航天神经生物学

马宏，北京理工大学医学技术学院教授，博士生导师，国家重大仪器专项专家组成员，国际神经学会会员，中国电子学会高级会员，中国空间科学学会专委会委员，中国药理学会会员代表，中国生物化学及分子生物学学会会员，《生命科学仪器》《世界复合医学》编委，jiaoyubu学位与研究生教育学位中心评估专家。讲授《高级免疫学》《生命科学基础》等9门课程，编写教材4部（主编2部，副主编2部），获市校级教育教学奖励7次；主要研究方向为空间生物与医学工程，发表文章53篇，其中SCI论文33篇（顶级期刊7篇），EI论文11篇，第1发明人授权国家发明专利2项，空间生物医学工程研究成果连续5次顶刊发表，并写入2013、2015、2017、2019、2021年《中国空间科学国家报告》。研究成果中基于微流控芯片技术突破空间细胞长期灌流培养/共培养，可实现在轨细胞培养、传代、染色和固定的全自动操作，核心技术载荷于2017年应用于天舟一号货运飞船飞行任务，是国际上首次实现在轨细胞共培养，也是国际上首个基于微流控芯片并且非CO2依赖的连续灌流长时间细胞培养的创新技术。牵头哈尔滨工业大学、院近代物理、中国原子能研究院、苏州大学等7家单位获得了空间站工程医学实验领域首批入选项目。

基础篇

第一章神经生物学基础

1.1神经系统的组成

1.1.1神经元

1.1.2神经胶质细胞

1.1.3神经元与神经胶质细胞的关系1.1.4神经环路

1.2神经系统的发生

1.2.1神经干细胞

1.2.2神经发生

1.3神经突触

1.3.1神经突触的基本概念

1.3.2神经传递

1.3.3神经突触可塑性

1.4神经递质

1.4.1中枢神经递质

1.4.2周围神经递质

1.5离子通道与信号传导

1.5.1发展历史

1.5.2研究方法

1.5.3功能特征

1.5.4其他离子通道相关研究

参考文献

第二章神经高级功能研究

2.1高级神经活动

2.1.1生命中枢

2.1.2感知觉的形成

2.2睡眠、语言、学习与意识活动

2.2.1睡眠与记忆

2.2.2语言

2.2.3学习

2.2.4意识

2.3神经免疫

2.3.1概述

2.3.2研究进展

2.3.3分子机制

2.3.4应用举例

参考文献

功能与技术篇

第三章神经生物化学

3.1神经组织的化学组成

3.1.1糖类

3.1.2脂质

3.1.3蛋白质及酶类

3.1.4核酸

3.2神经系统的物质和能量代谢

3.2.1糖代谢和能量代谢

……

6.7空间神经电生理变化

6.7.1不同空间环境对神经电生理的影响

6.7.2 EMG在空间环境中的应用

6.7.3 EEG 在空间环境中的应用

6.7.4空间环境中基于EMG 和 EEG的人机交互

参考文献

未来篇

第七章人机交互与人工智能

7.1人机交互:未来人与计算机之间的交流方式

7.1.1个性化交互是未来的趋势

7.1.2情感化交互让人机交互更加自然

7.1.3人机协作是未来的趋势

7.2人工智能的空间应用

7.3关于宇宙生命的思考

7.3.1宇宙的形成与尺度

7.3.2人类对宇宙生命的探索

7.3.3从地球生命起源看宇宙文明

7.3.4现代仪器分析分离技术与生命科学领域研究方法对宇宙

生命探索的帮助

7.3.5探索宇宙生命对人类的意义

参考文献

索引

我国载人空间站作为国家重大科技创新平台为空间生命科学和航天医学研究提供了前所未有的机遇，例如可以发现生命科学新知识新现象，发展航天医学保障新技术等。航天员长期空间飞行面临更为复杂的空间环境(辐射、微重力、噪音和狭小空间等)，长期空间环境暴露会对航天员造成健康风险。现有研究表明，空间环境对神经系统的损伤是多层次的，如功能性和结构性的损伤，这些损伤会导致航天员疲劳、记忆力减退、情绪改变和退行性神经病变等。因此深入了解中枢神经系统的空间长期飞行环境下的变化，有助于揭示神经损伤本质，对长期飞行的航天员健康防护及工程任务顺利实施具有重要意义。本书正是在国家载人航天工程和空间站运营航天员健康防护工程重大需求基础上，结合长期积累的空间生命科学和航天医学研究经验凝练总结出来，全书共分四篇七章，既包括神经系统组成、神经发生等神经生物学基础内容，也包括感知觉、学习意识等神经高级活动，拓展了神经生物化学、神经影像学和神经电生理学等神经生物学研究必备的功能技术知识，重点描述了现今对空间神经损伤效应的研究进展，并提出人工智能、人机交互等未来空间生命科学研究的发展趋势。本书力求以深入浅出的方式把多元庞杂的神经生物学基础知识和神经工程技术应用阐释清楚。