神經科學
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神經科學范文第1篇
中圖分類號:Q988 文獻標識碼:A
神經科學(或腦科學)的迅速崛起是20世紀末30年內自然科學發展中的重大事件。由于神經系統尤其是腦功能的重要性和復雜性,人們對其展開了多學科、多層次的研究,其最終目的是從不同層次闡明神經系統如何控制機體的各種行為,包括從分子、細胞、網絡、神經回路和全腦水平進行研究,分析神經系統的結構和功能,揭示各種神經活動的基本規律,闡明腦的基本工作原理,這是現代神經科學的基本目標,在此研究層次的基礎之上,進一步闡明神經系統疾患的病因、機制,預防和治療神經系統疾病。隨著傳染性疾病得到有效的控制,腦疾病的重要性逐步上升,特別是隨著社會節奏的加快,由于精神緊張、焦慮、應激而產生的神經官能癥和身心疾病日益增多;隨著交通和建筑業的發展,顱腦和脊柱外傷不斷增加;隨著人口預期壽命的不斷延長,老年退變性疾病(老年癡呆,帕金森病等)的發病率日益上升,醫療費用和社會負擔逐漸加重等。因此,防治神經系統疾病的研究已刻不容緩。與此同時還有必要進一步開發人腦的潛力,增強智能,模擬腦的工作原理,設計制造新型的智能電腦。作為神經科學主體的腦科學的研究已經成為生命科學中發展最迅速的前沿學科之一,而歸根結底,神經科學研究的飛速發展與科技革命的形成及科學技術的進步是密不可分的。
1 神經科學研究的發展
腦科學的近展始于一百多年前。高爾基、卡哈爾等人發明的神經元染色技術,使人類第一次認識到神經元是大腦工作的基本結構和功能單位。這一歷史性的研究工作使高爾基和卡哈爾獲得了1905年的諾貝爾獎,并由此開創了現代腦科學研究。在20世紀30年代,霍奇金(Alan Hodgkin)等應用神經元單電極記錄技術,進行了一系列經典電生理學研究工作,發現了神經動作電位。由于這一發現在腦科學研究上的劃時代意義,霍奇金等科學家獲得了1963年的諾貝爾獎。
到了20世紀80年代,隨著細胞生物學的發展和分子生物學的崛起,神經科學家們正努力把對神經活動機制的研究迅速推向細胞和分子水平,從而促使神經科學發生了一場革命性的變化。微電極細胞內記錄和染色技術在單個神經元上把功能和結構緊密聯系起來,同時也大大地推動了對神經元之間聯系模式的了解。由于免疫組織化學方法的應用,又有可能把神經元的功能與其神經遞質的分析融為一體。組織培養、細胞培養,以及組織薄片方法,使人們能把復雜的神經元回路還原成簡單的單元進行分析。新的電生理技術(膜片鉗位技術)和分子生物學方法(重組DNA技術等)使我們對神經信號發生、傳遞的基本單元――離子通道的結構、功能特性及運轉方式的認識完全改觀。對突觸部位所發生的細胞和分子事件,如神經遞質的合成、維持、釋放及與受體的相互作用的研究都取得了令人矚目的進展。對神經元和神經系統發育的分子機制的研究也有長足的進展。在腦的高級功能方面,研究也已深人到細胞和分子水平。
雖然腦科學的研究在這方面已經取得了許多進展,但由于其研究主要在離體腦片及神經細胞培養下進行,不能直接對清醒動物大腦的認知功能,如學習、記憶、思維、意識等進行多層次、整合性的研究。而近10余年來,出現了不少新技術、新思想和新成果,逐漸彌補了這一缺陷,如正電子發射斷層掃描術(PET),為在無創傷條件下分析神經系統內的化學變化及其神經活動或行為的相關性,提供了重要手段;其它一些腦的成像技術,如功能性核磁共振成像術(fMRI)、核磁共振譜術(MRS)和單光子發射計算機掃描術(SPECT)等技術也都有了較大的發展,為在整體水平上研究腦功能提供了關鍵技術,也使得在正常狀態下整體研究腦的高級功能活動成為可能。高級腦功能的研究如感覺信息加工、學習與記憶的機理、語言文字的理解等方面也都取得了重大進展。
2 腦科學與智能革命
腦研究的中心問題是闡明腦神經回路的組織結構和神經信息的處理機制,進而闡明腦的工作原理。腦和感官對信息接收、加工和儲存方面研究的突破必將推動信息科學和技術的進展,從而導致計算機、人工智能和智能機器人等高技術領域的革命性變化。
人腦是由上千億細胞組成,結構和功能無比復雜的超巨系統,可能存在完全不同于現有計算機的結構和工作原理。未來的腦科學將加強與行為科學、認知科學和信息科學的聯系。腦科學與信息科學及技術的結合將引起腦為中心的科技革命――智能革命。在當代的高新技術中,計算機技術和生物技術是兩大主力。神經網絡計算機集中了腦科學的精粹,并且還是計算機技術和現代生物技術雜交生成的寵兒。隨著神經生物學的發展,在生物學、技術科學和社會科學的交叉領域中,認知科學和行為科學正在崛起。認知科學對人類智能和機器智能的研究將大大增強人類智能,認知科學的出現表明在人腦高級功能活動(精神現象)研究方面已不再停留在內省和思辨上,而是開始建立嚴格實驗基礎上的科學研究。科學研究開始進入精神世界,這對于人類思維發展的影響將是無比深遠的。行為科學是研究在自然和社會環境中人的行為的學科群,人腦細胞如何指導行為是未來生物學中富有發展潛力的領域之一。今后幾十年內,行為科學將可能在行為的神經生物學基礎,以及人的智力、性格和行為模式的遺傳基礎,認知過程的心理機制等方面取得重大突破,這無疑促進人的學習能力的開發。另一方面,人――機關系、計算機和機器人人行為的研究也將取得重大進展。行為科學和技術科學的結合也將更為密切,一方面將人的特性“物化”,創造更高水平的“智能機器人”,另一方面使人更加適應高技術社會的要求,使人――機關系更為統一,這對于未來“智能產業”的發展至關重要。
3 神經科學展望
神經科學已經走過了其發展的早期階段,開始走向成熟,“腦的十年”中已經取得了巨大的成就。神經科學的發展是如此之快,可以預料在未來幾十年內,隨著第四次科技革命的深入,腦科學還將在各方面取得更大的突破。
3.1 不斷揭示新的神經調制方式
在神經系統的活動中存在著一些具有普遍意義的基本過程,包括神經信號的發生、轉導、傳導、及突觸傳遞等。在離子通道方面,將會發現更多的新通道或通道的亞型,確定更多通道的氨基酸序列以及內含子與外顯子的界線,從而推出通道類型間的自然進化關系,形成通道的分類模式,并揭示通道類型間的家族關系。對于神經遞質存貯、保持、釋放、調節過程目前已經有了一幅概圖,其中的一些精細過程將得以清楚地闡明。由于在腦中所有的信息處理均涉及突觸,神經遞質受體的分子特性、遞質和受體的相互作用無疑將在腦科學中占有關鍵的地位,對由G蛋白偶合的第二信使級聯反應所介導的信號轉導方式及其在腦功能中的作用的研究會有重要的拓展。
人們將不斷揭示新的神經調制方式,對神經系統控制其自身特性方式的多樣性形成更完整的認識。這些研究所具有的潛在的應用價值將會更充分、更明顯地表現出來。例如,神經遞質之間的關系,以及它們如何取得平衡,顯然是一個重要的理論問題,而這種平衡正是保障腦和機體正常功能的基礎。一旦我們對這一問題有更深刻的了解,并且對失衡所造成的影響有更細致的分析,人們就有可能采用新的方式來補充缺少的遞質或者減少、阻遏多余的遞質所產生的效應,從而恢復腦和機體中固有的平衡。重建這種平衡可能為癲癇、帕金森氏病、舞蹈病、老年性癡呆、精神發育遲緩、精神分裂癥提供新的有效的治療手段。隨著對神經遞質受體的認識不斷深入,以及新的分子生物學方法的發展,人們已能克隆受體基因并決定其分子結構,這就從原理上為設計良好的藥物提供了可能性。
3.2 中樞神經的再生繼續成為熱點
神經系統發育的關鍵問題之一,是細胞運動和誘導信號的相互作用。應用低等動物簡單神經系統對這種相互作用的細致分析,以及作為其基礎的細胞間信號傳導、轉錄調節、基因表達的研究將繼續成為研究的重點。對在發育過程中神經元整合各種分子信號形成突觸和組成回路的研究將取得重大進展,將有更多的神經營養因子被鑒定,相應的受體被發現,它們在發育中和成年腦中的作用將逐漸被闡明。這些研究的進展將使人們更清楚地認識到,在發育過程中遺傳突變的表達如何引起神經系統的缺損。
神經系統的發育和再生是同一問題的兩個側面。中樞神經系統的再生,將繼續成為研究的熱點。對于成熟的中樞神經系統為何不能再生目前還只有粗淺的了解,因此還只能局限于進行實驗性嘗試,去克服妨礙其再生的因子。可以期望在不久的將來,人們對這一問題的認識會大大加深,這將為利用腦內移植或其他方法成功地促進中樞神經的再生奠定基礎,許多退行性中樞神經系統的疾病可望得以緩解或治愈。
3.3 基因研究步伐大大加快
在應用分子遺傳學的方法對遺傳性神經系統疾患的研究方面,已經有了良好的開端,若干影響腦正常發育或產生進行性腦變性的缺損基因已經被定位或鑒定。迄今為止,所考察過的基因還不過是組成人類基因組(約為4萬個基因)中的百分之幾,隨著基因組研究的進展,這方面進展的步伐將會大大加快。同時,運用基因定位技術,有可能追蹤DNA的某種標志,以確定是否存在某種特定的基因,并利用這種標志在癥狀出現之前就發現遺傳性疾病。在未來幾十年內,人們將能預測大部分的遺傳性疾病的未來表達或確定缺損基因的定位,產前診斷和遺傳篩選程序將大大降低某些疾病的發病率。鑒定缺損基因之后,將對這些基因如何引起病癥的機制進行探索。只有當對致病機制有深入了解之后,才可能有針對性地發展某種藥物或治療方法,防止或阻遏病理性變化。
對于神經性和通訊性(言語和聽覺性)疾患所發生的神經系統變性,將能更早地做出精確的診斷。新的外科技術和神經性修復術(助聽器、助視器、人工肢體等)的發展將進一步減輕神經系統疾患的嚴重后果。對于病毒引起的神經系統損傷將發展出更有效的治療手段。神經營養性因子和神經干細胞將為神經退行性疾病的治療提供廣闊的前景。對這些因子的研究,加上遺傳工程的方法,并與腦移植結合起來,最終導致產生新的治療方法,修復因事故、中風、各種神經系統疾病所致的腦損傷。目前,迅速發展的基因療法可能使某些神經性疾患完全被治愈。
3.4 腦的高級功能研究將產生重大突破
對于腦的高級功能,諸如感知、運動控制、學習記憶、情緒、語言、意識等的認識,可能會取得突破性的進展。未來幾十年,人們將創立一系列新方法,包括若干原理上全新的方法,把離子通道、突觸、神經元的興奮和抑制等概念與腦的高級功能溝通起來。現有的腦成象技術的時間、空間分辨能力將大幅度提高,新的無創傷檢測腦活動的技術將進一步發展起來,在清醒動物上,多電極同時記錄不同腦區神經元的技術將出現突破,從而更緊密的把神經元群體活動和高級功能研究結合起來。計算神經科學的發展將進一步揭示腦執行各種高級功能的算法。基于神經生物學的實驗資料及基于數學和物理上的分析的腦高級功能的模型,有可能在腦科學中產生重大突破。
參考文獻
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神經科學范文第2篇
1．1研究對象
武漢大學醫學院2009級、2010級、2011級臨床醫學五年制教改實驗班149名學生。
1．2教學實踐
整合課程學時數為108學時，其中理論課76學時，實驗課及小組討論(包括臨床病例討論和臨床見習)32學時。課程內容的安排以中樞神經系統的解剖為主線，遵循“從結構到功能”、“從生理到病理”的原則，分別介紹中樞神經系統各部分的正常生理功能及相關疾病，并通過臨床病例討論和臨床見習強化所學知識。課程的總體教學目標是建立中樞神經系統的結構與功能的整體知識框架、以利于學生系統、整合學習神經科學相關知識，并通過病案導入式教學培養學生自主學習的能力。整合課程由具有豐富教學經驗的基礎與臨床教師擔任授課教師，通過集體備課和課件共享，促進教師之間進行授課內容的溝通和整合。除理論授課外，整合課程加強了實踐教學，包括實驗課、臨床病案小組討論以及臨床見習。病案討論在每個階段課程結束后進行，以小班(20－24人)為單位開展，以小組報告和討論問題的形式進行。病案討論時，學生應用本階段所學的理論知識分析病例，最后由教師總結討論中存在的問題。臨床見習安排在課程最后階段，以利于學生對臨床病例的綜合分析與理解。
1．3教學效果評估
針對課程內容的整合以及整合學習方式設計學生問卷調查表，以了解學生對整合課程的評價。調查問卷中設置“贊同”、“中立”、“不贊同”3個不同程度的選項。
2研究結果
對于課程內容的整合，大多數學生持肯定態度。80%的學生認為整合課程內容設置合理，前后內容具有較好的連貫性。對于授課過程中內容整合的評價，78%的學生認為在教學實踐過程中不同學科授課老師了解彼此的教學內容，教學內容重復少，在教學內容上具有連貫性。但是，也有8%的學生認為課程設置以及授課過程中內容的整合和連貫性不佳，主要反映在難以理解行為醫學與基礎醫學的聯系。神經科學將多門傳統的基礎和臨床學科整合，78%的學生認為整合課程加強了基礎和臨床的聯系，有利于理解和系統掌握神經科學知識，86%的學生認為課程中的神經生理、解剖等基礎知識與臨床疾病及病案討論等密切相關。問卷調查結果表明:課程有效地整合了各門學科，避免了各學科間的內容重復;內容設置強化了基礎與臨床的聯系，有利于學生系統性學習。對于整合課程學習方式的滿意度，80%的學生認為整合課程提供了完善而系統的醫學知識框架，82%－85%的學生認為這種基礎與臨床結合的學習方式，既有利于對基礎知識的理解，又有利于提高對疾病的認識和理解。另外，90%的學生認為這種從結構到功能、從生理到病理、從基礎到臨床的學習方式，可提高學生對臨床病案的分析能力。由此表明神經科學將基礎與臨床有機整合，更有利于學生系統掌握以及運用神經科學相關知識。
3討論
3．1課程系統、有效地整合了多門學科，內容設置合理
由于整合課程涉及多門傳統學科，各學科教師均參與討論和制定教學大綱，明確各部分的授課內容，并通過課件共享，最大程度地避免授課內容重復。此外，基礎醫學教師授課時也注重加強與臨床實踐的聯系。調查結果也顯示，學生普遍認為教學過程中各學科老師間的重復內容少，并且神經生理、解剖等基礎知識與臨床理論與病案等密切相關，表明學生認識到基礎醫學知識的重要性，并能在臨床病例中強化所學的基礎醫學知識，避免了傳統教學中學生認為基礎醫學難懂、基礎理論脫離臨床實踐的現象。整合課程首次融合了精神病學、醫學行為學內容，使學生對神經科學領域有了新的認識。調查結果中也顯示80%的學生認為課程內容設置合理，具備連貫性，表明課程有效地整合了多門學科。但調查結果也顯示，少部分(8%)學生不認同課程設置的連貫性及不同學科教師授課過程中內容的連貫性。這也表明各學科的授課教師應積極拓展知識結構，尤其是對精神病學相關理論及行為醫學的學習，并注重授課過程中的整合，為后續教學做好鋪墊。
3．2課程整合基礎與臨床醫學，有利于培養學生的整合學習能力
整合課程的目的不僅是簡單的學科內容整合，更重要的是讓學生形成系統、整合學習的能力。整合課程首先講授中樞神經系統的解剖結構，輔以生理功能，然后講授相關疾病，最后通過臨床病例討論和臨床見習鞏固所學知識。這種從結構到功能、從生理到病理、從基礎到臨床、從具體的神經結構變化到抽象的精神行為改變的學習模式有利于學生系統地了解和認識神經系統各部分的生理功能和相關疾病，既鞏固了基礎醫學知識，又加深了學生對臨床疾病的認識和理解。病案討論讓學生對疾病有初步的認識，臨床見習讓學生面對面接觸患者，使學生對疾病有更直觀的認識，當學生的學習過程與真實的臨床診療服務緊密結合后，學生就會產生“學有所用”的感受，有利于培養和提高學生主動整合學習的能力。
4結語
神經科學范文第3篇
關鍵詞 音樂，語言，神經基礎，失樂癥，失語癥。
分類號 B845.1
1 引言
語言是人類區別于其它物種的杰出能力之一。長期以來，無論是在基礎神經科學還是在應用神經科學研究領域，對語言加工機制的探討都激發了研究者們極大的興趣。音樂在傳統研究中一般是藝術或哲學領域的課題，但隨著近年來腦成像技術的迅速發展，以及對于各種認知功能的腦內結構更為深入的了解，音樂能力與大腦的關系也逐漸引起了認知神經科學家的關注。人類的音樂能力如同語言能力一樣，與大腦特定的神經結構基礎密切相關。通過對音樂的研究，人們可以對語言加工、大腦可塑性、情緒的起源等方面有更深入的了解。通過兩者的比較研究，可以更深入更完整的探討大腦的神經機制。
從結構上說，音樂和語言一樣，都是由一些分離的元素按照一定的規則組成的具有等級結構的序列。簡單來說，正如語音構成詞匯，詞匯組成句子，在音樂中，音調構成旋律，旋律組成樂曲。近年來涌現出很多對兩者進行比較的研究，包括學習過程，大腦可塑性，音調知覺，文化特異性等方面。本文主要分析、比較有關二者神經機制的研究，著重從神經影像學角度與神經心理學角度兩個方面展開。
2 神經影像學的研究
2.1 音樂和語言的結構規則
結構規則(syntax)指由分離元素組成序列時所遵循的原則，包括多重層面，如語言中的構詞法、短語構成的規則、組句的規則；音樂中和弦、和弦序進及音階等構成的規則。見圖1。
結構規則能使大腦對輸入的信息做相應的轉換，從而使這些以等級結構關系組合在一起的一系列分離元素傳達特定的信息。在語言中，通過結構規則(句法)表達信息的一般形式為“誰對誰做了什么”；在音樂中，結構規則所傳達的信息是通過時而緊張時而舒緩的節奏變換來體現的。這些多種多樣的規則以內隱的形式保存在人類的頭腦中。使人們能夠知覺到不協調的情況，如句子中主謂不一致(“our baby love his books”)或音樂中的和弦走調。
既然語言與音樂都具結構規則，那么這些規則在大腦中的加工是否擁有共同的神經機制?或者說，加工結構規則的神經基礎在音樂和語言上是不是分離的?神經影像學的一系列研究表明二者的神經機制至少是部分重疊的。
音樂理論認為，和聲具有制約音樂形式的結構功能：它組織音高的縱向結合；確立或瓦解調性、調式；發展或終止某一結構；聽眾能根據前一段和聲預期隨之出現的和聲特性。
Maess等通過腦磁圖及源分析發現，對和聲序進中走調和弦的覺察激活了布洛卡區及其右半球的對應腦區，過去普遍認為布洛卡區是加工語言中句法任務所專有的，這一研究結果對布洛卡區的語言特異性提出質疑，表明音樂規則和語法規則很可能都是由這個腦區加工的。Daniel等通過功能性核磁共振成像發現，Broadmann47區(BA47區)在加工聲音刺激在時間上的連貫性時起到重要作用，當被試聆聽被拆分的、不連貫的樂曲時，這個區域及其右半球對應腦區比聆聽正常樂曲時有更大的激活。過去的研究認為，左額下皮層被認為與口語或手語中的句子理解過程高度相關，而Daniel則觀察到位于左額下皮層前腹側的BA47區在更廣義的范圍內負責加工刺激的時序結構。而并不僅僅局限于語言。
Koelsch等通過事件相關電位技術研究了加工音樂規則與加工語言規則的相互影響。對被試聽覺呈現和弦(正常和弦或走調和弦)，同時視覺呈現句子(句法正確或句法錯誤)。當和弦與句子同時呈現時，發現二者的交互作用：在走調和弦呈現時，句法錯誤條件與句法正確條件相減得到的差異波LAN(左前負波)的波幅比聽到正常和弦時的波幅小，這種交互作用的出現說明二者可能需要共同的加工資源。另外，Koelsch等在一項功能性核磁共振研究中。發現被試對不規則的、或與預期不符和的和弦序進的覺察激活了包括布洛卡區、維爾尼克區、顳上回、顳橫回、顳平面、極平面、前上腦島皮層在內的皮層網絡，這個研究結果與前面所述的Maess的研究結果都認為語言和音樂加工很可能分享一些共同的神經基礎。
Patel等以西方音樂和語言為刺激材料，發現了在規則違反時兩種材料都能誘發一個正向的ERP成分P600。以前有研究證明P600與句法復雜性的關系，認為P600反應了對句法結構的再分析的過程，Patel的研究則說明了P600并非語言加工所特有，至少音樂材料中的結構規則的不和諧也可誘發這個成分，并且這種不和諧程度對于P600的影響與句法加工過程中產生的影響模式是基本一致的。
2.2 音樂和語言的意義
表達含義、交流信息是語言最基本的功能，但是對于音樂是否能夠傳達含義，目前還不是十分清楚。許多語言學家認為音樂沒有表達特定含義的功能，但音樂理論家認為，作曲者通過音樂來表達自己的思想，音樂所傳達的意義是音樂中不可或缺的一部分。音樂的含義至少可以從4個方面界定：由特定的聲音形式模仿客體(某種音色的聲音與某種物體的聲音接近)；樂曲引起特定的心境；樂曲激起音樂之外的聯想；樂曲中不同的節奏變換誘發的情緒感應。
Koelsch等在事件相關電位的研究中對被試分別呈現句子或樂曲，來比較對目標詞的啟動效應。結果發現，音樂和語言一樣，即使對于未受過專門音樂訓練的普通人，也能夠很快理解作曲家在音樂中試圖表達的含義，從而激活相關的語義概念。
從以上列舉的神經影像學的研究中可以看出，研究技術包括了功能性核磁共振、腦磁圖及事件相關電位等手段：研究方法方面，音樂和語言兩個領域的研究都用到了規則違反范式；研究結果中，尤其是在對結構規則的加工中，音樂和語言的加工或者激活了相似的腦區，或者是誘發相似的ERP成分，這意味著二者可能擁有一些相同的神經基礎。
3 認知神經心理學的研究
在以認知障礙患者為研究對象的認知神經心理學研究中，通常采用個案研究的方式，借助患者特定的、認知能力的相關和分離模式，來探討患者認知功能的受損或保留環節，進而推測出正常人的認知機制和腦的功能組織定位。
失語癥(aphasia)是由于腦損傷而導致對各種語言符號的表達及認識能力受損或喪失，即在意識清晰無嚴重智能障礙的前提下，既無視、聽覺缺損，亦無口、咽、喉等發音器官的肌肉癱瘓及共濟運動障礙，卻聽不懂別人及自己的講話，說不出要表達的意思，不理解亦寫不出病前會讀會寫的字句。歷
史上對失語癥的報道較多，并且關于不同類型失語癥的劃分及其對應腦區損傷的報道也較為詳細。
失樂(感)癥(amusia)是指由于先天性的原因或后天的腦損傷失去了理解音樂或感知音樂某種成分的能力，可分為先天性失樂癥和獲得性失樂癥，患者在言語理解和言語輸出上與常人無異，并且可以辨認日常生活中的各種聲音，但是他們不能覺察到樂曲中錯誤的音調，對于經常聽到的最熟悉的旋律也不能辨認。這類病人的出現提示大腦中可能存在負責音樂加工的獨立的腦區，這為研究音樂的腦機制提供了重要線索。
對于失語癥和失樂癥，認知神經心理學中都有大量的研究。Shebalin(1902－1963)是歷史上著名的失語但未失樂的病歷，他是一位杰出的音樂家。Luria的報道描述了他腦損傷后的癥狀，在左半球顳葉及顳頂區動脈血管受損后。他的語言功能受到損壞，但音樂能力未受影響，并且繼續創作了大量出色的樂曲。與此相反，Geshwind曾報道的一位先天性失樂癥的男性，他兒童時期曾嘗試學習鋼琴，但他的老師很快發現他不能辨別音調間的差異，并且不能唱歌，但他流利地掌握了三門外語。
由于存在上述失語癥與失樂癥雙分離的現象，根據認知神經心理學中功能模塊化和解剖結構模塊化的假說，可以推斷出，負責加工語言與音樂的腦區似乎并不是完全重疊的。因此，對于二者是否擁有共同的神經機制這個問題，在腦成像研究與腦損傷研究這兩個領域，得出了彼此不一致的結果，值得進～步研究。目前研究者們正試圖通過構建一些理論模型，來解釋這一現象。
4 理論模型
認知理論告訴人們，語言和音樂在大腦中結構的表征是十分不同的。例如，所有語言中都有名詞、動詞、語法等，名詞在句子中可以充當主語、直接賓語或間接賓語，在音樂中并無類似的對應物。另外，在句子中位置較遠的兩個詞依然可能存在句法上的依賴關系，如圖1中的“girl”和“opened”，并且這種關系很容易被知覺。而音樂中是否存在這種位置上的依賴關系，目前的研究還未確定，圖1中所示的只是根據經驗所得到的一個假設。所以，語言中的句法規則似乎更為緊密、嚴格，而音樂的結構規則更模糊、靈活，詞語比和弦負載了更復雜的句法規則特征。
因此，音樂和語言的重疊并不是存在于“表征”這個層面。Patel等人認為，為了揭示二者的神經機制究竟是如何重疊的，首先需要對“結構規則的加工”和“結構規則的表征”作一個概念上的區分，并且假設負責規則加工的神經機制至少有一部分獨立于負責規則表征的神經機制。Patel針對西方音樂的結構規則提出的“規則整合資源共享假設” (shared syntactic integration resource hypo the－sis，SSIRH)認為，對詞或和弦進行加工時所需的認知資源取決于它們本身與整個句子或樂曲的關聯程度，對于關聯程度較小的詞或和弦，需要更多的加工資源，才能把他們從“表征”區域提取出來。對于音樂和語言。二者的表征區域是獨立的，但加工時所需的資源及負責加工的腦區是相同的。
SSIRH可以從一定程度上對腦成像與腦損傷的研究結果的分歧作出解釋。對于腦成像研究中得到的關于語言和音樂神經機制重疊的結果，該理論認為腦成像考察了音樂或語言加工提取的過程，而負責加工的腦區是重疊的。根據前述的研究，這部分區域位于大腦前部。對于后天的獲得性失樂癥但未表現出失語癥的病歷，可認為是專門負責音樂規則表征的區域受損，而負責語言規則表征的區域，及負責二者加工的區域是完整的。對于先天性失樂癥但未失語的單分離的病人，可解釋為音調表征區先天性受損，雖然負責加工音樂的腦區完好，但是沒有音樂信息的輸入。
對失語癥病人音樂知覺能力的考察也可以檢驗“規則整合資源共享假設”理論的正確性，但是在現代認知神經科學中，對這方面的研究幾乎是一片空白。歷史上報道的失語但未失樂的病人都是具有超常音樂才能的大音樂家，他們的音樂表征及加工過程可能與普通人并不相同，另外這些數據大部分是19世紀報道的，而且并未對這些音樂家在失語后是否保存了音樂規則的加工能力做出系統的考察與測試。Patel認為，也許是因為沒有相關理論的鋪墊，所以這方面研究未能引起認知神經科學家們的興趣。而SSIRH則可對不同類型失語癥病人的音樂能力做出預測。
例如，有些研究者認為，布洛卡失語癥表現出的語法理解缺陷，是由于大腦不能激活后部言語區，即腦區之間的聯接損傷引起的，而不是言語表征缺陷引起的。對于這種失語癥患者，根據SSIRH則可推斷其音樂中和弦加工也受到損傷，要驗證這一點，可用和弦啟動的范式對這類失語癥患者進行考察，從而可以對該理論做出進一步的檢驗。
另外，Peretz等研究者通過對各種類型的失樂癥病人的神經心理學調查，提出了一個大腦音樂加工的模型(見圖2)。Peretz認為，音樂的加工包括對基本模塊的加工以及模塊之間聯接的加工，有些模塊如對曲調的編碼、樂曲輪廓的分析等被認為是音樂加工所專有的，有些模塊則是音樂和語言共同擁有的。但該模型尚需要更多定位明確的失樂癥病例以及腦功能成像數據的支持。
5 小結
音樂和語言都是社會文化的重要組成部分，通過對二者的比較研究，可以更加深入地了解它們的神經基礎，也可以對相關的其它問題獲得初步認識：
①大腦聽覺皮層的細化研究。音樂和語言都是復雜的聽覺刺激，對這兩類聲音的處理可能涉及到兩半球聽覺皮層不同功能組織，通過對二者不同聲音特性的區分，有助于對聽覺皮層功能組織的進一步細化研究。
②音樂訓練與語言習得的相互影響。已有研究顯示接受音樂訓練的兒童比未接受音樂訓練的配對組表現出更好的言語記憶，在此問題上對大腦在結構和功能上的可塑性進行深入探討。有助于認識和開發大腦的潛力，具有深遠的現實意義。
③音調語言與非音調語言加工機制的探討。Zatorre等人總結了一系列關于音調語言與非音調語言的加工機制的比較研究，而另有證據顯示了音調語言與特定音樂能力之間的潛在聯系，因此，在未來的研究中，將音樂、音調語言、非音調語言結合起來進行細化研究。可能會得到一些啟發性的結論。
神經科學范文第4篇
那么干細胞移植究竟是一種怎樣的治療技術呢？有什么適應癥呢？
舉例來說，白血病、地中海貧血等被認為是不治之癥，通過骨髓干細胞移植，這些疾病的患者得到了生的希望。這是由于20世紀50年代，科學家發現通過移植骨髓，病人獲得造血干細胞后可以治療造血功能障礙等疾病。隨著科學的發展，1989年，美國的一位科學家在腦組織中發現了神經干細胞。神經干細胞可以修復大腦中受到損害的細胞，移植神經干細胞，修復受損的腦組織，能幫助患者恢復腦功能。如今，癱瘓幾年的人重新站起來已經不是設想，神經干細胞應用于臨床，使腦卒中、腦梗死、腦出血、 小腦萎縮癥（腦性癱瘓）、脊髓損傷患者得到康復已成為現實。此外，神經干細胞被廣泛運用于治療共濟失調、腦外傷后遺癥、帕金森氏綜合征、運動神經元病（ALS）、多發性硬化、面癱、多系統萎縮癥（MSA）、老年癡呆癥、視神經萎縮等多種神經系統難治性疾病。
其治療的主要機理包括：干細胞分泌的多種神經營養因子，可以激活體內處于“休眠”狀態的神經干細胞分化為神經細胞，并對損傷的細胞起到營養修復的作用，同時患病部位組織損傷后釋放各種趨化因子，可以吸引干細胞聚集到損傷部位，并在局部微環境的作用下分化為不同種類的細胞，修復及補充損傷的神經細胞。干細胞就相當于一粒種子，分化、長大后修補受損的神經細胞。
神經科學范文第5篇
Madjid samii教授：對您的問題我想可能需要用一個歷史的回顧來做出解釋，中國的神經外科學會在20年前只有少數神經外科醫生能夠參加國際性會議，那時國際交流很少，知識的傳入也很少，那時醫生們懂英文、能夠直接聽英文報告的也很少。
但是在8年以后也就是到1995年時，我們組織了第一次世界教育的學習班，當時就感覺已經發生了顯著變化，醫生們的反映和學習班的學習氣氛已經顯著不同。以后有越來越多的交流，特別是近10年來，中國跟國外的交流快而頻繁，過去的15年里面，中國一直在學習國外的經驗，我相信經過努力，5年以后，我在中國China-INI的建設，注入了新的知識和經驗以后，將有外國專家到中國來，到中國China-INI來學習，把在China-INI獲取的經驗帶回他們的國家。國際互動與交流是促進學科發展和個人成長的重要因素。
記者：請問中國China-INI建立的目的是什么？建立之后具體怎樣開展工作？
Madjid samii教授：我們希望在中國神經外科飛速發展的基礎上，建立一個在目前公認水平最高的教育機構，集中全世界最好的技術和知識，希望能夠在不久的將來快速地達到世界的最高水平，甚至要高于目前的世界水平。
China-INI的具體做法是跟專家們合作，利用目前世界上最好的，最高的技術水準，用最科學的方法來處理我們目前面臨的各種問題。在得到政府的大力支持和幫助之下，我希望能夠在最短的時間，最快的時間內把China-INI建設成世界的最高水平。
我們預先的準備來自于兩個方面，第一，是中國神經外科領域領軍人物之一凌鋒教授所在的首都醫科大學宣武醫院，他們具有優秀的隊伍，并且朝著新的發展方向不斷創新，有這樣一支朝氣蓬勃的隊伍是我們未來發展的一個重要的基礎。
另外一個方面我們是集40年神經外科的經驗，用于中國神經外科的發展，我們希望中國發展到我們現在的這個水平用不了40年。希望中國China-INI能夠在5年就要達到這個水平。
我們經過反復挑選，在全世界各個國家優選了12名特別有經驗的教授作為我們China-INI各個專業的主任，幫助教育中國的神經外科的年輕醫生，使年輕醫生能夠在一開始就在高水平，高起點上接受教育，使這些年輕人將在10～15年中很快成為世界頂尖的人物。
記者：接下來一個問題是有關學科的。我們知道前不久我國衛生部正式對外宣布，將腦死亡作為臨床死亡的標準，您作為這方面的專家，您認為腦死亡的原因有哪些方面，腦死亡真的無法醫治嗎？
