边缘系统

1.边缘叶：海马、穹隆等为古皮层；扣带回、海马回等为旧皮层，统称为边缘叶。

2.边缘系统：由于边缘叶与大脑皮层的岛叶、颞叶、眶回等，以及皮层下的杏仁核、隔区、下丘脑、丘脑前核等，在结构和功能上密切相关，统称为边缘系统。

3.功能：较复杂，除嗅觉功能外，主要参与摄食行为、性行为、情绪反应、学习记忆、内脏活动等的调节。

边缘前脑是内脏活动的最高调节中枢，调节着各级初级中枢的功能。刺激边缘前脑的不同部位，可引起一系列广泛的复杂的自主神经活动。

基底神经节

基底核或基底神经节：主要是纹状体，包括尾状核、豆状核（苍白球、壳核）。调节肌紧张，协调姿势反射，使动作平稳灵活。震颤麻痹症（帕金森症）是由于黑质多巴胺神经元病变，使纹状体胆碱能神经元功能亢进。

脑科学研究的相关技术

1.神经解剖学技术

（1）Golgi技术：由意大利神经解剖学家Camello Golgi（1843-1926）发明，即用硝酸银镀染整个神经元的胞体和突起，对研究神经组织的内部构筑具有很大的优越性。Golgi法只能显示切片中一小部分神经元，其染色机理至今不明。

（2）尼氏染色技术：用碱性染料染神经组织。显示神经细胞中的尼氏体，研究神经系统细胞构筑。神经组织中可与碱性染料结合的主要成分是核酸。神经元的胞体中有大量核糖核酸，主要以尼氏小体的形式存在，细胞核中的染色质少，故染色浅，但有明显的核仁。常用的碱性染料有：焦油紫、硫堇等。

（3）HRP标记法：HRP（辣根过氧化物酶）标记物加以染色，可追踪神经元的来龙去脉。HRP法是根据神经元轴浆运输的原理设计的一种神经径路追踪法。HRP可逆行运输并用组织化学方法定位于神经元胞体。HRP法广泛应用于神经系统的通路学研究。将HRP用微玻璃管压力注射或微电泳导入神经组织。HRP被附近的神经元胞体、轴突末梢通过胞饮而摄取（损伤的过路纤维也可摄取），被摄取的HRP经逆行轴浆运输送至胞体或被顺行轴浆运输送至末梢。

（4）免疫组织化学技术：抗体选择性地标记胞内成分，可追踪发育过程中神经元的迁移与分化。利用免疫学的基本原理如抗原-抗体反应，用细胞化学的方法将组织中的抗原-抗体免疫反应显示出来，如免疫荧光法、酶标抗体法等。

抗原是能刺激机体产生免疫反应的物质，在神经生物学中可作为抗原的物质有酶类（如多巴胺-β-羟化酶）、神经肽、神经递质、膜性结构成分（如受体蛋白）、类固醇等。抗体是免疫球蛋白。由于抗原-抗体反应形成的免疫复合物一般不能被肉眼和光镜所分辨和看到，故需将抗体或免疫复合物用可以分辨的物质加以标记，即免疫细胞化学方法。

（5）原位杂交方法：可标记受体、通道、递质的mRNA。

（6）电镜技术：显示神经组织的亚显微结构，如突触的结构。还可以免疫组织化学结束结合，显示亚显微结构的化学成分及其分布。

2.电信号的的记录技术

（1）电极记录技术：细的金属丝或充灌盐溶液的玻璃微电极记录。金属丝绝缘，尖端不绝缘。可在细胞外记录到一个或一群细胞的电活动。

（2）膜片钳记录技术：膜片钳记录研究通道功能，能观察到少数几个通道的活动，很高阻抗的封接可观察到很微小的电流。Neher E等发明的（1978）。膜片钳的电极和细胞膜的形成封接；轻微吸引转变为高阻抗（10亿Ω）封接；将电极牵拉，其外膜破口形成内面向外的膜片。记录装置：电极与放大器连接，由放大器把通道电流转换为电压信号，信号显于示波器或计算机屏幕，可测量单通道电流的幅度和时程。

脑科学研究的相关技术

2.电信号的的记录技术

（3）无创伤记录技术

i.应用光学记录技术，追踪信号的发生与变化，不使用电极，如荧光染料（特制）与细胞膜结合，动作电位时，染料的光吸收特性发生改变。荧光标记物直接注入细胞内（如荧光黄）。

**光学记录是一种与直接生物电记录原理完全不同的生物电记录方法，即将电压敏感的染料施加到拟记录的细胞内，而电压敏感染料的光信号与膜电位及其变化在一定范围内呈线性关系，通过光学监测系统对光学信号进行监测记录，就可反映生物电的变化。一般慢染料可用于慢电信号的记录，而快染料可用于动作电位这样快速电位变化的记录。生物电的光学记录技术，不仅是无创性检测，而且对不易进行细胞内记录的小细胞甚至是突起末梢的电活动，均可以进行记录观察，同时光记录在具备较好的时间分辨率的同时，还具备了较好的空间分辨率，对神经电信号的产生和传播、群体同类细胞电变化、在体神经电信号的研究等尤为有利。

ii.正电子发射断层扫描术（PET）：

***正电子发射断层扫描术（positron emission tomograghy，PET）：先将能发射正电子的放射性核素标记在化合物上，并引入体内。放射性核素在衰变过程中发射正电子，与邻近组织中的电子相遇后湮（yan）灭，探测器可确定其位置。如18F标记脱氧葡萄糖可测定脑的代谢水平，血流量等。

iii.磁共振成像术（MRI）：如图所示，磁共振成像术。给予视觉刺激时，从眼到皮层活动区域的定位。

***功能性核磁共振（functional magnetic resonance imaging，fMRI）：脑激活时局部血流增加，同时静脉血中氧含量增加，去氧血红蛋白减少。去氧血红蛋白是顺磁性物质，氧合血红蛋白是逆磁性物质。顺磁性物质的存在产生局部磁场的不均匀性，引起组织内氢原子在所提供的磁场中产生的共振信号衰减缓慢，这种变化被相应的采集分析系统转换成局部血流量变化的观测指标。

iv.脑电图测量：可诊断功能异常。

大脑的电活动

1.脑电图（electroencephalogram，EEG）：把脑电极置于颅外表皮下所记录到的皮层自发电位活动。脑电波是大量神经元同步活动的突触后电位总和形成的，皮层神经元有规律的排列可使同步化活动产生强大的电场。神经元活动的同步化程度越高，则脑电波频率越低、振幅越大；神经元活动的同步化程度越低，则脑电波频率越高、振幅越小。

2.波形：

i.β波：安静闭目时在额区出现，一般表示大脑皮层处于兴奋状态。若睁眼视物、突然受到声音刺激、进行思考时，在皮层的其他区也会出现。频率14-30Hz，振幅5-20μV。

ii.α波：是成年人处于安静状态时主要的脑电波，在枕区记录最为明显，清醒、安静、闭眼时出现，波幅由小变大，再由大变小，形成梭形，每梭形持续1-2s，当睁眼或受到其他刺激时，α波立即消失，此现象称为α阻断。频率8-13Hz，振幅20-100μV。

iii.θ波：频率4-7Hz，振幅100-150μV，成年人在困倦时出现。

iv.δ波：频率0.5-3Hz，振幅20-200μV，成年人在睡眠状态、极度疲劳或麻醉状态下出现。

临床上，脑电图是检查脑功能是否正常的手段，如癫痫病人常出现异常的高频率高振幅的脑电波，脑肿瘤病人常出现θ波或δ波。