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人脑的重量不超过1.6千克，只占体重的2%～3%，但它的重要性怎么强调都不为过。它几乎监督着我们的一举一动，造就了我们现在的样子。当大脑退化时，人们不仅无法完成简单的任务，还会失去自身的独特性和个性。

我们意识到大脑控制了许多活动，走路、说话、大笑和思考只是冰山一角。最有趣、最神秘的是被称为“心灵”的心理功能，例如感觉、意识、理解和创造力，它们是由大脑创造的吗？

这本书脱胎于哈佛大学的新生研讨会“神奇的大脑”。它介绍了我们迄今对脑功能的理解、当前的研究进展和研究策略，用300多页的篇幅浓缩了脑与心智的知识精华，展示了神经科学领域的本质和研究活力。本书前半部分描述了理解大脑所必备的基本知识，介绍了大脑的一般结构、脑细胞之间如何相互沟通以使我们体验世界。后半部分涉及更高层次的概念，如视觉、感知、语言、记忆、情感和意识。书中配有精美的插图，优雅地揭示了人脑这个成就了人类独特性的神秘器官。

第一部分　细胞神经生物学：基本要素

第一章 大脑的独特性

大脑的细胞：神经元和神经胶质细胞

神经元有多么特别？

大脑组织

大脑的发育

第二章 大脑的信号

电与大脑

细胞静息电位

神经信号

沿轴突传递

突触

突触机制

突触的脆弱性

突触疾病：重症肌无力

第三章 神经调节、药物与大脑

神经递质和神经调质

突触物质的分类

多巴胺、帕金森病和精神分裂症

5—羟色胺和抑郁症

神经肽：内生性阿片类物质脑啡肽

第四章 感知世界

机械性刺激感受器：触觉和听觉

适应

毛细胞和听觉

第二信使受体：嗅觉和视觉

分辨气味

视觉

光转换

第二部分　系统神经科学：了解行为

第五章 简单的神经系统：无脊椎动物

电信号与乌贼巨轴突

马赫带和马蹄蟹的眼睛

学习、记忆和海蜗牛

行为遗传学：果蝇和昼夜节律

第六章 脊椎动物的脑

中枢神经系统

脊髓

脑

延髓和脑桥

下丘脑

小脑

丘脑

基底神经节

大脑皮层

第七章 视觉：大脑的窗口

视觉信息的早期加工：视网膜

视觉加工的下一阶段：初级视觉皮层

皮层感受野的形成

深度视觉：双眼交互

皮层组织：超柱

第三部分　认知科学：高级脑功能与心智

第八章　从脑到心：视知觉

V2区和高级视觉区

面孔识别

视觉加工总览

视知觉

皮层反应的调节

第九章　动态的大脑：发育和可塑性

神经元的迁移和分化

轴突是如何找到它们的路呢？

成熟的大脑

视觉系统的发育与剥夺

模式剥夺

关键期

成年大脑皮层的可塑性

第十章　语言和脑成像

语言学习

鸟鸣

人类的语言区

探索人类大脑

脑成像

第十一章　记住事物：学习和记忆

LTP的突触机制

长期LTP

LTP和记忆

短时记忆

工作记忆

记忆的准确性

第十二章　情绪大脑：理性

杏仁核

下丘脑

自主神经系统

强化行为

眶额叶皮层

理性

第十三章　意识

睡眠

做梦

睡眠的控制与唤醒

意识与觉知

未来

人工智能

术语表

延伸阅读

约翰·E.道林（John E. Dowling）

美国哈佛大学名誉教授，是视觉神经生物学方面的研究权威，在哈佛大学教授行为神经科学的入门课程超过30年。

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那么，在生命最初的3~5年里，大脑引人瞩目的增长的基础是什么呢？有几件事正在发生，包括胶质细胞数量的增加和血管的增长。

然而，最重要的因素是神经元本身的发育和精细化。当它们延伸出新的树突分支并形成突触时，细胞体会变大。可能有超过80%的树突生长伴随着突触的增加发生在出生后。但情况比仅仅增加树突和突触复杂得多。

在早期发育过程中，树突和突触的过度产生导致大量的树突和突触的重新排列和修剪，从而使大脑回路变得精致和成熟。许多过程和突触的修剪似乎是由胶质细胞管理的。经验显然会影响正在发育的大脑突触的再连接，但再连接并不局限于正在发育的大脑一它在一定程度上贯穿整个生命周期。

突触的关键结构是突触小泡，它可以储存即将释放的化学物质。这些在兴奋性或抑制性突触里的化学物质被称为神经递质。当突触处于激活状态时，囊泡会跟细胞膜融合并释放储存的神经递质。这一过程是怎么发生的呢？

当动作电位沿着轴突移动并到达突触末梢时，突触末梢的内侧会因为Na+通过Na+通道流进细胞膜而变得更加正性。在突触末梢，应对这一电压变化的是膜上的其他通道。这些通道开启并允许一种带两个额外正电荷的离子一钙离子（Ca+）一进入细胞。Ca+可以促进突触小泡与细胞膜的对接，这会导致突触小泡与细胞膜融合并且突触小泡向膜外侧开启。接着神经递质就被释放并流动至突触后膜的通道，于是通道得以打开。

书籍介绍

人脑的重量不超过1.6千克，只占体重的2%～3%，但它的重要性怎么强调都不为过。它几乎监督着我们的一举一动，造就了我们现在的样子。当大脑退化时，人们不仅无法完成简单的任务，还会失去自身的独特性和个性。

我们意识到大脑控制了许多活动，走路、说话、大笑和思考只是冰山一角。最有趣、最神秘的是被称为“心灵”的心理功能，例如感觉、意识、理解和创造力，它们是由大脑创造的吗？

这本书脱胎于哈佛大学的新生研讨会“神奇的大脑”。它介绍了我们迄今对脑功能的理解、当前的研究进展和研究策略，用300多页的篇幅浓缩了脑与心智的知识精华，展示了神经科学领域的本质和研究活力。本书前半部分描述了理解大脑所必备的基本知识，介绍了大脑的一般结构、脑细胞之间如何相互沟通以使我们体验世界。后半部分涉及更高层次的概念，如视觉、感知、语言、记忆、情感和意识。书中配有精美的插图，优雅地揭示了人脑这个成就了人类独特性的神秘器官。