doi: 10.1038/nn.3324
杏仁核对攻击行为是非常重要 攻击能力强弱直接决定猕猴在社会群体中的地位
4）5-羟色胺与攻击行为
5-羟色胺能神经元位于脑干的中缝核群。对啮齿 动物实验表明，5-羟色胺可抑制攻击行为。
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Neuron 神经元
Neuroglial cell
神经胶质 细胞
第一章 脑细胞
神经系统
中枢神经系统 脑，脊髓
外周神经系统 神经纤维，神经节
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1
第一节 神经元
1 寿命长 有助于维持脑 中的信号通路
2 发育过程中存在程序性死亡
胞体 突起
树突 轴突
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2
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根据轴突的长短 Golgi Ⅰ，长轴突神经元 Golgi Ⅱ，短轴突神经元
Axonal flow，轴突流
顺行性运输
逆行性运输
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神经元的极性 1 形态学上的极性，即不对称性 2 构筑组分的极性：微管和微丝在突起内的排布呈现明显极性
—
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+
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第二节 神经元的数量和分类
3000亿-5000亿 1 按形态分类 单极 双极 多极 假单极
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8
（三） 细胞质
2神经原纤维 neurofibril
微管和微丝组成 细胞骨架作用 协助轴浆运输物质
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3 滑面内质网 膜下池hypolemmal cistern
合成脂质、胆固醇，运输蛋白质
4 高尔基复合体
5 溶酶体
6 色素颗粒和脂褐素
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轴丘 axon hillock 胞体或树突的基部发出的锥形隆起
轴突始段 initial segment 轴丘顶端至开始出现髓鞘的部位
兴奋性最高
固有轴索 axon proper 包裹髓鞘
轴突终末 axonal termination
终扣，terminal button
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二 树突（dendrite）
• 1 . 多而短。
• 2 . 从胞体发出时较粗，愈向外 周愈细。
• 3 . 功能：接受刺激，产生局部 兴奋，并向胞体扩布。
粗面内质网，游离核糖体
贯穿于树突全长，轴突内无
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树突树 树突棘
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细长形或鼓槌形 （drum）
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一 Blood-brain barrier，BBB，血-脑屏障
1 毛细血管内皮细胞及其紧密连接
缺乏胞饮小泡和受体介导的入胞作用
2 毛细血管基膜
3 星形胶质细胞突起的终足---胶质膜
将毛细血管渗出的水分和某些物质转运回细胞内
在血脑屏障的形成中具有重要的诱导和调节作用
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选择性通透 保证重要分子进入脑内，避免活性分子对神经元的作用
细胞毒性脑水肿
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二 Blood-cerebrospinal barrier，血-脑脊液屏障 脉络丛上皮间的紧密连接
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三 Brain-cerebrospinal barrier，脑-脑脊液屏障 脑、脊髓表面的软膜和脑室脊髓中央管的室管膜
6 按递质类型分类 胆碱能神经元，多巴胺能神经元，肾上腺素能神经元
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第三节 胶质细胞和髓鞘
1 体积小，数量多 2 充填于神经元之间 3 有突起，无轴突、树突之分 4 不传导兴奋，不直接参与信号处理，完成多种支持功能
神经元-神经胶质细胞的相互作用是神经系统的基本功能单位
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大胶质细胞 小胶质细胞
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核膜 核孔，核与胞浆之间物质运输的通道 核仁 含RNA的核蛋白 合成rRNA 核染质
含DNA的核蛋白 合成mRNA
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6
（三） 细胞质
1尼氏体 Nissl body
胞体和树突，轴突无 合成蛋白质
粗面内质网 分泌性的、膜镶嵌或递质囊泡中的蛋白质 游离核糖体和多聚核糖体 胞内的酶及细胞本身的结构蛋白质
星形胶质细胞（astrocytes） 少突胶质细胞（oligodendrosytes） 雪旺细胞（Schwan cells）
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一 星形胶质细胞
1 数量多，体积最大
2 突起的末端膨大形成终足
衬盖在软脑膜的表面------脂质膜
包裹在毛细血管周围------胶质膜
3 彼此之间以缝隙连接相连 离子耦联 代谢耦联
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原浆形星形胶质细胞
分布 表面特性
突起
灰质 粗糙 短，分支多
纤维形星形胶质细胞 白质 光滑
长，分支少
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功能
1 构成神经组织网架，起支持作用 2 具有分裂能力，中枢神经系统受损后形成瘢痕 3 维持神经元周围钾稳态
摄取细胞周围的钾离子，并将其排入毛细血管
4 影响突触传递
牙形（stubby）
蘑菇形 （mushroom）
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三 轴突（axon）
• 1 . 一个神经元一般只有一个轴突。 • 2 . 细而长。 • 3 . 直径均匀。 • 4 . 由轴丘发出，起始部位称为始段。 • 5 . 离开胞体一段距离后获得髓鞘，成为神经纤维。 • 6 . 主要功能：传出神经冲动，末梢可释放递质。
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2 按树突的特点分类 锥体细胞 星形细胞 浦肯野细胞
医学ppt
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3 按轴突的长短分类 Golgi Ⅰ，长轴突神经元，投射神经元 Golgi Ⅱ，短轴突神经元，中间神经元
4 按功能分类 传入神经元，传出神经元
感觉神经元，运动神经元
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5 按电生理特性分类 兴奋性神经元，抑制性神经元
3
一 胞体
• 1. 位于大脑、小脑、脑干、脊髓的灰质。 • 2. 包括细胞核、细胞膜、细胞质和细胞器 • 3. 是整个神经元代谢活动的中心，能合成蛋白质、
接受和整合传来的信息、经轴突发出冲动。
医学ppt
4
（一） 细胞膜
细胞膜上的蛋白质具有流动性，并且受到一定的生 理性调控
医学ppt
5
（二） 细胞核
阻止递质离开突触间隙 摄入神经递质
5 调节神经元的糖的供应 具有葡萄糖转运体，贮存糖原
6 形成血-脑屏障
医学ppt发性硬化症 多发性神经炎
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三 小胶质细胞
最小，分布于整个神经系统 吞噬功能
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34
第四节 血液和脑之间的物质交换屏障
Blood-brain barrier，BBB，血-脑屏障 Blood-cerebrospinal barrier，血-脑脊液屏障 Brain-cerebrospinal barrier，脑-脑脊液屏障