具体描述
书籍名称：《现代神经科学前沿：从分子到系统》 作者： 艾米莉亚·维克托、张伟、大卫·科恩 出版社： 环球科学出版社 出版年份： 2023年 书籍定价： 188.00 元 --- 内容简介：深度探索大脑的复杂交响乐 《现代神经科学前沿：从分子到系统》是一部全面、深入且极具前瞻性的著作，旨在为读者构建一个关于当代神经科学研究全景的知识框架。本书超越了对传统神经解剖学和生理学的简单罗列，而是聚焦于当前最热门、最具革命性的研究领域，特别是如何利用前沿技术手段，将分子层面的微观机制与宏观的认知行为联系起来。 本书的结构设计旨在引导读者进行一次由微观至宏观的系统性探索之旅。它首先奠定了坚实的生物物理学和细胞生物学基础，随后逐步攀升至复杂的神经网络回路和认知功能层面，最终探讨这些机制如何在精神疾病和神经退行性疾病的病理过程中失调。 第一部分：基础模块——分子与细胞的精妙构造 本部分是理解后续复杂主题的基石。我们不再将神经元视为静态的实体，而是将其视为高度动态的生化工厂。 第一章：神经信号转导的分子机器： 详细解析了离子通道和受体的结构生物学。重点介绍了电压门控离子通道的三维结构解析如何揭示其选择性和快速失活的机制。我们深入探讨了G蛋白偶联受体（GPCRs）的构象变化，以及它们如何作为细胞间通讯的“万能钥匙”。此外，还专门开辟章节讨论了新兴的机械敏感通道（MSCs），它们如何将物理压力转化为电化学信号，这对于触觉和本体感觉的研究至关重要。 第二章：突触可塑性的新范式： 传统上，我们关注长时程增强（LTP）和抑制（LTD）。然而，本章着重于形态可塑性——突触前末梢的囊泡释放动力学、树突棘的快速结构重塑，以及胶质细胞（特别是星形胶质细胞）在突触信号放大和清除中的主动作用。我们采用了最新的延时荧光成像数据，展示了突触后密度（PSD）蛋白组学如何快速响应活动模式的变化。 第三章：神经发生与胶质生物学： 摒弃了“成年大脑不可塑”的旧观念。本章详述了成人海马和侧脑室亚室带的神经干细胞龛的微环境调控，特别是炎症因子和代谢状态如何影响新神经元的整合。同时，我们对少突胶质细胞进行了深入分析，探讨了髓鞘形成速度与信息传输速度之间的精细平衡，以及髓鞘脱失在多发性硬化症中的病理机制。 第二部分：系统整合——回路、编码与意识的基石 在掌握了基本构建模块后，本书将视野拓展到数十到数百万神经元组成的复杂网络。 第四章：连接组学与结构连接： 这一章聚焦于大脑的“布线图”。我们详尽介绍了扩散张量成像（DTI）和连接组计划（Connectome Projects）的最新成果，特别是人类全脑连接组的拓扑学特征，如小世界网络和模块化组织。我们还对比了不同物种（如蠕虫、果蝇和人类）在连接组复杂性上的演化差异。 第五章：信息编码与解码的数学模型： 神经科学正在经历一场“量化革命”。本章着重介绍稀疏编码理论、贝叶斯推理模型在感觉皮层中的应用，以及如何使用单神经元群放电序列分析来预测行为输出。我们引入了动态系统理论来描述神经网络状态空间中的轨迹，为理解记忆的提取和决策的制定提供了新的数学工具。 第六章：运动控制与感觉整合： 本章详细剖析了基底神经节、小脑和运动皮层之间的反馈回路。我们特别关注前庭系统与视觉系统的整合，以及如何通过神经接口技术（BCI）实现运动意图的实时解码和外部设备的精确控制。对本体感觉皮层如何构建身体图式的过程进行了深入剖析。 第三部分：前沿技术与疾病机制——从基础到临床的转化 本部分是本书最强调“前沿性”的部分，涵盖了目前神经科学界最热门的技术突破及其在理解疾病中的应用。 第七章：光遗传学、化学遗传学与回路操作： 这是理解因果关系的关键工具。本章不仅介绍了经典的光遗传学技术（如ChR2和NpHR），还重点讨论了钙指示剂（如GCaMP7f）的高速钙成像技术，以及Miniscopes在自由活动动物体内进行大规模神经元群体记录的潜力。化学遗传学（DREADDs）在非侵入性地调控特定细胞类型活动方面的应用也得到了详尽阐述。 第八章：神经退行性疾病的分子病理学： 我们不再将阿尔茨海默病（AD）或帕金森病（PD）视为单一病因的疾病。本章聚焦于蛋白质错误折叠的传播动力学（如朊病毒样机制），以及小胶质细胞失能在清除异常蛋白和引发慢性炎症中的双重角色。我们探讨了当前针对Tau蛋白和$alpha$-突触核蛋白靶向疗法的最新临床前数据。 第九章：精神疾病的回路假说与计算精神病学： 许多精神疾病（如精神分裂症、重度抑郁症）被重新定义为“回路病”。本章整合了功能磁共振成像（fMRI）、脑电图（EEG）和皮层刺激数据，提出关于额叶-边缘系统失联的理论模型。计算精神病学部分展示了如何利用机器学习算法从大规模神经生理数据中识别出亚临床生物标志物。 --- 目标读者： 本书是神经科学、生物医学工程、计算生物学、心理学及相关领域的高年级本科生、研究生以及研究人员的理想教材和案头参考书。它要求读者具备一定的生物化学和生理学基础，但其详尽的图解、清晰的逻辑结构以及对前沿技术的系统梳理，确保了即便是跨学科的读者也能有效地掌握这些复杂的概念。 本书的独特价值： 本书最大的特色在于其“系统集成”的方法论。它强调连接性、动态性与计算模型的重要性，避免了将神经科学割裂成孤立的领域。通过对实验技术（如CRISPR/Cas9在神经元模型构建中的应用）和理论模型的无缝整合，本书为读者提供了一个理解大脑如何从其最基本的分子单元演变为复杂认知功能的完整路线图。这是一本面向未来十年的神经科学指南。
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