《神经生物学》教学大纲

《神经生物学》教学大纲

传统教学方式的教学大纲

以疼痛专题为中心的教学方式

Neurobiology

学时:54

考核方式:笔试及口试

教学方式:课堂讲授、讨论

课程类型:A

主讲教师:

韩济生、万有、于常海、王韵,崔彩莲、吴鎏祯、崔德华、王克威、罗非、邢国刚、薛冰、刘风雨、张嵘和张瑛等

授课对象:三年级学生等

开设目的:

本课程教学包括两部分,一部分为传统教学方式,即以教师讲解为主,系统介绍神经生物学的基础知识及有关研究的新进展,包括基础研究和临床应用的研究动向。另一部分则结合本学科科研优势,开展以疼痛专题为中心的教学(problem based learning, PBL)。通过传统的教学方式,使学生掌握神经生物学的基础知识,了解有关领域的新成果、新动态。而以疼痛专题为中心的教学则充分调动同学的主观能动性,训练学生查阅相关文献,分析问题,解决问题及培养科学思维及科学演讲的能力。

教学要求:

要求学生了解课堂讲授内容,要求每位同学根据自己的兴趣查阅相关文献,制作powerpoint幻灯片进行分组汇报和讨论,教师及同学对报告内容进行评判打分。课程最后评分包括两部分:即理论考试(笔试)占60%,口头报告占40%。

预修知识:医学基础、临床医学基础、生物学。

传统教学方式的教学大纲(共24学时)

一、绪论:2课时

1.神经科学的发展史

2.神经科学的基本内容:分子神经科学,细胞神经科学,发生神经科学,系统和行为神经科学,认知神经科学,计算神经科学,临床神经科学,等。

3.神经科学基本的研究方法:形态学方法,生理学方法,电生理方法,生物化学方法,分子生物学方法,脑成像方法,等。

4.本课程学时安排的思路、教材及参考书等。

二、细胞与分子神经生物学:5课时

1.神经元及神经胶质细胞(2课时)

(1)神经元的超微结构特点、与功能关系。

(2)突触的超微结构特点、分类及化学性突触的传递过程。

(3)中枢神经系统神经胶质细胞的分类,形态特点及功能。

(4)神经元及神经胶质细胞的相关基础知识在实验研究中的应用。

2.离子通道:(2课时)

(1)离子通道的提出与证实。

(2)离子通过通道的方式和离子通道的特点;

(3)离子通道的现代研究方法;

(4)离子通道的分类与功能;

(5)离子通道活动的调制。

(6)离子通道与疾病、毒物和药物。

3.神经元的电活动:(1课时)

(1)膜静息电位:静息电位的形成原理;膜内、外离子浓度维持平衡的原理。

(2)动作电位及其形成原理;

(3)局部电位:终板电位、突触后电位(兴奋性或抑制性)和感受器电位;局部电位与配基门控离子通道和机械门控离子通道;局部电位的特点与功能。

4.跨膜信息传递(自学)

(1)递质:神经递质与调质的概念、递质的共;兴奋性氨基酸递质的种类、来源,兴奋性氨基酸受体的种类、结构及生理作用、部分毒性作用;抑制性氨基酸递质的种类、来源,抑制性氨基酸受体的种类、结构及生理作用;神经肽的概念,神经肽的产生与降解,神经肽的受体与配体,神经肽的作用

(2)受体与信号转导:受体的基本概念;受体的分类、受体的特性、受体的研究方法;受体通道系统的信号传导通路;第二信使的种类;G蛋白的种类、结构、效应器蛋白,G蛋白耦联受体信号传导通路

三、系统神经生物学:(自学)

1.神经系统的感觉功能(自学)

(1)感觉总论:感觉的性质、定位、强度和适应;感觉信息在感觉系统传递的共同规律(特别是在接替核中的传递规律及抑制性中间神经元的作用);感觉的下行调制;感觉皮层与感觉的形成;感受器的换能机制;感觉皮层的信息处理。

2.神经系统对运动的调节(3学时)

(1)脊髓牵张反射、肌梭及腱器官的作用、屈肌反射;

(2)脊髓运动神经元排列及其支配控制的躯体定位模式;

(3)运动皮层代表区及皮层下行纤维;

(4)小脑的纵区划分、小脑皮层神经元环路的组成(神经元、传入纤维)及其活动规律;(5)纹状体与皮层之间的三条神经元回路及其对运动的调控;直接通路和间接通路的概念,多巴胺通路易化运动

3. 自主神经系统(自学)

(1)掌握自主神经的概念及分部;

(2)熟悉交感神经和副交感神经节前神经元和节后神经元的位置、结构及释放的递质;(3)了解后交感神经系统的结构特点及功能;

(4)了解自主神经系统的功能分化,了解自主神经系统不同水平的调制作用;

4. 神经免疫内分泌(自学)

(1)掌握神经免役内分泌的概念;

(2)熟悉下丘脑的内部结构及神经激素及神经内分泌与免疫系统之间相互作用的途径

(3)了解肽能神经元及神经肽与神经内分泌与免疫系统的关系;

(4)了解神经内分泌及免疫系统对机体内环境稳定的调节作用

四、发育、分化、凋亡,损伤、再生、神经干细胞、变性型疾病:6课时。

1.神经系统的发育、分化及凋亡(3学时)

(1)了解神经系统发生:即外胚层在脊索诱导下-神经板-神经沟-神经褶-神经管。

(2)中枢及周围神经系统原基的形成及常见畸形。

(3)中枢神经系统发育、分化过程中诱导的概念及方式。

(4)神经细胞及神经胶质细胞的发生、发育过程中的信号调控、生存条件及程序性死亡与凋亡。(5)突触的发育:轴突如何被引导走向靶区;突触的形成和再生。

(6)细胞程序性死亡与凋亡及突触的发育、形成、再生在实验研究中的应用。

2.神经系统退行性疾病基础(3学时)

(1)损伤、再生、神经干细胞(1学时)

a.神经系统损伤后的变化以及影响再生的因素:神经系统损伤与再生的研究历史;外周神经系统和中枢神经系统损伤后的不同变化;影响中枢神经损伤后再生的因素;影响中枢神经系统损伤后再生的局部微环境;

b.脊髓损伤动物模型的建立:

c.中枢神经系统损伤的治疗;

d.中枢神经系统损伤的基因治疗的策略以及目的基因、载体和受体细胞的选择原则;

f.干细胞和神经干细胞的概念;

(a)神经干细胞的特性;

(b)神经干细胞的研究方法;

(c)神经干细胞的应用及其发展方向。

(2)阿尔茨海默病研究的进展(2学时)

a. 基本概念,基本分类

b. 病因学研究进展,AD和血管性痴呆的差异,AD的病理学特点

c. 发病机制的研究进展

d. 动物模型

e. 临床诊断

f. 阿尔茨海默病治疗:AD一般护理、经济和法律;AD的西医治疗;AD的中医药治疗

(3)帕金森病研究进展(自学)

a. 概述

b. 帕金森病的病因学

c. 发病机理:有关多巴胺能神经元死亡机制研究的最新进展

d. 实验模型的制备

e. 帕金森病的治疗

f. 帕金森病的神经影像学

五、高级神经生物学:9课时。

1.脑的电活动(2课时)

(1)脑电图的概念,脑电图的引出方式,脑电电极的分布。

(2)睡眠与癫痫的脑电特征。

(3)脑电的功率谱分析,不同频率段脑电的意义;脑电的超慢功率谱分析,超慢谱线的意义。(4)脑电地形图概念,脑电地形图在疾病诊治中的意义。

(5)诱发电位和事件相关电位的概念,种类,体感诱发电位,听觉诱发电位,视觉诱发电位,事件相关电位在感觉、运动及认知研究中的应用。信号源分析和定位。

(6)脑磁图的定义,原理,脑磁图在临床的应用。

2.睡眠与觉醒(1学时)

(1)概述:睡眠和觉醒为一昼夜节律受内源性振荡器-生物钟的调控;生物钟的概念及其与睡眠-觉醒节律的关系;睡眠按EEG特征分期及各期的脑电波特点;

(2)睡眠的两种状态及生物学意义:睡眠过程呈现慢波睡眠(SWS)和快动眼睡眠(REM)两种时相的交替;每个时相各具的特点;睡眠发生的神经机制;SWS及REM潜在的功能意义,特别是REM 睡眠的功能意义。

3.学习与记忆:(3学时)

(1)学习与记忆的概念;

(2)学习和记忆的基本过程;

(3)学习和记忆的基本形式;

(4)记忆的突触机制;

(5)学习与记忆的分子机制;

(6)神经递质和神经肽对学习与记忆的调制。

4.语言、思维、脑功能侧化(自学)

(1)语言的概念;

(2)脑功能侧化的概念;语言的相关脑区;功能性语言系统;脑损伤与失语症;脑功能侧化的研究及其研究方法;脑功能侧化的结构基础;现代语言和脑功能侧化问题研究的新进展;

(3)意识与思维的问题。

5.情感与情绪(自学)

(1)情绪与情感的概念。情绪与情感的区别。

(2)有关情绪和情感的理论研究。James-Lange学说。Cannon-Bard理论。Schachter 学说。Arnold学说。

(3)情绪与情感的实验研究。

(4)下丘脑在情感状态外周表现中所起的协调作用。

(5)边缘系统的构成及其在情感状态中的作用。杏仁核在情感经验中的特殊作用。额叶、海马等在情感中的作用。情绪紊乱及其分类。

6.动机与成瘾(3学时)

(1)奖赏的概念;奖赏的中枢多巴胺通路;奖赏的机制。

(2)边缘系统形成的历史过程,边缘系统和动机的概念。边缘系统与动机的关系。

(3)药物成瘾的概念;躯体与精神依赖;戒断症状、药物渴求与复吸概念。

(4)药物成瘾的治疗。

7.认知(自学)

(1)认知的概念和认知科学的主要研究目的(精神活动的神经表现)。

(2)认知的结构基础。

(3)形式的投射与拓扑图的产生。脑的调节系统与动机、情感和记忆。感觉与运动功能的结合。大脑皮层的相关区域和脑的认知能力。

(4)认知的产生机制。控制皮层关联脑区的三个原则。关联脑区的相互作用导致理解、认知和意识的产生。从神经细胞角度分析理解认知。

(5)认知功能的主要研究方法。

以疼痛专题为中心的教学方式(problem based learning, PBL)的教学大纲(共30学时)一.疼痛专题讲座

1.疼痛基础知识简介(3学时)

(1)痛觉:疼痛的概念,疼痛的病因、组成成分、分类,影响疼痛的心理学因素

(2)疼痛的外周机制:疼痛的感受器、传入神经,引起痛觉的适宜刺激;

(3)疼痛的中枢机制:痛觉传导通路,痛觉感受和调制的中枢;

(4)慢性痛的病理机制:慢性炎症痛模型,炎症痛时外周和中枢的可塑性变化;慢性神经源性痛模型,神经源性痛时中枢的可塑性变化;癌痛的机制。

2. 文献报告要点介绍 (3学时)

(1)什么是科研文献?为什么需要阅读科学文献?科学文献的种类;科学文献的影响因子;科学文献的结构;

(2)查阅所需科学文献的方法

(3)如何阅读科学文献

(4)如何评价科学文献

(5)如何以汇报方式介绍科学文献:如何制作powerpoint;讲解科学文献的注意事项及演讲技巧

(6) 学生根据所选文献内容再查阅相关领域的其他文献,熟悉相关领域的知识并制作幻灯片,准备15-20分钟的报告。教师给予相应的指导。

(7)教师和每位学生参与对报告者的评分,分别从报告内容、表达能力、幻灯片制作、仪容、时间掌控等方面对报告人进行评价。

(8)成绩进入最后总评。

(9)学生熟悉学术报告的流程,加深对课堂授课知识的理解,了解学科进展,培养追踪文献的能力。

3.疼痛研究方法介绍(3学时)

(1)常用的动物急慢性痛模型,包括福尔马林模型、CFA模型、SNL模型、大鼠胫骨乳腺癌模型等;

(2)常用的动物测痛方法:冷板实验、热板实验、热水甩尾实验、机械纤维丝测定机械痛实验、locomotion

(3)常用的疼痛研究方法:行为学方法、电生理方法、生物化学方法、分子生物学方法、细胞学方法

4.痛觉信号在中枢的编码(3学时)

(1)掌握疼痛的概念;了解疼痛的心理学影响;了解疼痛的多样性及其动力学特征;

(2)掌握疼痛的外周机制;了解外周疼痛感受器研究的进展;了解C类纤维的功能多样性;

(3)掌握痛觉的主要传导通路及其与中枢痛觉编码的关系;掌握痛觉的主要维度及其已知的主要中枢编码部位;了解痛觉中枢编码的方式;

(4)了解痛觉网络编码的概念;了解内、外侧系统不同的痛觉反应特性;了解疼痛的预期反应特征;

(5)了解痛觉群体编码的证据;了解疼痛刺激下的中枢信息流动情况;

5. 针刺镇痛作用原理-基础研究举例(3学时)

以本所在针刺镇痛研究中的40年的经历为例,进行科研思维能力的培养:发现问题,提出设想,通过实验验证设想,最后达到解决问题的目的。从是什么到为什么,从原理研究又返回临床实际。(1)历史回顾

(2)提出问题:针刺是否能够镇痛

(3)解决问题:针刺为什么镇痛

(4)从原理研究又返回临床实际

(5)针刺镇痛结果的延续

6.疼痛的临床治疗举措-病例讨论(3学时)

(1)疼痛定义及分类

(2)以头面痛为例,结合病例与学生讨论疼痛的诊断,鉴别诊断及治疗举措

二、学生查阅文献,制作幻灯片及进行演讲

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