A. 神經生理學的研究方法
神經生理學的研究方法因所在的層面而不同
* 在分子層面上,包括遺傳學方法、生物化學方法,X射線晶體成像等
* 在細胞層面上,包括膜片鉗、神經葯理、電生理等
* 在多細胞層面上,包括多電極陣列的同時記錄等
* 在系統層面,包括損傷方法、電刺激、功能成像等方法。
B. 神經生物學研究的神經組織培養技術常用方法和作用
神經生物學研究的常用方法
神經科學的發展與的研究方法的進步密切相關。總體上,神經生物學的研究方法有六大類:形態學方法、生理學方法、電生理學方法、生物化學方法、分子生物學方法及腦成像技術。
7.1 形態學方法
神經生物學研究中常用的形態學方法有束路追蹤、免疫組化和原位雜交,其他還有受體定位、神經系統功能活動形態定位等方法。
7.1.1 束路追蹤法
追蹤神經元之間的聯系是神經解剖學研究中的重大目標,它對研究神經元的功能、神經系統的發育和成熟都具有重要意義。這種方法學的建立始於19世紀末的逆行和順性潰變(順行潰變指胞體或軸突損傷後的軸突終末的潰變,逆行潰變指去除靶區之後神經元胞體的潰變)研究。20世紀40年代主要手段是鍍銀染色法,根據變性纖維的形態變化來判斷變性纖維。20世紀50年代發展了Nanta法,能遏制正常纖維的染色而僅鍍染出變性纖維。但該法不易顯示細纖維,1971年Kristenson等將辣根過氧化物酶(HRP)注入幼鼠的腓腸肌及舌肌結果在脊髓和延腦的相應部分運動神經元胞體內發現HRP的積累 。不久LaVail正式使用HRP作為軸突逆行追蹤,以後遂廣泛應用於中樞神經系統的研究。HRP可被神經末梢、胞體和樹突吸收,軸突損傷部分也可攝入。在胞體內,HRP的活性可持續4~5天,在溶酶體內對聯苯胺呈陽性反應而顯現出來。被標記的神經元可以清晰的顯示胞體、樹突及軸突。
除了HRP標記法,還有熒光物質標記法、毒素標記法、注射染料等方法。
7.1.2 免疫組織化學
免疫組織化學術是應用抗原與抗體結合的免疫學原理,檢測細胞內多肽、蛋白質及膜表面抗原和受體等大分子物質的存在與分布。這種方法特異性強,敏感度高,進展迅速,應用廣泛,成為生物學和醫學眾多學科的重要研究手段。近年隨著純化抗原和制備單克隆抗體的廣泛開展以及標記技術不斷提高,免疫組織化學的進展更是日新月異,不僅用於許多基本理論的研究,並取得重大突破,而且也用於疾病的早期快速診斷等臨床實際。
C. 有關考研方向的詢問
AN interdisciplinary PhD program was established at Caltech to study
problems arisingat the interface between neurobiology, electrical engineering,computer science, and physics. Theunifying theme of this program is the relationship between the physical structure of acomputational system (physical or biological hardware), the dynamics of its operation, and thecomputational problems that it can efficiently solve. The creation of this multidisciplinaryprogr
am stems largely from recent progress on several previously unrelated fronts:
the analysis ofcomplex neural systems at both the single-cell and the network levels, the modeling of artificialneural networks, the development of massively parallel computer hardware, and recent advancesin analog VLSI capabilities.
也就是主要是神經生物學、電子工程學、計算機科學和物理學。這個研究
項目的中心議題涉及到計算系統 (物理的或生物的)的物理結構、動態操作及其所能有效解決的計算問題之間的關系的一個交叉領域。相比美國、日本和歐洲,我國的腦研究可以說只是剛剛起步。不僅系統化研究不夠,而且研究人員少、研究經費不足。更不用說和應用科學相結合,自然也就談不到對於應用
科學(如:計算機和自動化技術) 的促進作用。
在國內,我主要推薦復旦大學和東南大學 生物電子學國家重點實驗室,雖然北大的腦科學與認知科學中心也是國內最牛的,但是你還想應用於機器人這里的話~~~不過最好建議你讀國外的,比如美國的,這方面它的世界最牛的,門類也非常的多。
———————————————以下系統的分析一下
一、腦科學研究簡介
腦是神經系統中最重要的部分。神經系統的產生是動物為了更有效地適應自然界、為了自身的生存和繁衍,在激烈的生存競爭中進化的結果。神經系統越是進化,腦的功能就越是高級,而生物體適應自然和利用自然的本領也就越大。本質上講,腦是一個實施信息處理的器官。自然界的信息對於動物的生存和繁衍非常重要,越是能夠充分利用外界信息的動物,在生存和繁衍上就越是有利。這里極端的例子就是人。人類的大腦除了具有和基本的生存相關的功能以外,還具有發現和利用自然界基本規律的能力。而腦科學研究的目的,就是要發現生物的大腦、尤其是人的大腦處理和利用信息的機制。而這些機制的發現
,將為人類更充分地利用各種信息資源、提高生產效率和生活水平提供前所未有的更為廣泛有效的解決辦法。
腦科學研究以前屬於生物基礎科學研究,但隨著數理科學大量地滲透進這個領域,現在的腦科學研究已經不再是先前孤立的生物學基礎研究。在腦的生物學研究的基礎上,對生物學實驗數據的分析大量使用數學和物理學的方法,是為了更精確和深入地了解大腦活動的原理。而對於大腦活動原理的了解,又促進了信息技術和自動化技術的進步,進而對人類社會的經濟和生活產生重大的影響。以下對此加以略微詳細的概述。
二、腦科學基礎研究的進展(生物學部分)
從細胞學的角度看,腦是由眾多的神經細胞相互連接而構成的器官。神經細胞間通過脈沖放電和神經遞質來相互傳遞信息。從動物的行為上看,腦是個體行為和群體行為產生的源泉。由於腦是一個復雜的開放系統,所以對於腦的研究必然是多層次、多學科性質的研究。
對於單個神經細胞而言,目前的研究主要集中於其上的離子通道的結構和功能。所用的方法有分子生物學、神經電生理學和葯理學等方法。
在腦內,神經細胞必須通過互相連接,組成許多大小不一的網路(生物神經網路)才能夠發揮它們的作用。因此,對於由少量神經細胞組成的局部小迴路(小網路),目前的研究主要集中於突觸(神經細胞互相連接的部位)的可塑性和細胞間的相互關系(興奮或抑制的模式)。這項研究希望了解的是局部神經迴路處理信息的機制。所用的方法主要是神經電生理學和葯理學等方法。
腦內局部的小迴路互相連接便形成了局部比較大的迴路(局部大網路)。一般來說,這樣大的局部迴路已經具有一定的功能。在腦皮層上,這些局部大迴路形成了許多功能區,如視皮層區;而在皮層下,則形成了核團,如基底神經結。這些局部大迴路的結構和功能都更復雜,發生障礙後會導致人或動物的功能紊亂,產生疾病。如精神分裂症和帕金森氏病等。這個領域內的研究手段非常多,有分子生物學、神經生理學、葯理學、心理學、行為學和臨床醫學等。
再上一層,大腦內這些局部大迴路藉助長的神經纖維互相聯系,把不同的功能區聯系在一起形成一個整體,這樣大腦就可以以整體的方式更加靈活有效地處理來自各個方面的信息。這方面的研究手段基本類似於腦內局部大迴路的研究方法。
近幾年來,分子生物學方法、神經電生理學方法和神經系統成像方法的廣泛使用,使人們能夠從不同的層次和方面理解腦的工作機制。由於神經細胞之間的通訊方式是神經電脈沖和遞質,因此要徹底了解腦的具體工作機制,神經生理學的方法是最重要的和最根本的生物學實驗方法。
分子生物學方法、神經電生理學方法、神經系統成像方法以及其他方法的聯應用是目前世界上腦科學研究的最新進展。例如,用分子生物學技術了解和改變神經細胞膜上的離子通道的結構,再用神經電生理學方法分析新通道的生理功能,就可以了解離子通道的結構是如何影響神經細胞的功能。又如,使用神經系統成像方法找到某些腦功能相關的區域後,再用系統神經電生理學的方法研究這些相關腦區,是為了更進一步地了解腦是如何具體實現這些功能。
從分子到行為,這期間的跨度非常大,但這個過程中有其內在的邏輯聯系。神經細胞的分子結構和功能是腦的基礎,但只有這些細胞之間相互連接成龐大的神經網路(從局部小網路到局部大網路,再到整個大腦),才能夠發揮每個神經細胞的功能。神經細胞的正常功能離不開大腦的完整,猶如離開機器的零件不可能有在完整機器上的作用一樣。所以,目前腦研究的趨勢,已從原來的以還原論方法為主,越來越趨向於系統論的方法。而系統神經科學(包括系統神經電生理學和神經成像方法)的出現,就是這一趨勢的結果。
三、腦科學基礎研究的進展(數理學部分)
腦的生物學研究重點在於說明大腦「是什麼」,並大概地說明「怎麼樣」和「為什麼」。但如果不能夠詳細和定量化地說明大腦工作的機制,也不能夠徹底解決大腦「怎麼樣」和「為什麼」的問題。這就是為什麼近二十年來,大量數學物理方法進入腦科學研究領域的原因。
引入數學物理的方法和技術,確實對於腦的研究是非常巨大的進步。其中最引人注目的是計算神經生物學和人工神經網路研究的興起。
上一部分曾談到神經生理學的重要性。這里,尤其要指出的是系統神經電生理學對於腦研究的重要意義。對於腦內的迴路,從局部小迴路到局部大迴路,再到整個腦內的系統級迴路,細胞間的通訊方式是在神經遞質基礎上的電脈沖方式。這些遞質和電脈沖是神經細胞間互相聯系的「語言」。而遞質的作用,在神經細胞上則表現為電脈沖的變化。探索腦功能,從另一方面來說,就是探索存在於神經網路上的電脈沖 (局部電位和動作電位)最
終是如何表達成為動物的行為或人的思想、情感等,而其所用的生物學實驗方法就是系統神經電生理學方法。
對於神經細胞及其網路上電脈沖現象的分析,引入了許多數學和物理的方法。最基本的是對於單個神經細胞膜的電特性分析;而對於由少量細胞組成的小迴路來說,人們建立了一些數學模型,探討這個小迴路的信息處理機制;對於再大一些的神經迴路來說,就只能用建立人工神經網路來模擬。具體來說,就是利用神經電生理學實驗的數據和解剖學的發現,在這些數學模型或人工神經網路上,模擬重建腦的工作狀態,發現腦處理信息的規律,進而用數學的語言定量地加以描述。這方面的進展在系統神經電生理學出現之後,有著越來越快的發展趨勢。但這方面的發展並不是孤立的,而是必須和生物學實驗有機地結合起來。沒有生物學實驗數據的支持,這種研究就只是所謂「純理論」的研究,根本無法了解大腦活動的真實機制,無法發現真正的腦的原理。
通過使用數學物理的方法發現腦的某些可能的原理,再用計算機進行模擬,然後和生物學實驗數據相對照,可以使我們對於腦功能的認識從定性上升為定量,進而更深刻地認識到隱藏在大腦各種復雜功能現象背後的新的自然規律。而這些新的自然規律的發現,目前已經而且將來還會,對我們人類社會的經濟和生活帶來巨大的影響。
四、腦科學基礎研究對應用科學、經濟和社會的影響
實際上,電子計算機的出現和神經科學有著不可分割的聯系。神經纖維上電脈沖傳導的「全和無」規律,是目前馮.諾伊曼計算機(我們普通使用的計算機)二進制的基礎。對於普通數值計算,目前計算機的能力非常強,但對於象圖像識別這樣的任務,計算機的能力就非常差。
正是由於腦研究的發展和數學物理方法的應用,人工神經網路的誕生使得計算機處理能力大為提高。象剛才提到的圖像識別問題,人工神經網路軟體通過學習和訓練,就可以輕而易舉地實現。還有的如語音識別、文字識別、指紋識別等,只有人工神經網路才能夠勝任。但人工神經網路的發展不是一個純粹數學物理的問題,其在本質上是一個腦科學的問題。
盡管人工神經網路產生了如此巨大的效果,但並不能夠說目前的計算機已經具有象人樣的智能,相應地,用這種方法來裝備機器人,也並不能夠認為這種機器人已經更象人了。
但是,腦科學的發展確實對其他領域產生了巨大的影響。最直接的影響是信息科學和自動化技術。然後通過這兩個領域,再對人類經濟和生活的其他方面產生作用。
大腦通過眾多相互連接的神經細胞,實現對各種信息的高速靈活處理。這一點對於信息科學來說相當重要。計算機技術的進步就是不斷地向大腦學習的結果。除了計算機的二進制基礎以及圖像、語音識別技術以外,目前世界各國正在發展的大規模並行處理計算機,就是另外一個例子。計算機的每一個CPU類似於一個神經細胞,通過CPU之間的相互協作,共同完成對於復雜問題的高速求解。計算機的關鍵作用在於提高效率,包括勞動生產率。所以,基於生物神經網路的人工神經網路對開發更復雜的並行計算機是非常必需的。
在自然界復雜的環境中,動物的生存能力非常強,最重要的原因之一在於它們有一個靈活的腦。而對於我們人類自己製造的機器,就不可能有這種能力。我們的世界是非線性的世界,對於很多問題,答案並不是象直線那樣簡單明了。所以,對於機器的自動控制來說,並不是一般的數學物理方法就可以完全解決得了的。人工神經網路在這方面的應用,可以大大加強機器自動控制的精確性和靈活性。在這里,具有特殊意義的是機器人和其他智能機器的開發。隨著電子技術的進步和人工神經網路的發展,機器人和智能機器的「智力」逐步提高,從而會大幅度地提高社會勞動生產力。
腦科學基礎研究對社會經濟和生活的影響並不都是一定要通過信息科學和自動化技術才能得以實現。通過醫學也可以對社會產生影響。如精神分裂症和帕金森氏病,腦科學研究發現了疾病的發病機理,然後通過葯物或手術的方法使病人的健康狀況得以改善。而在行為和心理學領域(也屬於腦科學研究范疇)的研究進展,對於人們心理衛生來說也有相當大的影響。
綜合起來說,腦科學基礎研究對於社會經濟生活各方面都會產生持久而強烈的影響。計算機技術和自動化技術除了在經濟領域有提高生產效率的結果之外,在軍事上,可以表現為武器裝備的智能化、軍事決策系統的自動化以及作戰反應的快速化等等。因此,無論從什麼角度來看,腦科學基礎研究都是目前非常重要的領域。但正如一個離開大腦的單獨的細胞不再具備它特有的功能一樣,腦科學基礎研究只有和其他科學(如:信息科學和自動化技術)緊密結合而不是孤立地進行,才會對社會產生巨大的影響
D. 心理學認知神經科學研究範式有哪些
腦的認知功能包括知覺、注意、記憶、語言和思維以及智能和意識等心理功能。一百多年來,神經生理學家和解剖學家一直按機能定位的指導思想試圖尋找各種認知功能的特異腦中樞。60 年代在治療頑固癲癇的腦手術病人中,發現了大腦兩半認知風格的差異和海馬的記憶功能,曾極大地鼓舞了高級功能定位論的研究,認為海馬是特異的記憶中樞,左半球負責抽象思維,右半球負責形象思維等。然而,即使這類研究的奠基人和大腦半分工說的創始人,也很快陷入迷惘之中。因為總是存在大量矛盾的科學事實。還在70 年代中期,我們就試圖以「功能模塊」的概念取代定位論或分工說。經過十多年的努力,神經病學家和心理學家們終於採用雙分離方法學原則,發現了人腦功能模塊性或多重功能系統,主要突破表現在多重記憶模塊和復雜的認知功能系統。神經生理學家在猴等動物的實驗研究中,也積累了大量科學事實,證明視覺功能存在著背、腹側系統,至少是枕、頂、顳、額的30 多個腦皮層區動態活動。目前,物體真實運動和似動知覺之間、幻覺和真實知覺之間、外界引起和主動性選擇注意之間的腦功能模塊的異同是引起普遍關注的研究課題。
E. 生理學的研究方法是什麼分類如何
摘要 
F. 原代神經細胞培養實驗方法有哪些
1.取出生後1-3天內的大鼠腦組織後,先仔細剝除腦膜和血管等纖維成分,置入Hanks液中漂洗1~2次後,置於30~50倍的Hanks液中,腦組織比較柔軟,反復吹打即可製成細胞懸液。
2.為排除脂肪成分和其它碎塊,把懸液注入離心管中,在室溫直立5~10分鍾後,細胞或細胞團塊自然下沉,脂肪等雜物易漂浮於懸液表層,吸除上清,如此反復二三次可獲得較多的細胞成分。
3.向末次沉澱物中加入適量營養液,通過紗網或紗布濾過,計數細胞並調整好細胞密度,接種入培養瓶或皿中,置5%CO2溫箱中培養。
4.細胞生長匯合後,可用0.25%胰蛋白酶消化法做傳代處理,加消化液的量以能覆蓋細胞層即可,待細胞開始從瓶壁脫離(平均5~10分鍾),加入含有血清培養液,吹打製成細胞懸液。生物幫上面有這方面的介紹,
http://www.bio1000.com/reseach/microbiology/
微生物學,細菌,病毒,真菌
。
G. 神經生物學歷史上著名的使用槍烏賊 做的實驗 要 人物 過程 方法 解釋
1939年,英國生理學家霍奇金和赫胥黎用玻璃微電極伸入槍烏賊神經纖維內測量單條神經纖維內部與外部的電位差及其動作電位。
十九世紀下半葉至二十世紀上半葉是神經電生理學的研究發現成果頻報的黃金時期。在此階段,神經生理學已經不僅僅是藉助於電生理學的光環與名聲;而更多的是藉助於電生理學成熟的技術和儀器。電學的偉大成功不僅深深地刺激著神經電學期待和願望,而且強烈地推動著電生理試驗研究向縱深發展。
霍奇金,A.L.和A.F.赫胥黎從生物膜上電離子的遷移闡明神經興奮傳導的機理。他們建立的模型屬於二階偏微分方程,稱霍奇金-赫胥黎方程(H-H方程):
其中?表示神經纖維膜電位,?是軸向電阻率,?是軸突半徑,?表示神經纖維軸向距離。等式左邊代表膜電容產生的電流分量;右邊第一項代表神經纖維橫截面電流變化率;右邊其餘三項分別代表鉀、鈉和其他離子產生的電流分量。霍奇金曾以槍烏賊神經纖維為實驗材料,根據H-H方程計算得到的曲線與實驗結果吻合得很好(見生物膜離子通道)。
一種比H-H方程更一般的方程類型,稱為反應擴散方程。作為數學模型這一類方程在生物學中廣為應用,它與生理學、生態學、群體遺傳學、醫學中的流行病學和葯理學等研究有較密切的關系。60年代,I.普里戈任提出著名的耗散結構理論,以新的觀點解釋生命現象和生物進化原理,其數學基礎亦與反應擴散方程有關。
1973 年,Bliss 等在海兔海馬的單突觸傳入通路上給與短串強直刺激後,使突觸後細胞的興奮,突觸後電位出現長達數天乃至數周的振幅增大,這種現象稱之為長時程突觸增強(LTP)。從此,LTP 受到了神經科學家的廣泛重視,認為是學習和記憶的基本神經基礎。
H. 神經生理學常用實驗方法
他莫昔芬誘導的CAG-CreERt轉基因小鼠什麼重組酶表達昏迷
http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgzzhxyxbhxzz201203005.aspx
http://wenku..com/link?url=A89ubJoCZMC9G__1m1PV_zWEFop4e-E0iqITKq0RtusCF8M0yddS
常用方法http://wenku..com/link?url=J2Stnk6AYo0j0C2i-eKm2YqXWUDdm2Zre-_uiIh_
http://www.biomart.cn/experiment/index.htm
你讓我有了一種學無止境的即視感……
I. 運動生物力學三種主要實驗研究方法是什麼
運動生物力學運動生物力學
biomechanics
應用力學原理和方法研究生物體的外在機械運動的生物力學分支。狹義的運動生物力學研究體育運動中人體的運動規律。按照力學觀點,人體或一般生物體的運動是神經系統、肌肉系統和骨骼系統協同工作的結果。神經系統控制肌肉系統,產生對骨骼系統的作用力以完成各種機械動作。運動生物力學的任務是研究人體或一般生物體在外界力和內部受控的肌力作用下的機械運動規律,它不討論神經、肌肉和骨骼系統的內部機制,後者屬於神經生理學、軟組織力學和骨力學的研究范疇(生物固體力學)。在運動生物力學中,神經系統的控制和反饋過程以簡明的控制規律代替 , 肌肉活動簡化為受控的力矩發生器,作為研究對象的人體模型可忽略肌肉變形對質量分布的影響,簡化為由多個剛性環節組成的多剛體系統。相鄰環節之間以關節相連接,在受控的肌力作用下產生圍繞關節的相對轉動,並影響系統的整體運動。
對於人體運動的研究最早可追溯到15世紀達·芬奇在力學和解剖學基礎上對人體運動器官的形態和機能的解釋。18世紀已出現對貓在空中轉體現象的實驗和理論研究。運動生物力學作為一門學科是20世紀60年代在體育運動、計算技術和實驗技術蓬勃發展的推動下形成的。70年代中H.哈茲將人體的神經-肌肉-骨骼大系統作為研究對象,利用復雜的數學模型進行數值計算,以解釋最基本的實驗現象。T.R.凱恩將描述人體運動的坐標區分為內變數和外變數,前者描述肢體的相對運動,為可控變數;後者描述人體的整體運動,由動力學方程確定。這種簡化的研究方法有可能將力學原理直接用於人體實際運動的模擬和理論分析。由於生物體存在個體之間的差異性,實驗研究在運動生物力學中佔有特殊重要地位。實驗運動生物力學利用高速攝影和計算機解析、光電計時器、加速度計、關節角變化、肌電儀和測力台等工具量測人體運動過程中各環節的運動學參數以及外力和內力的變化規律。
在實踐中,運動生物力學主要用於確定各專項體育運動的技術原理,作為運動員的技術診斷和改進訓練方法的理論依據。此外,運動生物力學在運動創傷的防治,運動和康復器械的改進,仿生機械如步行機器人的設計等方面也有重要作用。同時還為運動員選材提供了依據.
J. 生理學實驗都做些什麼
機能實驗1,用家兔,青蛙做實驗的,先是學習哺乳動物的解剖操作,後來就用動物進行各種機能實驗,如動脈血壓的測定,呼吸運動的研究,減壓神經的研究等,經常要注射NE,Ach,生理鹽水等,以後的葯理實驗是機能實驗2,主要就是觀察注射各種葯物後機體的反應情況。