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论文范文本文讨论了神经生物学的进展。

论文类型:论文范文
论文字数:
论点:生理学家,研究,神经
论文概述:

神经解剖的研究早在16世纪就开始了,但是真正用科学方法来研究神经生理学则始于18世纪末。19世纪中后叶,关于神经的基本组织单位、先天的反射活动和后天建立起来的反射行为等已经成为生

论文正文:

神经生物学的新进展

神经解剖学的研究早在16世纪就开始了,但论文标题中真正使用科学方法研究神经生理学始于18世纪末。19世纪中后期,生理学家对神经的基本组织单位、先天反射活动和后天反射行为产生了兴趣。到20世纪,神经生理学发展迅速,在结构、组织、生理学、生物化学、胚胎、药理学、病理学等多个方面进行了大量的研究。神经生理学这个名字被延伸到神经生物学。有时被称为神经科学。

I .神经兴奋的导电

早在1791年,意大利解剖学家加尔瓦尼就发现了生物电。19世纪,更多的生理学家从事电生理学研究。在测量神经电传导速度和发现“全有或全无”定律方面已经取得了许多成就。在20世纪,有示波器和电子放大器。特别是在20世纪30年代,英国生理学家杨(j young)于1933年以鱿鱼神经纤维为研究材料,对刺激前后的导电电阻、电位及其变化进行了定量测量。20世纪40年代,英国生理学家a·l·霍奇金、a·f·赫胥黎和b·卡茨进一步研究了钠和钾离子与神经传导之间的关系。他们发现,在静止时,神经纤维膜是一个“钾膜”,钾离子是可渗透的,趋向于钾的平衡电位。在活性过程中,它被称为“钠膜”,对钠离子有很大的渗透性,并趋向于平衡钠离子。因此,动作电位的产生本质上是从“钾膜”到“钠膜”的转化,这种转化是可逆的(见生物膜离子通道)。

二.神经化学递质的研究

1905年,英国生理学家t·埃利奥特(t Elliot)发现用电刺激交感神经的结果与肾上腺素引起的反应相似,并认为当电脉冲到达肌肉交界处时,肾上腺素很可能被释放出来。当时这项工作没有引起太多的注意。1921年,奥地利的o·刘易斯(o lewis)用青蛙心脏作为实验,直接证明心肌上的交感神经末梢和副交感神经末梢释放两种不同的化学物质,一种减慢心跳,另一种加快心跳。早在1914年,英国生理学家h h .戴尔就从麦角中分离出乙酰胆碱。后来,欧·卢认为副交感神经对心肌的作用与乙酰胆碱相似。1926年,在h·h·戴尔的建议下,o·刘易斯用毒扁豆碱抑制乙酰胆碱酯酶的活性来维持一定量的乙酰胆碱。同时,还观察了增强和延长副交感神经功能的作用。大约在1932年,h. h .戴尔做了一系列实验,并获得了内脏器官神经末梢存在乙酰胆碱的直接证据。从那时起,乙酰胆碱作为一种神经递质,已经延伸到横纹肌神经末梢、交感副交感神经节和中枢神经系统中某些神经细胞的末梢。这项开创性的研究为神经递质的研究奠定了良好的基础。关于交感神经末梢的博士论文,自第二次世界大战以来,特别是自1960年以来,对大脑中神经递质进行了许多研究。除了上面提到的两个已知发射器之外,还发现了大约30个不同的发射器,每个发射器在特定位置具有不同的功能。其中一些是氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸氨基丁酸等。有些是胺,如多巴胺、去甲肾上腺素和儿茶酚胺的肾上腺素。有些是多肽。脑啡肽的发现为神经系统镇痛机制的研究开辟了新的前景。

大脑功能研究

英国生理学家谢灵顿的工作与“反射”活动有关。他想研究大脑的反射活动。由于其复杂性,直到1893年,它才开始研究膝跳、感觉神经元、运动神经元和一个或多个中间神经元联合协作形成的反射弧。他花了大约10年来阐明这个神经系统的整个过程。第一次世界大战后,他提出了抑制的概念,认为抑制过程和兴奋过程一样重要。他还研究了不同类型的协调反射以及大脑或小脑对脊髓反射中心的影响。俄罗斯生理学家пп巴甫洛夫在20世纪初建立了“条件反射”的概念。这是他用精湛的瘘管技术长期研究消化生理学的结果。他证明条件反射是大脑活动的结果,后天就可以训练。他对条件反射对大脑的兴奋和抑制过程进行了大量的研究,这不仅对生理学有一定的影响,而且对心理学、精神病和教育也有一定的影响。

神经系统结构的研究

西班牙神经组织学家拉蒙·伊·卡哈尔在19世纪80年代建立了神经元理论,指出包括中枢神经和外周神经在内的神经系统由具有特殊结构的神经细胞组成,俗称神经元,每个神经元之间都有连接点。神经元理论的建立取代了过去不以细胞为基础的网络理论,为神经传导的研究奠定了科学基础。19世纪和20世纪之交,英国生理学家谢灵顿在拉蒙·伊·卡哈尔的基础上继续他在这一领域的研究。1897年,c . s .谢灵顿将神经细胞之间的连接点命名为“突触”,这成为未来研究神经传递的一个重要概念。1910年,谢灵顿进一步提出,由于突触的存在,神经冲动不是在神经细胞之间随机传递的,而是通过突触在一个方向上传导的。通过许多人的工作,到20世纪初,突触的结构已经很清楚了。20世纪20年代至50年代,用高功率电子显微镜观察发现突触前后有两层分离的膜,属于突触前后的两个神经元。中间的200埃间隙称为突触间隙。这种结构常见于神经系统。电镜观察还表明,突触前膜附近还有突触囊泡等其他结构。突触小泡后来被证明是神经递质的储存场所。

在19世纪70年代,英国生理学家r·卡顿测量了40只动物,包括兔子、猫和猴子,发现它们的大脑通常有电变化。由于功能不同,脑电图的强度在不同的区域有所不同,脑电图随着动物的死亡而消失。即使在头骨上方,向四周传播的无线电波也能被探测到。十五年后,波兰生理学家贝克独立发现了这一现象。从那以后,脑电图引起了科学界的注意。脑电图记录是在进入20世纪后开始的。1925年,德国精神病学家h·伯杰(h·Berger)将高度敏感的电极插入儿子的头部进行脑电图测量,发现当有心理活动(如注意力等)时脑电图会发生变化。)。他还记录了脑损伤时的脑电图,为后者用于临床诊断奠定了基础。从1929年到1938年,他每年出版一本名为《人类脑电图》的书,为从事这一领域的人们提供了丰富的信息。然而,脑电图是大脑中数百亿神经元的综合电活动,可以为癫痫或大脑中的重大病理变化提供信息,但不能揭示感知过程。自20世纪50年代以来,脑电图研究已经发展到探索与特定感知相关的信号,并且已经研究了诱发电位。在英国,道森在20世纪50年代早期建立了世界上第一个记录瞬时诱发电位的装置。后来,美国的克莱恩斯和科恩用电子方式将机械装置连接到一台特殊的计算机上。20世纪60年代,傅里叶分析仪被引入,以取得新的研究进展。到了20世纪70年代,人们的视觉、听觉甚至婴儿的感觉都有灵敏的检查指标,这不仅在临床上得到广泛应用,也为脑功能的进一步探索提供了条件。

在20世纪,中枢神经系统对外部感觉的处理在感觉生理学上受到最大的关注,发展最快。在如何识别信号和如何形成知觉方面取得了一些阶段性的成果:①在神经网络的上侧发现了抑制。匈牙利出生的美国生理学家(前物理学博士)冯·贝希斯(G.von bechies)发现视觉系统中存在相互抑制,这有助于增强视觉中的对比效果。他还发现了听觉系统的侧向抑制。这一作用原理已应用于通信系统和工程系统中的信号检测。②神经纤维感受野。这个概念是由英国生理学家艾德里安在1930年左右提出的。他的实验发现许多受体能引起同一根神经纤维的反应,所以他称与这根纤维相连的许多受体的区域为感受野。此后,许多英美生理学家发现,感觉域存在于整个视觉系统的各个层次的神经元中,每个层次都有不同程度的信息处理功能。听觉系统也是如此。因此,感受野的概念具有普遍意义。③大脑皮层有一个“颗粒”细胞群的“功能结构”。20世纪60年代和70年代的研究最初表明,大脑有109-1011个细胞,这些细胞是有序的,在感知外部事物的信息处理过程中遵循一定的规则,各种感觉都有共同的规则。

关于大脑功能区的位置,直到19世纪才提出大脑负责感觉和思维,延髓是生存中心,小脑负责协调身体运动。在19世纪80年代,部分切除狗大脑皮层的手术是成功的。同时,大脑皮层的功能定位也是通过用电刺激大脑的不同部分来引起不同的反应来研究的。对人类大脑皮层功能区的研究始于19世纪的尸检观察,例如失语症与前额叶中央回基部之前的损伤有关。对人脑电刺激功能定位的研究始于20世纪30年代。德国神经外科医生O. foerster和加拿大神经生理学家W.G. penfield在手术过程中用电刺激大脑的不同部位,引起清醒患者的不同反应。根据这一结果,人类大脑皮层的功能区图显示感觉区集中在中央后回,运动区集中在中央前回。这些区域中的每一个都与身体的某一部分相关联,但是皮质部分的大小与实际的表面部分不成比例,而是与控制精度成比例。例如,拇指和食指的代表性区域的面积比胸部的12根脊神经被引入代表性区域的总面积大几倍。自20世纪40年代以来,美国脑生理学家R.W. sperry一直在用猫和猴子做实验,切断大脑两个半球之间的联系并观察它们。在20世纪60年代,当他与医生合作治疗患有半球撕裂的癫痫患者时,他观察到两个半球有不同的分工,每个半球都有相当大的独立性。两个半球分别具有高级智能功能,但语言主要在左边。当外部视觉图像进入左半球时,它们可以用文字来表达。当外部视觉图像进入右半球时,它们不能用语言表达,只能用手势表达。这项工作改变了人们对大脑功能区的最初看法,引起了人们的注意。

从历史发展的角度来看,神经生理学,尤其是脑功能的研究,已经成为继分子遗传学之后吸引科学家探索的一个重要领域。