神经科学
你是否了解自己如何感知周围世界以及如何执行行动?你知道情绪如何影响人们的决策吗?为什么当情绪、思维和行为的调节失常时,会出现抑郁症、躁狂症、精神分裂症和阿尔茨海默病等疾病?是的,所有这些问题都属于神经科学研究的范畴。那么,神经科学是什么?为什么神经科学如此重要呢?
1. 什么是神经科学?
神经科学是一门多学科的科学,它结合了生理学、解剖学、分子生物学、发育生物学、化学、哲学、计算机科学、数学、语言学和医学。神经科学的主要分支包括情感神经科学、行为神经科学、认知神经科学、发育神经科学、分子与细胞神经科学、神经生理学、神经语言学和神经信息学。简而言之,神经科学是对人脑和神经系统结构与功能的科学研究。神经科学家研究包含数十亿个名为神经元(或神经细胞)的细胞的神经系统,其细胞间通信网络是当前现代神经科学的一大挑战,这些网络构成了处理所有思维、感觉和行为的大脑回路(图1)。
图1. 典型神经元的结构
*此图源自 National Cancer Institute
2. 为什么神经科学重要?
神经系统不仅负责产生思想、情感和行为,还控制着如呼吸等重要身体功能。就像计算机通过电子连接进行硬编码一样,大脑通过神经连接进行硬编码。这些连接将大脑的各个叶部连接起来,同时将感觉输入和运动输出与大脑的信息中心相连,使信息能够输入并返回。实际上,神经科学研究的一个主要目标是研究这种连接如何运作,以及当其受损时会发生什么。
此外,神经科学影响着许多人类功能,同时也对广泛常见的疾病,如唐氏综合症、自闭症谱系障碍、ADHD、成瘾、精神分裂症、脑瘤、帕金森病和免疫系统疾病有更深入的理解。
在过去的50年中,由于膜钳电生理学、PCR和基因测序等技术的发展,科学家对思维、欲望和行为的细胞和分子过程有了更深入的了解。科学家相信,在未来50年中,将会有更大的技术进步和概念共识。这些进展将有助于解答以下问题:大脑中数十亿个单独的神经元是如何协同工作产生行为的?什么样的大脑内部变化会导致疾病?是什么让人类的大脑独一无二?
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组蛋白变异体指的是组蛋白蛋白质,尤其是核心组蛋白的变异或稍微不同的形式。它们在结构上与核心组蛋白有相似之处,但具有独特的性质和功能。它们通过包裹更多或更少的DNA或改变核小体稳定性,为核小体赋予独特的结构和物理多样性。组蛋白变异体为真核细胞中染色质结构和表观遗传基因调控的复杂性和多样性做出贡献。