什么是神经生物学？

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介绍

神经生物学是研究神经系统细胞和组织以及大脑如何运作的学科，包括大脑、脊髓、神经回路和遍布全身的神经。神经生物学是生理学和神经科学的子集。完整的脊椎动物神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统。

中枢神经系统由大脑、视网膜和脊髓组成。周围神经系统由中枢神经系统以外的神经组成，这些神经将中枢神经系统与身体其他部位连接起来。神经生物学可以包括其他科学学科，例如分子生物学和基因调控。

神经递质负责三种功能之一：兴奋、抑制或调节神经元。大多数神经生物学疾病都是由于这些水平的波动以及神经递质发送或接收方式的改变引起的。波动可能是由神经递质的过度或不足产生引起的。

神经科学是对与神经系统相关的功能和疾病进行科学研究的学科。神经科学利用神经生物学的信息来研究大脑和神经系统如何运作以创造个性、认知思维、记忆、言语等等，包括绘制大脑和认知区域以及专门功能区域的地图。

它是一门多学科科学，结合了生理学、解剖学、分子生物学、发育生物学、细胞学、心理学、物理学、计算机科学、化学、医学、统计学和数学建模，以了解神经元、神经胶质细胞和神经回路的基本特性和新兴特性。神经科学家使用的技术已经得到了极大的扩展，从单个神经元的分子和细胞研究到大脑中感觉、运动和认知任务的成像。

脑电图 (EEG) 用于研究神经元放电模式和其他大脑活动。这是一种重要的临床工具，用于了解大脑功能与行为之间的关系。脑电图被研究人员广泛用于无创性脑研究。可以使用脑电图评估与信息处理相关的活动，例如认知、感知和运动活动。

神经科学与医学

临床神经科学

有一些医学专业专门针对神经系统的疾病，例如神经病学、精神病学、神经外科、麻醉学、神经病理学、眼科、成瘾医学和睡眠医学等。神经病学处理中枢和周围神经系统的疾病。

精神病学侧重于情感、行为、认知和感知障碍。麻醉学侧重于疼痛感知和意识的药理学改变。神经外科和精神外科主要处理中枢和周围神经系统疾病的外科治疗。

转化研究

神经科学的基础研究已经影响了各个专业。整合神经科学描述了将来自多个研究层次的模型和信息结合起来以发展神经系统连贯模型的努力。例如，脑成像与生理数值模型和基本机制理论相结合，可以阐明精神疾病。

转化研究的另一个重要领域是能够与大脑沟通和影响大脑的脑机接口。目前正在研究这些接口，以期修复神经系统并恢复某些认知功能。

神经生物学研究类型

行为神经生物学

行为神经科学的一个跨学科分支，用于研究中枢神经系统如何将生物学相关的刺激转化为自然行为，例如学习和记忆。

发育神经生物学

神经科学的一个专门分支，有助于检查有助于大脑发育和功能的过程，以及细胞如何转化和迁移到它们在神经系统中的作用。这有助于理解神经生物学疾病。

分子神经生物学

另一个专门分支，也称为分子神经科学，有助于研究遗传学对神经元发育的影响以及神经可塑性和神经退行性疾病的分子基础。这是一个相对较新且充满活力的领域。

成瘾的神经生物学

神经科学的一个专门分支，通过检查大脑中成瘾靶标的分子生物学来检查神经回路如何在成瘾中发挥作用。人类脑成像研究有助于理解导致成瘾的变化。

衰老的神经生物学

神经科学的一个专门分支，研究正常大脑衰老的功能，这有助于将正常神经生物学与神经系统疾病（例如癫痫、阿尔茨海默病和年龄相关的记忆障碍）进行比较。

焦虑的神经生物学

神经科学的另一个专门分支，检查焦虑和抑郁症中神经元、神经内分泌和神经递质活动的变化。他们研究大脑中发生最大变化的特定区域，这有助于我们理解焦虑症的治疗方法。

自闭症的神经生物学

神经科学这一专门分支的研究人员研究了导致自闭症谱系障碍 (ASD) 的神经发育因素，包括遗传影响、大脑发育和大脑网络。他们还探讨了神经解剖学脑区与 ASD 发病之间的关系。

精神疾病的神经生物学

神经科学的一个专门分支，致力于了解神经递质在精神疾病中的作用。分子遗传学在理解这个领域方面发挥着作用。

双相情感障碍的神经生物学

神经科学的一个专门分支，以及对精神疾病的研究。双相情感障碍的复杂性在于躁狂症和抑郁症之间的波动。

创伤的神经生物学

神经科学的一个专门分支，探讨不同大脑区域、内分泌和神经递质反应的相互关联作用。这些影响在分子、细胞和行为水平上对短期和长期大脑健康进行研究，这有助于儿童创伤或不良童年经历 (ACE) 的发育神经生物学。

睡眠的神经生物学

神经科学的一个多学科领域，研究促进睡眠和觉醒的神经元、促成遗传因素和调节睡眠的行为因素。该领域的发现有助于我们理解和治疗睡眠和昼夜节律紊乱。

神经科学的工程应用

神经形态计算机芯片

神经形态工程是神经科学的一个分支，它处理为有用计算创建神经元的有效物理模型。例如，SpiNNaker超级计算机。传感器也可以通过神经形态技术变得智能。神经形态微芯片技术导致了一种可以替代疾病中真实神经元的人工神经元的产生。

结论

神经生物学侧重于神经系统的细胞。分子生物学方法正在揭示参与执行神经活动的分子，我们正在迅速了解这些分子的功能。

整合神经生物学（即神经元和功能回路的聚集体的研究）的研究有所增加。神经科学的范围随着时间的推移而扩大，包括用于不同尺度研究神经系统的不同方法。大脑的每个区域都会影响行为的不同方面，神经生物学旨在了解这些行为以及与大脑不同部位的联系。