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文檔簡介
1、神經生物學,神經生物學的理論概述及神經系統疾病的研究,學習方法,英語教科書:是壓力,有后勁以學習名詞為主,要敢于發(fā)音綜合學科:multidisciplinary以功能為主,結合形態(tài)以基礎為主,結合臨床教科書內容與講課內容可能不完全一致,但鼓勵看書(教科書),借機學習專業(yè)英語。,神經科學 (1990-2000 腦的十年) (2001-2100 腦的世紀),,,,,,,,,,,,生 命 科 學,分子生物學
2、細胞生物學…………………………,認知科學,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,開發(fā)腦開發(fā)人腦 增強智能模擬人腦 智能電腦,保護腦壽命延長 PD, AD, 中風高速交通 顱腦, 脊髓外傷生活節(jié)奏 焦慮,抑郁,精神病生活質量 鎮(zhèn)痛 祛痛社會開放 吸毒問題,了解腦分子 細胞 網絡 全腦 (離體研究) (無創(chuàng)在體研究) Pa
3、tch(電) 腦地形圖 RIA(化學) PET(化學) PCR(基因) fMRI (功能) Confocal CT(形態(tài)) (形態(tài)) 行為變化,百年來與神經科學有關的諾貝爾獎獲得者選介(I),,C.S.Sherrington (英),1857,,,1850,,1900,,1950,2000,,C.Golgi (意),1926,1934,神經元染色方法,1843,1852,R.
4、Cajal (西班牙),“神經元學說”,,,,,,,,,形態(tài),1906,,,,,1952,1932,?“突觸”定名?“反射”概念?“交互”抑制,,反射學說,1889,1977,?感覺神經纖維電活動?傳入沖動大腦誘發(fā)電位?神經控制骨骼肌運動機制,,E.D.Adrian (英),,,,電生理,O.Loewi (德 英),1961,1873,,,,,,1936,,?蛙心灌流實驗?“迷走物質”,1968,1875,H.Dale
5、 (英),,,?神經末梢分泌?乙酰膽堿ACh,,神經化學,,1874,1965,1944,1963,1888,J.Erlanger (美),H.S.Gasser (美),?陰極射線示波器?神經纖維的分類ABC,1973,1881,W.R.Hess (瑞士),?腦立體定位儀 hypothalamus,,,,,,,,,,方法學創(chuàng)新,,,,1949,,,電生理,Oxf,Cambridge,徒手切腦片銀染神經元,,染出神經末梢,發(fā)現神經元
6、之間無原生質聯系,,,生理科學進展2001,32:187,神經藥理學,分子藥理學,,百年來與神經科學有關的諾貝爾獎獲得者選介(II),,,1850,,1900,,1950,2000,J.C. Eccles (澳大利亞),1914,1903,,,,,,1963,A.L.Hodgkin (英),,,,B.Katz (德 英),1917,,,,A.F.Huxley (英),?細胞內微電極?突觸后電位?抑制性遞質,,突觸,?電壓鉗
7、技術?動作電位的離子學說?數學方程表述,,,? NM終板電位?遞質“量子釋放”,,1911,動作電位機制,,,,1905,1983,,U.Von Euler (瑞典…),?交感神經遞質?去甲腎上腺素,,,,1970,?兒茶酚胺代謝?影響CAs的藥物,電生理,,1912,J.Axelrod (美),,(兒茶酚胺),神經化學,,,1913,(左右腦),,,,,,R.W.Sperry (美),1981,“腦功能側化”,,,D.Hub
8、el (加 美),,1926,1924,T.Wiesel (瑞典 美),,,信息加工,視皮層,,,,,E.Neher (德),1991,B.Sakmann (德),,?大腦視覺信息加工?視覺系統發(fā)育的可塑性,,,?膜片鉗技術?單個離子通道電流記錄,,,1999,英,澳,Cambridge,Cambridge,Levi Montalcini 1986 Nerve growth Factor (NGF) (Italy),,
9、百年來與神經科學有關的諾貝爾獎獲得者選介(3),,,1850,,1900,,1950,2000,1926,1923,,,,,,2000,P.Greengard (美),,1930,E.Kandel (美),,A.Carlsson (瑞典),,,神經系統中的信號轉導,蛋白磷酸化慢突觸傳遞多巴胺,(Schizophrenia),(Parkingson’s Disease),(DA),TH,DC,(DA),(cAMP)
10、,(PKA),Slow synaptic transmmissionEffects last for seconds to hours,Short term memory lasts for min. to hrs,Long term memory lasts for weeks,,,De novo,,,,,,,,,,,,,,中 國 神 經 科 學 的 發(fā) 展 開 創(chuàng) 者: 張錫鈞(協和), 馮德培(協和,上海生理所)
11、,張香桐(上海生 理所,腦所).兩大事件: · 1950: 巴甫洛夫“條件反射”學說 · 1966-1976: “文化革命”期間主要做“針刺麻醉”研究方向: · 痛與鎮(zhèn)痛: 北京: 北醫(yī),中醫(yī)研究院 上海: 上醫(yī)大,中科院生理所, 腦所,神科所 · 視 覺: 上
12、海: 生理所 北京: 生物物理所 · 神經內分泌: 西安: 四軍大 (垂體前葉) 上海: 二軍大 (甾體受體), 北醫(yī)大(神經免疫) 其它(發(fā)育,再生,…),,,雜 志:《生理學報》70%論文屬神經生理 1927年創(chuàng)刊 (上海生理所) 《
13、中國神經科學雜志》 1998年創(chuàng)刊 (上海二軍大) 《中國疼痛醫(yī)學雜志》 1995年創(chuàng)刊 (北醫(yī)大) 《中國神經解剖雜志》 1985年創(chuàng)刊 (四軍大解剖系)大型專著: 《神經科學綱要》 1993年 北醫(yī)大韓濟生主編 (156萬字) 《神經科學原理》 1999年 北醫(yī)大韓濟生主編 (200萬字),,,
14、,學 會: 中國科學神經學會 (1994年成立), 1995年會(上海), 1997年會(西安),1999年會(北京), 2001 (香港)研究經費: “攀登計劃”腦功能研究 (1992-1997) 400萬 國家自然科學基金重大課題2項 (神經肽,視覺信息 加工) 200萬 國家自然科學基金委重點課題12項 (
15、每項50-90萬) 973項目兩項(1999-) (2000萬)(3400萬)差 距: 分子神經生物學,發(fā)育神經生物學(美國2.5萬)(IBRO 3萬會員,1999年以色列),,,,,,,,,,,,北 醫(yī) 大 神 經 科 學 的 發(fā) 展神經解剖: 臧玉淦教授, 許鹿希教授 生 理: 崔宏, 周佳音, 顧蘊輝,于英心北醫(yī)大神經 痛與鎮(zhèn)痛 1965- (韓濟生, 湯健,
16、任民峰…)科學研究所 海洛因成癮的機理與治療 1992- (韓濟生,吳鎏楨…) 帕金森氏癥的基因治療 1993- (王曉民,韓濟生…)一院 小兒神經: 癲癇的發(fā)病原理與治療 (吳希如) 神經內科: 神經肌肉病, 腦血管意外, 語言障礙 (陳清棠)六院 精神病學: 抑郁癥, 酒精成癮 (沈漁邨),神經科
17、學進展 (2000海內外中青年),神經發(fā)育,衰老與再生(Neural development, aging and regeneration)[18]離子通道與突觸傳遞(Ion channels and synaptic transmission)[14]神經系統疾病(Neural diseases, PD,AD, HD, Psych)[11]感覺系統(Sensory system, Pain, Visual )[7]神經遞質,
18、調質,轉運體和受體(Neurotransmitters, modulators, transporters and receptors, 5-HT, )[4]神經免疫與神經內分泌(Neuroimmunology and neuroendocrine)新技術(New technology)[2]學習與記憶(Learning and memory)[2]運動系統(Motor system)[2] [62],神經發(fā)育與
19、再生,神經營養(yǎng)因子突觸發(fā)生及 其可塑 性 (蒲慕明,魯白)神經細胞遷移的分子生物學 (饒毅)神經干細胞的應用潛力(王偉業(yè))脊髓損傷的修復(徐小明)視網膜結細胞軸突再生(蘇國輝)視神經再生(陳東風)神經移植的免疫學(段維明)同源盒基因(范明),離子通道與突觸傳遞,離子通道信號轉遞與行為的可塑性(吳春放)KCNQ鉀通道的治療意義(王克威)M通道(王宏聲)超極化離子通道 (俞漢鋼)神經細胞內鈣穩(wěn)態(tài)(徐天樂)靜息谷氨酸
20、突觸與神經可塑性(卓敏)胞吐的分子機制(徐濤)神經毒(吉永華),神經系統疾病,1.帕金森病 (王曉民)2.老年癡呆(杜燕生)3. 亨廷敦病(李曉江)4. 星型膠質細胞與腦缺氧(于常海),巴甫洛夫:非條件反射,巴甫洛夫:條件反射,復雜的 操作式條件反射,人的心理活動,學習記憶,計算,思維… …,,疼痛的現代研究方法,清醒動物神經元單位放電 多通道記錄 多通道腦電與腦誘發(fā)電位研究人體功能磁共振成像(fMRI)… …
21、 …,,,Schematic drawing of microarrays(微電極芯片),Microarrays may be one-, two- or three-dimentionalMicrowires are grouped together to occupy a target area,外側通路 the lateral pathway: Contralateral bias,Surprise (- ln p),Tim
22、e (Sec),內側通路 the medial pathway :Bilateral unbiased response,Surprise (- ln p),Time (Sec),,腦內兩套痛覺編碼體系的功能磁共振(fMRI)測試,疼痛 感覺 與 情緒的可分離性分別加以評分的可能選擇性地加以干預,Rainville P,Hypnotic suggestions dissociate pain sensation an
23、d pain affect,Rainville P et al. 1997, Science 277:968-971.,Hofbauer RK et al. 2001, J Neurophysiol 86:402-411.,不同品系小鼠電針鎮(zhèn)痛效果比較,Wan et al. Pain 2001,Pain threshold and the effect of 2 Hz EA analgesia in B10 and B6 mice
24、,Hereditory difference between B6 and B10 mice,H9 (chromosome X) Igh2 (chromosome 12) Lv (chromosome 4) Festing, 199259-67 cM segment on chromosome 4
25、 McClive et al, 19944 loci and 2 segments on chromosomes 2, 11, 13 and 16 Slingsby et al, 1995,Pain / analgesia-related gene
26、s in B10 and B6 mice,Oprd1 δ OR (Chr 4 64.8 cM)Htr6 5-HT6 R (Chr 4 64.9 cM)Htr1d 5-HT1D R (Chr 4 66.0 cM)Htr1da 5-HT1D α R
27、 (Chr 4 66.2 cM)Htr1db 5-HT1D β R (Chr 4 66.2 cM)Adra1b NAα1b R (Chr 11 19.0 cM)Gabra1 GABAAα1 R (Chr 11 19.0 cM)Gabrg1 GABAAγ1 R (Chr 11 19.0 cM),
28、,Devi L. A. Oligomerization of Opioid Receptors 2002,Bioluminesence resonance energy transfer (BRET) technique for testing the distance between two molecules,<100Å,慢性疼痛的研究,韓濟生 北京大學神經科學研究所合作者:張 旭 中科院神經科學研究所,3983
29、0160,重點項目結題驗收匯報,2003年2月22-24日,Study on Chronic Pain Mechanisms,Trends in Neuroscience, 2003; 26: 17-22,Firing Rate,Response / Release,,,Transmitter,Peptides,,Thomas Hokfelt, 1991, Neuron 7:867-879,經典神經遞質,神經肽,,內 源 性 阿
30、 片 肽Endogenous Opioid Peptides,Effects produced by EA of different frequencies,,0,2,8,16,24,48,5d,0,10,20,30,,hr,Time after EA,Number of Paw Lifts from cold plate/ 5 min,The Cumulative Effect of Electroacupuncture on
31、Cold-induced Neuropathic Pain,37,35,Peptide released in CNS,Enk,Dyn,Enk + Dyn,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,2 Hz,2 Hz,100 Hz,100 Hz,,,,,3,0,6,9,12,15 s,,,,,,2 Hz,100 Hz,,,Hamza, M.A. et al. (1999) Effect of the frequency of tran
32、scutaneous electrical nerve stimulation on the postoperative opioid analgesic requirement and recovery profile. Anesthesiology 91, 1232-8 Wang, B.G. et al. (1997) Effect of the intensity of transcutaneous acupoint el
33、ectrical stimulation on the postoperative analgesic requirement. Anesth. Analg. 85, 406-13 El-sayed, A. et al. (1999) Percutaneous electrical nerve stimulation for low back pain. A randomized crossover study. JAMA 28
34、1, 818-823 Hamza, M.A. et al. (1999) Effect of the duration of electrical stimulation on the analgesic response in patients with low back pain. Anesthesiology 91, 1622-7 Hamza, M.A., et al. (2000) Percutaneous el
35、ectrical nerve stimulation: a novel analgesic therapy for diabetic neuropathic pain. Diabetic Care 23, 365-370,實驗研究結果的 臨床驗證 Clinical verification of basic research,11,,,Nerve pathways for low and high frequency EA ana
36、lgesia,,R. Primary Motor Area (R-MI),,,R. Supplementary Motor Area (R-SMA),,Brain areas involved in AA: fMRI studies in humansPositive correlation,43,41,,R. Hippocampus (R-Hi),L. Hippocampus (L-Hi),,,44,Brain areas invo
37、lved in AA: fMRI studies in humansNegative correlation,42,Effects of 2 Hz EA on the brain fMRI,Summary,,Heroin addiction:can acupuncture help?針刺是否能戒除海洛因成癮?,Threshold (mA) of afferent fibers activated by EA (HANS)
38、 at different frequencies,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Aα,,,0,,1,,2,,3,,4,,5,,6,,7,2 Hz0.6 ms,,,15 Hz0.3 ms,,,100 Hz0
39、.2 ms,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Types of nerve fibers,,,,*,Threshold of excitation,(mA),Aβ,Aδ,C,,Effect of HANS on heart rate of heroin addicts,Day of treatment,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,,CRAVING: the most difficult
40、issue,一朝吸毒,終身想毒。,1 Month,,0,50,100,Relapse Rate (%),,,,,,,,,,,*,*,* P<0.05, compared with BPN group,92%,78%,57%,71%,100%,100%,HANS Decreases Heroin Relapse Rate of the Heroin addicts,2 Month,3 Month,,,BPN (n=12),HANS
41、+BPN (n=14),*,,,Morphine-induced conditioned place preference (CPP)Dose-dependent effect,No relapse over 1 year,,No relapse over 1 year 一年不復吸,Aim: HANS detox. + HANS ready in the pocket 30+% succes
42、s over 1 year,Opiate craving,Suppression of drug craving by HANS,Cocaine craving,2 Hz > 100 Hz,100 Hz > 2 Hz,,,Electroacupuncture treatment for drug addiction,A,100 bp,2000 bp,1000 bp,750 bp,500 bp,250 bp,DL 2000
43、,NS,CPP,2 Hz,100 Hz,restrain,GAPDH (532 bp),PPD (250 bp),Effect of 100Hz EA on the level of PPD mRNA in NAc of CPP rats,B,,,,Effect of 2Hz EA on the level of PPE mRNA in NAc of CPP rats,2000 bp,1000 bp,750 bp,500 bp,2
44、50 bp,100 bp,DL2000,CPP,2 Hz,100 Hz,restrain,,,GAPDH(532 bp),PPE(402 bp),NS,,美國權威性“物質濫用”教科書Joyce Lowinson 等主編第4版,2004“針刺戒毒”一章由韓濟生編寫,,肥胖的發(fā)展趨勢,肥胖發(fā)病機理,Genes,Environmental factors,HANS治療肥胖癥:人體研究結果,,,,,,梁門,一對。天樞,一對。水道,
45、一對。梁丘,公孫。頻率:2/100 Hz每周3次每次30 分鐘,大鼠實驗結果(高能食物引起肥胖),Diet-induced Obesity (DIO) After 14 weeks,,促進攝食和抑制攝食的神經肽,,大鼠實驗結果(體重%),大鼠實驗結果(體重差值),*** P<0.001 vs. DIO; ## p<0.01, ### P<0.001 vs. Restriction,
46、大鼠實驗結果(ACTH),,大鼠實驗結果(能量攝?。?,CART α-MSH,Control,Diet induced Obesity,Diet Resistant,Restrain,100Hz,,2Hz,,,,CART immunoreactivity in hypothalamus,大鼠實驗結果(免疫組化),,,n = 5,國際神經科學領域:英國TiNS雜志
47、(2003) 國際針灸領域:德國SEIRIN針灸獎(2002) 國際戒毒理論:美國“物質成癮”經典教科書 臨床戒毒實踐:韓氏戒毒一年以上不復吸20例,36年針灸研究,12年戒毒研究所獲成績,Trends in Neuroscience, 2003; 26: 17-22,International SIERIN Acupuncture Award 2002Dusseldorf, Germany,美國權威性“物質濫用”教科書
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