Войти
Рисунок Сантьяго Рамон-и-Кахал (1899) нейронов в мозжечке голубя научное исследование нервной системы нейробиология (или нейробиология ) - это научное исследование нервной системы . Он сочетает в себе физиологию, анатомию, молекулярную биологию, биологию развития, цитологию, математическое моделирование и психология, чтобы понять фундаментальные и возникающие свойства нейронов и нейронных цепей. Описано понимание биологической основы обучения, памяти, поведения, восприятия и сознания. Автор Эрик Кандел как «высший вызов» биологических наук.
Объем нейробиологии со временем расширился, включив в него различные подходы, используемые для изучения нервной системы на разных уровнях, и используемые методы нейробиологи значительно расширились, от молекулярных и клеточных исследований отдельных нейронов до визуализации сенсорных, моторные и когнитивные задачи в мозге.
Иллюстрация из Анатомии Грея (1918), изображающая вид сбоку человеческого мозга с гиппокампом среди других нейроанатомических особенностей Самое раннее исследование нервная система восходит к древнему Египту. Трепанация, хирургическая практика просверливания или выскабливания отверстия в черепе с целью лечения травм головы или психических расстройств либо снятия черепного давления, была впервые зарегистрированы в период неолита. Рукописи, датируемые 1700 г. до н.э., указывают на то, что египтяне имели некоторые знания о симптомах повреждения мозга.
Ранние представления о функции мозга считали его "черепным" начинка "этакая. В Египте, начиная с позднего Среднего царства, мозг регулярно удалялся при подготовке к мумификации. В то время считалось, что сердце было вместилищем разума. Согласно Геродоту, первым шагом мумификации было «взять изогнутый кусок железа и с его помощью вытянуть мозг через ноздри, таким образом избавившись от части, в то время как череп очищается от остального путем промывания лекарствами ».
Мнение о сердце как источнике сознания не оспаривалось до греческого врача Гиппократа. Он считал, что мозг участвует не только в ощущениях - поскольку большинство специализированных органов (например, глаза, уши, язык) расположены в голове рядом с мозгом - но также является средоточием разума Платон также предположил, что мозг является вместилищем разумной части души. Аристотель, однако, считал, что сердце является центром разума и что мозг регулирует количество тепла от сердца. Эта точка зрения была общепринятой до тех пор, пока римский врач Гален, последователь Гиппократа и врач римских гладиаторов не заметил, что его пациенты теряли свои умственные способности, когда они получили повреждение мозга.
Абулкасис, Аверроэс, Авиценна, Авензоар и Маймонид, действовавшие в Средневековый мусульманский мир описал ряд медицинских проблем, связанных с мозгом. В Европе эпохи Возрождения, Везалий (1514–1564), Рене Декарт (1596–1650), Томас Уиллис (1621–1675) и Ян Сваммердам (1637–1680) также внес несколько вкладов в нейробиологию.
Пятно Гольджи впервые позволило визуализировать отдельные нейроны. Новаторская работа Луиджи Гальвани в конце 1700-х годов заложила основу для изучения электрической возбудимости мышц и нейронов. В первой половине XIX века Жан-Пьер Флуранс впервые применил экспериментальный метод проведения локальных поражений мозга у живых животных, описывая их влияние на моторику, чувствительность и поведение. В 1843 году Эмиль дю Буа-Реймон продемонстрировал электрическую природу нервного сигнала, скорость которого Герман фон Гельмгольц приступил к измерению, а в 1875 году Ричард Катон обнаружил электрический явления в полушариях головного мозга кроликов и обезьян. Адольф Бек опубликовал в 1890 г. аналогичные наблюдения спонтанной электрической активности мозга кроликов и собак. Изучение мозга стало более сложным после изобретения микроскопа и разработки процедуры окрашивания Камилло Гольджи в конце 1890-х годов. В этой процедуре использовалась соль хромата серебра для выявления сложных структур отдельных нейронов. Его метод был использован Сантьяго Рамоном и Кахалем и привел к формированию доктрины нейронов, гипотезы о том, что функциональной единицей мозга является нейрон. Гольджи и Рамон-и-Кахаль разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1906 году за свои обширные наблюдения, описания и категоризации нейронов во всем мозге.
Параллельно с этим исследованием работа Пола Брока с пациентами с повреждением головного мозга показала, что определенные области мозга отвечают за определенные функции. В то время открытие Брока рассматривалось как подтверждение теории Франца Йозефа Галла о том, что язык был локализован и что определенные психологические функции локализованы в определенных областях головного мозга. кора. Гипотеза локализации функции была подтверждена наблюдениями за эпилептическими пациентами, проведенными Джоном Хьюлингсом Джексоном, который правильно сделал вывод об организации моторной коры наблюдая за прогрессированием припадков по всему телу. Карл Вернике далее развил теорию специализации определенных структур мозга в понимании и производстве языка. В современных исследованиях с помощью методов нейровизуализации до сих пор используются анатомические определения Brodmann церебральной цитоархитектонической карты (относящиеся к изучению клеточной структуры ) с тех пор в продолжении демонстрации того, что отдельные области коры головного мозга активируются при выполнении определенных задач.
В течение 20 века нейробиология стала признаваться отдельной академической дисциплиной, а не исследованиями нервная система в рамках других дисциплин. Эрик Кандел и его сотрудники отметили, что Дэвид Риоч, Фрэнсис О. Шмитт и Стивен Куффлер сыграли решающую роль в становлении отрасли.. Риоч положил начало интеграции фундаментальных анатомических и физиологических исследований с клинической психиатрией в Армейском исследовательском институте Уолтера Рида, начиная с 1950-х годов. В тот же период Шмитт организовал программу исследований в области нейробиологии на факультете биологии Массачусетского технологического института, объединив в ней биологию, химию, физику и математику. Первое отдельное отделение нейробиологии (тогда называвшееся Психобиологией) было основано в 1964 году в Калифорнийском университете в Ирвине Джеймсом Л. Макго. За этим последовало Отделение нейробиологии в Гарвардской медицинской школе, которое было основано в 1966 году Стивеном Куффлером.
Понимание нейронов и функций нервной системы стало все более точные и молекулярные в течение 20 века. Например, в 1952 году Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли представили математическую модель передачи электрических сигналов в нейронах гигантского аксона кальмара, которую они назвали «потенциалы действия ", и то, как они инициируются и распространяются, известная как модель Ходжкина-Хаксли. В 1961–1962 годах Ричард ФитцХью и Дж. Нагумо упростили Ходжкина-Хаксли в так называемой модели ФитцХью-Нагумо. В 1962 году Бернард Кац смоделировал нейротрансмиссию через пространство между нейронами, известное как синапсы. Начиная с 1966 года, Эрик Кандел и его сотрудники исследовали биохимические изменения в нейронах, связанные с обучением и хранением памяти, у аплизии. В 1981 году Кэтрин Моррис и Гарольд Лекар объединили эти модели в модели Морриса – Лекара. Такая все более количественная работа привела к появлению множества моделей биологических нейронов и моделей нейронных вычислений.
В результате растущего интереса к нервной системе было сформировано несколько известных нейробиологических организаций, чтобы обеспечить форум для всех нейробиологов ХХ века. Например, Международная организация исследования мозга была основана в 1961 году, Международное общество нейрохимии - в 1963 году, Европейское общество мозга и поведения - в 1968 году, а Общество нейробиологии в 1969 году. В последнее время применение результатов исследований в области нейробиологии также привело к появлению прикладных дисциплин, таких как нейроэкономика, нейрообразование, нейроэтика и нейрология.
Со временем исследования мозга прошли философскую, экспериментальную и теоретическую фазы, при этом работа по моделированию мозга, по прогнозам, станет важной в будущем.
Нервная система человека Объем научного исследования нервной системы значительно расширился во второй половине двадцатого века, в основном благодаря достижениям молекулярной биологии, электрофизиология и вычислительная нейробиология. Это позволило нейробиологам изучить нервную систему во всех ее аспектах: как она устроена, как работает, как развивается, как работает со сбоями и как ее можно изменить.
Например, стало возможным более подробно понять сложные процессы, происходящие внутри одного нейрона. Нейроны - это клетки, специализирующиеся на коммуникации. Они могут связываться с нейронами и другими типами клеток через специализированные соединения, называемые синапсами, по которым электрические или электрохимические сигналы могут передаваться от одной клетки к другой. Многие нейроны вытесняют длинную тонкую нить аксоплазмы, называемую аксоном, которая может распространяться на отдаленные части тела и способна быстро передавать электрические сигналы, влияя на активность других нейронов. мышцы или железы в точках их окончания. Нервная система возникает из набора нейронов, связанных друг с другом.
Нервную систему позвоночных можно разделить на две части: центральная нервная система (определяемая как мозг и спинной мозг ) и периферическая нервная система. У многих видов, в том числе у всех позвоночных, нервная система является наиболее сложной системой органов в организме, причем большая часть сложности находится в головном мозге. Один только человеческий мозг содержит около ста миллиардов нейронов и сто триллионов синапсов; он состоит из тысяч различимых субструктур, связанных друг с другом в синаптических сетях, сложности которых только начали разгадываться. По крайней мере, один из трех из примерно 20 000 генов, принадлежащих геному человека, экспрессируется в основном в головном мозге.
Из-за высокой степени пластичности человеческого мозга структура ее синапсы и связанные с ними функции меняются на протяжении всей жизни.
Разобраться в динамической сложности нервной системы - трудная исследовательская задача. В конечном итоге нейробиологи хотели бы понять каждый аспект нервной системы, в том числе то, как она работает, как развивается, как работает со сбоями и как ее можно изменить или исправить. Таким образом, анализ нервной системы выполняется на нескольких уровнях, от молекулярного и клеточного до системного и когнитивного. Конкретные темы, составляющие основные направления исследований, со временем меняются, движимые постоянно расширяющейся базой знаний и доступностью все более сложных технических методов. Усовершенствования в технологиях были основными движущими силами прогресса. Разработки в области электронной микроскопии, информатики, электроники, функциональной нейровизуализации и генетики и геномики были основными двигателями прогресса.
Фотография окрашенного нейрона в курином эмбрионе Основные вопросы, рассматриваемые в молекулярной нейробиологии, включают механизмы, с помощью которых нейроны экспрессируются и реагировать на молекулярные сигналы и как аксоны образуют сложные паттерны связности. На этом уровне используются инструменты из молекулярной биологии и генетики, чтобы понять, как развиваются нейроны и как генетические изменения влияют на биологические функции. морфология, молекулярная идентичность и физиологические характеристики нейронов, а также их связь с различными типами поведения также представляют значительный интерес.
Вопросы, рассматриваемые в клеточной нейробиологии, включают механизмы того, как нейроны обрабатывают сигналы физиологически и электрохимически. Эти вопросы включают в себя, как сигналы обрабатываются нейритами и сомами и как нейротрансмиттеры и электрические сигналы используются для обработки информации в нейроне. Нейриты - это тонкие продолжения нейронного клеточного тела, состоящие из дендритов (специализированных для получения синаптических сигналов от других нейронов) и аксонов (специализированных для проведения нервных импульсов, называемых потенциалы действия ). Сомы представляют собой клеточные тела нейронов и содержат ядро.
Другой важной областью клеточной нейробиологии является исследование развития нервной системы. Вопросы включают формирование паттерна и регионализацию нервной системы, нервные стволовые клетки, дифференцировку нейронов и глии (нейрогенез и глиогенез ), миграция нейронов, развитие аксонов и дендритов, трофические взаимодействия и образование синапсов.
Компьютерное нейрогенетическое моделирование связано с развитием динамические нейронные модели для моделирования функций мозга по отношению к генам и динамических взаимодействий между генами.
Предлагаемая организация моторно-семантических нейронных цепей для понимания языка действий. По материалам Shebani et al. (2013) Вопросы в системной нейробиологии включают в себя то, как нейронные цепи формируются и используются анатомически и физиологически для производства таких функций, как рефлексы, мультисенсорные интеграция, координация движений, циркадные ритмы, эмоциональные реакции, обучение и память. Другими словами, они обращаются к тому, как эти нейронные цепи функционируют в крупномасштабных мозговых сетях, и к механизмам, посредством которых генерируется поведение. Например, анализ системного уровня отвечает на вопросы, касающиеся конкретных сенсорных и моторных модальностей: как работает зрение ? Как певчие птицы разучивают новые песни, а летучие мыши локализуются с помощью ультразвука ? Как соматосенсорная система обрабатывает тактильную информацию? В смежных областях нейроэтологии и нейропсихологии рассматривается вопрос о том, как нейронные субстраты лежат в основе специфического поведения животных и человека. Нейроэндокринология и психонейроиммунология исследуют взаимодействия между нервной системой и эндокринной и иммунной системами соответственно. Несмотря на многие достижения, то, как сети нейронов выполняют сложные когнитивные процессы и поведение, все еще плохо изучены.
Когнитивная нейробиология отвечает на вопросы о том, как психологические функции производятся нейронными схемами. Появление новых мощных методов измерения, таких как нейровизуализация (например, фМРТ, ПЭТ, SPECT ), ЭЭГ, MEG, электрофизиология, оптогенетика и генетический анализ человека в сочетании со сложными экспериментальными методами из когнитивная психология позволяет нейробиологам и психологам решать абстрактные вопросы, например, как познание и эмоции соотносятся с конкретными нейронными субстратами. Хотя многие исследования по-прежнему придерживаются редукционистской позиции в поисках нейробиологической основы когнитивных явлений, недавние исследования показывают, что существует интересное взаимодействие между нейробиологическими открытиями и концептуальными исследованиями, запрашивая и объединяя обе точки зрения. Например, нейробиологическое исследование эмпатии вызвало интересную междисциплинарную дискуссию с участием философии, психологии и психопатологии. Более того, нейробиологическая идентификация множественных систем памяти, относящихся к различным областям мозга, поставила под сомнение идею памяти как буквального воспроизведения прошлого, поддерживая взгляд на память как на порождающий, конструктивный и динамический процесс.
Нейробиология - это также связан с социальными и поведенческими науками, а также с зарождающимися междисциплинарными областями, такими как нейроэкономика, теория принятия решений, социальная нейробиология и нейромаркетинг, чтобы ответить на сложные вопросы о взаимодействии мозга с окружающей средой. Например, в исследовании реакции потребителей ЭЭГ используется для изучения нейронных коррелятов, связанных с повествовательной передачей историй о энергоэффективности.
Вопросы вычислительной нейробиологии могут охватывать широкий круг вопросов. диапазон уровней традиционного анализа, таких как развитие, структура и когнитивные функции мозга. Исследования в этой области используют математические модели, теоретический анализ и компьютерное моделирование для описания и проверки биологически правдоподобных нейронов и нервных систем. Например, биологические модели нейронов представляют собой математические описания импульсных нейронов, которые могут использоваться для описания как поведения отдельных нейронов, так и динамики нейронных сетей. Вычислительную нейробиологию часто называют теоретической нейробиологией.
Наночастицы в медицине универсальны при лечении неврологических расстройств, показывая многообещающие результаты в опосредовании транспорта лекарств через гематоэнцефалический барьер. Внедрение наночастиц в противоэпилептические препараты повышает их медицинскую эффективность за счет увеличения биодоступности в кровотоке, а также предлагает меру контроля концентрации времени высвобождения. Хотя наночастицы могут помочь терапевтическим лекарствам, регулируя физические свойства для достижения желаемых эффектов, непреднамеренное повышение токсичности часто происходит при предварительных испытаниях лекарств. Кроме того, производство наномедицины для испытаний лекарственных средств требует больших затрат, что препятствует прогрессу в их реализации. Вычислительные модели в наноневрологии предоставляют альтернативы для изучения эффективности лекарств на основе нанотехнологий при неврологических расстройствах, снижая при этом потенциальные побочные эффекты и затраты на разработку.
Наноматериалы часто работают в масштабах между классическим и квантовым режимами.. Из-за связанных с этим неопределенностей масштабов длины, с которыми работают наноматериалы, трудно предсказать их поведение до исследований in vivo. Классически физические процессы, происходящие в нейронах, аналогичны электрическим цепям. Дизайнеры делают акцент на таких аналогиях и моделируют мозговую активность как нейронную цепь. Успех компьютерного моделирования нейронов привел к разработке стереохимических моделей, которые точно предсказывают синапсы на основе рецепторов ацетилхолина, работающие в микросекундных временных масштабах.
Ультратонкие наноиглы для клеточных манипуляций тоньше самых маленьких одностенных углерода нанотрубки. Вычислительная квантовая химия используется для создания ультратонких наноматериалов с высокосимметричной структурой для оптимизации геометрии, реакционной способности и стабильности.
Поведение наноматериалов во многом определяется дальнодействующими несвязывающими взаимодействиями. Электрохимические процессы, происходящие в головном мозге, создают электрическое поле, которое может непреднамеренно повлиять на поведение некоторых наноматериалов. Молекулярная динамика моделирование может смягчить фазу разработки наноматериалов, а также предотвратить нейронную токсичность наноматериалов после клинических испытаний in vivo. Тестирование наноматериалов с использованием молекулярной динамики оптимизирует нано-характеристики для терапевтических целей путем тестирования различных условий окружающей среды, изготовления наноматериалов, свойств поверхности наноматериалов и т. Д. Без необходимости экспериментов in vivo. Гибкость молекулярно-динамического моделирования позволяет практикующим врачам персонализировать лечение. Связанные с наночастицами данные из трансляционной наноинформатики связывают специфические данные неврологического пациента для прогнозирования реакции на лечение.
Визуализация нейрональной активности имеет ключевое значение в изучении неврология. В этих областях помогают инструменты нано-визуализации с наноразмерным разрешением. Эти инструменты оптической визуализации PALM и STORM помогают визуализировать наноразмерные объекты внутри клеток. Пампалони утверждает, что до сих пор эти инструменты визуализации выявляли динамическое поведение и организацию актинового цитоскелета внутри клеток, что поможет понять, как нейроны проверяют свое участие во время разрастания нейронов и в ответ на травму, и как они дифференцируют аксональные процессы и характеристика кластеризации рецепторов и стехиометрии в плазме внутри синапсов, которые имеют решающее значение для понимания того, как синапсы реагируют на изменения нейрональной активности. Эти прошлые работы были сосредоточены на устройствах для стимуляции или ингибирования нейронной активности, но решающим аспектом является способность устройства одновременно контролировать нервную активность. Основным аспектом, который необходимо улучшить в инструментах наноизображения, является эффективное улавливание света, поскольку основная проблема заключается в том, что биологические ткани являются диспергирующими средами, которые не позволяют прямое распространение и управление светом. В этих устройствах используются наноигла и нанопроволока (NWs) для исследования и стимуляции.
NWs - это искусственные нано- или микро-иглы, которые могут обеспечить высокую точность воспроизведения. электрофизиологические записи, если используются в качестве микроскопических электродов для нейронных записей. ННК привлекательны, поскольку они представляют собой высокофункциональные структуры, обладающие уникальными электронными свойствами, на которые влияют биологические / химические частицы, адсорбированные на их поверхности; в основном проводимость. Это изменение проводимости в зависимости от присутствующих химических веществ позволяет улучшить чувствительность. NW также могут действовать как неинвазивные и локальные зонды. Такая универсальность NW делает его оптимальным для взаимодействия с нейронами благодаря тому факту, что длина контакта вдоль аксона (или проекции дендрита, пересекающей NW) составляет всего около 20 нм.
Парасагиттальная МРТ головы пациента с доброкачественной семейной макроцефалией Неврология, психиатрия, нейрохирургия, психохирургия, анестезиология и медицина боли, невропатология, нейрорадиология, офтальмология, отоларингология, клиническая нейрофизиология, медицина зависимостей и медицина сна - это некоторые медицинские специальности, специально посвященные заболеваниям нервной системы. Эти термины также относятся к клиническим дисциплинам, связанным с диагностикой и лечением этих заболеваний.
Неврология занимается заболеваниями центральной и периферической нервной системы, такими как боковой амиотрофический склероз (БАС) и инсульт, и их лечением. Психиатрия занимается аффективными, поведенческими, когнитивными и перцептивными расстройствами. Анестезиология фокусируется на восприятии боли и фармакологическом изменении сознания. Невропатология фокусируется на классификации и основных патогенетических механизмах заболеваний центральной и периферической нервной системы и мышц с акцентом на морфологические, микроскопические и химически наблюдаемые изменения. Нейрохирургия и психохирургия работают в первую очередь с хирургическим лечением заболеваний центральной и периферической нервной системы.
В последнее время границы между различными специальностями стираются, поскольку все они находятся под влиянием фундаментальных исследований в области нейробиологии. Например, визуализация мозга позволяет получить объективное биологическое представление о психических заболеваниях, что может привести к более быстрой диагностике, более точному прогнозу и улучшенному мониторингу состояния пациента с течением времени.
Интегративная нейробиология описывает усилия объединить модели и информацию из нескольких уровней исследований для разработки согласованной модели нервной системы. Например, визуализация мозга в сочетании с физиологическими численными моделями и теориями фундаментальных механизмов может пролить свет на психические расстройства.
Одна из основных целей наноневрологии - получить детальное понимание о том, как работает нервная система и, следовательно, как нейроны организуются в головном мозге. Следовательно, создание лекарств и устройств, способных преодолевать гематоэнцефалический барьер (BBB), имеет важное значение для получения подробной визуализации и диагностики. Гематоэнцефалический барьер функционирует как узкоспециализированная полупроницаемая мембрана, окружающая мозг, предотвращая попадание вредных молекул, которые могут растворяться в циркулирующей крови, в центральную нервную систему.
Двумя основными препятствиями на пути молекул, доставляющих лекарства, к мозгу, являются размер (должен иметь молекулярный вес < 400 Da) and lipid solubility. Physicians hope to circumvent difficulties in accessing the central nervous system through viral , генная терапия. Это часто включает прямую инъекцию в мозг пациента или спинномозговую жидкость. Недостатком этой терапии является то, что она является инвазивной и сопряжена с высоким фактором риска из-за необходимости хирургического вмешательства для проведения лечения. Из-за этого только 3,6% клинических испытаний в этой области дошли до стадии III с момента появления концепции генной терапии был разработан в 1980-х.
Другой предложенный способ пересечения ГЭБ - временное преднамеренное разрушение барьера. Этот метод был впервые вдохновлен определенными патологическими состояниями, которые были обнаружены, чтобы разрушить этот барьер самостоятельно, такие как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, инсульт и судороги.
Наночастицы уникальны от макромолекул, поскольку их поверхностные свойства зависят от по их размеру, все Мысль о стратегическом манипулировании этими свойствами (или «программировании») со стороны ученых, что иначе было бы невозможно. Аналогичным образом, форма наночастиц также может быть изменена для получения другого набора характеристик на основе отношения площади поверхности к объему частицы.
Наночастицы обладают многообещающим терапевтическим действием при лечении нейродегенеративных заболеваний. Кислородно-реактивный полимер (ОВП) - это наноплатформа, запрограммированная на реакцию с кислородом, которая, как было показано, обнаруживает и снижает присутствие активных форм кислорода (АФК), образующихся сразу после черепно-мозговых травм. Наночастицы также использовались в качестве «нейропротекторной» меры, как в случае с моделями болезни Альцгеймера и инсульта. Болезнь Альцгеймера приводит к образованию токсичных агрегатов бета-амилоидного белка в головном мозге. В одном исследовании золотые наночастицы были запрограммированы так, чтобы прикрепляться к этим агрегатам и успешно разрушать их. Аналогичным образом, в моделях ишемического инсульта клетки в пораженной области мозга подвергаются апоптозу, что резко снижает приток крови к важным частям мозга и часто приводит к смерти или серьезным психическим и физическим изменениям. Было показано, что наночастицы платины действуют как ROS, выступая в качестве «биологических антиоксидантов» и значительно уменьшая окисление в мозге в результате удара. Наночастицы также могут приводят к нейротоксичности и вызывают необратимое повреждение ГЭБ либо из-за отека мозга, либо из-за несвязанных молекул, пересекающих ГЭБ и вызывающих повреждение мозга. Это доказывает, что необходимы дальнейшие долгосрочные исследования in vivo, чтобы получить достаточное понимание и провести успешные клинические испытания.
Одной из наиболее распространенных платформ доставки лекарств на основе наночастиц является доставка на основе липосом. Они являются как жирорастворимыми, так и наноразмерными, и поэтому допускаются через полностью функционирующий ГЭБ. Кроме того, липиды сами по себе являются биологическими молекулами, что делает их очень биосовместимыми, что, в свою очередь, снижает риск токсичности клеток. Образовавшийся бислой позволяет молекуле полностью инкапсулировать любое лекарство, защищая его, пока оно движется по телу. Одним из недостатков защиты лекарственного средства от внешних клеток является то, что оно больше не имеет специфичности и требует связывания с дополнительными антителами, чтобы иметь возможность воздействовать на биологический участок. Из-за низкой стабильности липосомные наночастицы для доставки лекарств имеют короткий срок хранения.
Таргетная терапия с использованием магнитных наночастиц (MNPs) также является популярной темой исследований и привел к нескольким клиническим испытаниям III стадии. Инвазивность здесь не проблема, потому что магнитная сила может быть приложена извне тела пациента, чтобы взаимодействовать и направлять МНЧ. Эта стратегия оказалась успешной в доставке нейротропного фактора мозга, природного гена, который, как считается, способствует нейрореабилитации, через ГЭБ.
Современное образование в области нейробиологии и исследовательскую деятельность можно очень грубо разделить на следующие основные направления в зависимости от предмета и масштаба экзаменационной системы, а также отдельных экспериментальных или учебных подходов. Однако отдельные нейробиологи часто работают над вопросами, которые охватывают несколько отдельных областей.
| Отрасль | Описание |
|---|---|
| Аффективная нейробиология | Аффективная нейробиология - это изучение нейронных механизмов, задействованных в эмоциях, обычно посредством экспериментов на моделях животных. |
| Поведенческая нейробиология | Поведенческая нейробиология (также известная как биологическая психология, физиологическая психология, биопсихология или психобиология) - это применение принципов биологии к изучению генетических, физиологических и связанных с развитием механизмов поведения людей и других людей. человеческие животные. |
| Клеточная нейробиология | Клеточная нейробиология - это изучение нейронов на клеточном уровне, включая морфологию и физиологические свойства. |
| Клиническая нейробиология | научное исследование биологических механизмов, лежащих в основе расстройств и заболеваний нервной системы. |
| Когнитивная нейробиология | Когнитивная нейробиология - это изучение биологических механизмы, лежащие в основе познания. |
| Вычислительная нейробиология | Вычислительная нейробиология - это теоретическое исследование нервной системы. |
| Культурная нейробиология | Культурная нейробиология - это исследование того, как культурные ценности, практики и убеждения формируются и формируются разумом, мозгом и генами в разных временных масштабах. |
| Неврология развития | Неврология развития изучает процессы, которые генерировать, формировать и изменять нервную систему и стремится описать клеточную основу нервного развития, чтобы обратиться к основным механизмам. |
| Эволюционная нейробиология | Эволюционная нейробиология изучает эволюцию нервных систем. |
| Молекулярная нейробиология | Молекулярная нейробиология изучает нервную систему с помощью молекулярной биологии, молекулярной генетики, химии белков и связанных с ними методологий. |
| Нейронная инженерия | Нейронная инженерия использует инженерные методы для взаимодействия, понимания, ремонта, замены или улучшения нейронных систем. |
| Нейроанатомия | Нейроанатомия - это исследование анатомии нервной системы. |
| Нейрохимия | Нейрохимия - изучение того, как нейрохимические вещества взаимодействуют и влияют на функция нейронов. |
| Нейроэтология | Нейроэтология - это изучение нейронных основ поведения животных, не относящихся к человеку. |
| Нейрогастрономия | Нейрогастрономия - это изучение вкуса и того, как он влияет на ощущения, познание и память. |
| Нейрогенетика | Нейрогенетика - это исследование генетических основ развития и функции нервной системы. система. |
| Нейровизуализация | Нейровизуализация включает использование различных методов для прямого или косвенного изображения структуры и функций мозга. |
| Нейроиммунология | Нейроиммунология занимается взаимодействием между нервной и иммунной системами. |
| Нейроинформатика | Нейроинформатика - это дисциплина в рамках биоинформатики, которая занимается организацией данных нейробиологии и применением вычислительных моделей и аналитических инструментов. |
| Нейролингвистика | Нейролингвистика - это исследование нейронных механизмов человеческого мозга, которые контролируют понимание, производство и усвоение языка. |
| Нейрофизика | Нейрофизика занимается разработкой физических экспериментальных инструментов для получения информации о мозге. |
| Нейрофизиология | Нейрофизиология - это исследование функционирования нервной системы, обычно с использованием физиологических методов, которые включают измерения и стимуляцию с помощью электродов или оптически с помощью ионно-чувствительных красителей или светочувствительных каналов. |
| Нейропсихология | Нейропсихология - это дисциплина, которая находится под зонтиком как психологии, так и нейробиологии, и участвует в деятельности как фундаментальной, так и прикладной науки. В психологии, она наиболее тесно связана с биопсихологией, клинической психологией, когнитивной психологией и психологией развития. В нейробиологии это наиболее тесно связано с когнитивной, поведенческой, социальной и аффективной областями нейробиологии. В прикладной и медицинской сфере это относится к неврологии и психиатрии. |
| Палеонейробиология | Палеонейробиология - это область, которая объединяет методы, используемые в палеонтологии и археологии для изучения эволюции мозга, особенно человеческого мозга. |
| Социальная нейробиология | Социальная нейробиология - это междисциплинарная область, посвященная пониманию того, как биологические системы реализуют социальные процессы и поведение, а также использованию биологических концепций и методов для информирования и уточнения теорий социальных процессов и поведения. |
| Системная нейробиология | Системная нейробиология - это исследование функций нейронных цепей и систем. |
Крупнейшей профессиональной нейробиологической организацией является Общество нейробиологии (SFN), базирующееся в Соединенных Штатах, но включающее многих членов из других стран. С момента своего основания в 1969 году SFN неуклонно росла: по состоянию на 2010 год в ней было зарегистрировано 40 290 участников из 83 разных стран. Ежегодные встречи, проводимые каждый год в разных городах Америки, привлекают внимание исследователей, докторантов, аспирантов и студентов, а также образовательных учреждений, финансовых агентств, издателей и сотен предприятий, которые поставляют продукты, используемые в исследованиях.
Другие крупные организации, занимающиеся нейробиологией, включают Международную организацию исследования мозга (IBRO), которая ежегодно проводит свои собрания в стране из разных частей мира, и Федерация европейских нейробиологических обществ (FENS), которая каждые два года проводит встречи в разных европейских городах. FENS состоит из 32 организаций национального уровня, в том числе Британской ассоциации нейробиологов, Немецкого общества неврологии (Neurowissenschaftliche Gesellschaft) и французского Société des Neurosciences. Первое Национальное общество чести в области нейробиологии, Ну Ро Пси, было основано в 2006 году.
В 2013 году в США была объявлена инициатива BRAIN. Международная инициатива по изучению мозга была создана в 2017 году и в настоящее время объединена более чем семью национальными инициативами по исследованию мозга (США, Европа, Институт Аллена, Япония, Китай, Австралия, Канада, Корея, Израиль ) на четырех континентах.
Помимо проведения традиционных исследований в лабораторных условиях, нейробиологи также участвовали в пропаганде осведомленности и знаний о нервной системе среди общественность и государственные служащие. Такие рекламные акции проводились как отдельными нейробиологами, так и крупными организациями. Например, отдельные нейробиологи способствовали образованию среди молодых студентов в области неврологии, организовав International Brain Bee, который представляет собой академическое соревнование для старшеклассников по всему миру. В Соединенных Штатах крупные организации, такие как Общество нейробиологии, продвигали образование в области нейробиологии, разработав учебник под названием Brain Facts, сотрудничая с учителями государственных школ для разработки основных концепций нейробиологии для учителей и учеников K-12, а также выступая одним из спонсоров кампании с Фонд Дана провел Неделю осведомленности о мозге, чтобы повысить осведомленность общественности о прогрессе и преимуществах исследований мозга. В Канаде CIHR Canadian National Brain Bee ежегодно проводится в Университете Макмастера.
Преподаватели нейробиологии сформировали факультет неврологии бакалавриата (FUN) в 1992 году для обмена передовым опытом и предоставления наград на поездки для студентов, участвующих в собраниях Общества неврологии.
Наконец, нейробиологи также сотрудничали с другими экспертами в области образования, чтобы изучить и усовершенствовать образовательные методы, чтобы оптимизировать обучение среди студентов, новая область под названием образовательная нейробиология. Федеральные агентства в США, такие как Национальный институт здравоохранения (NIH) и Национальный научный фонд (NSF), также финансировали исследования, которые касаются передовых методов преподавания и обучения. концепций нейробиологии.
| Год | Поле для призов | Изображение | Лауреат | Прижизненная | Страна | Обоснование | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1904 | Физиология |  | Иван Петрович Павлов | 1849–1936 | Российская Империя | " в знак признания его работы по физиологии пищеварения, благодаря которой знания по жизненно важным аспектам этого предмета были преобразованы и расширены » | |
| 1906 | Физиология |  | Камилло Гольджи | 1843–1926 | Королевство Италии | «в знак признания их работы по структуре нервной системы» | |
 | Сантьяго Рамон-и-Кахаль | 1852–1934 | Реставрация (Испания) | ||||
| 1914 | Физиология |  | Роберт Барани | 1876–1936 | Австро-Венгрия | «За работы по физиологии и патологии вестибулярного аппарата» | |
| 1932 | Физиология |  | Чарльз Скотт Шеррингтон | 1857–1952 | Соединенное Королевство | «за открытия, касающиеся функций ne urons " | |
 | Эдгар Дуглас Адриан | 1889–1977 | Соединенное Королевство | ||||
| 1936 | Физиология |  | Генри Холлетт Дейл | 1875–1968 | Соединенное Королевство | «За открытия, касающиеся химической передачи нервных импульсов» | |
 | Отто Леви | 1873–1961 | Австрия. Германия | ||||
| 1938 | Физиология |  | Корнель Жан Франсуа Хейманс | 1892–1968 | Бельгия | "за открытие роли, которую играют синус и механизмы аорты в регулировании дыхания " | |
| 1944 | Физиология |  | Джозеф Эрлангер | 1874–1965 | США | "за открытия, относящиеся к высокодифференцированным функции отдельных нервных волокон » | |
 | Герберт Спенсер Гассер | 1888–1963 | США | ||||
| 1949 | Физиология |  | Уолтер Рудольф Гесс | 1881–1973 | Швейцария | "за открытие функциональной организации межпозвоночного мозга в качестве координатора деятельности внутреннего ные органы " | |
 | Антониу Каэтано Эгас Мониш | 1874–1955 | Португалия | " за открытие терапевтического значения лейкотомии при некоторых психозах " | |||
| 1957 | Физиология |  | Даниэль Бове | 1907–1992 | Италия | "за открытия, касающиеся синтетических соединений, которые подавляют действие определенных веществ организма, и особенно их действие на сосудистую систему. и скелетные мышцы " | |
| 1961 | Физиология |  | Георг фон Бекеси | 1899–1972 | США | " за открытия физического механизма стимуляции внутри улитка " | |
| 1963 | Физиология |  | Джон Кэрью Экклс | 1903–1997 | Австралия | " за открытия, касающиеся ионных механизмов, участвующих в возбуждении и торможении периферические и центральные части мембраны нервных клеток » | |
 | Алан Ллойд Ходжкин | 1914–1998 | Соединенное Королевство | ||||
 | Эндрю Филдинг Хаксли | 1917–2012 | United Королевство | ||||
| 1967 | Физиология |  | Рагнар Гранит | 1900–1991 | Финляндия. Швеция | «за открытия, касающиеся основных физиологических и химических процессов зрения в глазах» | |
 | Халдан Кеффер Хартлайн | 1903–1983 | США | ||||
 | Джордж Уолд | 1906–1997 | США | ||||
| 1970 | Физиология | Джулиус Аксельрод | 1912–2004 | США | «за открытия, касающиеся гуморальных передатчиков в нервных окончаниях и механизма их хранения, высвобождения и инактивации» | ||
 | Ульф фон Эйлер | 1905–1983 | Швеция | ||||
| Бернард Кац | 1911–2003 | Соединенное Королевство | |||||
| 1981 | Физиология |  | Роджер В.. Сперри | 1913–1994 | США | "за открытия, касающиеся функциональной специализации полушарий головного мозга " | |
| Дэвид Хьюбел | 1926–2013 | Канада | "за открытия, касающиеся обработки информации в визуальной системе " | ||||
 | T Орстен Н. Визель | 1924– | Швеция | ||||
| 1986 | Физиология |  | Стэнли Коэн | 1922–2020 | США | " за открытие факторов роста " | |
 | Рита Леви-Монтальчини | 1909–2012 | Италия | ||||
| 1997 | Химия |  | Йенс К. Скоу | 1918–2018 | Дания | «за первое открытие ион-транспортирующего фермента, Na, K-АТФазы» | |
| 2000 | Физиология |  | Арвид Карлссон | 1923–2018 | Швеция | "за открытия, касающиеся передачи сигналов в нервной системе " | |
 | Пол Грингард | 1925–2019 | США | ||||
 | Эрик Р. Кандел | 1929– | США | ||||
| 2003 | Химия |  | Родерик Маккиннон | 1956– | США | "За открытия, касающиеся каналов в клеточных мембранах [...] для структурных и механистических исследований ионных каналов" | |
| 2004 | Физиология |  | Ричард Аксель | 1946– | Соединенные Штаты | "за открытие рецепторы запаха и организация обонятельной системы " | |
 | Линда Б. Бак | 1947– | США | ||||
| 2014 | Физиология |  | Джон О'Киф | 1939– | США. Соединенное Королевство | «за открытие клеток, которые составляют систему позиционирования в мозге» | |
 | Мэй-Бритт Мозер | 1963– | Норвегия | ||||
 | Эдвард И. Мозер | 1962– | Норвегия | ||||
| 2017 | Физиология |  | Джеффри К. Холл | 1939– | США | "за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм " | |
 | Майкл Росбаш | 1944– | США | ||||
 | Майкл У. Янг | 1949– | США |
 | В Викиверситете есть обучающие ресурсы по Тема: Неврология |
 | книга на тему: Неврология |
 | Поищите неврология в Викисловаре, бесплатном словаре. |
 | На Викискладе есть материалы, связанные с нейробиология. |
