構建大腦

構建大腦

《構建大腦》是2020年電子工業出版社出版的圖書,作者是(英)DAVID J. PRICE(戴維·普賴斯) 等。

基本介紹

  • 中文名:構建大腦
  • 作者:(英)DAVID J. PRICE(戴維·普賴斯) 等
  • 出版社:電子工業出版社
  • ISBN:9787121384158
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書主要介紹大腦是如何從簡單的早期胚胎成為地球上*複雜的生物結構的。本書內容涉及細胞如何變成神經元,如何控制細胞的增殖,如何調控它們變成的神經細胞的類型,神經元之間如何相互連線,如何在神經活動的影響下塑造這些連線,以及為什麼有些神經元會凋亡等。本書還介紹了腦圖譜以及特徵腦圖譜的發育,並有專門的章節闡述了經歷依賴的發育,也就是大腦的可塑性。本書圖文並茂,易於理解。

圖書目錄

第1章 研究神經發育的模型和方法 001
1.1 什麼是神經發育? 001
1.2 為什麼研究神經發育 002
1.2.1 當前對神經發育的認識尚不明確 002
1.2.2 對人類健康的影響 003
1.2.3 對未來技術的影響 004
1.3 有助於理解神經發育機制的關鍵進展 005
1.4 無脊椎動物模型 005
1.4.1 果蠅 005
1.4.2 線蟲 009
1.4.3 其他無脊椎動物 012
1.5 脊椎動物模型 012
1.5.1 青蛙 012
1.5.2 雞 013
1.5.3 斑馬魚 013
1.5.4 小鼠 015
1.5.5 人類 022
1.5.6 其他脊椎動物 024
1.6 觀察與實驗:研究神經發育的方法 025
1.7 小結 026
第2章 神經發育解剖學 027
2.1 神經系統從胚胎神經外胚層發育而來 027
2.2 描述胚胎結構的解剖術語 028
2.3 無脊椎動物線蟲的發育 029
2.3.1 秀麗隱桿線蟲(C.elegans) 029
2.3.2 果蠅(Drosophila) 031
2.4 脊椎動物神經外胚層發育及神經胚形成 033
2.4.1 青蛙(Frog) 033
2.4.2 雞(Chick) 036
2.4.3 斑馬魚(Zebrafish) 038
2.4.4 小鼠(Mouse) 038
2.4.5 人(Human) 045
2.5 脊椎動物的次級神經胚形成 049
2.6 無脊椎動物和脊椎動物外周神經系統的形成 050
2.6.1 無脊椎動物 050
2.6.2 脊椎動物:神經嵴和基板 051
2.6.3 脊椎動物:感覺器官的發育 053
2.7 小結 054
第3章 神經誘導:細胞間信號如何決定細胞命運的一個例證 056
3.1 什麼是神經誘導 056
3.2 特化與定型 057
3.3 神經誘導的發現 057
3.4 近期的突破:鑑別介導神經誘導的分子 059
3.5 果蠅神經誘導機制的保守性 062
3.6 默認模型之外——神經誘導涉及的其他信號通路 064
3.7 信號傳導:細胞如何對細胞間信號做出反應 068
3.8 細胞間信號調節基因表達 069
3.8.1 轉錄調控的一般機制 070
3.8.2 參與神經誘導的轉錄因子 072
3.8.3 轉錄因子控制哪些基因 075
3.8.4 基因功能也能通過其他機製得到調控 078
3.9 發育的本質:細胞間和細胞內信號的複雜相互作用 080
3.10 小結 080
第4章 神經外胚層的形成 082
4.1 神經系統的區域性形成 082
4.1.1 成形素決定基因表達的模式 083
4.1.2 發育是逐步完成的 085
4.2 果蠅中樞神經系統AP軸的形成 086
4.2.1 從信號分子梯度到轉錄因子表達區域 086
4.2.2 外胚層分化產生體節 088
4.2.3 編碼體節身份特徵——同源異形盒基因 089
4.3 脊椎動物中樞神經系統AP軸的形成 091
4.3.1 Hox基因是高度保守的 092
4.3.2 初始AP軸信息來源於中胚層 093
4.3.3 調控前腦區形成的基因 095
4.4 果蠅局部的形成:體節內神經形成的細化 097
4.4.1 果蠅體節邊界處的體節信號為其提供了AP軸位置信息 098
4.4.2 果蠅背腹軸(DV)的形成 100
4.4.3 神經幹細胞的身份信息來自AP和DV軸形成中信息的整合 102
4.5 脊椎動物神經系統的區域構建 103
4.5.1 在脊椎動物大腦中,AP軸邊界組織了局部區域的構建 103
4.5.2 脊椎動物CNS中DV軸的形成 105
4.5.3 信號梯度驅動DV軸的形成 106
4.5.4 SHH和BMP是神經管DV軸前體結構域的成形素 107
4.5.5 AP軸和DV軸構建信息的整合 108
4.6 小結 110
第5章 神經發生:神經細胞的產生 111
5.1 神經細胞的產生 111
5.2 果蠅的神經發生 112
5.2.1 原神經基因促進神經定型 112
5.2.2 側向抑制:Notch信號抑制定型 115
5.3 脊椎動物中的神經發生 117
5.3.1 原神經基因是保守的 117
5.3.2 在脊椎動物CNS中,神經發生與放射性膠質細胞有關 118
5.3.3 在脊椎動物CNS中的原神經因子和Notch信號 120
5.4 神經亞型身份的調控 122
5.4.1 不同的原神經基因——不同的神經發生方案 122
5.4.2 轉錄因子的組合控制形成神經元的多樣性 123
5.5 在神經發生過程中細胞增殖的調控 125
5.5.1 促進細胞增殖的信號 125
5.5.2 神經發生過程中的細胞分裂模式 126
5.5.3 在果蠅中不對稱細胞分裂需要Numb 128
5.5.4 脊椎動物神經發生中非對稱細胞分裂的控制 130
5.5.5 在脊椎動物中,分裂模式被調控以產生大量的神經元 132
5.6 神經身份的時序調控 135
5.6.1 神經細胞誕生的時間對於神經身份的確定是重要的 135
5.6.2 細胞出生時間決定神經元的空間分布模式 136
5.6.3 出生時間如何影響一個神經元的命運 138
5.6.4 果蠅神經幹細胞中的時間控制內在機制 138
5.6.5 在哺乳動物大腦皮層中細胞的出生日期、神經元分層和性能 140
5.7 我們為什麼需要了解神經發生? 144
5.8 小結 144
第6章 神經元形態的發育 146
6.1 兩種特殊類型的神經元分支 146
6.1.1 軸突和樹突 147
6.1.2 成熟的軸突和樹突內的細胞骨架 148
6.2 生長中的神經突 150
6.2.1 神經突的延伸源自其端的生長 150
6.2.2 生長錐的動力學機制 151
6.3 神經突的生長階段 152
6.3.1 體外培養的海馬體神經元中神經突的生長 152
6.3.2 體內的神經突生長 154
6.4 神經突的生長受神經元周圍環境的影響 155
6.4.1 細胞外誘因的重要性 155
6.4.2 細胞外信號促進或抑制神經突生長 156
6.5 生長錐中的分子應答 158
6.5.1 細胞內信號轉導的關鍵事件 158
6.5.2 小G蛋白是神經突生長的關鍵調控因素 158
6.5.3 效應分子直接影響微絲動力學 161
6.5.4 其他神經突延伸過程的調控 162
6.6 沿軸突的主動運輸對於生長十分重要 162
6.7 神經元極性的發育調控 163
6.7.1 軸突特化過程中的信號 163
6.7.2 軸突唯一性的保障 165
6.7.3 哪一個神經突將成為軸突? 166
6.8 樹突 167
6.8.1 樹突分枝的調控 167
6.8.2 樹突分枝的自我迴避 168
6.8.3 樹突域平鋪 170
6.9 小結 170
第7章 神經元遷移 172
7.1 在神經系統的形成過程中許多神經元都會進行遠程遷移 172
7.2 如何觀察神經元遷移? 173
7.2.1 觀察活體胚胎中神經元的遷移 173
7.2.2 觀察培養組織中的神經元遷移 173
7.2.3 間接追蹤細胞遷移的方法 176
7.3 主要遷移模式 180
7.3.1 由支架引導神經元遷移 180
7.3.2 神經元的群體遷移 182
7.3.3 神經元的單獨遷移 184
7.4 遷移的起始 185
7.4.1 神經嵴細胞遷移的起始 186
7.4.2 神經元遷移的起始 187
7.5 如何將遷移細胞引導到目的地? 188
7.5.1 秀麗隱桿線蟲神經元的定向遷移 188
7.5.2 神經嵴細胞遷移的引導 189
7.5.3 斑馬魚中神經前體細胞在側線發育中的導向 191
7.5.4 放射狀膠質纖維的導向 192
7.6 移動 195
7.7 運動結束——遷移的終止 198
7.8 胚胎大腦皮層包含放射狀和切向遷移的細胞 200
7.9 小結 202
第8章 軸突導向 203
8.1 許多軸突穿越長而複雜的路徑 203
8.1.1 軸突如何被引導至靶點 203
8.1.2 生長錐 205
8.1.3 分解旅程——中間目標 206
8.2 接觸引導 208
8.2.1 行動中的接觸引導:先驅者和追隨者、成束和解束 208
8.2.2 Eph和ephrin:起接觸引導作用的多功能細胞表面分子 211
8.3 趨化性——通過可擴散的誘導因子引導軸突 212
8.3.1 Netrin——在腹中線表達的一種趨化誘因 214
8.3.2 Slit蛋白 217
8.3.3 信號素 217
8.3.4 其他軸突導向分子 218
8.4 軸突如何在選擇點改變它們的行為 218
8.4.1 連合軸突一旦穿過底板就會失去對netrin的吸引力 218
8.4.2 綜合分析——誘導因子及其受體在腹側中線處協調指導連合軸突尋路 221
8.4.3 穿越中線後,連合軸突朝向大腦投射 225
8.5 少量誘導因子如何引導大量軸突 226
8.5.1 多個軸突路徑遵循同一引導線索 227
8.5.2 誘導因子及其受體之間的相互作用可以被輔助因子改變 227
8.6 一些軸突可能通過不同機制在非常短的距離內形成特定連線 228
8.7 生長錐在回響誘導因子方面具有自主性 228
8.7.1 生長錐與細胞體分離後仍然可以導航 228
8.7.2 生長錐的局部翻譯 229
8.8 轉錄因子調控軸突的引導決策 230
8.9 小結 232
第9章 神經系統發育中的生與死 233
9.1 正常發育過程中細胞死亡的發生和生理意義 233
9.2 細胞死亡的兩種主要方式:凋亡或壞死 235
9.3 無脊椎動物的研究揭示了很多關於細胞如何自我毀滅的信息 238
9.3.1 啟動階段 239
9.3.2 死亡階段 240
9.3.3 吞噬階段 240
9.4 線蟲中調控程式性細胞死亡的大部分基因在脊椎動物中是保守的 241
9.5 神經發育過程中程式性細胞死亡發揮重要作用的例子 243
9.5.1 早期祖細胞群中的程式性細胞死亡 243
9.5.2 程式性細胞死亡對神經系統的性別差異有所貢獻 244
9.5.3 程式性細胞死亡會移除已完成其使命的暫時功能細胞 246
9.5.4 程式性細胞死亡的數量與相互作用的神經組織中的細胞
數量相匹配 250
9.6 神經營養因子是細胞存活和死亡的重要調控因子 252
9.6.1 神經生長因子 254
9.6.2 細胞因子 254
9.7 電活動在調節程式性細胞死亡中的作用 256
9.8 小結 256
第10章 腦圖譜的形成 258
10.1 什麼是腦圖譜 258
10.2 腦圖譜的類型 259
10.2.1 粗略圖 260
10.2.2 精細圖 261
10.3 腦圖譜的形成原理 263
10.3.1 發育過程中的軸突有序生長 264
10.3.2 圖譜的形成理論 266
10.4 粗略圖的發育:皮質區 267
10.4.1 圖譜源假說與皮層源假說 267
10.4.2 皮層區的空間位置 267

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