Body Sensor Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag New York Inc

作者:Yang, Guang-Zhong 编

出品人:

页数:528

译者:

出版时间:

价格:$ 111.87

装帧:HRD

isbn号码:9781846282720

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• Body Sensor Networks
• Wireless Sensor Networks
• Wearable Computing
• Health Monitoring
• Biomedical Engineering
• IoT
• Data Communication
• Signal Processing
• Embedded Systems
• Mobile Health

《人体感知网络》 核心理念： 《人体感知网络》一书深入探讨了人体这一复杂而动态的系统，将其视为一个由传感器、信号和信息处理单元组成的精密网络。本书并非关注具体的技术应用，而是从基础的生物学原理出发，揭示人体内部信息传递的根本机制，以及这些机制如何协同工作，维持生命的有序运转。它试图解答这样一个根本性问题：人体是如何感知自身状态、外界环境，并将这些信息转化为生理活动和行为的？ 主要内容概览： 本书的内容围绕着“感知”与“网络”这两个核心概念展开，并将它们置于人体这一宏观载体之中进行剖析。 第一部分：人体的感知基础——从分子到细胞 细胞膜的感知功能： 细胞膜作为人体最基本的感知界面，其结构与功能是本书讨论的起点。我们将详细阐述细胞膜上的各种受体蛋白，它们如何特异性地识别和结合外界或细胞内部的信号分子（如激素、神经递质、生长因子等），从而启动细胞内的信号转导通路。这一过程涉及离子通道、G蛋白偶联受体、酶联受体等多种受体类型，以及它们下游的第二信使系统（如cAMP、IP3、Ca2+等）的激活机制。我们会深入分析这些信号通路如何放大和整合信息，最终影响细胞的代谢、增殖、分化和凋亡。 细胞器的内部感知网络： 除了细胞膜，细胞内的各个细胞器也构成了复杂的内部感知网络。线粒体感知能量状态，内质网感知蛋白质折叠错误，溶酶体感知细胞内废物，这些感知信息通过精密的调控机制，确保细胞器的正常运作和整体细胞的稳态。本书将详细介绍这些细胞器如何通过分子信号相互交流，以及它们在维持细胞健康和应对环境压力中的作用。 基因表达的调控与感知： 基因表达是细胞对内外环境做出响应的根本方式。本书将探讨转录因子、表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰）等机制如何感知细胞信号，并精确调控特定基因的开启与关闭。这形成了一个复杂的基因调控网络，使得细胞能够根据不断变化的环境条件，合成特定的蛋白质，执行相应的功能。 第二部分：神经系统的感知与信息传递 感受器的多样性与特异性： 神经系统是人体最主要的感知与信息处理网络。本书将系统介绍各种感觉感受器，包括： 机械感受器： 皮肤中的触觉、压觉、本体感觉感受器，内耳的听觉与平衡觉感受器，血管壁的血压感受器等。我们将深入研究这些感受器如何将物理力转化为电信号。 化学感受器： 味觉、嗅觉感受器，以及调节体内环境的化学感受器（如血糖、pH、氧气水平）。 热感受器： 皮肤中的冷、热感受器，以及内部温度调节相关的感受器。 光感受器： 视网膜中的视锥细胞和视杆细胞，它们如何将光信号转化为神经冲动。 伤害感受器： 疼痛感受器，它们对组织损伤的感知。 我们将重点阐述这些感受器的结构特点、离子通道的激活机制，以及它们如何产生和编码神经信号。 神经冲动的产生与传播： 本书将详细讲解动作电位的产生和传播原理，包括离子通道的动态变化、膜电位的去极化与复极化过程，以及神经纤维的髓鞘化如何加速信号传递。 突触传递与信息整合： 突触是神经元之间信息传递的关键节点。我们将深入探讨化学突触和电突触的结构与功能，各种神经递质的合成、释放、受体结合以及信号终止机制。特别地，我们将重点分析突触的可塑性，即突触传递效率随活动而改变的能力，这是学习和记忆的基础。本书还会探讨神经元如何通过整合来自多个突触的兴奋性与抑制性信号，做出“是否发放神经冲动”的决策。 感觉通路与大脑处理： 从感受器到大脑的感觉通路，以及大脑皮层不同区域对感觉信息的处理过程，将是本书的重点。我们将分析感觉信息如何在脊髓、丘脑等结构中进行初步处理和重组，最终在大脑皮层形成对外界环境的认知。例如，视觉通路如何将视网膜的信号转化为对图像、颜色、运动的感知，听觉通路如何将声波转化为对声音的理解。 第三部分：内分泌系统与体液的感知网络 激素的产生、作用与调控： 内分泌系统是人体另一个重要的信息传递网络，通过激素调节生理功能的方方面面。本书将介绍各种内分泌腺（如垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺、性腺等）产生的激素，以及它们如何通过血液循环到达靶细胞，并与其特异性受体结合，引发生理反应。我们将深入分析激素的反馈调控机制（如负反馈和正反馈），以维持体内环境的稳态。 内环境的化学感知： 体液（血液、淋巴液、组织液）是细胞赖以生存的环境，其成分的细微变化会被身体的化学感受器捕捉。本书将讨论血液中的葡萄糖、电解质、pH、氧气、二氧化碳等水平是如何被精确监测和调控的，以及这些感知信息如何触发相应的生理响应（如胰岛素分泌、肾脏重吸收、呼吸调节等）。 水盐平衡与渗透压调节： 渗透压是维持细胞形态和功能的重要参数。我们将探讨肾脏、下丘脑等器官如何感知体液的渗透压变化，并通过调节抗利尿激素（ADH）和醛固酮的分泌，精确控制水分和盐分的排出与吸收，维持内环境的稳态。 第四部分：循环系统、呼吸系统与免疫系统的感知联动 循环系统的感知与反馈： 心脏、血管壁上的压力感受器（如主动脉弓和颈动脉窦内的感受器）如何感知血压变化，并反馈给中枢神经系统，调节心率和血管舒缩，是维持血压稳定的关键。本书将深入分析这些反馈机制。 呼吸系统的气体感知与调节： 肺部的气体交换效率受到多种因素影响。本书将探讨身体如何感知血液中的氧气、二氧化碳水平，以及 pH 值，并通过调节呼吸频率和深度来维持气体交换的平衡。 免疫系统的自我与非我感知： 免疫系统是人体重要的防御网络，它需要精确地分辨“自身”与“非我”（病原体、外来物质）。本书将简要介绍免疫细胞表面的模式识别受体（PRRs）如何感知病原体相关的分子模式（PAMPs），以及主要组织相容性复合体（MHC）分子在区分自身细胞和非自身细胞中的作用。 第五部分：信息处理、整合与决策——生命的智能 分布式信息处理： 与传统的集中式计算机不同，人体的信息处理是高度分布式和并行化的。本书将强调，身体的各个部分，从单个细胞到复杂的器官，都在不断地感知和处理信息。 信息整合与反馈环路： 不同的感知系统并非孤立运作，而是通过复杂的反馈环路相互连接，实现信息的整合。例如，神经系统可以感知到消化道内的食物，并调节消化酶的分泌；内分泌系统产生的激素可以影响神经元的活动。 自适应与稳态维持： 人体的感知网络的核心目标是维持稳态，即相对稳定的内部环境。本书将突出人体感知网络的自适应能力，即能够根据不断变化的环境条件，主动调整自身的生理状态，以应对挑战并优化生存。 超越技术限制的思考： 本书旨在提供一个超越具体技术应用的宏观视角，引发读者对生命本身信息的深刻思考。它不涉及具体的传感器技术、通信协议或数据分析算法，而是着眼于这些技术在模仿和理解人体感知网络时所面临的根本性挑战与机遇。 本书的价值与意义： 《人体感知网络》并非一本工程技术手册，而是一本关于生命如何感知和互动的哲学与生物学探索。它为理解疾病的发生发展，开发更智能的生物医学设备，甚至探索人工智能的生物学启示，提供了一个坚实的基础。通过深入剖析人体的感知机制，本书将带领读者领略生命体内那令人惊叹的、无时无刻不在运作的“信息之网”，理解生命体的精妙与智慧。本书适合对生命科学、生理学、神经科学、生物化学以及寻求跨学科思考的读者。

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