原位杂交


核酸分子杂交技术，检测细胞内mRNA和DNA序列片段， 原位研究细胞合成某种多肽或蛋白质的基因表达。 基本原理是根据两条单链核苷酸互补碱基序列专一配 对的特点，应用已知碱基序列并具有标记物的RNA或 DNA片段即核酸探针（probe），与组织切片或细胞内 的待测核酸（RNA或DNA片段）进行杂交，通过标记物 的显示，在光镜或电镜下观察目的mRNA或DNA的存在 与定位。
C.Golgi (意)
1852
1906
形 态 生电 理生 理
徒手切脑片 神经元染色方法 银染神经元
R.Cajal (西班牙)
1934
染出神经末梢，发现神 经元之间无原生质联系 “神经元学说”
1952
1857
C.S.Sherrington (英) 1932 Oxf
1889 E.D.Adrian
•“突触”定名 巴浦洛夫 •“反射”概念 反射学说 •“交互”抑制
生理学方法 生物化学方法 分子生物学方法

神经影像（Neuroimaging）
•
Invasive: Single unit recording • Multi-unit recording • PET (positron emission tomography)
•
•
Non-invasive: • CT (computed tomography) • ERP (event-related potential) • MEG (magnoencephalography) • MRI (magnetic resonance imaging) • fMRI (functional magnetic resonance imaging)
HE（苏木素－伊红）
锇酸染色
锇酸染色是神经科学研究的一种常用而普遍的方法，它本 来是用来固定脂质的，由于髓鞘的主要成分是脂质，所以 用于有髓神经纤维的染色
氯化金浸染
氯化金浸染 Ach荧光染色
运动终板
Cajal银浸染色
尼氏染色

多种方法，HE、甲苯胺蓝，焦油紫，硫堇，天 青，派洛宁，中性红以及棓花青等碱性苯胺染 料均可以使尼氏体着色
151 Channel MEG
MRI vs MEG
Magnetic Resonance Imaging (MRI)
fMRI (functional magnetic resonance imaging)
Brain activity Oxygen consumption Cerebral blood flow
百年来与神经科学有关的诺贝尔奖获得者选介(3)
1850 1900
1923
1950
2000
A.Carlsson (瑞典) P.Greengard (美) E.Kandel (美)
2000
神经系统中 的信号转导
多慢蛋 巴突白 胺触磷 传酸 递化
1926
1930
生理科学进展2001 年第32 卷第2 期
动 作 电 位 机 制
1914
1917
A.F.Huxley (英)
1911
B.Katz (德
英) 1970
（ 1905 U.Von Euler (瑞典…) 1983 •交感神经递质 神经药理学 儿神 •去甲肾上腺素 茶经 1912 J.Axelrod (美) 酚化 •儿茶酚胺代谢 分子药理学 •影响CAs的药物 胺学 1913 1981 R.W.Sperry (美) ） “脑功能侧化” (左右脑) 1926 D.Hubel (加 信 美) 视 息 •大脑视觉信息加工 皮 1924 •视觉系统发育的可塑性 T.Wiesel (瑞典 美) 加 层 工 1991 E.Neher (德) 方膜单 •膜片钳技术 法片通 B.Sakmann (德) •单个离子通道电流记录 学钳道 Levi Montalcini 1986 Nerve growth Factor (NGF) (Italy)
神经生物学常用研究方法
王海萍 (histologyw@)
安徽医科大学神经生物学教研室
神经科学的兴起
中国内经（汉或秦）：脑为诸髓之海 国外：医学之父希波克拉底（Hippocrates， 460—377BC.）提出脑是精神活动的器官;而 古罗马医学家盖伦则认为,脑是理性灵魂的 器官,感觉、记忆、思维、想象、判断等都 是脑的功能；德国医生加尔指出脑是思想的 器官 “颅相学”
论学说。加尔从小就喜欢观察人的外表（尤其是颅骨外表）
同心理的关系。例如，他根据个人长期的个案观察，发现 眼睛明亮的人，一般记忆力较好；头骨隆起的人，可能象
征着贪婪的脑机能，是监狱中扒手的特征等。根据当时生
理和解剖知识，写了一套名为《神经系统的解剖学和生理 学》的系列著作，除了就神经系统及其机能进行严谨、保
2004年诺贝尔生理学或医学奖颁发给美国科学家理查
德· 阿克塞尔和琳达· 巴克，以表彰他们在人体气味受体和
嗅觉系统组织方式研究中作出的杰出贡献。
神经科学的特点
多学科综合
神经科学 神经解剖学 神经生理学 神经生物化学 心理学 ………..
神经科学的特点
多层次的研究
分子 神经科学 细胞 神经科学 神经科学
守的阐述之外，还兼论颅相学。
生命科学
解剖学 生理学 生物化学 …… ……………
神经科学
(1990-2000 脑的十年) (2001-2100 脑的世纪)
认知科学 （人类感知和思维信
息处理过程的科学）
了解脑
分子 细胞 网络 全脑 寿命延长 (离体研究) Patch（电） RIA(化学） PCR(基因） (无创在体研究) 脑地形图 PET(化学） fMRI (功能）
Choice of the Methods
Choice of the methods depends on the scientific question being asked.

For neuronal activity, at a cellular level, use single- or multi-unit recording. For questions of structure, use CT or MRI. For questions of function, or system interactions, where the anatomy is of interest, use PET or fMRI. For questions of processing, where timing is important, use ERP and/or MEG.
CT or CAT scan (Computed Tomography)
Magnetoencephalography (脑磁波描计术，MEG)
• Current flow in neurons creates local magnetic fields • MEG measures local magnetic field changes from the surface of the scalp using superconducting coils or SQUIDs • Excellent temporal resolution • Better spatial resolution than ERP
神经化学
•乙酰胆碱ACh
1874
J.Erlanger (美)
H.S.Gasser (美)
1944
1965
1888
1963
•阴极射线示波器 •神经纤维的分类ABC
电生理
1881
W.R.Hess (瑞士) 1949
1973
•脑立体定位仪 hypothalamus
百年来与神经科学有关的诺贝尔奖获得者选介(II)
束路追踪


原理：轴浆运输 示踪物质：HRP，荧光染料，
各种标记物标记的葡萄糖，放射 性核素标记的氨基酸等。

观察：根据示踪物质不同，采用
组织显色、荧光显微镜或放射自 显影等方法。
免疫组化

原理示意图：
间接法：
直接法：
免疫组化

根据二抗标记的不同（荧光素、酶、铁蛋白、 胶体金或银标记），免疫组化包括免疫荧光、 免疫酶组织化学、免疫金银及铁标记技术
原位杂交

此项技术需首先制备某种核酸探针，其种类主要有三 种：①利用大肝杆菌重组带有目的基因的质粒DNA，制 成互补DNA探针(cDNA)；②应用限制性核酸内切酶消化 制成线性DNA模板，在体外转录获得反义RNA探针 (cDNA)；③依照待测核酸的核苷酸序列，应用DNA合成 仪合成寡聚核苷酸探针。 cRNA和cDNA的常用标记物有32S、32P、3H等放射性核 素和荧光素、生物素、地高辛等非放射性物质。
认知 神经科学
计算 神经科学
发生 神经科学
临床 神经科学
系统和行为 神经科学
研究水平

整体行为水平：行为学，躯体感觉，视听
觉，痛觉等


细胞水平：神经细胞培养、生物电活动检测、
通路示踪、细胞染色、免疫化学、凋亡检测

分子水平的实验：离子通道、受体、酶、
遗传物质等
神经生物学常用研究方法

形态学方法
大体：解剖、影像 组织：常规染色和特殊染色、束路追踪、免疫组 化、原位杂交、神经细胞培养等
Positron Emission Tomography (PET，正电子发射计算机断层显像)
FDG or F18 fluorodeoxyglucose
O15 Water
18F-FDG PET脑代谢显像， 正常人与老年性痴呆对照， 患者双侧顶叶、颞叶皮质 对称性低代谢。