|
人类的大脑是一个极其复杂的系统，赋予我们情感、思考、创新等能力，一直以来都是科学家们所热衷的探索对象。神经科学涉及对神经系统功能与结构的研究，旨在理解大脑以及神经系统是如何影响行为和认知的。 接下来跟小编一起去探索神经学科的奥秘吧~
神经科学的概要：神经科学又称神经生物学，是专门研究神经系统的结构、功能、发育、演化、遗传学、生物化学、生理学、药理学及病理学的一门科学。 神经科学的主要目标：理解思想、行为和学习如何产生，并且如何由神经系统产生。这个领域融合了生物学、化学、物理学、数学和心理学的元素，以探索神经系统如何工作。 神经科学的研究范围：其研究范围非常广泛，从分子级别的神经元活动，到细胞和网络的组织，再到整个大脑的功能。神经科学家会使用各种技术来研究，包括神经成像技术（如MRI和PET扫描）、电生理技术（如EEG和单细胞记录）、以及在细胞和分子层面的实验技术。 1. 分子神经科学：这个分支专注于研究神经系统中单个分子的角色。它通常涉及生物化学和遗传学，探讨基因表达、神经递质的合成和释放、神经发育或神经性疾病过程中的分子变化等概念。 2. 细胞神经科学：这个领域研究神经元的属性和功能，包括它们的形态（形状和结构）、电生理学（电属性）和突触（与其他细胞的连接）。它还研究神经元如何通过电信号和化学突触进行相互通信。 3. 发育神经科学：这个领域关注神经系统如何从胚胎期到成年期发展和变化。研究的主题包括神经干细胞分化、神经元迁移、突触生成（突触的形成）和神经可塑性（神经连接的可变性）。 4. 系统神经科学：这个分支检查不同的神经回路或系统如何一起工作以处理信息、感知环境和控制行为。它通常涉及研究特定的系统，如视觉系统、听觉系统或运动系统。 5. 认知神经科学：这个领域研究认知的神经机制——包括思考、记忆、注意力、语言、解决问题和意识的心理过程。认知神经科学家经常使用fMRI、PET和EEG等神经成像工具来可视化大脑在执行认知任务时的活动。 6. 行为神经科学：也称为生物心理学或心理生物学，这个领域探讨行为的神经基础。它研究大脑如何影响行为和学习，并包括神经心理学等子领域，这个子领域检查大脑损伤对行为和认知的影响。 7. 神经工程：这是生物医学工程的一个学科，使用工程技术来理解、修复、替换、增强或利用神经系统的性质。它包括神经假肢（替代可能因伤害或疾病损害的运动、感觉或认知方式的设备）和脑-计算机接口等领域。 8. 计算神经科学：这个领域使用数学模型和理论分析来理解控制大脑结构、生理和认知能力的原则。它与机器学习和人工智能等领域交叉，旨在理解大脑如何计算信息以及如何开发模拟大脑计算的算法。 9. 临床神经科学：这个领域将基础神经科学的发现转化为开发预防、诊断和治疗神经系统疾病的新方法，如帕金森病、阿尔茨海默病、癫痫、精神分裂症和抑郁症。 ——  现代科学的研究方法偏向于还原论。即“将复杂的现象化解为各部分之组合来加以理解的方法”，而神经科学也有这种倾向。 神经科学 · 五大研究领域 大脑是一个复杂的系统，神经科学由上（抽象）至下（具体）也可大致分为几个分支：
每个领域都有自己独特的研究视角和目标，就像研究计算机的人可能关注硬件、软件或基础材料的研发一样，这些领域的科学家们关注的主题也各不相同。 #1 计算神经科学 （Computational） 计算神经科学是一个交叉领域，它利用数学和物理学的方法解释神经系统如何编码和处理信息。例如，Blue Brain Project就是一个著名的计算神经科学项目，它的目标是使用超级计算机来模拟哺乳动物的大脑。 通过这种方式，科学家们可以更好地理解大脑的工作机制，并尝试解决一些重要的神经科学问题，例如如何在神经元群体中传播信息。 这个领域与计算机科学紧密相连。人工智能（AI）就是其最明显的应用，例如识别人脸、分析大数据、下围棋的AI等，这些都源于人工神经网络的研究。 但是，即使是最先进的AI与人类的基本智能也有很大的差距。AI可以处理庞大的数据量，但它们无法像人类那样进行归纳、推理和演绎。虽然AI可以学习新的技能，但它们缺乏情感、理性和自我意识。因此，计算神经科学的一个关键问题是：我们如何更深入地理解大脑中的神经网络，以开发出更先进的AI？ 计算神经科学常用的研究方法：
#2 认知神经科学 （Cognitive） 认知神经科学致力于理解大脑如何支持心智过程，包括知觉、记忆、语言和情感等。为了实现这个目标，认知神经科学家常常使用各种脑成像技术，如功能磁共振成像（fMRI）和正电子发射断层扫描（PET）。 通过脑成像技术（如fMRI），科学家们开始研究负责语言、记忆、社交的脑区在儿童成长过程中是如何发展的。理解这些过程有助于我们理解“智能”是如何产生和发展的。 认知神经科学常用的研究方法：
#3 系统神经科学 （Systems） 系统神经科学关注的是大脑中各个部分如何协同工作。例如，视觉系统神经科学研究了如何从视网膜接收到的原始光信息，通过大脑的处理变成我们所看到的图像。这个领域的一项重要研究是Hubel和Wiesel的猫大脑视觉皮层研究，他们的工作揭示了视觉信息在大脑中如何被处理和解码。 系统神经科学的中心问题是：我们的大脑神经元是如何对世界进行编码的？随着神经记录技术（如电极记录、钙成像）的进步，我们有可能在未来十年内更好地理解大脑中的神经密码。 系统神经科学常用的研究方法：
#4 环路神经科学 （Circuit） 环路神经科学研究的是大脑中不同区域和细胞之间的连接路径。例如，通过使用光遗传学技术，科学家们可以精确地控制特定的神经元网络，以研究它们在行为和认知中的作用。这种技术已经被用于揭示许多神经环路的功能，例如海马体的空间导航功能和杏仁核的恐惧记忆功能。 大脑在执行特定任务时的活动模式，以此推测出哪些神经环路可能参与了这项任务。 其中，睡眠是一个近期的热点问题：“睡眠”的神经环路基础是什么？来自UC Berkeley的Yang Dan组最近的一些列研究就揭示了中脑和丘脑中控制睡眠的神经环路；激活这些环路会使小鼠在短时间内快速进入睡眠状态。然而，还有众多的问题亟待解决：人为什么要睡眠？睡眠的多与少由什么来控制？怎么通过改善睡眠来加强人的认知功能？找到负责睡眠的神经环路无疑能帮我们更好地解答这些问题。 环路神经科学常用的研究方法：
#5 细胞与分子神经科学 （Cellular & Molecular） 细胞与分子神经科学的研究关注的是大脑中细胞和分子之间的相互作用。这个领域的研究对于理解神经疾病的发病机制以及开发新的治疗方法至关重要。例如，通过研究阿尔茨海默症患者的大脑，科学家们发现了一种叫做β-淀粉样蛋白的物质积累异常，这可能是该疾病的重要原因。 通过研究蛋白质、基因和其他分子如何影响神经细胞的功能，科学家们可以理解这些疾病的根源，并找到治疗方法。 细胞与分子神经科学常用的研究方法：
当今神经科学的一个发展趋势是：不同分支领域结合更多，不同技术手段综合使用。
神经科学 · 重要课题包括但不限于以下几个方面： 1. 神经元的结构和功能：研究神经元的结构、形态、电活动和信号传导等基本特征，探究神经元的功能和调控机制。 2. 神经系统的发育和重构：研究神经系统在发育和成熟过程中的变化和调节，以及神经系统受损后的重构和恢复机制。 3. 神经系统与行为的关系：研究神经系统与行为、认知和情感等高级功能之间的关系，探究神经机制如何支持这些功能的表现和调节。 4. 神经系统疾病的诊断和治疗：研究神经系统疾病的发病机制、诊断和治疗方法，为神经系统疾病的预防和治疗提供科学依据。 5. 神经科学技术的发展：研究神经科学技术的发展和应用，包括脑成像、神经调节技术等，为神经科学研究提供更加精细化和高效化的工具和方法。
 美国神经科学专业发展前景神经科学是一门探索大脑及其对行为和认知功能影响的跨学科领域。它汇集了数学、语言学、工程学、计算机科学、化学、哲学、心理学和医学等多个学科的知识。神经科学的发展前景广阔，且具有多元化的研究和工作领域。 在未来，神经科学的研究方向可能包括神经系统的细胞、功能、进化、运算、分子结构以及其在医学中的应用。其中，运用机器学习方法进行神经科学研究正成为一种趋势。例如，哈佛大学的神经生物学和计算神经学课程让学生能够使用数学和计算机科学来评估大脑信号。此外，哈佛大学的“大脑与行为”跨学科课程，让学生能够从非神经科学领域的学者的角度理解心灵 人工智能领域的发展也为神经科学开辟了新的研究和应用机会。例如，开发出阿尔法狗的英国公司就在强调人工智能与神经科学领域的跨界合作的重要性。
美国的神经科学博士毕业后，最常见的选择是继续从事博士后研究或者进入生物医药公司。博士后研究和生物医药公司的选择比例大致为1:1，这个比例通常与研究领域和地理位置有关。其他常见的就业选择包括信息技术行业（尤其是神经建模和大数据分析相关的工作）、咨询行业以及创业。 子于至善汇聚了来自全球英语国家顶级名校的千余位菁英导师，他们是美国常春藤以及全球Top50名校的硕士博士以及教职人员，热情、耐心、严谨，通过子于至善平台，为我们的学生答疑解惑，指点迷津，迅速突破疑点难点，提升学习效率。 子于至善已经帮助学生斩获大量包括麻省理工、斯坦福、耶鲁、哈佛、康奈尔、哥伦比亚、宾夕法尼亚、剑桥、牛津、伦敦政经、帝国理工、多伦多、滑铁卢、新国立、南洋理工、墨尔本、澳国立、港科、港大、苏黎世联邦理工、代尔夫特理工、根特大学等顶尖名校的录取，更为一部分条件优秀的学生申请到了各国政府与大学的奖学金。 |
|
|
