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皮层电刺激联合康复锻炼提高大鼠局灶性脑缺血模型前肢运动功能及运动区突触可塑性相关蛋白表达

皮层电刺激联合康复锻炼提高大鼠局灶性脑缺血模型前肢运动功能及...

引用

中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：郑建杨力军谢瑞禄赵兰峰薛晓伟王硕赵继宗曹勇首都医科大学附属北京天坛医院神经外科

目的探讨皮层电刺激联合康复锻炼对大鼠局灶性脑缺血模型前肢运动功能恢复和运动区突触可塑性相关蛋白表达的作用。材料和方法选取成年健康雄性清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠20只。大鼠在"单粒食物摄取盒"中进行单粒食物小球... 详细信息

目的探讨皮层电刺激联合康复锻炼对大鼠局灶性脑缺血模型前肢运动功能恢复和运动区突触可塑性相关蛋白表达的作用。材料和方法选取成年健康雄性清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠20只。大鼠在"单粒食物摄取盒"中进行单粒食物小球抓取训练,持续两周,入选标准为连续2d抓取成功率≥30%,记录术前锻炼第14天抓取食物小球的成功率。入选大鼠随机分为刺激组和对照组,每组6只,两组均行缺血造模和电极植入。参照大鼠脑立体定位图谱,将内皮素注射到大脑中动脉附近制作局灶性脑缺血模型,并在相应缺血区硬膜外放置刺激电极。电刺激从术后第14天开始,刺激组进行连续两周的电刺激和前肢功能锻炼,对照组只进行功能锻炼。记录刺激第14天两组大鼠抓取食物小球的成功率。取缺血侧运动区皮层按常规免疫组化抗生物素-生物素-过氧化酶法(avidin biotinylated enzyme complex,ABC)检测微管相关蛋白-2(microtubule-associated protein 2,MAP-2)和生长相关蛋白-43(growth associated protein 43,GAP-43)的表达和分布,采用病理图文分析系统进行图像分析。结果两组大鼠术前"抓取成功率"无统计学差异(P=0.546)。在电刺激第14天,刺激组大鼠的抓取成功率明显高于对照组大鼠(49.12%vs21.67%),且差异有统计学差异(P=0.004)。免疫组织化学结果显示刺激组大鼠脑缺血皮层运动区GAP-43和MAP-2的表达的光密度(optical density,OD)值分别为0.3338和0.4825,比对照组(0.3056和0.4327)明显增多,且差异有统计学差异(P=0.008,P=0.027)。结论皮层电刺激联合康复锻炼比单纯康复锻炼更能促进大鼠偏瘫前肢运动功能的恢复。提示皮层电刺激可能通过保护与改善大鼠脑缺血皮层周围运动区的突触超微结构,提高MAP-2和GAP-43的表达,促进脑缺血后突触可塑性的形成。

关键词：局灶性脑缺血皮层电刺激康复锻炼突触可塑性 MAP-2 GAP-43

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初级视皮层神经元对亮度分布的动态编码

初级视皮层神经元对亮度分布的动态编码

引用

中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：王勇李冉王毅中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室中国科学院研究生院

背景亮度是视觉系统接收的最基本的信息,对亮度信息的检测是视觉系统处理其它信息的基础。初级视皮层(V1)神经元对刺激的对比度、朝向、方向、空间频率等的反应性质已有大量深入的研究,在成年动物这些反应性质是不变的,如对特定边界的... 详细信息

背景亮度是视觉系统接收的最基本的信息,对亮度信息的检测是视觉系统处理其它信息的基础。初级视皮层(V1)神经元对刺激的对比度、朝向、方向、空间频率等的反应性质已有大量深入的研究,在成年动物这些反应性质是不变的,如对特定边界的反应具有稳定的朝向选择性。然而,V1神经元对亮度的反应性质只有很少的研究。在视觉环境整体亮度发生变化,如从明亮的环境走进暗的环境时,V1神经元怎样检测物体的亮度仍然不知道。方法我们使用高密度亮度集中分布在不同范围内的亮度刺激,如:低亮度分布(84%的刺激分布在4～16 cd/m范围,16%的刺激分布在16～64 cd/m范围)、中低亮度分布、中亮度分布、中高亮度分布、高亮度分布(对照为均匀分布),来模拟这种变化,研究了猫V1神经元对以50 Hz连续呈现的这些刺激的反应。采用反相关方法对数据进行分析处理。结果神经元对于亮度的反应随着不同刺激亮度的分布而动态变化,可大致分为三类:随着亮度分布从低到高,(1)12%(13/108)的神经元的最大反应幅度总是在刺激的平均亮度处,即随亮度分布的平均亮度的变化而变化,检测亮度分布刺激的平均值;(2)50%(54/108)神经元的亮度调谐曲线有一个系统性平移,尽管亮度分布对这类神经元的反应有调制,但反应峰值对应的亮度没有变化,它们在很大程度上仍能检测绝对的亮度;(3)38%(41/108)神经元的亮度调谐曲线发生反转,即在低亮度分布条件下对刺激中的高亮度反应,而在高亮度分布条件下对刺激中的低亮度反应,这类神经元可能检测了环境中亮度最明显的物体。讨论这些结果表明V1神经元的反应依赖于所表达的外界刺激亮度分布的统计性质,能够快速动态地适应当前亮度的分布,检测亮度分布的统计性质的变化,这是感觉系统编码外界信息有效率的策略和机制。这种快速的适应机制可能是神经元感受野功能结构的不同以及皮层间神经元水平连接所产生的。我们的研究揭示了神经元在亮度变化的自然视觉环境中检测亮度的神经机理。这种适应机制对于动物在复杂的自然环境中能够快速地适应和感知视觉环境,并发现物体目标是极其有利的。

关键词：视觉信息亮度密度分布神经编码初级视皮层

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硒通过抑制炎症反应利于帕金森病的胚胎干细胞治疗

硒通过抑制炎症反应利于帕金森病的胚胎干细胞治疗

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：田立鹏徐亮丁健青陈生弟上海交通大学医学院附属瑞金医院神经科上海交通大学医学院神经病学研究所

目的将胚胎干细胞定向诱导分化为多巴胺神经元,并作为供体细胞移植治疗帕金森病,寻求提高移植细胞存活率的方法。方法将小鼠胚胎干细胞通过无血清诱导体系进行神经分化,并在诱导因子SHH及FGF8的作用下产生多巴胺神经元;将诱导分化的多... 详细信息

目的将胚胎干细胞定向诱导分化为多巴胺神经元,并作为供体细胞移植治疗帕金森病,寻求提高移植细胞存活率的方法。方法将小鼠胚胎干细胞通过无血清诱导体系进行神经分化,并在诱导因子SHH及FGF8的作用下产生多巴胺神经元;将诱导分化的多巴胺能细胞定向移植6-OHDA单侧损毁帕金森病大鼠纹状体,评估移植2周、4周及8周后细胞存活率及PD大鼠行为学变化;分析纹状体细胞移植区域炎症因子的变化及其与细胞存活率的关系;研究营养元素硒在体外细胞实验中能否抑制LPS诱导的小胶质细胞激活;进一步研究硒能否抑制帕金森病大鼠细胞移植后的炎症反应,能否在PD大鼠模型中促进多巴胺神经元移植后的存活,能否利于细胞移植后PD大鼠行为学恢复。结果无血清的诱导分化方法能有效的提高ESC向NPC细胞的分化效率,并产生rosette样结构,约95%的细胞Nestin阳性,对NPC细胞经SHH及FGF8b诱导可以得到约占总细胞18%的DA神经元。ESC来源的DA能细胞移植6-OHDA大鼠PD模型2周后存活率仅20%,4周及8周后进一步下降。同时,在细胞移植区发现有大量的CD11b阳性小胶质细胞的聚集,并且iNOS及TNF-α等炎症因子表达量也有所上升。在BV2细胞中,硒能够浓度依赖性的抑制LPS诱导的iNOS、COX-2、TNF-α、IL-1β、NO等致炎因子的产生,还可以有效抑制NF-κB信号转导通路的激活。在6-OHDA大鼠模型细胞移植实验中,硒也能够显著抑制移植区域小胶质细胞的激活及炎症因子的产生,增加DA神经细胞移植后的存活率。PD动物行为学分析表明,硒联合细胞移植治疗更能有效的促进6-OHDA大鼠旋转行为的改善。结论无血清神经诱导分化方法是安全有效的神经分化方法;硒可能通过抑制移植后炎症反应促进移植细胞的存活。

关键词：硒胚胎干细胞多巴胺神经元帕金森病神经分化炎症反应

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兴奋性毒性对神经元胞核内Munc-18蛋白表达分布的影响

兴奋性毒性对神经元胞核内Munc-18蛋白表达分布的影响

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：王丹丹张彦平许玉霞王洪权赵红赵晓燕朱粹青复旦大学医学神经生物学国家重点实验室上海医学院神经生物学系

目的突触囊泡释放中Munc-18蛋白发挥着重要的调节作用。Munc-18基因病理突变可导致癫痫的发生,近年有一篇文献报道在神经元胞核分布有Munc-18并可与DNA片段紧密结合,但是神经系统疾病与神经元胞核内Munc-18分布变化的关系尚不清楚。本... 详细信息

目的突触囊泡释放中Munc-18蛋白发挥着重要的调节作用。Munc-18基因病理突变可导致癫痫的发生,近年有一篇文献报道在神经元胞核分布有Munc-18并可与DNA片段紧密结合,但是神经系统疾病与神经元胞核内Munc-18分布变化的关系尚不清楚。本实验在明确Munc-18的神经元胞核分布的基础上,探讨了海人藻酸(KA)诱导癫痫动物模型和谷氨酸处理的原代神经元中Munc-18的分布。方法通过免疫电镜、免疫组化和Western Blot等方法观察Munc-18在神经元胞核内的分布,进一步分离神经元胞核并进行不同的处理,免疫荧光染色研究其具体分布状况。以KA诱导癫痫动物模型和经谷氨酸作用的原代培养大鼠神经元为观察对象,通过组织化学和Western Blot等方法研究Munc-18受兴奋性毒性影响后神经元胞核内表达分布的变化。结果 (1)组化方法检测结果显示,Munc-18在动物脑内皮层、海马和丘脑均有分布,尤以海马内分布最明显;(2)神经元胞核内存在较多Munc-18,其中有聚集,呈现出较明显的点状,对提取的神经元胞核进行Western Blot检测,进一步证明Munc-18的存在;另外,神经元胞核内也有p35分布并与Munc-18共存,但CDK5在核内分布不明显。胶质细胞的胞核内Munc-18分布极少或没有;(3)分离的神经元胞核经不同处理后进行荧光染色的结果提示,Munc-18可与DNA结合,部分与核基质结合,而与RNA结合不明显;(4)KA诱导动物癫痫发作可使海马的CA区和齿状回门区与颗粒细胞Munc-18在细胞核内分布显著减少,同时伴有SNAP-25表达量增加;(4)经谷氨酸作用的原代培养神经元胞核中Munc-18分布减少,在胞浆以及神经突起中分布增加,同时也有SNAP-25表达量增加。结论 Munc-18主要在神经元胞核内而非胶质细胞的胞核内分布,Munc-18可与DNA结合,推测其可能参与基因表达的调控;Munc-18的神经元胞核内分布受神经元的兴奋状态调节,经兴奋性毒性影响后Munc-18核内分布减少。

关键词： Munc-18蛋白核内分布兴奋性毒性

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不同近交品系小鼠三叉神经痛差异性研究

不同近交品系小鼠三叉神经痛差异性研究

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：楼国东侯伟伟于捷张世红陈忠卫生部医学神经生物学重点实验室浙江大学医学院药理学系浙江温州医学院药学院

目的采用十四种近交系小鼠,观察并比较其在三叉神经痛模型前后对疼痛刺激敏感性的变化。方法采用眶下神经切断手术制备三叉神经痛模型,记录手术前和手术后第14天小鼠耳廓、后爪和尾对机械痛、热痛刺激的反应。机械痛和热痛分别以von Fre... 详细信息

目的采用十四种近交系小鼠,观察并比较其在三叉神经痛模型前后对疼痛刺激敏感性的变化。方法采用眶下神经切断手术制备三叉神经痛模型,记录手术前和手术后第14天小鼠耳廓、后爪和尾对机械痛、热痛刺激的反应。机械痛和热痛分别以von Frey毛和激光热刺激诱发。动物的行为学反应按反应强度进行量化。设假手术对照组,仅暴露同侧眶下神经但不切断。结果 (1)生理状况下,对von Frey毛机械刺激,雄性和雌性MRL/MPJ小鼠在耳廓、后爪和尾三个部位均非常敏感;而雄性和雌性BD-HC小鼠耳廓较敏感,而后爪和尾的敏感性较弱;AKR/J小鼠耳廓的敏感性在雄性较弱,在雌性却较强。对激光热痛刺激,雌雄CH/HeJ小鼠耳廓部位均较敏感,而在后爪和尾则较不敏感;雌性DBA/2J小鼠在三个部位均表现强敏感性,而在雄性小鼠,耳廓部位的敏感性较强,后爪和尾敏感性较弱。此外,雌雄MRL/MPJ小鼠的耳廓部位对机械刺激均较敏感,而对热痛刺激却表现弱敏感性。(2)眶下神经切断后,所有品系小鼠的受试部位对两种类型刺激的敏感性均增强。对机械刺激,雌雄CBL/6J小鼠的耳廓和尾均表现强疼痛增敏,在后爪部位疼痛增敏程度较弱。雄性LP/J小鼠在耳廓和后爪的疼痛增敏较弱,而雌性小鼠在相同部位却表现强疼痛增敏。对于热痛刺激,在不同品系,不同性别和不同部位,也观察到疼痛增敏的差异。结论不管是生理条件下还是三叉神经痛条件下的小鼠,对机械痛和热痛刺激敏感性的差异不仅存在于同一品系的不同性别之间,也存在于不同品系之间。眶下神经切断可诱导躯体部位伤害感受敏感性的增加,提示扩布性神经病理性疼痛的发生。而这种扩布性神经病理疼痛的程度也存在性别、品系之间的差异。这些结果为进一步分析决定这些差异的基因(簇)提供了实验数据。

关键词：三叉神经痛扩布性神经病理性疼痛近交系小鼠机械刺激热刺激

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Visual cortex:From crystal to smoke

Visual cortex:From crystal to smoke

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者： Yves Fregnac Unite de Neurosciences Information et ComplexiteCNRSFrance

＜正＞An issue central to the theme of complexity in the dynamics and function of biological networks concerns the inferences that can be made from multiscale measurements ranging from microscopic to macroscopic levels of *** research is based on interdisciplinary approaches ranging from electrophysiology（intracellular sharp and patch recordings,in vivo）,network imaging（voltage sensitive dye）,psychophysical measurements to functional databasing and phenomenological and computational *** long-term aim is to relate elementary processes of integration（conductance activation） to the emergence of collective "high-order" network properties expressed during low-level（non-attentive） *** talk will be focused on change in cortical dynamics and functional architecture（functional polymorphy） as a function of visual input statistics.

关键词：

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Life at the single molecule level:Imaging and sequencing individual molecules in single cells

Life at the single molecule level:Imaging and sequencing ind...

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者： Sunney Xie Department of Chemistry and Chemical Biology Harvard University

＜正＞Recent advances in single-molecule imaging in living cells allow quantitative and system-wide descriptions of gene expression and regulation with single molecule *** was found that low probability events of single molecules can have important biological consequences,such as the change of a cellular *** has everything to do with the fact that DNA are single molecules in individual ***,recent advances in high throughput DNA sequencing have allowed sequencing the genome and transcriptome of a single human *** combination of single molecule and single cell imaging and sequencing offers exciting possibilities for biology.

关键词：

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Coding of odors by temporal binding in locust antennal lobe

Coding of odors by temporal binding in locust antennal lobe

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者： David CAI Institute of Natural Sciences Shanghai Jiao Tong University Courant Institute of Mathematical Sciences and Center for Neural Science New York University

It has been hypothesized that the antennal lobe(AL) within the locust olfactory system encodes odors through dynamically evolving ensembles of active ***,such a coding strategy requires the long time integration of AL signals prior to stimulus detection,a prolong process that is inconsistent with the swift behavioral *** a model locust AL system,we show that there is another possible coding mechanism embedded within the AL system,i.e.,a temporal binding code that is induced by spike correlations within an odor-dependent set of neurons and that allows rapid odor detection by downstream elements

关键词： Coding of odors by temporal binding in locust antennal lobe

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神经干细胞在修复惊厥性脑损伤中的作用

神经干细胞在修复惊厥性脑损伤中的作用

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：蒋莉李听松重庆医科大学儿童医院神经内科

以神经元为中心的脑损伤修复机制研究,不外乎通过寻找种子细胞替代死亡的神经元或者有效干预抑制死亡过程中神经元,维持存活这两种途径,从而达到脑内结构与功能的恢复。近几年,干细胞的发现为实现脑内替代修复死亡神经元提供了全新的视... 详细信息

以神经元为中心的脑损伤修复机制研究,不外乎通过寻找种子细胞替代死亡的神经元或者有效干预抑制死亡过程中神经元,维持存活这两种途径,从而达到脑内结构与功能的恢复。近几年,干细胞的发现为实现脑内替代修复死亡神经元提供了全新的视野,由于干细胞具有自我增殖和多向分化潜能,人们对于利用NPCs实现脑损伤的替代修复寄予了很高的期望,也是目前神经科学研究的热点之一。目前利用干细胞修替代复脑损伤有两种思路:分离纯化脑内或者骨髓的干细胞,体外扩增、培养,然后通过不同的途径将其移植到动物体内;直接通过某些靶分子有效调控脑内的神经干/前体(neural progenitor/stem cells,NPCs),实现脑损伤的内源性修复。目前国内已经有学者采用第一种思路,利用干细胞移植治疗脑损伤(脑瘫、缺氧缺血性脑病),引起了学术界的广泛关注。NPCs位于脑内侧脑室下区(SVZ)和海马齿状回颗粒细胞下层(SGZ),由于脑内解剖结构的复杂性和目前研究方法的局限性,目前对于NPCs的解剖定位、增殖、发育、分化过程及相关调控因素、生理功能等神经生物学特征尚未完全明了。就癫痫而言,反复的惊厥发作,在导致海马神经元死亡的同时,伴有脑内NPCs的激活,但是在发作的不同时期,其激活特点存在差异:在早期,脑内SGZ的NPCs发生增殖以后,发生移位迁移,形成异常神经环路,造成脑内异常兴奋反复传递,参与癫痫发作;而在癫痫晚期,脑内NPCs的增殖过程受到抑制,分化为GABA能抑制性神经元减少,导致脑内兴奋/抑制功能失衡,亦导致癫痫反复发作,因此,就癫痫发作后脑内神经干细胞激活过程及发挥作用的特征来看,癫痫发作后NPCs自然激活过程不利于癫痫发作的控制,鉴于脑内NPCs的生物学行为受所处微环境中生长因子、神经递质及周围的胶质细胞等多因素调控,因此,有必要通过所处微环境中的外周因素及NPCs相关受体、转录因子及细胞周期等内在因素对其进行合理调控,使NPCs在癫痫的不同时期维持在一合理水平,从而达到减少或者控制癫痫发作的目的。同样,这一调控过程也适合其他神经疾病的脑损伤内源性修复机制研究,无论通过何种措施或干预何种分子,只有使脑内激活后的NPCs维持在一定的合理水平,且与周围微环境相适应,才有可能实现脑损伤的最终修复。在未阐明NPCs激活后神经生物行为学特点(是否与周围既往存在的神经细胞发生有效整合?整合后的功能是否适合周围的微环境?是否与整个脑功能协调?)之前,脑内NPCs的过度激活或者过度抑制,均不利于脑损伤后脑结构和功能的修复。

关键词：癫痫发作神经干细胞惊厥性脑损伤

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新兴学科神经生物学特色专业建设研究与实践中点滴体会和思考

新兴学科神经生物学特色专业建设研究与实践中点滴体会和思考

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中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会

作者：李俊发雷慧萌张婷徐志卿徐群渊王晓民首都医科大学神经生物学系

首都医科大学神经生物学在国内建设较早,1993年通过整合神经生物学研究室（1985）和北京神经科学研究所（1988）成立神经生物学系,并于2004年增设了疼痛生物医学研究所和高级脑功能研究中心。该学科于2007年获批国家重点学科;2008年和2... 详细信息

首都医科大学神经生物学在国内建设较早,1993年通过整合神经生物学研究室（1985）和北京神经科学研究所（1988）成立神经生物学系,并于2004年增设了疼痛生物医学研究所和高级脑功能研究中心。该学科于2007年获批国家重点学科;2008年和2009年,本科神经生物学课程和教师队伍相继被评为"国家级精品课程"和"国家级优秀教学团队";2010年成为北京市脑重大疾病重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地。尽管我们学系在研究生教学积累基础上,1999年在国内率先为临床医学本科生开设神经生物学课程,2000年编写《医用神经生物学》,目前学科和课程体系已形成。然而,神经生物学作为一门新兴学科,相对于传统学科课程还较为薄弱、教学相对于科研并非齐头并进,尚需进一步完善。如我校5年和7年制临床医学本科神经生物学理论和实验课分别为36和9学时,尚未形成反映学科实力的规范主流课程;由于科学技术和神经生物学理论不断发展更新,急需出版一本相应的医学本科教材;此外,神经生物学先有科研后有教学,内容属最新科研成果,相对缺少经典性。为此,我们近年在如下方面加大了建设力度:（1）在教学内容、方法、手段和效果等方面,主要强调还原、简化的原则,实验设计与实施方面则主要考虑现实科研工作,并结合我系强势神经科学研究特色;（2）在无可借鉴情况下,完善和丰富已创立实验课内容体系,同时鼓励本科生成立科研小组,利用业余时间参与研究室科研活动（第二课堂）;（3）编写讲义和系统辅助教材,尽快形成适合医学教学基本架构的系列教材;（4）开展课程教案、大纲、习题、实验、教学文件、课堂录像,以及参考资料等教学资源上网开放等工作;（5）重视师资队伍完善和青年教师培养,以及国内外教学交流,同时根据学科特色,使教学内容紧跟国际神经科学发展前沿,如在5年制基础医学专业增设18学时的《神经科学进展》课程。尽管目前教学效果良好,但还存在一些有待改进的方面和问题,如我们是否应该按照传统课程的建设和评价标准,来建设神经生物学精品课程等。因此,我们必须加快教改步伐,解决本新兴学科研究前沿发展迅速、与多经典学科相关内容交叉等为教学内容取舍和精炼所带来的问题;针对我校总体发展目标,尽快地将我校神经生物学建设成能够代表学校和首都特色、在国内有影响力的特色专业。

关键词：新兴学科特色专业神经生物学精品课程优秀教学团队

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