为何脑神经科学如此重要？Alevel生物会学习哪些脑科学知识？

2024-05-27 10:05

神经科学（Neuroscience）是一个相对年轻的科学领域，源于生理学、解剖学、分子生物学、发育生物学、细胞学、数学建模和心理学的融合。神经科学的目标之一是了解大脑特征与人类行为的关系。

在科学的广袤领域中，脑神经科学占据着至关重要的一席之地。科学家们致力于研究神经系统的细胞、功能、行为、进化、计算、分子等诸多方面，各个领域虽各有侧重但又常常相互交融。研究者们深入探究诸如阿尔茨海默病等患者的大脑活动，借助磁共振成像（MRI）扫描和计算机化的 3D 模型等工具，也通过细胞和组织样本进行实验。这些努力可能催生出新的药物，部分脑神经科学家还直接参与患者的治疗。

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为何脑神经科学如此重要？

因为它影响着人类众多甚至是全部的功能，同时有助于更好地理解广泛的常见病症，包括唐氏综合征、自闭症谱系障碍（ASD）、多动症（ADHD）、成瘾、精神分裂症、帕金森病、脑肿瘤、癫痫以及中风后的诸如语言丧失等影响，还有免疫系统紊乱如多发性硬化症等。对神经因素的更深入理解有助于开发药物和其他策略来治疗和预防这些及众多其他健康问题。

脑神经科学有着众多不同的分支，从计算神经科学到药理神经科学、分子神经科学等等。下面我们来介绍其中较为常见的两个分支：认知神经科学（cognitive neuroscience）和行为神经科学（behavioral neuroscience）。

认知神经科学专注于对认知和心理过程背后的生物基质进行科学研究，解答诸如心理/认知功能如何在大脑的神经活动中得到体现等问题。认知神经科学家通常采用的典型数据收集方法包括功能性神经成像（fMRI、PET）、脑电图（EEG）、行为遗传学和损伤研究。

行为神经科学则关注神经系统对注意力、感知、动机、表现、学习和记忆的影响，以及它们在人类行为中的表现。行为神经科学的研究重点在于真实或模拟环境中大脑与行为的相互作用。

脑神经科学在ALevel生物中的体现

ALevel的生物课程会学习到关于神经系统的基础知识，包括神经元的结构、功能和神经冲动在神经系统中的传递过程。

以下是ALevel神经系统的相关知识点：

哺乳动物的神经系统由:

•形成中枢神经系统(CNS)的大脑和脊髓

•颅神经和脊神经，它们构成周围神经系统(PNS)

神经包含许多神经细胞。脑神经与大脑相连，脊神经与脊髓相连。信息以神经冲动的形式传递，神经冲动沿着神经细胞以非常高的速度传播。神经细胞也被称为神经元（neurones）

神经元有三种类型：

感觉神经元（sensory neurones）: 向位于中枢神经系统CNS脊髓的中继神经元发送电脉冲。
运动神经元（motor neurones）：主要功能是向效应器发送电脉冲，负责把中枢神经系统处理和整合后的指令传递至效应器，以促使相应的运动或分泌等反应产生。其细胞体处在脊髓或大脑内，细胞核始终在细胞体中。运动神经元的树突（dendrites）高度分枝，轴突(axon)很长且能长距离传导，甚至可从脊髓延伸至脚趾，轴突分支末端含有线粒体以及装有传递物质化学物质的囊泡，这些囊泡用于把脉冲传递给效应细胞，比如肌肉细胞或腺体。
中间神经元（relay neurones）：将脉冲从感觉神经元传递到运动神经元。在感觉输入和运动输出/反应之间存在接力神经元。起到连接和信息传递、整合的作用。中间神经元存在于大脑和脊髓中，它允许感觉神经元和运动神经元进行交流。它们构成了神经系统中复杂的神经网络，对于信息的处理和调控非常关键。