From Neuron to Brain（從神經元到大腦）

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.

章節概要

全書共三十章，分七個部分，另有四個附錄。出版方稱本書強調實驗（電記錄、分子與細胞生物學技術以及行為學研究），並沿著研究脈絡，從最初的想法一直講到當今實驗室和臨床中的工作。

第一部分（第1–3章）：訊號傳遞與組織的原理；視覺系統中的訊號傳遞；視覺皮層的功能結構

開篇介紹神經系統如何傳遞訊號、如何組織起來，並藉助視覺系統展開，從早期視覺通路中的訊號傳遞講到視覺皮層的結構。

第二部分（第4–10章）：離子通道與訊號傳遞；離子通道的結構；靜息電位的離子基礎；動作電位的離子基礎；神經元中的電訊號傳遞；跨細胞膜的離子轉運；神經膠質細胞的特性與功能

這是全書的生物物理核心。依次講解離子通道、靜息電位和動作電位的離子來源、神經元內的電訊號傳遞、膜轉運以及膠質細胞的特性。

第三部分（第11–18章）：直接突觸傳遞的機制；間接突觸傳遞的機制；突觸處神經遞質的釋放；中樞神經系統中的神經遞質；遞質的合成、儲存、轉運與失活；突觸可塑性；突觸可塑性的分子與細胞生物學；突觸外傳遞的機制

細胞之間的通訊。先講直接（通道介導）與間接（第二信使）傳遞，接著是遞質釋放、中樞神經系統的遞質及其代謝，最後是突觸可塑性（第16章，其分子與細胞生物學見第17章）以及作用範圍超出突觸的傳遞（第18章）。

第四部分（第19–20章）：自主神經系統；行走、飛行與游泳：無脊椎動物感覺—運動行為的細胞機制

整合機制：自主神經系統，以及無脊椎動物節律性行為和感覺—運動行為的細胞基礎。

第五部分（第21–26章）：感覺轉導；視網膜中的轉導與傳遞；觸覺、痛覺與質地覺；聽覺與前庭覺；構建知覺；協調肌肉運動的啟動與控制

感覺與運動：感受器如何轉導刺激，視網膜、體感系統以及聽覺和前庭系統如何處理刺激，知覺如何構建，協調運動如何啟動和控制。

第六部分（第27–29章）：神經系統的發育；感覺系統的關鍵期；損傷後突觸連線的再生與修復

發育、經驗塑造感覺系統的關鍵期，以及損傷後的再生。

第七部分（第30章）及附錄：未解的問題

結尾一章討論尚未解決的問題。附錄涉及電路中的電流、小分子遞質的代謝途徑、腦的結構與通路，以及神經生物學中的分子工具。

核心概念

第1–10章：訊號傳遞與電學特性

• 離子通道：第4–5章把通道作為產生電訊號的分子，從功能和結構兩方面講解。
• 靜息電位與動作電位：第6–7章專門討論二者的離子基礎。
• 神經膠質：第10章把膠質細胞的特性與功能與神經元放在一起討論。

第11–18章：突觸

• 直接與間接突觸傳遞：兩種不同的機制，見第11章和第12章。
• 突觸可塑性：突觸處的變化，見第16章，並在第17章中作為其分子與細胞生物學再次展開。
• 突觸外傳遞：不局限於突觸間隙的訊號傳遞（第18章）。

第19–30章：系統與發育

• 感覺轉導：把刺激轉換為神經訊號（第21章）。
• 構建知覺：感覺訊號如何組裝成知覺（第25章）。
• 關鍵期：感覺系統的正常發育依賴經驗的階段（第28章）。

評析

優點

• 實驗取向。 出版方強調電記錄、分子與細胞方法以及行為學研究；目錄把通道結構與離子機制配對，把可塑性與其分子生物學配對，與這一目標相符。
• 一冊涵蓋從細胞到系統。 內容從通道和電位，經突觸，到感覺、運動、發育與再生，使細胞神經科學與系統神經科學在同一敘述中連貫起來。
• 有意保持單一聲音。 為本書撰寫前言並挑選現任作者的約翰·尼科爾斯（John Nicholls）在SISSA的一篇報道中說，本書一貫追求可讀性，希望讀起來像出自一人之手，每位作者都參與每一章。
• 實用的附錄。 附錄A（電路中的電流）和附錄D（分子工具）可幫助初次接觸生物物理或實驗技術的讀者。

局限

• 有意不求全面。 尼科爾斯稱本書從來不是“你需要知道的一切”式的教材；它有所取捨，若課程需要廣泛涵蓋臨床或認知主題，還需再配一本書。
• 偏重細胞層面。 三十章中，第二部分的七章和第三部分的八章講膜與突觸；視覺系統等系統主題出現在第一、五部分，但目錄中沒有專門以語言或情緒為題的章節。
• 文獻資訊不一致。 零售和目錄對本版頁數的記載不同，使用章節索引時請以手頭的印次為準。

在課程中的定位

在本站的神經科學書目中，《From Neuron to Brain》是以細胞為先、以實驗為線索的教材。《Foundations of Neuroscience》（免費的入門書）和《Neuroscience: Exploring the Brain》（圍繞行為展開、配有臨床例項的入門教材）更適合作為第一門課；Purves 的《Neuroscience》是一部從單個神經元經感覺與運動系統講到認知的綜合性教材。《Principles of Neurobiology》同樣追溯每條原理背後的實驗，並加入發育、迴路、疾病與演化，因此在取向上最接近。Dayan 與 Abbott 的《Theoretical Neuroscience》是關於數學模型的研究生教材，屬於另一類書。

較合理的路徑是先讀一本入門書，再用本書深入學習生物物理和突觸生理，並用 Purves 或《Principles of Neurobiology》補充更廣的系統與認知內容。

如何使用本書

適合已修過神經科學或生理學入門課、具備基礎細胞生物學、化學和物理知識，並想了解主要發現是如何確立的學生。出版方列出的讀者包括本科、研究生和醫學院課程。

• 核心： 第二、三部分（第4–18章）是全書中心。先讀第4–8章，因為後面的突觸各章依賴通道與電位；對電路概念不熟時可藉助附錄A。
• 系統部分的選擇： 從第五部分中選取課程涉及的感覺（第21–25章），運動部分讀第26章。第一部分可作為借視覺系統進行的早期導覽，也可在學完第二部分後回頭閱讀。
• 選讀或後讀： 無脊椎動物行為一章（第20章）、自主神經系統（第19章）、關於發育與再生的第六部分，以及最後討論未解問題的一章。
• 方法： 遇到描述實驗的段落，先自己畫出記錄或操作方式及結果，再讀解釋；本書正是按這種方式來讀的。