我國神經科學研究進展.ppt
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我國神經科學研究進展
我國神經科學研究進展
一、神經科學的誕生
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
四、國內研究現(xiàn)狀
五、關鍵學科問題及優(yōu)先發(fā)展方向
一、神經科學的誕生
對神經系統(tǒng)的探索，最初是在神經解剖學和神經生理學這兩個傳統(tǒng)分支領域中展開的，也即通常所說的神經系統(tǒng)的結構和功能的研究。之后，神經化學、藥理學以及其它學科逐漸介入，開始出現(xiàn)學科的交叉和融合。但是，當各個分支的科學家都還是局限于以應用自己所熟悉的專門領域的手段，從某一側面去探索問題時，對腦的研究很難說已經形成了一門統(tǒng)一的學科。
一、神經科學的誕生
60年代中期，隨著對神經系統(tǒng)研究的深入，不同分支在發(fā)展過程中相互滲透，一門旨在"了解神經系統(tǒng)內分子水平、細胞水平及細胞間的變化過程，以及這些過程在中樞功能控制系統(tǒng)內的整合作用"(美國神經科學學會所作定義)的、包涵從分子到行為各層次的統(tǒng)一學科─神經科學，便應運而生。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
從學科發(fā)展方面來看，神經科學是生命科學中蓬勃發(fā)展的重要前沿領域之一。腦和神經系統(tǒng)是人體結構、功能中最復雜的系統(tǒng)，研究難度極大，近10-20年來，由于分子生物學和細胞生物學的迅速發(fā)展，使得大規(guī)模開展腦研究成為可能。這一研究的特點是各學科技術的高度集成，例如：
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 了解了中樞神經系統(tǒng)，神經元發(fā)生、錨定等的調控機制，可以為最終推翻"中樞神經細胞損傷后不能修復和再生"的論斷提供理論依據(jù)；
* 胚胎干細胞定向誘導、調控機制的發(fā)現(xiàn)，為神經再生和腦組織的再造提供了前所未有的機遇；
* 正電子發(fā)射斷層掃描術(PET)和功能磁共振(fMRI)等無創(chuàng)性腦功能檢測技術的應用，為在整體上研究腦的復雜功能提供了強有力的工具。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
從國家需求來看，神經科學與保護人民健康提高人口素質密切相關：
有急需克服的負面因素和有待提高的正面因素
* 我國建筑業(yè)和高速交通的迅速發(fā)展，增加了腦脊髓損傷的發(fā)病率；
* 國民預期壽命的急速提高，使腦的退行性疾病的發(fā)病率大增；
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 高節(jié)奏的現(xiàn)代生活，增加了腦的應激，使精神病的發(fā)病率成倍增加；
* 吸毒人群每年以超過20%的速度增長，成為破壞社會安定的毒瘤；
* 提高教育質量，增強學習、記憶和創(chuàng)新能力，也需要神經科學工作者的積極參與。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
20世紀最后10年被定為"腦的十年"，世界各國對腦(神經)科學研究加大了支持力度，所取得的成就為21世紀神經科學大發(fā)展打下了基礎，結合中國的國家需求，盡十年應在以下6個方面加以支持，使之得到新的發(fā)展。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 神經信息的傳遞、加工、整合、調控及不同信號轉導系統(tǒng)之間的對話；(尖端課題)
* 腦和神經系統(tǒng)的發(fā)育、退變、再生和損傷的修復；
* 腦的復雜性及學習、記憶、意識、認知與人工智能的整合研究；
* 包括藥物成癮在內的精神疾患的發(fā)生機制及新的干預途徑；
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 神經-內分泌-免疫網絡的確認，并闡明其在某些疾病發(fā)生中的作用；
* 新技術的開發(fā)與應用(如神經干細胞分化調控的研究，無創(chuàng)性腦影像技術的發(fā)展，神經系統(tǒng)新基因的克隆和功能研究，多頭腦內電極同時記錄腦細胞活動技術的發(fā)展等)。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
今后5年應該爭取達到的預期目標是：
* 在神經信息的傳遞、加工等方面取得首創(chuàng)性成果，將在美國《科學》雜志、英國《自然》雜志上發(fā)表若干篇論文。
* 在解決急迫的國家需求(包括防治腦損傷、老年性腦病、吸毒、精神病等)方面作出具有實際意義和明顯社會效益的貢獻。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1. 研究現(xiàn)狀
美國一些主要的神經科學家在華盛頓集會，討論"腦十年"取得的主要成就，成為當前國際神經科學研究現(xiàn)狀的代表性總結，提出了以下10項成果。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(1)腦的功能由多因素決定，除遺傳和營養(yǎng)外，還包括各種環(huán)境因素；
(2)腦成像技術(PET，MRI等)揭示了高級神經活動的腦內通路和定位；
(3)發(fā)現(xiàn)了許多誘導神經系統(tǒng)發(fā)育的分子和可形成神經元的神經干細胞；
(4)神經系統(tǒng)具有高度可塑性，基因組的決定因素受個人經歷的巨大影響；
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(5)已識別出幾種退行性疾病(如阿爾采默病、帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性脊髓側索硬化)的關鍵致病基因；
(6)對神經元死亡機制的研究取得進展，強調過量谷氨酸的神經毒作用，可引起神經元和少突膠質細胞死亡。在中風(3小時內)和脊髓損傷(8小時內)的急救治療取得確切進展；
(7)傳統(tǒng)心理學在PET，MRI等新技術的幫助下取得長足進步；
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(8)藥物成癮研究取得明顯進展，成癮藥物急性期興奮獎賞通路，長期服用則損害這一系統(tǒng)，并激活腦的應激系統(tǒng)，導致腦功能紊亂；
(9)阿爾采默病的研究取得突出進展，用淀粉樣蛋白作主動免疫，可防止老年斑塊的形成，或使已形成的斑塊消失；
(10)應激與許多神經心理疾病有關，長期應激使糖素增多，損害海馬記憶系統(tǒng)，促進神經元凋亡，導致認知能力下降。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
2. 發(fā)展趨勢
(1)神經基本活動過程的研究可發(fā)現(xiàn)更多的神經遞質、離子通道、受體、第二信使、跨膜信號轉導系統(tǒng)等，并闡明各信號系統(tǒng)之間的相互關系。遞質系統(tǒng)之間平衡失調，是引起疾病的重要原因，重建或恢復這些平衡是關鍵的治療原則。明確了受體、離子通道等的分子結構，可為研制新藥打下基礎。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(2)發(fā)育神經生物學的研究已初步了解神經元形成突觸和構成回路的原理，如能闡明成熟神經元不能再生的原因，將為修復神經元缺損和促進再生奠定基礎。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(3)神經系統(tǒng)疾病的治療：遺傳性腦病缺損基因的定位為產前診斷和遺傳篩選打下基礎；神經營養(yǎng)因子和胚胎干細胞的研究，以及組織工程和基因治療的深入研究將為治療腦疾病開創(chuàng)新的前景；中醫(yī)中藥針灸技術與現(xiàn)代神經科學進展相結合，有可能為精神病、藥物成癮等難治疾病開辟新的思路。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(4)腦的高級功能研究：腦成像技術時間、空間分辨水平的提高，多電極同時記錄不同腦區(qū)神經元的技術與電腦高度分析能力的結合，將使腦高級功能研究有一個新的突破。(如研究視覺、聽覺信息的加工與整合)
四、國內研究現(xiàn)狀
1. 國家自然科學基金資助及研究進展狀況
* 視覺信息加工研究 ......
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一、神經科學的誕生
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
四、國內研究現(xiàn)狀
五、關鍵學科問題及優(yōu)先發(fā)展方向
一、神經科學的誕生
對神經系統(tǒng)的探索，最初是在神經解剖學和神經生理學這兩個傳統(tǒng)分支領域中展開的，也即通常所說的神經系統(tǒng)的結構和功能的研究。之后，神經化學、藥理學以及其它學科逐漸介入，開始出現(xiàn)學科的交叉和融合。但是，當各個分支的科學家都還是局限于以應用自己所熟悉的專門領域的手段，從某一側面去探索問題時，對腦的研究很難說已經形成了一門統(tǒng)一的學科。
一、神經科學的誕生
60年代中期，隨著對神經系統(tǒng)研究的深入，不同分支在發(fā)展過程中相互滲透，一門旨在"了解神經系統(tǒng)內分子水平、細胞水平及細胞間的變化過程，以及這些過程在中樞功能控制系統(tǒng)內的整合作用"(美國神經科學學會所作定義)的、包涵從分子到行為各層次的統(tǒng)一學科─神經科學，便應運而生。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
從學科發(fā)展方面來看，神經科學是生命科學中蓬勃發(fā)展的重要前沿領域之一。腦和神經系統(tǒng)是人體結構、功能中最復雜的系統(tǒng)，研究難度極大，近10-20年來，由于分子生物學和細胞生物學的迅速發(fā)展，使得大規(guī)模開展腦研究成為可能。這一研究的特點是各學科技術的高度集成，例如：
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 了解了中樞神經系統(tǒng)，神經元發(fā)生、錨定等的調控機制，可以為最終推翻"中樞神經細胞損傷后不能修復和再生"的論斷提供理論依據(jù)；
* 胚胎干細胞定向誘導、調控機制的發(fā)現(xiàn)，為神經再生和腦組織的再造提供了前所未有的機遇；
* 正電子發(fā)射斷層掃描術(PET)和功能磁共振(fMRI)等無創(chuàng)性腦功能檢測技術的應用，為在整體上研究腦的復雜功能提供了強有力的工具。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
從國家需求來看，神經科學與保護人民健康提高人口素質密切相關：
有急需克服的負面因素和有待提高的正面因素
* 我國建筑業(yè)和高速交通的迅速發(fā)展，增加了腦脊髓損傷的發(fā)病率；
* 國民預期壽命的急速提高，使腦的退行性疾病的發(fā)病率大增；
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 高節(jié)奏的現(xiàn)代生活，增加了腦的應激，使精神病的發(fā)病率成倍增加；
* 吸毒人群每年以超過20%的速度增長，成為破壞社會安定的毒瘤；
* 提高教育質量，增強學習、記憶和創(chuàng)新能力，也需要神經科學工作者的積極參與。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
20世紀最后10年被定為"腦的十年"，世界各國對腦(神經)科學研究加大了支持力度，所取得的成就為21世紀神經科學大發(fā)展打下了基礎，結合中國的國家需求，盡十年應在以下6個方面加以支持，使之得到新的發(fā)展。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 神經信息的傳遞、加工、整合、調控及不同信號轉導系統(tǒng)之間的對話；(尖端課題)
* 腦和神經系統(tǒng)的發(fā)育、退變、再生和損傷的修復；
* 腦的復雜性及學習、記憶、意識、認知與人工智能的整合研究；
* 包括藥物成癮在內的精神疾患的發(fā)生機制及新的干預途徑；
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
* 神經-內分泌-免疫網絡的確認，并闡明其在某些疾病發(fā)生中的作用；
* 新技術的開發(fā)與應用(如神經干細胞分化調控的研究，無創(chuàng)性腦影像技術的發(fā)展，神經系統(tǒng)新基因的克隆和功能研究，多頭腦內電極同時記錄腦細胞活動技術的發(fā)展等)。
二、神經科學的重要意義和發(fā)展目標
今后5年應該爭取達到的預期目標是：
* 在神經信息的傳遞、加工等方面取得首創(chuàng)性成果，將在美國《科學》雜志、英國《自然》雜志上發(fā)表若干篇論文。
* 在解決急迫的國家需求(包括防治腦損傷、老年性腦病、吸毒、精神病等)方面作出具有實際意義和明顯社會效益的貢獻。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1. 研究現(xiàn)狀
美國一些主要的神經科學家在華盛頓集會，討論"腦十年"取得的主要成就，成為當前國際神經科學研究現(xiàn)狀的代表性總結，提出了以下10項成果。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(1)腦的功能由多因素決定，除遺傳和營養(yǎng)外，還包括各種環(huán)境因素；
(2)腦成像技術(PET，MRI等)揭示了高級神經活動的腦內通路和定位；
(3)發(fā)現(xiàn)了許多誘導神經系統(tǒng)發(fā)育的分子和可形成神經元的神經干細胞；
(4)神經系統(tǒng)具有高度可塑性，基因組的決定因素受個人經歷的巨大影響；
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(5)已識別出幾種退行性疾病(如阿爾采默病、帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性脊髓側索硬化)的關鍵致病基因；
(6)對神經元死亡機制的研究取得進展，強調過量谷氨酸的神經毒作用，可引起神經元和少突膠質細胞死亡。在中風(3小時內)和脊髓損傷(8小時內)的急救治療取得確切進展；
(7)傳統(tǒng)心理學在PET，MRI等新技術的幫助下取得長足進步；
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(8)藥物成癮研究取得明顯進展，成癮藥物急性期興奮獎賞通路，長期服用則損害這一系統(tǒng)，并激活腦的應激系統(tǒng)，導致腦功能紊亂；
(9)阿爾采默病的研究取得突出進展，用淀粉樣蛋白作主動免疫，可防止老年斑塊的形成，或使已形成的斑塊消失；
(10)應激與許多神經心理疾病有關，長期應激使糖素增多，損害海馬記憶系統(tǒng)，促進神經元凋亡，導致認知能力下降。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
2. 發(fā)展趨勢
(1)神經基本活動過程的研究可發(fā)現(xiàn)更多的神經遞質、離子通道、受體、第二信使、跨膜信號轉導系統(tǒng)等，并闡明各信號系統(tǒng)之間的相互關系。遞質系統(tǒng)之間平衡失調，是引起疾病的重要原因，重建或恢復這些平衡是關鍵的治療原則。明確了受體、離子通道等的分子結構，可為研制新藥打下基礎。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(2)發(fā)育神經生物學的研究已初步了解神經元形成突觸和構成回路的原理，如能闡明成熟神經元不能再生的原因，將為修復神經元缺損和促進再生奠定基礎。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(3)神經系統(tǒng)疾病的治療：遺傳性腦病缺損基因的定位為產前診斷和遺傳篩選打下基礎；神經營養(yǎng)因子和胚胎干細胞的研究，以及組織工程和基因治療的深入研究將為治療腦疾病開創(chuàng)新的前景；中醫(yī)中藥針灸技術與現(xiàn)代神經科學進展相結合，有可能為精神病、藥物成癮等難治疾病開辟新的思路。
三、國際研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
(4)腦的高級功能研究：腦成像技術時間、空間分辨水平的提高，多電極同時記錄不同腦區(qū)神經元的技術與電腦高度分析能力的結合，將使腦高級功能研究有一個新的突破。(如研究視覺、聽覺信息的加工與整合)
四、國內研究現(xiàn)狀
1. 國家自然科學基金資助及研究進展狀況
* 視覺信息加工研究 ......
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