Neuroscience: Exploring the Brain（神经科学：探索脑）

引用

Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2025). Neuroscience: Exploring the Brain (5th ed.). Jones & Bartlett Learning.

章节概要

第五版（版权年份为2026年，2025年出版）共四个部分、二十五章，另有人体神经解剖图解附录、术语表、参考文献和索引，正文合计约975页。出版社称，本书以相当于大学入门普通生物学教材的水平，概述人类神经系统的组织与功能，面向理科和非理科学生。出版社的版本过渡指南说明，各章顺序及其总体主题与第四版相同。新版更新了内容（基因编辑、脑刺激、显微技术、功能成像、连接组学、干细胞和计算建模），为每章增加了学习目标，并新设了"神经科学与医学"专栏。

第一部分 基础——第1章：神经科学：过去、现在与未来

开篇一章追溯人们对大脑的认识，从古希腊、罗马帝国经文艺复兴直到19世纪；那时人们开始把神经视为导线，并把各种功能定位到大脑的不同区域。本章介绍了神经系统的进化以及作为基本单位的神经元，随后描述当今的神经科学：从分子到认知的各个分析层次、科学研究的过程、研究中的动物使用，以及神经系统疾病造成的代价。

第一部分 基础——第2–7章：神经元与胶质细胞；静息状态的神经元膜；动作电位；突触传递；神经递质系统；神经系统的结构

第2章从神经元学说、高尔基染色法和卡哈尔讲起，介绍典型神经元的各个部分、神经元的分类方式（按结构、生理特性和基因表达）以及各类胶质细胞。第3章解释形成静息膜电位的化学物质和蛋白质。第4–6章讨论动作电位（包括不应期以及局部麻醉药和神经毒素的作用）、突触传递与短时程可塑性，以及各神经递质系统。第7章描述神经系统的整体组织，出版社列出的更新主题包括类淋巴系统、慢性创伤性脑病和连接组学。其后的附录是人体神经解剖图解指南。

第二部分 感觉系统与运动系统——第8–14章：化学感觉：味觉与嗅觉；眼；中枢视觉系统；听觉与前庭系统：听觉与平衡；躯体感觉系统：触觉、痛觉与痒觉；肌肉与脊髓对运动的控制；大脑对运动的控制

第二部分逐一讨论各个感觉系统，然后讨论运动系统。出版社列出的主题包括：味觉的分子转导机制以及标记线编码与群体编码（第8章）；色觉异常与感受野（第9章）；丘脑核团以及初级视皮层中的并行处理通路（第10章）；毛细胞的转导、耳蜗放大器、人工耳蜗和声源定位（第11章）；机械敏感通道以及负责痛觉、温度觉和痒觉的通道（第12章）；脊髓反射回路、本体感觉以及肌萎缩侧索硬化等疾病（第13章）；运动皮层以及帕金森病和亨廷顿病（第14章）。

第三部分 大脑与行为——第15–22章：大脑与行为的化学调控；动机；性与大脑；情绪的脑机制；睡眠、昼夜节律钟与脑节律；语言；静息态大脑、注意与意识；精神疾病

第三部分探讨行为的神经生物学。它讨论对大脑的弥散性化学调控、包括食欲和社会动机在内的动机，以及大脑中的性别差异与社会性别。随后讨论情绪与内感受，以及睡眠和昼夜节律，并介绍人类神经活动的记录方法。其余各章讨论语言与失语症、默认模式网络、注意与意识理论，以及精神疾病及其治疗。

第四部分 变化中的大脑——第23–25章：大脑的布线；记忆系统；学习与记忆的分子机制

最后一部分考察经验如何改变大脑。第23章讨论神经连接的发育，包括轴突导向和可塑性。第24章讨论工作记忆、空间记忆与海马系统，以及睡眠在记忆巩固中的作用。第25章从分子层面讨论突触可塑性，包括稳态可塑性以及突触标记与捕获。

核心概念

第一部分：基础（第1–7章）

• 神经元学说：神经系统由一个个独立的细胞即神经元构成，这一观点经由高尔基和卡哈尔的工作而确立。
• 静息膜电位与动作电位：神经元静息时的电状态，以及沿轴突传递信号的全或无冲动。
• 突触传递：神经元之间的化学通讯，可在短时间尺度上发生改变。
• 分析层次：分子、细胞、系统、行为和认知神经科学。

第二部分：感觉系统与运动系统（第8–14章）

• 感觉转导：把化学、光、声和机械刺激转换为神经信号。
• 感受野与并行处理：视觉神经元如何对视野中的局部作出反应，各处理通路又如何分离与整合。
• 脊髓反射与运动皮层：组织运动的脊髓回路和大脑结构。

第三部分：大脑与行为（第15–22章）

• 弥散性调制系统：对脑状态和行为的化学调控。
• 昼夜节律与睡眠：生物钟以及调节睡眠的脑回路。
• 默认模式网络与注意网络：在静息和注意时活跃的大尺度脑网络。

第四部分：变化中的大脑（第23–25章）

• 活动依赖的布线：神经连接在发育过程中如何得到精细调整。
• 记忆系统：工作记忆、空间记忆和长时记忆及其脑结构。
• 突触可塑性：作为学习基础的突触强度的持久变化。

评析

优点

• 适合初学者。 出版社说明，本书内容以大学入门生物学教材的水平呈现，既为理科学生也为非理科学生而写，因此对先修知识的要求不高。
• 合乎逻辑的四部分结构。 全书从神经元出发，经感觉与运动系统和行为，到变化中的大脑。各部分既可按顺序讲授，也可为较短的课程挑选使用。
• 对行为的广泛论述。 第三部分为动机、性与大脑、情绪、睡眠、语言、意识和精神疾病各设完整一章。这些主题对心理学学生很重要，而在以细胞为中心的教材中往往一笔带过。
• 教学辅助。 "发现之路"专栏由包括诺贝尔奖得主在内的一流研究者撰写，其他专栏讨论医学关联和更深入的内容。书中有学习目标、复习题和术语表，第一部分还附有神经解剖图解附录。
• 新近修订。 2025年的修订加入了基因编辑、连接组学、脑刺激等新方法，以及长新冠与大脑等主题。

局限

• 作为第一门课程的教材篇幅很长。 近千页的篇幅超出了一学期课程的容量，大多数课程需要选章讲授。
• 结构沿袭第四版。 由于各章顺序未变，计算建模和连接组学等新领域只是加入到现有章节中，而没有单独成章。
• 定量处理较少。 从出版社对其水平的说明来看，生物物理和建模内容应以描述性方式呈现。将来从事计算或理论研究的学生需要数学性更强的教材。

在课程中的定位

在本书单的神经科学书目中，本书是一部完整的入门教科书，适合生物学和心理学学生的第一门课程。Casey Henley 的 Foundations of Neuroscience 是一部免费、开放许可的入门教材，以较短的小节讲述类似的基础内容，可作为较轻量的替代读物，或供希望看到另一种讲解的学生作辅助读物。Purves 的 Neuroscience 和骆利群（Liqun Luo）的 Principles of Neurobiology 以更深的层次覆盖同样的范围：Purves 内容全面，并纳入临床证据；Luo 则围绕每条原理背后的实验来组织。两者都是自然的进阶选择。From Neuron to Brain 以关键实验为基础构建对细胞和系统神经科学的论述。Dayan 与 Abbott 的 Theoretical Neuroscience 是一部关于数学建模的研究生教材。

在解剖和临床背景方面，书单上的神经解剖学书籍（Crossman 的 Neuroanatomy: Illustrated Colour Text、Barker 等人的 Neuroanatomy and Neuroscience at a Glance、Blumenfeld 的 Neuroanatomy through Clinical Cases 以及 Snell's Clinical Neuroanatomy）可补充 Bear 的第7章及其图解附录。Nestler 的 Molecular Neuropharmacology 以及 Cooper、Bloom 与 Roth 的 The Biochemical Basis of Neuropharmacology 则延伸了第6、15和22章的内容。

如何使用本书

不需要任何神经科学基础。具备中学生物和化学知识即可开始，理解膜电位所需的化学知识在第3章中有补充。

• 任何课程的核心： 第1–7章和神经解剖附录。第3–5章应慢慢研读，因为膜电位、动作电位和突触传递是其余一切内容的基础。
• 感觉与运动系统： 偏生物学的课程应通读第8–14章；较短的课程可选一个感觉系统（篇幅最大的是视觉的第9–10章），再加上讨论运动的第13–14章。
• 行为： 心理学和认知科学的学生在学完基础部分后，可以从第15–22章中自由选择。
• 学习与记忆： 第23–25章构成一个连贯的最终单元，并以第5章为基础。
• 学习方法： 把每章开头的学习目标当作检查清单，回答章末的复习题；专栏可作为选读的拓展材料。

两学期的课程可以讲完全书。若只有一学期，最好学习第一和第二部分，或者学习第一部分再加上从第三、四部分中挑选的章节。