“神经生物学”课程教学大纲

教研室主任：李亚 执笔人：李亚

一、课程基本信息

开课单位：生命科学学院

课程名称：神经生物学

课程编号：092008

英文名称：Neurobiology

课程类型：专业基础课

总 学 时： 42 理论学时： 24 实验学时： 18

学 分： 2.0

开设专业：生物科学

先修课程：人体组织学与解剖学 人体及动物生理学

二、课程任务目标

（一）课程任务

神经生物学是研究脑的结构和功能的一门学科，是生命科学的前沿学科之一。它是从系统、器官、细胞和分子多层次探索神经系统结构和功能和学科。神经元是神经生物学研究的主要对象，主要讲授神经元的结构和功能，神经元间的信号传递与调控，信息整合等神经生物学的基本问题。讲授神经系统的感觉、运动、情绪、学习记忆、认知等功能及神经系统的发育、可塑性问题等。

（二）课程目标

《神经生物学》教学目标是要求学生能够：全面系统地掌握机体功能的调控、思维、认知、精神活动的产生、复杂行为控制的脑机制。

三、教学内容和要求

（一）理论教学的内容及要求

第一篇 神经活动的基本过程

第一章 神经元和突触

第一节 神经系统概述

1.了解神经系统的进化

2.理解哺乳动物和人的神经系统构成

3.理解神经组织

第二节 神经元（教学重点）

1.了解神经元的形态、神经元的分类

2.掌握神经元的胞体、神经元的突起

第三节 突触（教学重点）

1.理解突触的概念和类型

2.掌握化学突触

3.了解电突触

第四节 神经胶质细胞

1.了解中枢神经胶质细胞、周围神经胶质细胞

2.了解神经胶质细胞的功能

第二章 神经元膜的电学特性和静息电位

第一节 神经元膜的物质转运功能（教学难点）

1.理解通过脂双层的物质扩散

2.掌握通过膜蛋白介导的物质转运

3.理解通过膜“运动”的物质转运

第二节 神经元生物电记录技术

1.了解生物电记录技术概述

2.掌握细胞外记录、细胞内记录

3.理解膜片钳记录

第三节 神经元膜的电学特性（教学难点）

1.了解神经元膜的等效电路

2.掌握静息电位

3.理解膜电阻和电流电压关系曲线

4.了解膜电容和时间常数、空间常数

第四节 静息电位的离子机制（教学重点）

1.掌握产生静息电位的条件

2.掌握K⁺平衡电位与Nernst方程

3.理解影响静息电位的因素

第三章 神经电信号和动作电位

第一节 神经电信号概述

1.理解神经电信号的概念及其类型

2.掌握神经电信号的产生机制

3.了解神经元膜电学特性与电信号的传导

4.理解神经信息的编码方式

第二节 局部电位

1.了解局部电位的概念和类型

2.理解局部电位的特性

第三节 动作电位（教学重点）

1.理解动作电位的概念和特征

2.掌握动作电位的过程和成分

3.掌握动作电位产生的离子机制

4.理解动作电流的电压钳分析

第四节 动作电位的产生与传导（教学重点）

1.掌握阈电位

2.掌握动作电位的触发机制

3.了解动作电位的发放模式

4.掌握动作电位的传播

第五节 神经元的兴奋性（教学重点）

1.理解兴奋性的概念与指标

2.掌握影响神经元兴奋性的因素

第四章 神经电信号的传递

第一节 神经电信号的传递概述

1.了解神经电信号传递的概念

2.理解神经电信号传递的方式

第二节 化学突触传递（教学重点）

1.理解化学突触传递的概念

2.掌握化学突触传递的基本过程

3.掌握突触后电位、掌握突触后电位的整合

第三节 电突触传递和非突触性传递

1.了解电突触传递、非突触性传递

第四节 神经电信号传递的调制（教学重点）

1.了解突触传递的调制方式

2.掌握突触传递的可塑性

3.掌握突触前抑制和突触前易化

4.了解其他突触传递调制

第五章 神经递质和神经肽

第一节 神经递质（教学重点）

1.了解神经递质的分类

2.了解神经递质的合成与储存

3.掌握神经递质的释放

4.理解神经递质的清除

第二节 神经肽（教学重点）

1.了解神经肽的分类

2.理解神经肽的主要特点

3.掌握递质共存

4.理解神经肽的作用方式

第三节 神经递质转运体（教学难点）

1.了解神经递质转运体的分类、分布及结构

2.了解神经递质转运体的作用

第四节 神经递质系统

1.理解乙酰胆碱、单胺类、氨基酸类、嘌呤类

2.了解逆行递质类

第六章 离子通道与胞内钙离子平衡

第一节 离子通道与信号转导概述

1.掌握离子通道与信号转导的概念

第二节 离子通道的基本特性（教学重点）

1了解离子通道的物理特征

2.掌握离子通道是蛋白质、离子通道的选择性

3.掌握离子通道的开放和关闭

4.了解电压门控通道S₄螺旋的门控作用

第三节 单通道记录技术

1.了解单通道记录技术

第四节 电压门控通道（教学重点）

1.掌握电压门控钠通道、电压门控钾通道

2.理解电压门控钙通道

3.了解电压门控氯通道

第五节 胞内钙离子平衡（教学重点）

1.掌握细胞内的Ca²⁺平衡机制

2.掌握钙敏感信使

3理解钙信号向胞核传播、钙调节基因表达

第七章 受体与信号转导

第一节 受体与信号转导概述

1.掌握受体的概念和特性

第二节 受体的种类与结构（教学难点）

1.掌握离子通道型受体、G蛋白耦联受体

2.理解与酶相关的单跨膜受体、转录调节因子受体

第三节 离子通道型受体（教学重点）

1.了解离子通道型受体分类

2.理解离子通道型受体介导的快速信号传递和生理功能

3.了解离子通道型受体举例：NMDAR、GlyR、TRP和ASIC

第四节 G蛋白耦联受体（教学重点）

1.了解GPCR的结构和分类

2.理解G蛋白的结构、分类及调节机制

3.掌握GPCR介导的信号转导通路

第五节 第二信使系统（教学重点）

1.掌握环腺苷酸信使系统、环鸟苷酸信使系统

2.理解肌醇三磷酸和二酰甘油信使系统

3.了解花生四烯酸及其代谢产物、一氧化氮

4.掌握效应蛋白的磷酸化和脱磷酸化

第六节 受体间的相互作用（教学难点）

1.了解GPCR与GPCR之间的对话

2.了解GPCR与离子通道型受体之间的对话

3.了解离子通道型受体与离子通道型受体之间的对话

第二篇 神经系统的发育

第八章 神经系统发育

第一节 神经管的形成（教学重点）

1.理解神经管的形成

第二节 神经管的分化（教学重点）

　1.掌握三脑泡阶段、五脑泡阶段、成熟阶段

　2.理解身体头尾轴的形成和调控机制

　3.了解身体背腹轴的生成起因

第三节　中枢神经系统组织构型的建立（教学难点）

　 1.了解神经细胞的迁移

　 2.了解脊髓和延髓的组织生成、小脑的组织生成、大脑的组织生成

　 3.掌握成年神经干细胞

第四节　轴突的生长

　 1.了解生长锥

　 2.理解胞外网状结构的黏接作用、细胞表面的黏接和簇生作用

　 3.理解向化性反应、目的地的选择、生长锥的崩塌

第五节　突触的形成和再生（教学难点）

　 1.了解神经肌肉接头

　 2.掌握中枢神经系统的突触形成

第六节　突触联系的精细调制

1.了解突触联系的精细调制

第七节　神经系统的损伤和再生

　 1.了解神经损伤

　 2.理解神经元的凋亡、神经再生能力

　 3.了解促进中枢神经再生的治疗手段

第三篇　感觉系统

第九章　视觉

第一节　视网膜——“外周脑” （教学重点）

　 1.了解视网膜

　 2.理解光感受器的换能机制——光致超级化

　 3.掌握视网膜内的信息处理机制——视网膜细胞的视觉感受野

第二节　外侧膝状(体)核对视觉信息调节和分流处理

　 1.掌握外膝体的分层与投射

　 2.理解外膝体神经元感受野性质

　 3.理解外膝体神经元执行中枢对视觉信息调节的功能

4.理解外膝体在形成平行信息处理通道中的作用

第三节　视觉皮层——视觉的最高级中枢（教学难点）

　 1.掌握视皮层的细胞组构及分层

　 2.理解视皮层细胞的分类和感受野性质

　 3.理解视皮层的功能组构

　 4.了解形状、颜色和运动信息的平行处理机制

第十章　听觉

第一节　听觉系统的结构

　 1.了解耳的结构、中枢听觉通路

第二节　外周听觉系统的信息处理（教学重点）

　 1.了解声波在耳蜗中的传播

　 2.掌握毛细胞及声-电换能过程

　 3.理解耳蜗电位、听神经电活动的特性

第三节　听觉中枢的信息处理（教学重点）

　 1.掌握中枢听觉神经元活动的基本特性

　 2.理解时间编码和空间编码

　 3.了解复杂声信息的编码

　 4.掌握听觉中枢的音调定位

第四节　听觉信息整合及中枢调控（教学难点）

　 1.理解听觉信息的时间和空间整合

　 2.了解听觉信息处理的中枢调控

第五节　中枢听觉功能发育及可塑性

　 1.了解动物生后神经元听反应特性的演化

　 2.了解听觉功能可塑性、听觉功能发育可塑性的细胞分子机制

第十一章　味觉与嗅觉

第一节　味觉

　 1.了解味觉感受器

　 2.理解味觉转导的膜机制、味觉通道和功能

第二节　嗅觉

　 1.了解嗅觉感受器

2.理解嗅信号的转导机制、嗅球

第十二章　躯体感觉

第一节　躯体感受器

1.了解躯体感受器

第二节　躯体感觉的中枢通路

　 1.了解传入通路、体感觉皮层

第三节　痛觉

　 1.了解痛觉感受器和传入通道

　 2.掌握痛觉的中枢整合、痛觉的中枢调制

第十三章　平衡觉和本体感觉

第一节　前庭器官——平衡觉的感受器官

　 1.了解基本结构

　 2.了解毛细胞的换能机制、中枢通路

第二节　本体感觉——对身体运动的感觉

　 1.了解肌梭、腱器官和关节感受器

　 2.了解本体感觉的中枢通路

第四篇　运动系统

第十四章　躯体运动及其中枢控制

第一节　概述

　 1.掌握反射运动、随意运动和节律运动

2.理解感觉信息在运动控制中的作用

3.了解控制运动的神经结构

第二节　脊髓运动神经元和肌肉感受器

1.掌握脊髓运动神经元和运动单位

2.理解肌肉收缩张力的调节

3.了解肌肉长度和张力变化的感受装置——肌梭和高尔基腱器官

第三节　反射性运动和节律性运动（教学重点）

1.掌握牵张反射、反射活动的协调

2.理解屈反射

3.掌握节律性运动

4.理解行走

第四节　随意运动的发起和管理（教学重点）

1.掌握初级运动皮层与运动参数的编码

2.理解辅助运动皮层和前运动皮层与运动的准备过程

3.理解小脑对运动的调节、基底神经节对运动的调节

第十五章　自主神经系统

第一节　自主神经系统的结构和功能特性

1.掌握自主神经与躯体运动神经的主要区别

2.理解交感神经和副交感神经的结构、机能特征

3.了解关于内脏的感觉传入

第二节　自主神经系统的递质和受体

1.了解自主神经系统的递质

　2.理解自主神经系统递质的受体

第三节　自主神经对主要内脏系统活动的调控

1.了解自主神经系统对心血管活动的调控

2.了解自主神经系统对胃肠功能的调节

3.了解自主神经系统对呼吸运动的调节

4.了解自主神经系统对瞳孔活动的调节

第四节　高级中枢对自主神经系统活动的影响（教学重点）

1.了解脊髓和低位脑干对内脏活动的调节

2.掌握下丘脑对自主神经活动的调节

3.理解边缘系统

4.掌握下丘脑和脑干的孤束核在自主神经系统调控中的整合作用

第五篇　脑的高级功能

第十六章　弥散性调制系统与行为

第一节　去甲肾上腺素能系统（教学重点）

1.掌握去甲肾上腺素能系统

第二节　5-羟色胺能系统（教学重点）

1.掌握5-羟色胺能系统

第三节　多巴胺能系统（教学重点）

1.掌握多巴胺能系统

第四节　乙酰胆碱能系统（教学重点）

1.掌握乙酰胆碱能系统

第五节　弥散性调制系统和药物依赖

1.了解致幻剂、兴奋剂

第六节　弥散性调制系统和精神疾病

1.了解抑郁症、精神分裂症

第十七章　情绪的脑机制

第一节　什么是情绪（教学重点）

1.掌握James-Lange学说、Cannon-Bard学说

第二节　边缘系统

1.掌握Broca边缘叶、Papez回路（教学重点）

第三节　恐惧与焦虑

　1.了解Klüver-Bucy综合征

2.掌握杏仁核、习得性恐惧

第四节　愤怒与攻击

1.掌握下丘脑与攻击行为

2.理解中脑与攻击行为、杏仁核与攻击行为

3.了解5-羟色胺与攻击行为

第五节　强化与奖赏

1.掌握自我电刺激与强化

2.了解人脑的自我电刺激

3.了解多巴胺和强化

第十八章　睡眠与觉醒的脑机制

第一节　快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠

1.掌握非快速眼动睡眠的特征、快速眼动睡眠的特征

第二节　睡眠时相和周期

1.理解睡眠时相和周期

第三节　睡眠与觉醒的机制（教学重点）

1.掌握上行网状激活系统与觉醒

2.掌握入睡与非快速眼动睡眠、快速眼动睡眠

3.了解促睡因子

第四节　快速眼动睡眠和梦

1.了解快速眼动睡眠和梦

第十九章　学习和记忆

第一节　学习和记忆的分类（教学重点）

1.掌握学习的分类、记忆的分类

第二节　陈述性记忆（教学重点）

1.理解陈述性记忆的脑系统、陈述性记忆的突触机制

2.掌握短时记忆向长时记忆转化的分子“开关”

第三节　非陈述性记忆

1.掌握习惯化、敏感化

2.了解启动效应、运动技巧、习惯学习、经典条件反射

3.了解知觉学习、分类学习、认知技巧、情绪学习

第二十章　大脑联合皮层和功能一侧化

第一节　顶叶联合皮层

1.理解人顶叶联合皮层功能的神经心理学研究

2.了解猴顶叶联合皮层功能的切除损毁研究

3.了解猴顶叶联合皮层功能的神经生理学研究

第二节　颞叶联合皮层

1.理解人颞下回功能的神经心理学研究

2.理解猴颞下回功能的切除损毁研究

3.理解猴颞下回功能的神经生理学研究

第三节　前额叶联合皮层（教学重点）

1.了解前额叶皮层的注意力调控功能

2.掌握前额叶皮层的学习和记忆功能

3.理解前额叶皮层的行为抑制功能

4.理解前额叶皮层的行为计划和策略形成

5.了解前额叶皮层的发散性思维能力

第四节　脑功能一侧化

1.理解大脑两半球功能对称性、大脑两半球功能不对称性

2.了解功能一侧化的生物学意义

第二十一章　语言和语言障碍

第一节　人类语言的特征（教学重点）

1.了解语言的创造性、形式、内容和使用

2.掌握语言起源的两种假说

3.理解语言能力是先天决定的

第二节　语言功能的优势半球

1.了解语言功能的优势半球

第三节　语言信息的处理模型（教学重点）

1.掌握Wernicke-Geschwind模型

2.了解Wernicke-Geschwind模型的不足之处

第四节　语言障碍的表现形式

1.掌握Wernicke失语、Broca失语

2.理解传导性失语、命名性失语

3.了解完全性失语、跨皮层失语、皮层下失语

第五节　右半球的语言功能

1.了解右半球的语言功能

第六节　某些阅读和书写障碍的解剖学定位

1.了解获得性阅读和书写障碍:失读症和失写症

2.理解语音符号和表意文字在大脑皮层不同区域进行处理

第二十二章　注意的神经基础

第一节　注意的行为学效应（教学重点）

1.掌握注意增强信号检测、注意加速行为反应

第二节　注意的神经生理学效应（教学难点）

1.了解注意的PET成像研究

2.理解注意增强顶叶神经元的反应

3.理解注意改变V4区神经元的感受野反应

第三节　注意是如何控制的

1.理解视觉朝向神经网络、注意实施神经网络、警觉维持神经网络

第二十三章　脑成像技术的基本原理

第一节　计算机断层成像术

1.了解计算机断层成像术

第二节　正电子发射断层成像术

1.了解正电子发射断层成像术

第三节　磁共振成像术

1.了解磁共振成像术

第六篇　神经、内分泌与免疫系统的关系

第二十四章　神经、内分泌与免疫系统的相互调节

第一节　前言

1.了解神经、内分泌与免疫系统的关系

第二节　神经、内分泌系统对免疫系统的调节作用

1.了解中枢神经系统对免疫系统的调节作用、神经递质对免疫系统的调节作用

2.了解神经肽对免疫系统的调节作用、激素对免疫系统的调节作用

第三节　免疫系统对神经、内分泌系统的调节作用

1.了解细胞因子对神经活动的调节作用

2.了解细胞因子对下丘脑—垂体轴的调节作用

3.了解细胞因子对神经细胞活动的调节作用

第四节　神经、内分泌与免疫系统间相互调节的结构基础及其作用机制

1.了解神经系统对免疫系统的神经支配

2.了解神经、内分泌与免疫系统共用的化学语言

3.理解神经、内分泌与免疫系统间相互作用的机制

第七篇 脑衰老生物学（自学）

（二）实践教学的内容及要求

实验一 神经电生理信号采集和分析系统

实验目的：学习神经电生理信号采集和分析系统的基本操作方法。

实验要求：熟悉并掌握信号采集和分析系统的基本操作。

实验二 神经细胞生物电的记录

实验目的：学习电生理学实验方法。

实验要求：观察神经干动作电位的基本波形，测定神经兴奋的传导速度和不应期。

实验三 脑的立体定位术

实验目的：通过实验学习脑立体定位技术。

实验要求：初步掌握确定中枢核团的方法。

实验四 小动物学习记忆行为检测技术--避暗法

实验目的：学习小鼠避暗自动测试仪的使用方法。

实验要求：观察影响学习记忆功能的因素。

实验五 小动物迷宫实验检测方法

实验目的：学习小白鼠学习记忆行为检测方法。

实验要求：使用MT-200 Morris水迷宫跟踪系统。

实验六 小鼠脑切片免疫组织化学技术

实验目的：学习SABC法免疫组织化学原理方法。

实验要求：掌握免疫组织化学实验方法

实验七 小白鼠防御性条件反射的建立 （选做）

实验目的：学习防御性条件反射的实验方法。

实验要求：了解条件反射的形成和消退原理。

实验八 自拟题目设计性实验（选做）

实验目的：通过学生利用所学的知识，自己组合成实验小组，自定题目，自己设计实验方案，自己准备实验，自己独立完成实验和进行结果分析的全过程。培养学生的独立工作能力，激发学生的创新意识，培养学生们的团队协作精神。

实验内容：自行设计。

四、学时分配

五、考核说明

本课程考核方法：考试。

总成绩：期末考试成绩占90 %；实验课成绩10 %。

六、主要教材及教学参考书目

（一）主要教材

1. 寿天德主编《神经生物学》（第3版），高等教育出版社，2013年。

（二）主要参考书目

2. 许绍芬主编《神经生物学》（第2版），复旦大学出版社，2006年。

3. 王建军主译《神经科学—探索脑》（第2版，中文版），高等教育出版社，2004年。