北大神经生物学课件

– myelin sheath
9
Differences between Axons and Dendrites
Axons
Dendrites
Take information away from the cell body
Take information to the cell body
Smooth surface
Nucleus Nucleolus Microfilaments/Neuro
tubules
Endoplasmic Reticulum (ER) Mitochondria Golgi Apparatus
Nissl Bodies
Others
8
Axon and Dendrites
• Dendrites :
Axon Hillock
(Axonal end feet)
5
The Axon and Axon Collaterals
6
Neurons
Structure & Function
• Cell Body (Soma): Life Support
– Protein Synthesis – Single Nucleus, RER (Nissl Bodies)
2
Cellular Components
• Neurons: Excitable cells – “wiring” “Signal Senders”
• Neuroglia: Supportห้องสมุดไป่ตู้ Nurturing, Insulation
3
Nerve Cells
Neurons
Neur4oglia
Structure of Neurons

外周神经系统
包括脑神经和脊神经，将信息传递到身体物质
神经递质和激素等物质在神经系统中
神经调节网络
2
起到调节和传递信号的作用。
大量神经元通过连接构成复杂的神经 网络，协调身体的各种生理过程。
神经可塑性
1 神经元可塑性
神经元能够改变连接和功能，在学习、记忆和适应环境等方面发挥重要作用。
《神经生物学概述》PPT 课件
神经生物学概述
神经元
基本结构
神经元是神经系统的基本单位，由细胞体、树突、轴突等组成。
信号传导
神经元通过电化学信号传递信息，从细胞体沿轴突传播到轴突末端。
突触
突触是神经元之间的连接点，有化学和电气两种类型。
神经系统组织
中枢神经系统
包括大脑和脊髓，负责处理和集成信息，控制 身体各个部分的功能。
2 突触可塑性
突触的连接强度和传递效率可以通过长时程增强或抑制等机制进行调节。
神经疾病
精神类疾病
包括抑郁症、焦虑症等，影响 心理和行为，需要专业的治疗 和支持。
神经退行性疾病
神经损伤
如阿尔茨海默病、帕金森病等， 导致神经细胞损伤和功能障碍。
外部创伤或疾病引起的神经系 统损伤，需要恢复和康复治疗。
神经科学的应用
脑机接口技术
将人脑与计算机或机器进 行连接和交互，为残疾人 提供辅助和康复。
神经干细胞治疗
利用干细胞修复和再生受 损神经组织，有望治疗神 经疾病。
神经网络类算法
借鉴神经系统的工作原理， 用于机器学习、模式识别 等领域的算法。

Tanemura，Chui et al. JBC,2005
崔德华 DH Chui
Immunostaining with PS1 and PHF-tau
PS1-N
PS1-C
AT-8
AT-8
Chui et al. J Neurosci Res. 1998, 1;53(1):99
崔德华 DH Chui
Western blots of SDS-insoluble and RIPA-soluble materials
Analysis of apoptosis by double staining with Ab (green) an SEM
PS1 FAD
0.05
#
0.00 iAbnegative / TUNEL+ iAbpositive / TUNEL+
GSK-3ß Ab
PS1
Cell death PS1
ß -catenin
GSK-3ß
P53 ß -catenin
PS1
？
Aß production 42
Inhibition of protein synthesisDH 崔德华
Chui
Domains of p53 that regulate its association with GSK3b
hPS1/ FVB/ N mice
崔德华 DH Chui
Chui, DH. et al. Nat Med 5, 560-4. (1999)
Dark neuron counts are significantly higherr in aged PS1 mutant mice without amyloid plaque formation

分类：根据病因和病理生理机制，可以分为遗传性、感染性、代谢 性、免疫性、中毒性等。
常见疾病：阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、多发性硬化等。
发病机制：涉及基因突变、蛋白质错误折叠、神经细胞死亡、神经 胶质细胞功能障碍等。
运动功能障碍：患者可能出 现肢体无力、动作不协调、 行走困难等症状
认知功能障碍：患者可能出 现思维混乱、注意力不集中、 语言表达困难等症状
健康饮食：均衡营养，避 免高糖、高脂肪食物
适度运动：保持身体活力， 增强免疫力
心理调适：保持乐观心态， 避免过度紧张和焦虑
家庭护理：关注患者情绪 变化，提供心理支持和陪 伴
药物治疗：遵医嘱使用药 物，定期复查，调整用药 方案
帕金森病是一种 常见的神经系统 退行性疾病，主 要影响运动功能。
帕金森病分为原 发性和继发性两 种类型。
原发性帕金森病 是由于大脑中多 巴胺神经元的逐 渐死亡导致的。
继发性帕金森病 则是由于其他疾 病或药物引起的 。
病因：目前尚不清楚，可能与遗 传、环境、年龄等因素有关
症状：包括静止性震颤、肌肉强 直、运动迟缓、姿势平衡障碍等
添加标题
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添加标题
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病理机制：涉及多巴胺能神经元 的变性、死亡和功能障碍
症状：包括运 动障碍、认知 障碍、精神障
碍等
治疗：目前尚 无有效治疗方 法，主要通过 药物和康复训
练缓解症状
诊断方法：基因检测、 脑部影像学检查等
治疗方法：药物治疗、 物理治疗、心理治疗等
药物治疗：抗精神病药 物、抗抑郁药物等
物理治疗：康复训练、 言语治疗等
心理治疗：认知行为疗 法、家庭治疗等
定期体检：早期 发现，早期治疗
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•No
•Presyna••ptic
•Chemical •Significant:
•Uni-
l
nm
vesicle and transmitters at least 0.3 directional
active zone;
ms; usually 1-
postsynaptic
5 ms or longer
receptors
•Generally only 1 axon per cell
•Rough surface (dendritic spines) •Usually many dendrites per cell
•No ribosome
•Have ribosomes
•Can have myelin
•Branch further from the cell body
•
•
•Distinguishing Properties of Electrical and Chemical Synapses
•Types of
synapse
•Distance
•Cytoplasmi •Ultrastruct-
c continuity
ural
component
•Agent of transmission
•Component
•Rate
(mm/day)
•Fast transport •
•Axon Hillock
•(Axonal end feet)
•
•The Axon and Axon Collaterals
•
•Neurons
•Structure & Function

Structure of G-protein coupled receptor
Structure of G-protein coupled receptor
Some G-protein-coupled Neurotransmitter receptors
G蛋白 (GTP binding protein)

第一信使作用于靶细胞后刺激胞浆内产生的信息分子称第二信使，是细胞外信息与 细胞内效应之间必不可少的中介物,包括：
环核苷酸类(cAMP, cGMP) 细胞膜肌醇磷脂代谢产物(IP3,DAG) Ca2+ No 花生四烯酸的代谢产物？
¾
另一类负责细胞核内外信息传递的物质称第三信使,包括生长因子、转化因子及其受 体、转导蛋白及某些癌基因产物，参与基因调控、细胞增殖和分化等过程
胞浆内第二信使(Second Messengers)
细胞外界的信息分子特异地与细胞膜表面的受体结合,刺激细胞产生胞内调节信号， 并传递到细胞特定的反应系统而产生生理应答，这一过程称为细胞跨膜信息传递(即 信息的获取和传递的过程)。具有信息传递功能的分子称为信使物质 ¾ 细胞外信使物质称第一信使,包括经典的神经递质、神经肽、多肽激素和细胞因子 (如白细胞介素和生长因子)等 ¾
Ras基因
Ras基因，是一种原癌基因，是正常细胞中高度保守的“细胞基因”。它由逆 转录病毒活化后可以转化成有致癌能力的癌基因 在正常细胞中有3种ras原癌基因，C-Ha-ras, C-Ki-ras和C-N-ras，它们的结 构相似，都可编码188-189个氨基酸的蛋白质(Ras蛋白)，该蛋白的分子量为 21kDa,故称P21。 P21的氨基酸序列和功能与G蛋白的α亚基相似。它能与GTP 结合。也具有GTP酶活性,水解GTP。P21与GTP结合后,可激活PLC,促进磷酸肌 醇脂代谢，生成IP3和DAG。故有人认为P21也属于一种G蛋白(小分子G蛋白) 它主要在介导细胞生长因子，调控细胞增殖中发挥作用

Chromosome 21 14 1 19 12 12 11 12 10
崔德华 DH Chui
Late
Classification of Senile Dementia
DSM-IV分类
1.阿尔茨海默病 (AD) 阿尔茨海默病 2.血管性痴呆 (CVD) 血管性痴呆 3.脑外伤所致痴呆 3.脑外伤所致痴呆 4.Parkinson病所致痴呆 4.Parkinson病所致痴呆 5.Huntington病所致痴呆 5.Huntington病所致痴呆 6.HIV病所致痴呆 6.HIV病所致痴呆 7.Pick病所致痴呆 7.Pick病所致痴呆 8.Creutzfeldt-Jacob病所致痴呆 8.Creutzfeldt-Jacob病所致痴呆 9.物质和躯体病所致痴呆 9.物质和躯体病所致痴呆 10.其它痴呆(Lewy body dementia) 10.其它痴呆(Lewy 其它痴呆
崔德华 DH Chui
Neurodegenerative Diseases
Alzheimer‘s Disease (AD) APP (chr 21） PS1 (chr 14 ）PS2 (chr 1 ）ApoE (chr 19） ） ） Parkinson's Disease (PD) parkin gene alph-synuclein (autosoma) Huntington's Disease(HD) CAG repead (chr 4） ） Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS Creutzfeldt-Jakob Disease(CJD) Corticobasal degeneration (CBD) Multi-infarct Dementia (MID) Lewy Body Diseases (LBD) Multiple system atrophy (MSA) Progressive supranuclear palsy (PSP) Pick's Disease Heredodegenerative Disorders, Paraneoplastic Syndromes, Olivopontocerebellar Atrophies Postpoliomyelitis Syndrome

－mGluR1-7, E-R and NE-R(α1, α2, β1, β2); m-AchR (m1-m5), Dopamine-R(D1-D5), α GABAB-R and the receptors for all neuropeptides
Tyrosine Protein Kinase Receptors
慢速突触传递(slow transmission)
– 慢速突触传递出现在促代谢型受体或G蛋白偶联受体，这类受体 通过G蛋白影响离子通道的开关，使通道开放或关闭。反应的潜 伏期长达几百毫秒，时程长达数秒、数分。在正常情况下不足以 引起动作电位的产生，但可影响突触后神经元的电生理特性，如 静息电位，阈电位、动作电位的时程以及重复放电的特征
Rely on transmembrane signal transduction Ligand-gate Ion channel Receptors
－N-AChR, Glutamate-R, GABAA-R, Glycine-R, 5-HT-R, P2X-R , etc.
G-protein coupled Receptors
递质共存 (Neurotransmitter coexistence –Dale突触传递
快速突触传递(fast transmission)
– 快速突触传递是递质激活配体门控离子通道受体，通过对受体的 变构作用使通道开放，引起突触后膜电位反应,仅需几个毫秒 – 快速突触传递常发生在神经环路中，调节快速的反射活动
受体的分类（ 受体的分类（Receptor Types）
Pharmacological effects (Based on agonist)
ACh
N (N1、N2) 、 M(M1, M2, M3)

神经传导的过程
1
动作电位
2
当接收到足够的刺激，神经细胞会产
生电脉冲。
3
兴奋态
神经细胞处于接受刺激的兴奋态，等 待信号传递。
信号传导
电脉冲沿着神经细胞的轴突传递，通 过突触传递给下一个神经细胞。
神经递质的作用和类型
多巴胺
调节情绪、奖赏和动机。
血清素
影响睡眠、情绪和食欲。
乙酰胆碱
参与学习、记忆和肌肉控制。
神经生物学基础课件
为您介绍神经生物学的基本概念，包括神经细胞的结构和功能，神经传导的 过程和神经递质的作用和类型。
神经细胞的结构
细胞体
神经细胞的主要部分，包含核和细胞质。
轴突
从细胞体延伸出的突起，将信号传递给其他 神经细胞。
树突
从细胞体延伸出的突起，接收其他神经细胞 的信号。
突触
树突和轴突之间的连接点，用于传递信号。
由多巴胺神经元的退化 引起，导致肌肉僵硬和 颤抖。
与记忆障碍和认知功能 下降有关，可能由神经 细胞的死亡引起。
由大脑中的异常电活动 引起，导致抽搐和意识 丧失。
神经科学的研究方法和应用
1
脑
成像技术
2
功能。
如MRI和PET扫描，可以观察大脑的结
构和活动。
3
药物研究
通过研究药物对神经递质的影响，开 发治疗神经性疾病的新药物。
神经生物学的未来发展趋势
随着技术的进步，神经生物学将能够更好地理解大脑的复杂功能和神经性疾病的机制，并为开发创新的 治疗方法提供更多可能性。
谷氨酸
参与大脑中大多数兴奋性信号的传递。
神经系统的分布和组成
中枢神经系统
包括大脑和脊髓，负责处 理和集成信息。

Area 7, receives inputs from higherorder visual cortical areas (MT)
Area 5
Area 7
For abstract thought, decision making, and anticipating the
consequences of action
(Premotor area) (lateral region)
(Supplementary motor area) (medial region)
Motor Cortex
Motor Cortex
(Primary motor cortex)
•The motor cortex is a circuscribed region of the frontal lobe
－Play a role in generating the intention to move and converting that intention into a plan of action
When the subjects were asked only to rehearse the movement mentally without actually moving the finger, area 6 remained active but area 4 did not
•Prefrontal areas, along with the posterior parietal cortex , represent the highest levels of the motor control hierarchy, where decisions are made about what actions to take and their likely outcome

Three Types of Metabolic Cooperation of Astrocytes and Neurons
1. Supply of the energy substrate lactate to neurons 2. The recycling of neuronal glutamate by the glutamate-glutamine cycle 3. The supply by astrocytes of precursors for neuronal glutathione (GSH) synthesis
Nerve Cells
Neurons, Glia, Extracellular Space, and Blood
Bidirectional Communication Partners in the CNS
• Receiving signals from neighboring neurons and responding to them with release of neuroactive substances • Express receptors for almost all neurotransmitters and neuromodulators • Increase of intracellular calcium concentration • Membrane depolarization in astrocytes are common responses to neural activity • Metabolically coupled to neural activity
BBBபைடு நூலகம்
Glia are different from neurons: