构建大脑：神经发育导论

图书标准信息

• 作者 [英]戴维・普赖斯（DAVIDJPRICE） 著；曹立宏 译
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787121384158
• 定价 168.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 页数 416页
• 字数 0.53千字

【内容简介】

本书主要介绍大脑是如何从简单的早期胚胎成为地球上最复杂的生物结构的。本书内容涉及细胞如何变成神经元，如何控制细胞的增殖，如何调控它们变成的神经细胞的类型，神经元之间如何相互连接，如何在神经活动的影响下塑造这些连接，以及为什么有些神经元会凋亡等。本书还介绍了脑图谱以及特征脑图谱的发育，并有专门的章节阐述了经历依赖的发育，也就是大脑的可塑性。本书图文并茂，易于理解。

【作者简介】

戴维?普赖斯是爱丁堡大学发育神经生物学教授，他的研究重点是大脑新皮质的发育。他使用神经解剖学、电生理学、细胞生物学、分子生物学、移植、遗传和转基因方法来分析调节各物种出生前和出生后皮质发育过程中事件发生的机制。
中国传媒大学脑科学与智能媒体研究院院长，教授，博士生导师；北京市协同创新研究院智能传媒技术中心主任。北京市首批"脑科学研究”专项指导组受聘专家；中国人工智能学会(CAAI)智能传媒专委会主任。北京市欧美同学会理事。专注于仿生大脑/类脑计算模拟平台的建设及应用，采用深度学习和类脑计算相结合的方法，实现现代传媒技术的智能化。

【目录】

第1章  研究神经发育的模型和方法001
1．1  什么是神经发育？001
1．2  为什么研究神经发育002
1．2．1  当前对神经发育的认识尚不明确002
1．2．2  对人类健康的影响003
1．2．3  对未来技术的影响004
1．3  有助于理解神经发育机制的关键进展005
1．4  无脊椎动物模型005
1．4．1  果蝇005
1．4．2  线虫009
1．4．3  其他无脊椎动物012
1．5  脊椎动物模型012
1．5．1  青蛙012
1．5．2  鸡013
1．5．3  斑马鱼013
1．5．4  小鼠015
1．5．5  人类022
1．5．6  其他脊椎动物024
1．6  观察与实验：研究神经发育的方法025
1．7  小结026
第2章  神经发育解剖学027
2．1  神经系统从胚胎神经外胚层发育而来027
2．2  描述胚胎结构的解剖术语028
2．3  无脊椎动物线虫的发育029
2．3．1  秀丽隐杆线虫（C．elegans）029
2．3．2  果蝇（Drosophila）031
2．4  脊椎动物神经外胚层发育及神经胚形成033
2．4．1  青蛙（Frog）033
2．4．2  鸡（Chick）036
2．4．3  斑马鱼（Zebrafish）038
2．4．4  小鼠（Mouse）038
2．4．5  人（Human）045
2．5  脊椎动物的次级神经胚形成049
2．6  无脊椎动物和脊椎动物外周神经系统的形成050
2．6．1  无脊椎动物050
2．6．2  脊椎动物：神经嵴和基板051
2．6．3  脊椎动物：感觉器官的发育053
2．7  小结054
第3章  神经诱导：细胞间信号如何决定细胞命运的一个例证056
3．1  什么是神经诱导056
3．2  特化与定型057
3．3  神经诱导的发现057
3．4  近期的突破：鉴别介导神经诱导的分子059
3．5  果蝇神经诱导机制的保守性062
3．6  默认模型之外DD神经诱导涉及的其他信号通路064
3．7  信号传导：细胞如何对细胞间信号做出反应068
3．8  细胞间信号调节基因表达069
3．8．1  转录调控的一般机制070
3．8．2  参与神经诱导的转录因子072
3．8．3  转录因子控制哪些基因075
3．8．4  基因功能也能通过其他机制得到调控078
3．9  发育的本质：细胞间和细胞内信号的复杂相互作用080
3．10  小结080
第4章  神经外胚层的形成082
4．1  神经系统的区域性形成082
4．1．1  成形素决定基因表达的模式083
4．1．2  发育是逐步完成的085
4．2  果蝇中枢神经系统AP轴的形成086
4．2．1  从信号分子梯度到转录因子表达区域086
4．2．2  外胚层分化产生体节088
4．2．3  编码体节身份特征DD同源异形盒基因089
4．3  脊椎动物中枢神经系统AP轴的形成091
4．3．1  Hox基因是高度保守的092
4．3．2  初始AP轴信息来源于中胚层093
4．3．3  调控前脑区形成的基因095
4．4  果蝇局部的形成：体节内神经形成的细化097
4．4．1  果蝇体节边界处的体节信号为其提供了AP轴位置信息098
4．4．2  果蝇背腹轴（DV）的形成100
4．4．3  神经干细胞的身份信息来自AP和DV轴形成中信息的整合102
4．5  脊椎动物神经系统的区域构建103
4．5．1  在脊椎动物大脑中，AP轴边界组织了局部区域的构建103
4．5．2  脊椎动物CNS中DV轴的形成105
4．5．3  信号梯度驱动DV轴的形成106
4．5．4  SHH和BMP是神经管DV轴前体结构域的成形素107
4．5．5  AP轴和DV轴构建信息的整合108
4．6  小结110
第5章  神经发生：神经细胞的产生111
5．1  神经细胞的产生111
5．2  果蝇的神经发生112
5．2．1  原神经基因促进神经定型112
5．2．2  侧向抑制：Notch信号抑制定型115
5．3  脊椎动物中的神经发生117
5．3．1  原神经基因是保守的117
5．3．2  在脊椎动物CNS中，神经发生与放射性胶质细胞有关118
5．3．3  在脊椎动物CNS中的原神经因子和Notch信号120
5．4  神经亚型身份的调控122
5．4．1  不同的原神经基因DD不同的神经发生方案122
5．4．2  转录因子的组合控制形成神经元的多样性123
5．5  在神经发生过程中细胞增殖的调控125
5．5．1  促进细胞增殖的信号125
5．5．2  神经发生过程中的细胞分裂模式126
5．5．3  在果蝇中不对称细胞分裂需要Numb128
5．5．4  脊椎动物神经发生中非对称细胞分裂的控制130
5．5．5  在脊椎动物中，分裂模式被调控以产生大量的神经元132
5．6  神经身份的时序调控135
5．6．1  神经细胞诞生的时间对于神经身份的确定是重要的135
5．6．2  细胞出生时间决定神经元的空间分布模式136
5．6．3  出生时间如何影响一个神经元的命运138
5．6．4  果蝇神经干细胞中的时间控制内在机制138
5．6．5  在哺乳动物大脑皮层中细胞的出生日期、神经元分层和性能140
5．7  我们为什么需要了解神经发生？144
5．8  小结144
第6章  神经元形态的发育146
6．1  两种特殊类型的神经元分支146
6．1．1  轴突和树突147
6．1．2  成熟的轴突和树突内的细胞骨架148
6．2  生长中的神经突150
6．2．1  神经突的延伸源自其端的生长150
6．2．2  生长锥的动力学机制151
6．3  神经突的生长阶段152
6．3．1  体外培养的海马体神经元中神经突的生长152
6．3．2  体内的神经突生长154
6．4  神经突的生长受神经元周围环境的影响155
6．4．1  细胞外诱因的重要性155
6．4．2  细胞外信号促进或抑制神经突生长156
6．5  生长锥中的分子应答158
6．5．1  细胞内信号转导的关键事件158
6．5．2  小G蛋白是神经突生长的关键调控因素158
6．5．3  效应分子直接影响微丝动力学161
6．5．4  其他神经突延伸过程的调控162
6．6  沿轴突的主动运输对于生长十分重要162
6．7  神经元极性的发育调控163
6．7．1  轴突特化过程中的信号163
6．7．2  轴突唯一性的保障165
6．7．3  哪一个神经突将成为轴突？166
6．8  树突167
6．8．1  树突分枝的调控167
6．8．2  树突分枝的自我回避168
6．8．3  树突域平铺170
6．9  小结170
第7章  神经元迁移172
7．1  在神经系统的形成过程中许多神经元都会进行远程迁移172
7．2  如何观察神经元迁移？173
7．2．1  观察活体胚胎中神经元的迁移173
7．2．2  观察培养组织中的神经元迁移173
7．2．3  间接追踪细胞迁移的方法176
7．3  主要迁移模式180
7．3．1  由支架引导神经元迁移180
7．3．2  神经元的群体迁移182
7．3．3  神经元的单独迁移184
7．4  迁移的起始185
7．4．1  神经嵴细胞迁移的起始186
7．4．2  神经元迁移的起始187
7．5  如何将迁移细胞引导到目的地？188
7．5．1  秀丽隐杆线虫神经元的定向迁移188
7．5．2  神经嵴细胞迁移的引导189
7．5．3  斑马鱼中神经前体细胞在侧线发育中的导向191
7．5．4  放射状胶质纤维的导向192
7．6  移动195
7．7  运动结束DD迁移的终止198
7．8  胚胎大脑皮层包含放射状和切向迁移的细胞200
7．9  小结202
第8章  轴突导向203
8．1  许多轴突穿越长而复杂的路径203
8．1．1  轴突如何被引导至靶点203
8．1．2  生长锥205
8．1．3  分解旅程DD中间目标206
8．2  接触引导208
8．2．1  行动中的接触引导：先驱者和追随者、成束和解束208
8．2．2  Eph和ephrin：起接触引导作用的多功能细胞表面分子211
8．3  趋化性DD通过可扩散的诱导因子引导轴突212
8．3．1  NetrinDD在腹中线表达的一种趋化诱因214
8．3．2  Slit蛋白217
8．3．3  信号素217
8．3．4  其他轴突导向分子218
8．4  轴突如何在选择点改变它们的行为218
8．4．1  连合轴突一旦穿过底板就会失去对netrin的吸引力218
8．4．2  综合分析DD诱导因子及其受体在腹侧中线处协调指导连合轴突寻路221
8．4．3  穿越中线后，连合轴突朝向大脑投射225
8．5  少量诱导因子如何引导大量轴突226
8．5．1  多个轴突路径遵循同一引导线索227
8．5．2  诱导因子及其受体之间的相互作用可以被辅助因子改变227
8．6  一些轴突可能通过不同机制在非常短的距离内形成特定连接228
8．7  生长锥在响应诱导因子方面具有自主性228
8．7．1  生长锥与细胞体分离后仍然可以导航228
8．7．2  生长锥的局部翻译229
8．8  转录因子调控轴突的引导决策230
8．9  小结232
第9章  神经系统发育中的生与死233
9．1  正常发育过程中细胞死亡的发生和生理意义233
9．2  细胞死亡的两种主要方式：凋亡或坏死235
9．3  无脊椎动物的研究揭示了很多关于细胞如何自我毁灭的信息238
9．3．1  启动阶段239
9．3．2  死亡阶段240
9．3．3  吞噬阶段240
9．4  线虫中调控程序性细胞死亡的大部分基因在脊椎动物中是保守的241
9．5  神经发育过程中程序性细胞死亡发挥重要作用的例子243
9．5．1  早期祖细胞群中的程序性细胞死亡243
9．5．2  程序性细胞死亡对神经系统的性别差异有所贡献244
9．5．3  程序性细胞死亡会移除已完成其使命的暂时功能细胞246
9．5．4  程序性细胞死亡的数量与相互作用的神经组织中的细胞
数量相匹配250
9．6  神经营养因子是细胞存活和死亡的重要调控因子252
9．6．1  神经生长因子254
9．6．2  细胞因子254
9．7  电活动在调节程序性细胞死亡中的作用256
9．8  小结256
第10章  脑图谱的形成258
10．1  什么是脑图谱258
10．2  脑图谱的类型259
10．2．1  粗略图260
10．2．2  精细图261
10．3  脑图谱的形成原理263
10．3．1  发育过程中的轴突有序生长264
10．3．2  图谱的形成理论266
10．4  粗略图的发育：皮质区267
10．4．1  图谱源假说与皮层源假说267
10．4．2  皮层区的空间位置267
10．5  精细图的发育：拓扑图269
10．5．1  视网膜通路269
10．5．2  化学亲和假说271
10．5．3  ephrins在小鸡视顶盖中起分子编码作用273
10．6  脑图谱发生碰撞时，来自多个结构的输入275
10．6．1  从哺乳动物的视网膜到皮层276
10．6．2  活动依赖性眼特异性分离：视网膜波的作用277
10．6．3  眼优势带的形成280
10．6．4  眼优势带是由丘脑皮层轴突的向内生长形成的281
10．6．5  神经活动和眼优势带的形成282
10．6．6  感觉图谱的整合282
10．7  特征图的发育283
10．7．1  视觉系统中的特征图283
10．7．2  经验在方位图和方向图形成中的作用286
10．8  小结287
第11章  功能属性的成熟288
11．1  神经元是可兴奋的细胞289
11．1．1  引起细胞兴奋290
11．1．2  神经元的电学特性290
11．1．3  内在神经生理学调控293
11．2  发育中的神经元兴奋性294
11．2．1  神经元兴奋性在发育过程中发生显著变化295
11．2．2  早期动作电位由Ca2+驱动，而不是Na+295
11．2．3  在突触形成前，神经递质受体调节兴奋性297
11．2．4  GABA受体的激活使兴奋变为抑制297
11．3  由神经元兴奋性调节的发育过程299
11．3．1  电兴奋性可调节神经元的增殖和迁移299
11．3．2  神经元活动和轴突导向301
11．4  突触生成302
11．4．1  突触302
11．4．2  树突的电学特性304
11．4．3  突触生成的阶段305
11．4．4  突触特异化和诱导（Synaptic specification and induction）306
11．4．5  突触形成310
11．4．6  突触选择：稳定和消退311
11．5  树突棘生成312
11．5．1  树突棘形态和动力学314
11．5．2  树突棘的理论315
11．5．3  树突棘生成的小鼠模型：weaver突变体317
11．5．4  树突棘发育的分子调节剂318
11．6  小结319
第12章  依赖于经验的发育320
12．1  经验对视觉系统发育的影响321
12．1．1  双眼看世界：皮层细胞的眼优势321
12．1．2  视觉经验对眼优势的调节323
12．1．3  竞争会调节依赖于经验的可塑性：黑暗饲养和斜视的影响324
12．1．4  解剖结构发生变化前眼优势的生理变化326
12．1．5  协作的双眼交互作用和视觉皮层可塑性329
12．1．6  发育可塑性的时机：敏感期或关键期331
12．1．7  发育中视觉系统的多个敏感期332
12．2  经验如何改变功能性连接334
12．2．1  可塑性的细胞基础：突触增强和减弱334
12．2．2  单眼被剥夺引发突触权重变化的时间进程337
12．2．3  诱发LTP/LTD的细胞和分子机制339
12．2．4  调节LTP/LTD的表达和依赖于经验的可塑性的突触变化341
12．2．5  再可塑性345
12．2．6  脉冲时间依赖的可塑性345
12．3  可塑性的细胞基础：抑制型网络的发育348
12．3．1  抑制有助于单眼剥夺效应的表达349
12．3．2  抑制通路的发育调节单眼剥夺敏感期的时间进程350
12．4  稳态可塑性351
12．5  结构可塑性和细胞外基质的作用354
12．6  小结355
术语表356