神經(jīng)工程導(dǎo)論(本科/生物醫(yī)學(xué)工程)
定 價:65 元
我社與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會共同調(diào)研、反復(fù)論證后確定本套教材品種,共同遴選主編。得到國內(nèi)近百所院校的響應(yīng)與支持參與。1.國內(nèi)首套生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)規(guī)劃教材,教指委主導(dǎo),代表全國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)水平;2.近百所醫(yī)學(xué)及理工科院校參與,具有相當(dāng)?shù)男袠I(yè)普遍性;3.基于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),體現(xiàn)教材三基五性三特定原則;4.以融合教材形式呈現(xiàn),紙書更加精煉明晰,數(shù)字部分呈現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)特點(diǎn)。
本教材按照國家衛(wèi)生健康委員會與高等學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃的首套生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)系列教材的要求進(jìn)行編寫。教材內(nèi)容編寫力圖做到體現(xiàn)時代性、前沿性、先進(jìn)性和科學(xué)性,讓讀者既能系統(tǒng)了解該領(lǐng)域的基本概念、基本原理及相關(guān)的技術(shù),又能把握該領(lǐng)域內(nèi)前沿應(yīng)用。神經(jīng)工程是一個多學(xué)科交叉融合的新興領(lǐng)域,它融合神經(jīng)科學(xué)和工程學(xué)方法分析神經(jīng)功能,解決與神經(jīng)科學(xué)相關(guān)的問題,并為神經(jīng)系統(tǒng)的康復(fù),以及健康人的機(jī)體功能提升提供有效的解決方案。神經(jīng)工程雖是一門十分年輕的學(xué)科,未來必將是中國腦計劃、十四五規(guī)劃中腦科學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤┣罢靶、?zhàn)略性國家重大科技項(xiàng)目中不可或缺的部分。然而目前缺少對神經(jīng)工程方向系統(tǒng)介紹的教材,同時為推動學(xué)科的發(fā)展,完善國內(nèi)相關(guān)學(xué)科方向教材體系,為我國在神經(jīng)工程領(lǐng)域開展人才培養(yǎng)和教學(xué)實(shí)踐開展提供有力保障,本教材應(yīng)運(yùn)而生。
神經(jīng)工程是一個多學(xué)科交叉融合的新興領(lǐng)域,它融合神經(jīng)科學(xué)和工程學(xué)方法分析神經(jīng)功能,解決與神經(jīng)科學(xué)相關(guān)的問題,并為神經(jīng)系統(tǒng)的康復(fù),以及健康人的機(jī)體功能提升提供有效的解決方案。神經(jīng)工程雖是一門十分年輕的學(xué)科,未來必將是中國腦計劃、十四五規(guī)劃中腦科學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤┣罢靶、?zhàn)略性國家重大科技項(xiàng)目中不可或缺的部分。然而目前缺少對神經(jīng)工程方向系統(tǒng)介紹的教材,同時為推動學(xué)科的發(fā)展,完善國內(nèi)相關(guān)學(xué)科方向教材體系,為我國在神經(jīng)工程領(lǐng)域開展人才培養(yǎng)和教學(xué)實(shí)踐開展提供有力保障,本教材應(yīng)運(yùn)而生。本教材按照國家衛(wèi)生健康委員會與高等學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃的首套生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)系列教材的要求進(jìn)行編寫。教材內(nèi)容編寫力圖做到體現(xiàn)時代性、前沿性、先進(jìn)性和科學(xué)性,讓讀者既能系統(tǒng)了解該領(lǐng)域的基本概念、基本原理及相關(guān)的技術(shù),又能把握該領(lǐng)域內(nèi)前沿應(yīng)用。教材編寫過程中得到了眾多院校專家的支持,由國內(nèi)多所高校從事神經(jīng)工程領(lǐng)域研究且教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師和研究人員共同編寫而成。教材的編寫得到了中國工程院顧曉松院士及清華大學(xué)高上凱教授的大力支持,特邀請兩位專家擔(dān)任教材主審。全教材共分為九章。章緒論,由西南科技大學(xué)張楊松和電子科技大學(xué)堯德中共同編寫;第二章神經(jīng)系統(tǒng)概述,由西安交通大學(xué)王玨和李延海共同編寫;第三章認(rèn)知與心理,由重慶大學(xué)侯文生和陸軍軍醫(yī)大學(xué)何諧編寫;第四章神經(jīng)系統(tǒng)的病理基礎(chǔ),由南開大學(xué)楊卓、天津醫(yī)科大學(xué)趙景霞和天津大學(xué)張引國共同編寫;第五章神經(jīng)康復(fù)基礎(chǔ),由西安交通大學(xué)王玨、陳艷妮和中山大學(xué)竇祖林共同編寫;第六章神經(jīng)電信號及其檢測分析方法,由浙江大學(xué)封洲燕編寫;第七章神經(jīng)功能成像基礎(chǔ),由電子科技大學(xué)羅程和堯德中共同編寫;第八章神經(jīng)調(diào)控基礎(chǔ),由重慶大學(xué)侯文生和陳琳編寫;第九章神經(jīng)工程技術(shù)及應(yīng)用,由天津大學(xué)明東、昆明理工大學(xué)伏云發(fā)、河北工業(yè)大學(xué)徐桂芝、天津大學(xué)倪廣健、上海大學(xué)楊幫華和上海交通大學(xué)呂寶糧共同編寫。教材由明東和堯德中終統(tǒng)稿。教材的編寫和出版受到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金及天津大學(xué)研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目等的共同支持,教材編寫中也參考和引用了眾多學(xué)者的研究成果,所參閱的主要文獻(xiàn)資料均已在書后列出,作者向項(xiàng)目資助及相關(guān)研究者表示衷心的感謝。教材編寫中得到高等學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會和人民衛(wèi)生出版社的大力支持和幫助,在此一并致謝!本教材配套教學(xué)資源豐富,每章附有復(fù)習(xí)思考題,配套附有數(shù)字資源如教學(xué)課件、同步練習(xí),供讀者選用。本教材適用于生物醫(yī)學(xué)工程類專業(yè)以及與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)相關(guān)的交叉專業(yè)本科生及研究生作為神經(jīng)工程學(xué)相關(guān)課程教材,也可作為所有對該領(lǐng)域感興趣的科研與工程技術(shù)人員的入門參考書。全體編寫和審定人員為本教材的定稿付出了辛勤的勞動,在此表示衷心感謝。由于神經(jīng)工程學(xué)是一門新興且多學(xué)科交叉的學(xué)科,發(fā)展迅速,很多內(nèi)容還在逐步完善的過程中,限于編者水平,本教材難免有不足之處,懇請讀者批評指正,以求后續(xù)予以修正和補(bǔ)充。明 東 堯德中2021 年6 月
2010年度新世紀(jì)優(yōu)秀人才,天津市131創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工程層次人選;天津大學(xué)研究生院學(xué)科建設(shè)辦公室主任,天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系Chair Professor(系主任),天津大學(xué)神經(jīng)工程與康復(fù)實(shí)驗(yàn)室主任、神經(jīng)工程研究團(tuán)隊學(xué)術(shù)帶頭人;九三學(xué)社天津大學(xué)委員會主任委員;天津市南開區(qū)政協(xié)科技委副主任;天津大學(xué)青年教師聯(lián)誼會理事長;天津大學(xué)科協(xié)副主席
章 緒論 /1節(jié) 神經(jīng)工程概述 / 1一、 神經(jīng)工程的基本概念 / 1二、 神經(jīng)工程系統(tǒng)的基本構(gòu)成 / 2三、 神經(jīng)工程的分類及簡介 / 4第二節(jié) 神經(jīng)工程的研究與應(yīng)用范疇 / 8一、 神經(jīng)工程的研究范疇 / 8二、 神經(jīng)工程的應(yīng)用范疇 / 10第三節(jié) 神經(jīng)工程的未來發(fā)展方向 / 12本章小結(jié) / 13思考題 / 14第二章 神經(jīng)系統(tǒng)概述 /15節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu) / 15一、 中樞神經(jīng)系統(tǒng) / 15二、 周圍神經(jīng)系統(tǒng) / 33三、 神經(jīng)傳導(dǎo)通路 / 39第二節(jié) 神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與功能 / 43一、 神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能 / 44二、 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能 / 46第三節(jié) 神經(jīng)元間的信息傳遞 / 48一、 突觸的類型 / 48二、 電突觸的結(jié)構(gòu)與特征 / 48三、 化學(xué)性突觸的結(jié)構(gòu)及分類 / 49四、 化學(xué)性突觸的傳遞過程、調(diào)節(jié)及特征 / 50五、 突觸后電位 / 52第四節(jié) 神經(jīng)元的聯(lián)系方式與整合機(jī)制 / 53一、 神經(jīng)元的聯(lián)系方式 / 53二、 整合機(jī)制 / 54本章小結(jié) / 56思考題 / 57目 錄/ / 12第三章 認(rèn)知與心理 /58節(jié) 認(rèn)知心理概述 / 58一、 認(rèn)知心理學(xué)發(fā)展 / 58二、 認(rèn)知神經(jīng)心理主要假說 / 59三、 認(rèn)知心理學(xué)的主要觀點(diǎn)及研究方法 / 60四、 認(rèn)知心理的偏側(cè)化效應(yīng)及其影響因素 / 61第二節(jié) 認(rèn)知心理的信息加工機(jī)制 / 62一、 認(rèn)知心理的信息系統(tǒng)組成 / 62二、 認(rèn)知心理信息加工過程 / 63三、 認(rèn)知心理的整合與相互作用 / 65第三節(jié) 神經(jīng)工程的人機(jī)交互認(rèn)知心理效應(yīng) / 67一、 神經(jīng)刺激的感覺心理效應(yīng) / 67二、 人機(jī)交互的腦力負(fù)荷 / 70三、 注意與情緒的神經(jīng)調(diào)控 / 71第四節(jié) 認(rèn)知神經(jīng)心理測評 / 72一、 認(rèn)知神經(jīng)心理評估的基本概念 / 72二、 常用認(rèn)知神經(jīng)心理測量方法 / 73三、 測量結(jié)果的解釋 / 74本章小結(jié) / 76思考題 / 76第四章 神經(jīng)系統(tǒng)的病理基礎(chǔ) /77節(jié) 概論 / 77第二節(jié) 中樞神經(jīng)病理 / 77一、 中樞神經(jīng)損傷的病因和分類 / 78二、 中樞神經(jīng)損傷的病理特征 / 78三、 中樞神經(jīng)損傷的修復(fù) / 81第三節(jié) 周圍神經(jīng)病理 / 81一、 周圍神經(jīng)損傷的病因和分類 / 81二、 周圍神經(jīng)損傷后的病理變化 / 84三、 周圍神經(jīng)損傷的功能檢測和修復(fù) / 86第四節(jié) 自主神經(jīng)生理與病理 / 89一、 中樞神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)臟活動的調(diào)節(jié) / 89二、 自主神經(jīng)功能紊亂 / 92三、 自主神經(jīng)損傷病理 / 93四、 自主神經(jīng)功能檢測 / 93第五節(jié) 神經(jīng)心理疾病 / 94一、 神經(jīng)心理學(xué)概述 / 94二、 神經(jīng)心理疾病種類 / 94本章小結(jié) / 98思考題 / 99第五章 神經(jīng)康復(fù)基礎(chǔ) / 100節(jié) 神經(jīng)再生與修復(fù)/ 100一、 中樞神經(jīng)系統(tǒng)的再生與修復(fù) / 100二、 周圍神經(jīng)系統(tǒng)的再生與修復(fù) / 102三、 神經(jīng)干細(xì)胞與神經(jīng)再生修復(fù) / 103四、 生物組織工程與神經(jīng)再生修復(fù) / 105第二節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性 / 107一、 神經(jīng)系統(tǒng)可塑性的理論機(jī)制 / 108二、 中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的可塑性 / 109三、 周圍神經(jīng)損傷后的可塑性 / 111四、 老年人神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性 / 112五、 增強(qiáng)神經(jīng)可塑性的康復(fù)治療方法 / 112六、 豐富環(huán)境 / 114第三節(jié) 感覺與運(yùn)動控制理論 / 114一、 運(yùn)動控制概述 / 114二、 神經(jīng)肌肉的運(yùn)動控制理論 / 115三、 與動作控制有關(guān)的理論 / 117四、 運(yùn)動控制檢測技術(shù) / 119五、 運(yùn)動控制的實(shí)踐應(yīng)用 / 121本章小結(jié) / 122思考題 / 123第六章 神經(jīng)電信號及其檢測分析方法 / 124節(jié) 神經(jīng)電生理的理論基礎(chǔ) / 124一、 細(xì)胞膜的組成結(jié)構(gòu)和基本電特性 / 125二、 細(xì)胞膜的靜息電位和動作電位 / 129第二節(jié) 細(xì)胞膜離子通道的理論模型 / 132一、 離子通道模型的建立 / 132二、 HH 離子通道模型的仿真 / 138三、 HH 離子通道模型的應(yīng)用 / 142第三節(jié) 神經(jīng)電信號的檢測方法 / 144一、 不同層次腦神經(jīng)系統(tǒng)電信號的檢測 / 144二、 微電極陣列記錄技術(shù) / 146三、 神經(jīng)元鋒電位信號的檢測和分類 / 148第四節(jié) 神經(jīng)電信號的分析方法 / 154一、 神經(jīng)元脈沖序列的分析方法 / 154二、 腦電圖EEG 的分析方法 / 161本章小結(jié) / 164思考題 / 165第七章 神經(jīng)功能成像基礎(chǔ) / 166節(jié) 功能磁共振成像原理與計算 / 166一、 BOLD-fMRI 成像基礎(chǔ) / 167二、 BOLD-fMRI 數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ) / 167三、 靜息態(tài)fMRI 計算 / 169四、 任務(wù)態(tài)fMRI 計算 / 172第二節(jié) PET/SPECT 成像原理與計算 / 177一、 PET 神經(jīng)成像原理基礎(chǔ) / 177二、 SPECT 神經(jīng)成像原理 / 178三、 PET/SPECT 神經(jīng)成像分析及臨床應(yīng)用 / 180第三節(jié) 影像腦網(wǎng)絡(luò)分析方法 / 183一、 腦網(wǎng)絡(luò)分析概述 / 183二、 腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分析方法 / 185三、 腦功能網(wǎng)絡(luò)分析方法 / 187四、 腦功能有向連接分析方法 / 190第四節(jié) 多模態(tài)成像分析方法 / 193一、 多模態(tài)成像分析概述 / 193二、 非對稱的多模態(tài)成像融合技術(shù) / 196三、 對稱多模態(tài)成像融合技術(shù) / 200四、 多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)及融合評估技術(shù) / 201本章小結(jié) / 205思考題 / 205第八章 神經(jīng)調(diào)控基礎(chǔ) / 206節(jié) 神經(jīng)調(diào)控概述 / 206第二節(jié) 神經(jīng)電刺激 / 207一、 電刺激與神經(jīng)響應(yīng) / 207二、 功能性神經(jīng)電刺激 / 207三、 治療型神經(jīng)電刺激 / 210第三節(jié) 神經(jīng)磁刺激 / 213一、 磁場對神經(jīng)的調(diào)控 / 213二、 經(jīng)顱磁刺激 / 215三、 聚焦經(jīng)顱磁刺激技術(shù) / 218第四節(jié) 神經(jīng)光刺激 / 219一、 光基因及神經(jīng)調(diào)控 / 220二、 近紅外神經(jīng)刺激 / 220本章小結(jié) / 223思考題 / 223第九章 神經(jīng)工程技術(shù)及應(yīng)用 / 224節(jié) 腦- 機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 / 224一、 腦- 機(jī)接口技術(shù):變革性的人機(jī)交互 / 224二、 腦- 機(jī)接口范式 / 227三、 腦- 機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 / 232四、 腦- 機(jī)接口未來的發(fā)展趨勢 / 233第二節(jié) 神經(jīng)形態(tài)芯片 / 234一、 神經(jīng)形態(tài)芯片基本知識 / 234二、 CMOS 神經(jīng)形態(tài)芯片 / 236三、 FPGA 數(shù)字神經(jīng)形態(tài)芯片 / 237四、 憶阻器神經(jīng)形態(tài)芯片 / 240五、 光子神經(jīng)形態(tài)芯片 / 243六、 石墨烯電容器 / 244第三節(jié) 神經(jīng)假體 / 245一、 神經(jīng)假體概述 / 245二、 視覺神經(jīng)假體 / 245三、 聽覺神經(jīng)假體 / 249第四節(jié) 神經(jīng)工程在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診治方面的應(yīng)用 / 251一、 疾病的監(jiān)測 / 252二、 疾病的診斷 / 254三、 疾病的康復(fù)治療 / 255第五節(jié) 基于腦電和眼電信號融合的警覺度估計 / 263一、 引言 / 263二、 警覺度 / 264三、 警覺度標(biāo)注 / 265四、 警覺度估計 / 265五、 跨被試者警覺度估計 / 269本章小結(jié) / 275思考題 / 275推薦閱讀 / 276中英文名詞對照索引 / 278