From Neuron to Brain（从神经元到脑）

引用

Martin, A. R., Brown, D. A., Diamond, M. E., Cattaneo, A., & De-Miguel, F. F. (2021). From Neuron to Brain (6th ed.). Oxford University Press.

章节概要

全书共三十章，分七个部分，另有四个附录。出版方称本书强调实验（电记录、分子与细胞生物学技术以及行为学研究），并沿着研究脉络，从最初的想法一直讲到当今实验室和临床中的工作。

第一部分（第1–3章）：信号传递与组织的原理；视觉系统中的信号传递；视觉皮层的功能结构

开篇介绍神经系统如何传递信号、如何组织起来，并借助视觉系统展开，从早期视觉通路中的信号传递讲到视觉皮层的结构。

第二部分（第4–10章）：离子通道与信号传递；离子通道的结构；静息电位的离子基础；动作电位的离子基础；神经元中的电信号传递；跨细胞膜的离子转运；神经胶质细胞的特性与功能

这是全书的生物物理核心。依次讲解离子通道、静息电位和动作电位的离子来源、神经元内的电信号传递、膜转运以及胶质细胞的特性。

第三部分（第11–18章）：直接突触传递的机制；间接突触传递的机制；突触处神经递质的释放；中枢神经系统中的神经递质；递质的合成、储存、转运与失活；突触可塑性；突触可塑性的分子与细胞生物学；突触外传递的机制

细胞之间的通信。先讲直接（通道介导）与间接（第二信使）传递，接着是递质释放、中枢神经系统的递质及其代谢，最后是突触可塑性（第16章，其分子与细胞生物学见第17章）以及作用范围超出突触的传递（第18章）。

第四部分（第19–20章）：自主神经系统；行走、飞行与游泳：无脊椎动物感觉—运动行为的细胞机制

整合机制：自主神经系统，以及无脊椎动物节律性行为和感觉—运动行为的细胞基础。

第五部分（第21–26章）：感觉转导；视网膜中的转导与传递；触觉、痛觉与质地觉；听觉与前庭觉；构建知觉；协调肌肉运动的启动与控制

感觉与运动：感受器如何转导刺激，视网膜、体感系统以及听觉和前庭系统如何处理刺激，知觉如何构建，协调运动如何启动和控制。

第六部分（第27–29章）：神经系统的发育；感觉系统的关键期；损伤后突触连接的再生与修复

发育、经验塑造感觉系统的关键期，以及损伤后的再生。

第七部分（第30章）及附录：未解的问题

结尾一章讨论尚未解决的问题。附录涉及电路中的电流、小分子递质的代谢途径、脑的结构与通路，以及神经生物学中的分子工具。

核心概念

第1–10章：信号传递与电学特性

• 离子通道：第4–5章把通道作为产生电信号的分子，从功能和结构两方面讲解。
• 静息电位与动作电位：第6–7章专门讨论二者的离子基础。
• 神经胶质：第10章把胶质细胞的特性与功能与神经元放在一起讨论。

第11–18章：突触

• 直接与间接突触传递：两种不同的机制，见第11章和第12章。
• 突触可塑性：突触处的变化，见第16章，并在第17章中作为其分子与细胞生物学再次展开。
• 突触外传递：不局限于突触间隙的信号传递（第18章）。

第19–30章：系统与发育

• 感觉转导：把刺激转换为神经信号（第21章）。
• 构建知觉：感觉信号如何组装成知觉（第25章）。
• 关键期：感觉系统的正常发育依赖经验的阶段（第28章）。

评析

优点

• 实验取向。 出版方强调电记录、分子与细胞方法以及行为学研究；目录把通道结构与离子机制配对，把可塑性与其分子生物学配对，与这一目标相符。
• 一册涵盖从细胞到系统。 内容从通道和电位，经突触，到感觉、运动、发育与再生，使细胞神经科学与系统神经科学在同一叙述中连贯起来。
• 有意保持单一声音。 为本书撰写前言并挑选现任作者的约翰·尼科尔斯（John Nicholls）在SISSA的一篇报道中说，本书一贯追求可读性，希望读起来像出自一人之手，每位作者都参与每一章。
• 实用的附录。 附录A（电路中的电流）和附录D（分子工具）可帮助初次接触生物物理或实验技术的读者。

局限

• 有意不求全面。 尼科尔斯称本书从来不是“你需要知道的一切”式的教材；它有所取舍，若课程需要广泛涵盖临床或认知主题，还需再配一本书。
• 偏重细胞层面。 三十章中，第二部分的七章和第三部分的八章讲膜与突触；视觉系统等系统主题出现在第一、五部分，但目录中没有专门以语言或情绪为题的章节。
• 文献信息不一致。 零售和目录对本版页数的记载不同，使用章节索引时请以手头的印次为准。

在课程中的定位

在本站的神经科学书目中，《From Neuron to Brain》是以细胞为先、以实验为线索的教材。《Foundations of Neuroscience》（免费的入门书）和《Neuroscience: Exploring the Brain》（围绕行为展开、配有临床实例的入门教材）更适合作为第一门课；Purves 的《Neuroscience》是一部从单个神经元经感觉与运动系统讲到认知的综合性教材。《Principles of Neurobiology》同样追溯每条原理背后的实验，并加入发育、回路、疾病与演化，因此在取向上最接近。Dayan 与 Abbott 的《Theoretical Neuroscience》是关于数学模型的研究生教材，属于另一类书。

较合理的路径是先读一本入门书，再用本书深入学习生物物理和突触生理，并用 Purves 或《Principles of Neurobiology》补充更广的系统与认知内容。

如何使用本书

适合已修过神经科学或生理学入门课、具备基础细胞生物学、化学和物理知识，并想了解主要发现是如何确立的学生。出版方列出的读者包括本科、研究生和医学院课程。

• 核心： 第二、三部分（第4–18章）是全书中心。先读第4–8章，因为后面的突触各章依赖通道与电位；对电路概念不熟时可借助附录A。
• 系统部分的选择： 从第五部分中选取课程涉及的感觉（第21–25章），运动部分读第26章。第一部分可作为借视觉系统进行的早期导览，也可在学完第二部分后回头阅读。
• 选读或后读： 无脊椎动物行为一章（第20章）、自主神经系统（第19章）、关于发育与再生的第六部分，以及最后讨论未解问题的一章。
• 方法： 遇到描述实验的段落，先自己画出记录或操作方式及结果，再读解释；本书正是按这种方式来读的。