① 神經生物學主要研究什麼內容
呵呵……我是研究學習記憶機制的。我知道有研究嗅覺的,至於味覺和觸覺並不太清楚,如果有的話研究的也並不多。
② 什麼是神經生物學神經生物學的研究范疇。
神經生物學
生命科學學院
國家重點學科。博士和碩士學位授予點。現有院士1人,教授10人,副教授4人。
主要研究方向:
①突觸傳遞和信號轉導;
②感覺信息處理的神經機制;
③腦的高級功能;
④神經發育和老化的基因組生理學。
近年來主要科研項目和成果:
主持國家重點基礎研究發展規劃項目("973"項目)1項("腦功能及腦重大疾病的基礎研究"),"863"項目1項,國家自然科學基金重點項目2項,國家傑出青年科學基金項目1項,國家自然科學基金面上項目2項,上海市項目3項。
開設的主要專業課程:
神經生物學、神經生物學進展、腦的結構與功能--視覺信息處理的腦機制。
本專業畢業生主要去向:
在國內外科研機構和大學繼續深造或從事科研和教學工作,或在高新技術企業從事科研、開發或管理工作。
神經生物學——21世紀的明星學科
神經生物學是生物學中研究神經系統的解剖,生理,病理方面內容的一個分支。從上個世紀90年代以來,世界科研強國加快了對神經生物學研究的投入。美國於1990年推出了"腦的十年計劃",接著歐洲於1991年開始實施"EC腦十年計劃",然後日本於1996年也正式推出了名為"腦科學時代計劃"的跨世紀大型研究計劃,計劃在未來20年內投入相當的研究經費。這些研究工作雖然至今為止並沒有在神經生物學領域取得重大進展,沒有解開智力形成之迷,沒有解開毒品上癮之迷,沒有解開老年痴呆治療之迷,但卻在潛移默化中推動了神經科學的發展,為本世紀神經生物學的騰飛打好了基礎。
作為生命科學的一個分支學科,神經生物學是比較特殊的。首先,它的研究離不開生命科學的一些基本研究材料與方法。神經生物學的材料與生物學的其它學科一樣,是動物,從低等的果蠅到高等的小鼠、人。神經生物學的研究方法同樣離不開核酸的分析與蛋白質的分析,分子生物學的PCR、免疫組化、western blot也是神經生物學的主要研究方法。但除此之外,神經生物學有它自身的特點,那就是神經科學所要重點研究器官——腦是高等生物最復雜的,同時神經元幾乎是最難培養的細胞,所以神經生物學研究更需要一些特殊的研究方法。電生理是用電刺激的方法來研究神經迴路、神經元在特殊生理條件下的反應。膜片鉗是用於測量離子通道活動的精密檢測方法。
由於神經生物學的研究對象——大腦,是異常復雜、異常精貴的,神經生物學雖然沒有方法上的突破帶來的重大研究成果,但還是吸引了全世界最優秀的科學工作者的目光。這從神經生物學的幾個主打雜志的影響因子上可以看出:《自然神經科學》的影響因子是15,《神經元》的影響因子是14,《神經科學雜志》的影響因子是8,此外,《科學》期刊上還有專門的神經生物學專題,其中的文章數量在生物學領域幾乎是最多的。
為什麼神經生物學的研究難度很大,但仍然吸引了許許多多科學工作者投入她的懷抱呢?這是與社會現實有關的。神經生物學有許多人們非常感興趣的話題,我在這里例舉一二:
一、智力形成之迷。如果說農耕社會講求的是人口與土地,我可以這么說,資本主義社會及更高層的社會講求的是智力。因為資本主義社會及更高層的社會形態,它形成發展的原動力在於創造新的經濟增長點,而這一切都要通過新的創意與將這些創意付諸實施的好的頭腦。所以不僅家長們重視孩子的智力提高,甚至國家的決策層也同樣重視與智力提高密切相關的教育。
二、毒品上癮之迷。毒品上癮這不僅是一個國家的社會安定層面的問題,還與一個國家的經濟發展、良好道德觀樹立、甚至國家安全密切相關。我們國家正是被毒品打開大門的。如果現在我說,我了解毒品為何成癮,我可以消除毒品成癮,那我們的社會會作如何反應呢?
三、各種神經疾病之迷。這當中尤其重要的是老年痴呆,這種神經疾病在發達國家的死亡率已經排在了第三位。人類的文明是建立在物質冗餘的基礎上的,那麼人類文明越是高,物質越是冗餘,像老年痴呆這類的病就越是會引起重視。所以各類神經疾病的研究會越來越受人重視。
然而,需要特點強調的是,神經生物學的研究光靠生物學工作者的努力是不夠的。因為神經生物學所要研究的器官——腦,是生物界中最復雜、最精貴的器官,尤其是人的大腦,更是與眾不同,更加發達,而人是不可以直接用來作為研究對象的。所以神經生物學的發展對於方法學的要求是很高的,他必然要求各個相關學科的交叉。這也是神經生物學很多研究至今仍處於初級階段的原因。
但可以肯定的是神經生物學在本世紀必將取得很大的進展。人類的求知慾需要神經生物學的進步,人類的發展同樣需要神經生物學的進步。
③ 神經生物學的發展趨勢
作為神經生物學近幾十年發展的目擊者,在細胞和分子水平的許多重大的研究成果給我留下的印象是深刻的。對腦的不少重要部位神經迴路信號傳遞及其化學基礎已形成相當清楚的圖景。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迴路還原成簡單的單元進行分析。膜片鉗位技術和重組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。對突觸部位發生的細胞和分子事件,如神經遞質的合成、維持、釋放,以及與相應受體的相互作用的研究進展令人矚目。對神經元、神經系統發展的細胞、分子機制的認識已大大拓展。在腦的高級功能方面,我們已經可以開始談論記憶的分子基礎。對困擾人們已久的若干神經系統疾病的基固定位已經成功,在分子水平對致病原因已進行了細致的分析。如此等等,不勝枚舉。
對神經活動的細胞、分子機制的研究,在本質上,是一種還原論(rectionism)的分析,其合理性的基礎是:神經活動可最終歸結為細胞和分子水平所發生的事件。這樣的分析是完全必需的,並且已經取得了巨大的成功。但是,必須清醒地認識到,困於純粹的還原論分析,對於認識腦和神經系統這樣一種高度復雜的系統無疑是跛足的。這是因為,當把復雜的系統「還原」成基本的單元後,不可避免會失去許多信息,而當把基本的單元和過程組織成復雜的系統時,又必然會產生全新的工作特點。試圖從基本組分(如基因、離子通道、神經元、突觸)的性質來外推腦和神經系統的活動,有其本質上的局限性;進行這種跨越組構層次的推論,必須慎之又慎,並必然有許多保留。
正是考慮到上述這些問題,人們開始強調用整合的觀點來研究腦,並形成了神經生物學另一個重要的發展趨勢。在我來看,整合的涵義是多方面的。首先,神經活動的多側面性,要求多學科的研究途徑,關於這一點,我已在前面談到了。整合觀點的另一層更重要的涵義是,對神經系統活動的研究必須是多層次的,這是由這門學科的研究內涵所決定的。不論是感覺、運動,還是腦的高級功能,都既有整體上的表現,而其機制的分析則又肯定涉及各種層次。在低層次(細胞、分子水平)上的工作為較高的層次的觀察提供分析的基礎,而較高層次的觀察,又有助於引導低層次工作的推進方向及體現後者的功能意義。重要的是,把這多層次的信息「整合」起來,形成完整的認識。
在較高層次上的研究,包括對大群神經元組合成神經網路的工作原理,以及對不同腦區神經元活動如何協同以實現復雜的功能的探索。新的無創傷腦成象技術(PET,fMRI等)的開發,多導程腦電圖技術的發展,以及行為與神經元活動相關研究的推進,反映了科學家在這方面作出的努力。
神經生物學的這些發展趨勢,促成了這一領域的繁榮局面,並將在今後相當長時期內主導其發展進程。
在細胞和分子水平的研究將不斷拓展和推進,對神經活動的基本過程的研究將進一步深入,並逐漸形成更完整的認識。隨著更多的新離子通道(或亞型)的發現及其氨基酸序列的確定,有可能形成更准確的通道分類模式,揭示不同通道的家族關系。對神經遞質的存貯、釋放、調節的一系列精細過程將得以清楚的闡明。對神經遞質與受體結合後的信號轉導及其功能作用,將無疑會有更深入的了解,同時將會發現許多新的神經調制方式。在神經系統的發育方面,對神經元整合各種分子信號形成突觸和組織特定的神經迴路的研究,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,它們在發育和成熟的神經系統中的作用將被闡明。這些研究將使人們了解在發育過程中遺傳突變的表述如何引起神經系統的缺損。鑒於進展主要是在低等動物的簡單神經系統上取得的,人們必須去發展新的技術和方法,在分子水平上去探索高等動物復雜神經系統的發生、發育規律。
在感覺研究方面,研究層次的跨度更大。感覺技能發生在細胞和分子水平上,其過程的闡明將揭示感覺極高敏感度(一個光量子可使先感受器興奮,毛細胞纖毛運動0.3nm即可達到聽閾)的奧秘。在感覺信息加工領域中,既有細胞和分子層次上的研究(如信號的化學傳送機制),也包括信號的串列、平行處理最終形成感知覺的更高層次的探索。而對運動的研究,同樣具有跨層次的特點,人們將最終了解運動程序如何編制,行為如何實現。
遺傳性神經系統疾患的研究無疑將有長足的進展。從研究步伐來看,在未來幾十年內,將能預測大部分疾病在個體的未來表達或定位其缺損基因,並對這些基因致病的分子機制有深入的了解。
以上所談的大致可以從發展態勢加以預測。在腦的高級功能方面,我們從眼下的研究進展,當然也可以作一點預測。例如,對於學習、記憶分子機制將會有更深入的了解;利用腦成象技術對神經元活動和精神現象間的關聯的認識將不斷有所進展等等。但是,我們必須清醒地意識到,在真正意義上對腦的高級功能,特別是復雜高級功能(語言、智力、思維、意識等)的認識還剛剛開始,還存在著巨大的知識上的鴻溝。這種鴻溝產生的根本原因,在於對精神現象變幻莫測的多樣性,還缺乏有力的研究工具。精神現象固然有其物質基礎,但物質的東西一旦升華為精神,就會產生許多不同的性質和特點。這就是說,人們必須創立一系列新方法,包括若干新原理的方法,跨越不同的組構層次,把神經活動的基本過程與腦高級功能關聯起來。如果說,在新世紀中神經生物學要出現重大的突破,在我看來,可能是在腦的高級功能的研究上,這是一個亟待開拓的新領域。(選自《生物化學與生物物理進展》原文標題做了修改)
④ 搜尋「生物學最新進展」有關科研方向、課題及成果內容
《自然》雜志公布全球首個個人基因組圖譜
2008年世界進入個人基因組時代,從4月開始,相繼有DNA之父詹姆斯·沃森基因組圖譜、首個女性基因組圖譜、首個癌症基因組圖譜、首個漢人基因組圖譜出爐。這些成果為疾病的研究帶來新的視野。
2008年度諾貝爾獎
2008年,病毒學家和GFP專家是諾貝爾獎的最大贏家,生理或醫學獎授予了發現艾滋病病毒和人類乳突淋瘤病毒的三位科學家,而化學獎授予了GFP領域的三個關鍵人物,下村修、馬丁查爾菲和錢永健。
中國科學家《Nature》改寫進化史
恐龍-鳥類進化過程中缺失的拼圖被中國科學家補上,張福成等研究人員的新發現,改寫了恐龍-鳥類演化的歷史,他們還原了歷史的真相。
《Science》改寫癌症研究:腫瘤轉移並不是晚期事件
新的研究成果顛覆了經典的癌症理論,腫瘤細胞轉移並不是癌症晚期事件,其實癌症轉移從癌症發生的早期就已經悄悄開始了。這一新的發現,將改變癌症的治療策略。
08《科學》十大突破最高獎:細胞程序重排技術
iPS技術2008年取得了飛躍性的進步,12月入選Science十大科學突破,它的研究意義在於開啟了再生醫學領域的新篇章,人類疾病治療手段也因它而發生根本性的改變。
英國放行"人獸胚胎":不會出現"人猿戰士"
人類胚胎幹細胞研究受到倫理道德的限制,科學家們轉而把希望寄託在克隆技術上,希望通過動物的卵細胞構建人獸混合胚胎以走出困境,英國成為首個吃螃蟹者,國家立法批准人獸胚胎的研究。
克隆研究重大突破:冷凍小鼠的健康克隆體
從一個在零下-20℃保存了16年的小鼠腦組織死亡細胞中提取細胞核,通過克隆技術產生了12個健康的克隆胚胎,這不是夢想,是現實,科學家新開發的克隆技術取得了新的突破。這意味著,將來人類可以克隆恐龍、埃及法老,只要能獲得死細胞,科學家就能把它/他復活。
《柳葉刀》發布幹細胞治療大突破
幹細胞一直是再生醫學研究的熱門領域,2008年,幹細胞理論研究取得了諸多成績,可是幹細胞治療技術一直沒有突破,《柳葉刀》這項成果在幹細胞治療領域取得了質的飛躍,研究者用患者的幹細胞在體外培養出器官,再移植到患者體內,成功治癒患者。這項里程碑式成果加速的幹細胞治療的步伐。
世界首例人造無核紅細胞誕生獻血或成歷史
血液,生命的液體。2008年科學家首次培育出人體無核紅細胞,這意味著人類在人造血液的進程上又邁出非常重要的一步,以後人們就不用擔心血液短缺的問題了。一旦這項技術成功的應用於實際生產,你想要多少血液就有多少。 在未來,獻血因此而將成為歷史。
2007
7月
2007年7月18日,克萊格•凡特領導的研究團隊將絲狀霉漿菌(Mycoplasma mycoides)的基因組克隆到山羊霉漿菌(Mycoplasma capricolum)體內,這是人類首次將整個基因組在不同物種之間克隆。
6月
2007年6月29日,國際合作團隊完成了埃及斑紋(Aedes aegypti)的基因組定序,發現約含有13億7600萬個鹼基對,組成約15000個基因。這項研究有助於一些傳染病,如登革熱或黃熱病的防治。
5月
2007年5月22日是國際生物多樣性日。今年的主題是「生物多樣性與氣候變化」。
2007年5月2日,哈薩克裏海地區從4月以來,已發現超過800隻大小海豹死亡,原因可能是暖冬與冰層提早溶化。
2007年5月1日,美國埃默里大學與亞特蘭大耶基斯國家靈長類研究中心的科學家從黑猩猩肢體語言研究中,推測人類語言的起源可能來自肢體動作。
3月
2007年3月27日,美國內華達大學的科學家,經過7年的研究,培育出一頭帶有15%人類細胞的綿羊,他們的最終目標是要培育出帶有人類器官的綿羊。
2007年3月13日,美國華盛頓大學的科學家認為,全球變暖會導致細菌大量繁殖,並且釋放毒氣。這種現象可能是過去幾次生物滅絕事件的原因之一。並且可能正在當前的世界上重演歷史。
2007年3月12日,韓國首爾大學的科學家宣布,他們確定了水稻稻瘟病之病原細菌的數百種致病基因。
2007年3月11日,德國馬克斯•普朗克協會神經生物學研究所的科學家,利用特殊分析方法,解開了神經細胞突觸的控制機制。
2007年3月2日,日本理化研究所的科學家在最新的期刊上發表,他們成功的以體外受精失敗的實驗鼠卵子培育出胚胎幹細胞。
2月
2007年2月24日,美國艾奧瓦州立大學的科學家研究發現,塞內加爾的黑猩猩族群中,具有使用樹枝製作矛,並捕獵叢猴的行為。且只有雌性才有這種技能。
2008
3月12日,卡內基研究院的科學家發現,某些微生物進行光合作用時,並沒有二氧化碳與氧氣的凈出入。他們的研究對象是一類稱為Synechococcus的藍細菌。(ScienceDaily)
1月15日,利用細弱螺旋體(Treponema pertenue)所進行的遺傳學研究,發現了支持梅毒是由哥倫布及其船員由美洲帶往歐洲之理論的新證據。(NewScientist)
1月15日,古生物學家在烏拉圭海岸發現新嚙齒類物種Josephoartigasia monesi長約53厘米的頭顱化石,此種動物估計重量超過1000公斤,是已知曾存在過最大型的嚙齒動物。(Naturenews)
1月11日,美國科學家利用RNAi技術檢測數千個基因,進而辨識出273個與HIV病毒增殖有關的人類蛋白質,使愛滋病治療除了傳統針對病毒本身的葯物以外,也可能以人類蛋白質為目標的療法。
10月26日,DNA雙螺旋結構的主要發現者之一詹姆斯•沃森,從工作了43年的冷泉港實驗室退休辭職,原因是由於先前所發表的爭議性種族言論。
10月8日,2007年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉,兩名美國科學家馬里奧•R•卡佩奇、奧利弗•史密斯和英國科學家馬丁•J•伊文思獲得此獎項。
9月20日,美國自然史博物館與菲爾德自然史博物館的古生物學家,在一具1998年出土於蒙古的迅猛龍化石標本上,發現了羽莖瘤(quill knobs)的存在,顯示這類生物身披羽毛。
⑤ 神經科學如火如荼地開展起來了這么多年,有哪些實際轉化的成果嗎
神經科學是指尋求解釋神智活動的生物學機制,即細胞生物學和分子生物學機制的科學。神經科學尋求了解在發育過程中裝配起來的神經迴路是如何感受周圍世界、如何實施行為的,它們又如何 從記憶中找回知覺,一旦找回之後,它們還能對知覺的記憶有所 用。神經科學也尋求了解支持我們情緒生活的生物學基礎,情緒如何使我們的思想改變顏色,以及當情緒、思想及動作的調節發生扭曲時為什麼會有抑鬱、狂躁、精神分裂症和阿爾茨海默症等病症。這都是些極端復雜的問題,其復雜程度遠遠超過任何我們在其他生物學領域中曾經面對的問題。
認知神經科學的特點是強調多學科、多層次、多水平的交叉。它把行為、認知和腦機制三者有機結合起來,試圖從分子、突觸、神經元等微觀水平上和系統、全腦、行為等宏觀水平上全面闡述人和動物在感知客體、形成表象、使用語言、記憶信息、推理決策時的信息加工過程及其神經機制。人在出生後,腦的命運是和環境相關聯的。好的營養,加上感覺刺激豐富的學習環境,能使神經元長得更大,連結更為復雜。
⑥ 最新的科技成果50分!!
.EAST全超導非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置
2006年9月26日,由國家發改委投資建設的國家大科學工程EAST超導托卡馬克核聚變實驗裝置在進行的首日物理放電實驗的過程中,成功獲得了電流大於200千安,時間接近3秒的高溫等離子體放電,這標志著世界上第一個全超導非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置已在中國首先建成並正式投入運行。
2.納米量子結構可控性實驗和理論研究新進展
中科院物理所研究組圍繞納米電子器件的基礎問題,在納米結構的探索、組裝規律和單元器件的物性等方面,在過去的幾年裡已產生國際影響。2006年更是取得系列重要進展,並逐步形成了系統性的工作。
3.繪制出天空中的宇宙線分布圖,發現宇宙線分布是各向異性的和宇宙線的運動規律
在《科學》雜志2006年10月20日刊上,依據在我國西藏羊八井宇宙射線觀測站的「西藏大氣簇射探測器陣列」所獲得的、積累近九年之久的近四百億觀測事例的實驗數據的系統分析,中國和日本兩國物理學家合作發表了有關高能宇宙線各向異性以及宇宙線等離子體與星際間氣體物質和恆星共同圍繞銀河系中心旋轉的最新結果,這些實驗觀測的前沿進展被審稿人譽為宇宙線研究領域中「里程碑」式的重要成就。
4.甲醇製取低碳烯烴技術開發及工業性試驗取得重大突破性進展
由中科院大連化物所與陝西新興煤化工科技發展有限責任公司和中國石化集團洛陽石化工程公司合作的「甲醇製取低碳烯烴(DMTO)技術開發」工業性試驗項目取得重大突破性進展,在日處理甲醇50噸的工業化試驗裝置上實現了近100%甲醇轉化率,乙烯選擇性40.1%,丙烯選擇性39.0%,低碳烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)選擇性達90%以上的結果。試驗裝置的成功運轉,對我國綜合利用能源、拓展低碳烯烴原料的多樣化具有重大的經濟意義和戰略意義。
5.龍芯2E通用64位處理器
龍芯2E通用64位處理器是目前全球除美日之外性能最高的通用處理器,也是祖國大陸地區第一個採用90納米設計技術的處理器。中科院計算機所研製的龍芯2E處理器最高主頻達到1.0GHz,實測性能超過1.5GHz奔騰IV處理器的水平,具有低成本、低功耗、高性能、高安全性等特點,在不同工作條件下龍芯2E處理器的功耗在3瓦~8瓦范圍內。「十一五」期間,龍芯處理器將為推進我國信息化做出更大的貢獻。
6.水體污染的激光誘導熒光非接觸監測技術裝備系統
水是人類在生產和生活活動中不可缺少的重要資源,我國江河湖庫和近海海域普遍受到不同程度的污染,且水體污染有逐年加重的趨勢。中國科學院安徽光學精密機械研究所採用激光誘導熒光監測技術實現水體污染遙測,系統集光學遙感技術、光譜學、分析化學、電子技術和計算機技術於一體,利用激光誘導熒光光譜法,實現對水體多組成份有機物的在線遙測,發展和提高了我國水體污染在線遙測的技術水平。
7.我國科學家發現阿爾茨海默症致病的新機制
2006年11月19日,國際著名學術期刊《自然·醫學》網路版在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究組關於β澱粉樣蛋白產生過程新機制的最新研究成果。這項成果揭示了阿爾茨海默症致病的新機制,並且提示β2-腎上腺素受體有可能成為研發阿爾茨海默症的治療葯物的新靶點。
8.我國抗糖尿病新葯研究取得開創性進展
中科院上海葯物所科學家2006年在非肽類小分子胰高血糖素樣肽-1受體激動劑的研究領域取得了重要進展,相關成果於2007年元月第一周發表在國際權威科學期刊《美國科學院院刊(PNAS)》網路版上。美國科學院院刊編輯部在向媒體的書面新聞發布中指出,這類口服有效的非肽類小分子激動劑有可能成為糖尿病、肥胖症和其他相關代謝性疾病的一種新型療法。
9.揭示果蠅記憶奧秘,探索記憶的神經生物學基礎
中科院生物物理研究所研究組關於果蠅的最新研究成果,揭示了果蠅的腦中並不存在一個通用的記憶中心,而是不同感覺記憶儲藏在不同的區域里,並且像人類能記住圖像的高度、大小、顏色等不同參數一樣,果蠅的圖像記憶也有對應的不同參數。通過對果蠅記憶基因的研究,可進一步運用到小白鼠、哺乳動物甚至人類身上,從而解決人類失眠、老年痴獃等精神性疾病。
10.飲用水質安全風險的末端控制技術與應用
為及時評價水質狀況及應對突發事件,中科院生態環境研究中心和中科院廣州地球化學研究所合作開發出適合末端水質監控的生物在線監測與預警技術,建立並完善生物毒性測試方法,在分子、細胞水平上形成一套適用於水質評估的技術體系。研究中開發的關鍵技術擁有自主知識產權,共產生發明專利22項,發表論文61篇,其中SCI收錄論文23篇。
給你10條
⑦ 誰能詳細介紹一下神經生物學的現狀和發展前景
神經生物學
生命科學學院
國家重點學科。博士和碩士學位授予點。現有院士1人,教授10人,副教授4人。
主要研究方向:
①突觸傳遞和信號轉導;
②感覺信息處理的神經機制;
③腦的高級功能;
④神經發育和老化的基因組生理學。
近年來主要科研項目和成果:
主持國家重點基礎研究發展規劃項目("973"項目)1項("腦功能及腦重大疾病的基礎研究"),"863"項目1項,國家自然科學基金重點項目2項,國家傑出青年科學基金項目1項,國家自然科學基金面上項目2項,上海市項目3項。
開設的主要專業課程:
神經生物學、神經生物學進展、腦的結構與功能--視覺信息處理的腦機制。
本專業畢業生主要去向:
在國內外科研機構和大學繼續深造或從事科研和教學工作,或在高新技術企業從事科研、開發或管理工作。
神經生物學——21世紀的明星學科
神經生物學是生物學中研究神經系統的解剖,生理,病理方面內容的一個分支。從上個世紀90年代以來,世界科研強國加快了對神經生物學研究的投入。美國於1990年推出了"腦的十年計劃",接著歐洲於1991年開始實施"EC腦十年計劃",然後日本於1996年也正式推出了名為"腦科學時代計劃"的跨世紀大型研究計劃,計劃在未來20年內投入相當的研究經費。這些研究工作雖然至今為止並沒有在神經生物學領域取得重大進展,沒有解開智力形成之迷,沒有解開毒品上癮之迷,沒有解開老年痴呆治療之迷,但卻在潛移默化中推動了神經科學的發展,為本世紀神經生物學的騰飛打好了基礎。
作為生命科學的一個分支學科,神經生物學是比較特殊的。首先,它的研究離不開生命科學的一些基本研究材料與方法。神經生物學的材料與生物學的其它學科一樣,是動物,從低等的果蠅到高等的小鼠、人。神經生物學的研究方法同樣離不開核酸的分析與蛋白質的分析,分子生物學的PCR、免疫組化、western blot也是神經生物學的主要研究方法。但除此之外,神經生物學有它自身的特點,那就是神經科學所要重點研究器官——腦是高等生物最復雜的,同時神經元幾乎是最難培養的細胞,所以神經生物學研究更需要一些特殊的研究方法。電生理是用電刺激的方法來研究神經迴路、神經元在特殊生理條件下的反應。膜片鉗是用於測量離子通道活動的精密檢測方法。
由於神經生物學的研究對象——大腦,是異常復雜、異常精貴的,神經生物學雖然沒有方法上的突破帶來的重大研究成果,但還是吸引了全世界最優秀的科學工作者的目光。這從神經生物學的幾個主打雜志的影響因子上可以看出:《自然神經科學》的影響因子是15,《神經元》的影響因子是14,《神經科學雜志》的影響因子是8,此外,《科學》期刊上還有專門的神經生物學專題,其中的文章數量在生物學領域幾乎是最多的。
為什麼神經生物學的研究難度很大,但仍然吸引了許許多多科學工作者投入她的懷抱呢?這是與社會現實有關的。神經生物學有許多人們非常感興趣的話題,我在這里例舉一二:
一、智力形成之迷。如果說農耕社會講求的是人口與土地,我可以這么說,資本主義社會及更高層的社會講求的是智力。因為資本主義社會及更高層的社會形態,它形成發展的原動力在於創造新的經濟增長點,而這一切都要通過新的創意與將這些創意付諸實施的好的頭腦。所以不僅家長們重視孩子的智力提高,甚至國家的決策層也同樣重視與智力提高密切相關的教育。
二、毒品上癮之迷。毒品上癮這不僅是一個國家的社會安定層面的問題,還與一個國家的經濟發展、良好道德觀樹立、甚至國家安全密切相關。我們國家正是被毒品打開大門的。如果現在我說,我了解毒品為何成癮,我可以消除毒品成癮,那我們的社會會作如何反應呢?
三、各種神經疾病之迷。這當中尤其重要的是老年痴呆,這種神經疾病在發達國家的死亡率已經排在了第三位。人類的文明是建立在物質冗餘的基礎上的,那麼人類文明越是高,物質越是冗餘,像老年痴呆這類的病就越是會引起重視。所以各類神經疾病的研究會越來越受人重視。
然而,需要特點強調的是,神經生物學的研究光靠生物學工作者的努力是不夠的。因為神經生物學所要研究的器官——腦,是生物界中最復雜、最精貴的器官,尤其是人的大腦,更是與眾不同,更加發達,而人是不可以直接用來作為研究對象的。所以神經生物學的發展對於方法學的要求是很高的,他必然要求各個相關學科的交叉。這也是神經生物學很多研究至今仍處於初級階段的原因。
但可以肯定的是神經生物學在本世紀必將取得很大的進展。人類的求知慾需要神經生物學的進步,人類的發展同樣需要神經生物學的進步。
⑧ 中國近5年來醫學,生物方面的成就有哪些
A.分子生物學
分子生物學是在分子水平上研究生命現象本質與規律的學科.核酸與蛋白質(有人認為還有糖)是生命的最基本物質,因此核酸與蛋白質結構與功能的研究今後仍然是分子生物學研究的主要內容.蛋白質是生命活動的主要承擔者,幾乎一切生命活動都要依靠蛋白質(包括酶)來進行.蛋白質分子結構與功能的研究除了要闡明由氨基酸形成的並有一定順序的肽鏈結構外,今後將特別重視肽鏈拆疊成的特定的三維空間結構,因為蛋白質生物功能與它的空間構型關系極為密切,核酸是遺傳信息的攜帶者與傳遞者,遺傳信息由DNA~RNA一蛋白質的傳遞過程,稱為遺傳信息傳遞的「中心法則」,是分子生物學(分子遺傳學)研究的核心.其基本問題己比較清楚,當前研究的重點是:
①約經10一15年,人類基因組30億個鹼基對全序列(遺傳密碼)可以測出,這是具有里程碑意義的工作;
②真核生物基因表達過程在各層次上調節的研究仍然是今後相當長一段時間的任務. 分子生物學的概念、方法與技術和各學科的滲透,正在形成很多新的學科,諸如分子遺傳學、細胞分子生物學、神經分子生物學、分子分類學、分子葯理學與分子病理學等等.因此分子生物學在生命科學中的主導作用還將要持續下去。
B.遺傳學
遺傳學比分子生物學更具有自己獨立的學科體系.但現代遺傳學與分子生物學是不可分割、相互交叉的兩個學科,且很難截然分開.
有些著名的遺傳學家把遺傳學概括稱為基因學,因為現代遺傳學主要是研究生物體遺傳信息傳遞與表達的學科.基因攜帶的信息是由基因的結構所決定,信息的表達是由基因的功能實現的,因此遺傳學研究的是基因的結構與功能.從遺傳學的角度看,所有生命現象的機制,追根究底都會與基因的結構與功能相關.因此遺傳學在今後較長時間仍然是生命科學的核心學科和推動力.
有人估計人體細胞內約有10萬個基因,迄今弄清楚的不到5%,所以與重要生命活動有關與疾病有關的新基因的發現與闡明將是今後幾十年的重要任務。
C.細胞生物學
著名生物學家威爾遜(Wilson)早在20世紀20年代就提出一句名言「一切生物學關鍵問題必須在細胞中找尋」,至今還有著很深的內涵.魏斯曼與摩爾根都曾先後試圖在細胞研究的基礎上建立遺傳、發育與進化統一的理論,雖然當時沒有找到具體解決的途徑,但關於細胞的知識在生物科學中的重要性是顯而易見的.細胞是一切生命活動結構與功能的基本單位,細胞生物學是研究細胞生命活動基本規律的科學,細胞的結構.細胞代謝、細胞遺傳、細胞的增殖與分化,細胞信息的傳遞與細胞的通訊等是細胞生物學主要研究內容.雖然今後細胞生物學研究的內容是全方位的,但概括起來可能是兩個基本點:
一是基因與基因產物如何控制細胞的重要生命活動,如生長、增殖、分化與衰老等,在此要涉及到一個全新的問題,細胞內外信號如何傳遞;二是基因產物一一蛋白質分子與其他生物分子如何構建與裝配成細胞的結構,並行使細胞的有序的生命活動.
今後20多年,以下一些問題可望取得重要進展與突破:
①遺傳信息的儲存、復制與表達的主要執行者——染色體的結構與功能可能在不同的結構層次上得到闡明.
②細胞骨架(包括核骨架與染色體骨架)的研究將得到全方位的進展.
③細胞生物學與分子生物學、遺傳學的結合,將在細胞分化機理研究方面有重要突破,為發育生物學快速發展奠定基礎.
④細胞衰老與細胞程序化死亡的機理將在更深層次上闡明.
⑤以細胞分子生物學為骨幹學科與其他學科結合,人工裝配生命體的理想可能逐步實現。
D.發育生物學
從一個受精卵通過細胞分裂與分化如何發育成為一個結構與功能復雜的個體,是至今未能解決的生命科學的重大課題,也是發育生物學的主課題.由於近幾十年分子生物學、遺傳學與細胞生物學所取得一一系歹(突破性成果與知識的積累,已為解決這一重大課題創造了條件,這也就是今後發育生物學應運而飛速發展的原因。
發育生物學當今要解決的基本問題是細胞的基因如何按一定的時空關系選擇性地表達專一性的蛋白質,從而控制細胞的分化與個體發育.闡明基因在多層次水平上控制胚胎的發育就不僅是涉及到個別基因的問題,而是一系列調節基因在時空上的聯系與配合,從而支配發育的程序.雖然這是難度極大的課題,但近年已初見端倪並有所突破.估計今後發育生物學將沿著這條道路深入下去,並可望取得豐碩的成果。
E.神經科學(或腦科學)
神經科學是研究人與動物神經系統(主要是腦)的結構與功能,在分子水平、神經網路水平、整體水平乃至行為水平闡明神經系統特別是腦的活動規律的學科群.腦的結構與功能是無比復雜的高級體系,含有10 11細胞.它是感覺、運動、學習、記憶、感情、行為與思維的活動基礎.大腦細胞,口何指導人與動物的行為是未來生物學中最富潛力與最吸引人的領域;神經科學的崛起,預示著生命科學又有一個高峰的來臨.神經科學或腦科學必然在下世紀促進認知科學與行為科學的興起.因此各國政府投入巨資支持這一課題,包括美國總統簽署的「命名1990年1月1日為腦的10年」不是沒有道理的.
在今後幾十年內可以預示到的神經科學突破性的進展可能包括:
①在分子到行為的各層次上闡明學習、記憶與認知等活動的基礎;
②很快會發現與闡明一系列與記憶、行為有關的基因與基因產物;
③神經細胞的分化與神經系統的發育研究會有重大進展;
④腦機能在理論上的進展與突破(如模式識別、聯想記憶、思維邏輯機理的闡明)會 促進新一代智能計算機與智能機器人的研製;
⑤一系列神經性疾病與精神病的病因可望在神經生物學研究中得到解釋.
F.主態學(包括物種多樣性保護研究)
生態學是研究有機體與周圍環境——包括非生物環境與生物環境相互關系的科學. 由於生態學理論與應用是與世界環境保護.資源合理開發與保護,以至人類本身在地球上繼續生存緊密相關的,尤其是地球環境日益惡化的情況下,生態學的重要性就變得十分突出.未來生態學的主要任務是協調人類活動與環境的關系.所以生態學經典學科的概念與研究內容必然要適應人類生存環境的保護與社會經濟持續發展的要求而不斷改變.
今後生態學研究的重點可能表現在以下方面:
①生態群落的多樣性、穩定性與演變規律與人類活動的關系;
②全球氣候變化對生態系統結構與功能的影響;
③生物多樣性的保護和永續利用也是保護人類自身生存環境尤其是拯救瀕臨絕滅的 生物種類更加具有緊迫性;
④城市生態學與經濟生態學將迅速發展;
⑤生態工程與生態技術將在國民經濟建設中發揮作用.。
G.空間生命科學
空間環境向生命科學提出了新的挑戰,也為生命科學的發展提供了機遇.
21世紀人類的空間活動將要離開地球附近,探索月球及其他太陽系的大體.這就要求人在地球外各種環境中能長期地生活和工作,首先是在,長期空間飛行器中航行,月球站以及火星或火衛站等,空間醫學必須有重大突破,解決長期在地外空間所遇到的宇航員骨質疏鬆,肌肉萎縮和兔疫功能變化等生理學難題,同時,與開拓大疆相關聯的是受控生態系統,創造一個不需要外界補給,而使人們能在其中長期生活的環境.這些問題有希望在21世紀20一30年代解決,其中空間生理學問題有可能利用中醫和中葯的方法取得某些重大突破.
地球外層空間為研究重力生物學提供了理想的條件,重力條件對各種層次結構生物的影響仍然是21世紀重力生物學的主題,今後的研究重點將集中於細胞,綠色植物,一些微生物和小動物.特別是重力環境對哺乳動物細胞形態、結構、變異和基因表達的影響將是一個熱點.重力生物學的學術意義在於揭示重力效應在生物進化過程中的作用,是自然科學的基本問題;另一方面,重力生物學的成果將是空間制葯及空間生態系統等應用領域的基礎,重力生物學的學術和應用都是下個世紀的重要課題,可望在21世紀20-30年代取得突破性的進展.
地外生物探索是生命起源的重大課題,其中地球以外的智能生物探索是一個長期的 課題.地球上的人類正在向外層空間發射電波和接收訊號.外星人與地球人之間可能存在的學術和技術差距不僅是一種危險,也是自然科學的重大前沿問題,將被持續地研究下去。
①人類基因組的全序列(遺傳密碼)將在10一15年測定完畢,為全部遺傳信息的破譯奠定基礎.
②與生命活動有關的重要基因與重要疾病有關的基因將被陸續發現,其中特別引人注目的是控制記憶與行為的基因、控制衰老與細胞程序性死亡的基因、控制細胞增殖的系列基因、胚胎發育多層次網路調節基因.新的癌基因與抑癌基因的發現與其生物學功能的釋明將大大提高對生命本質的了解.
③人與動物的高級生命活動:感知、思維、記憶、行為與感情的發生與活動機制在腦科學研究突破的基礎上,有更深的認識.
④癌症的治療將有全面的突破,愛滋病的防治得到控制.
⑤在闡明地球上原始生命起源的基礎上,人類還可能在實驗室合成生命體,這種生命體應具有原始細胞的基本特徵.
此外生命科學與農業科學的交融,將全面更新、拓展與創新現代化農業.
⑨ 神經科學未來的就業前景如何
因為神經科學是一個交叉學科,如果仔細看,你會發現裡面招各個領域的人,計算機,物理,數學,化學,心理,生物,工程都會要。而這也是一個很新的學科,知識更新很快,知識面很廣,學界就一些基本問題都爭論不清,難以定論,所以很難在本科階段開展神經科學的專業。入門書籍:Neuroscience, by Dale Purves, geoge J. Augustine, David Fitzpatrick, William C, Hall, Anthony-Samuel Lamantia, James O. McNamara, Leonard E. White Neuroscience: Exploring the Brain, by Mark F. Bear, barry W. Connors, Michael A. Paradiso 職業前景:基本上選擇個就是做科研的節奏吧,或者就是國外開中餐館的節奏,雖然聽上去很炫酷,畢竟是基礎科學,選擇基礎科學都是以研究為前提規劃,如果不喜歡科研就quit去企業,去企業也分為做研究和做其他。做其他其實就和你學什麼專業沒什麼太大關系了。個人覺得在生物里也就神經科學是在走上坡的,所以還有點意思。
⑩ 目前生物科技有什麼最新發展成果
目前生物科技有什麼最新發展成果
1.我國科學家發現阿爾茨海默症致病的新機制
2006年11月19日,國際著名學術期刊《自然·醫學》網路版在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究組關於β澱粉樣蛋白產生過程新機制的最新研究成果。這項成果揭示了阿爾茨海默症致病的新機制,並且提示β2-腎上腺素受體有可能成為研發阿爾茨海默症的治療葯物的新靶點。
2.我國抗糖尿病新葯研究取得開創性進展
中科院上海葯物所科學家2006年在非肽類小分子胰高血糖素樣肽-1受體激動劑的研究領域取得了重要進展,相關成果於2007年元月第一周發表在國際權威科學期刊《美國科學院院刊(PNAS)》網路版上。美國科學院院刊編輯部在向媒體的書面新聞發布中指出,這類口服有效的非肽類小分子激動劑有可能成為糖尿病、肥胖症和其他相關代謝性疾病的一種新型療法。
3.揭示果蠅記憶奧秘,探索記憶的神經生物學基礎
中科院生物物理研究所研究組關於果蠅的最新研究成果,揭示了果蠅的腦中並不存在一個通用的記憶中心,而是不同感覺記憶儲藏在不同的區域里,並且像人類能記住圖像的高度、大小、顏色等不同參數一樣,果蠅的圖像記憶也有對應的不同參數。通過對果蠅記憶基因的研究,可進一步運用到小白鼠、哺乳動物甚至人類身上,從而解決人類失眠、老年痴獃等精神性疾病。
4.飲用水質安全風險的末端控制技術與應用
為及時評價水質狀況及應對突發事件,中科院生態環境研究中心和中科院廣州地球化學研究所合作開發出適合末端水質監控的生物在線監測與預警技術,建立並完善生物毒性測試方法,在分子、細胞水平上形成一套適用於水質評估的技術體系。研究中開發的關鍵技術擁有自主知識產權,共產生發明專利22項,發表論文61 篇,其中SCI收錄論文23篇。
5.美國科學家制出「仿生眼」助盲人恢復視力
美國科學家說,將可在兩年內提供「仿生眼睛」植入手術,幫助數百萬盲人恢復視力。
美國的研究人員已獲准於兩年內在五個治療中心為50到70名病人安裝這種「仿生眼睛」。
以希臘神話中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的「阿古斯二型」系統利用一個安裝在眼鏡上的照相機,把視覺信號傳送到眼睛裡的電極。
以前接受不夠先進的人工視網膜移植手術的病人能夠「看到」 光線、影像和物體的運動。但圖像不夠清晰。
一名失明者在1999年接受了這種手術,現在他上街時能夠避開長的或較低的樹枝,但看人時好像是看到一團黑影。
不過美國加州大學的科學家說,他們研造的「仿生眼睛」嘗試從相機取得實時的圖像,然後把它們變成微弱的電信號,輸送到一個接收器後,在通過電極,刺激視網膜的視覺神經向大腦發出信號,讓失明者能夠「看到」景物。
這種新的裝置比傳統的人工視網膜更細小,但擁有多達60個電極,使解像度更高。而且面積只有一平方毫米,植入手術也更容易。