神经工程导论（本科/生物医学工程）

作者: 明东 , 尧德中

出版社: 人民卫生出版社

出版时间: 2022-11

版次: 1

ISBN: 9787117329972

定价: 65.00

装帧: 其他

开本: 大16开

纸张: 胶版纸

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>医药卫生

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我社与生物医学工程专业教学指导委员会共同调研、反复论证后确定本套教材品种，共同遴选主编。得到国内近百所院校的响应与支持参与。
  1.国内首套生物医学工程专业国家级规划教材，教指委主导，代表全国生物医学工程专业水平；
  2.近百所医学及理工科院校参与，具有相当的行业普遍性；
  3.基于生物医学工程专业培养目标出发，体现教材三基五性三特定原则；
  4.以融合教材形式呈现，纸书更加精炼明晰，数字部分呈现生物医学工程专业特点。 2010年度“新世纪优秀人才”，天津市“131”创新型人才培养工程第一层次人选；天津大学研究生院学科建设办公室主任，天津大学生物医学工程系Chair Professor（系主任），天津大学神经工程与康复实验室主任、神经工程研究团队学术带头人；九三学社天津大学委员会主任委员；天津市南开区政协科技委副主任；天津大学青年教师联谊会理事长；天津大学科协副主席第一章绪论 /1

第一节神经工程概述 / 1

一、神经工程的基本概念 / 1

二、神经工程系统的基本构成 / 2

三、神经工程的分类及简介 / 4

第二节神经工程的研究与应用范畴 / 8

一、神经工程的研究范畴 / 8

二、神经工程的应用范畴 / 10

第三节神经工程的未来发展方向 / 12

本章小结 / 13

思考题 / 14

第二章神经系统概述 /15

第一节神经系统的基本组织结构 / 15

一、中枢神经系统 / 15

二、周围神经系统 / 33

三、神经传导通路 / 39

第二节神经元和胶质细胞的基本结构与功能 / 43

一、神经元的结构与功能 / 44

二、神经胶质细胞的结构与功能 / 46

第三节神经元间的信息传递 / 48

一、突触的类型 / 48

二、电突触的结构与特征 / 48

三、化学性突触的结构及分类 / 49

四、化学性突触的传递过程、调节及特征 / 50

五、突触后电位 / 52

第四节神经元的联系方式与整合机制 / 53

一、神经元的联系方式 / 53

二、整合机制 / 54

本章小结 / 56

思考题 / 57

目录/ / 12

第三章认知与心理 /58

第一节认知心理概述 / 58

一、认知心理学发展 / 58

二、认知神经心理主要假说 / 59

三、认知心理学的主要观点及研究方法 / 60

四、认知心理的偏侧化效应及其影响因素 / 61

第二节认知心理的信息加工机制 / 62

一、认知心理的信息系统组成 / 62

二、认知心理信息加工过程 / 63

三、认知心理的整合与相互作用 / 65

第三节神经工程的人机交互认知心理效应 / 67

一、神经刺激的感觉心理效应 / 67

二、人机交互的脑力负荷 / 70

三、注意与情绪的神经调控 / 71

第四节认知神经心理测评 / 72

一、认知神经心理评估的基本概念 / 72

二、常用认知神经心理测量方法 / 73

三、测量结果的解释 / 74

本章小结 / 76

思考题 / 76

第四章神经系统的病理基础 /77

第一节概论 / 77

第二节中枢神经病理 / 77

一、中枢神经损伤的病因和分类 / 78

二、中枢神经损伤的病理特征 / 78

三、中枢神经损伤的修复 / 81

第三节周围神经病理 / 81

一、周围神经损伤的病因和分类 / 81

二、周围神经损伤后的病理变化 / 84

三、周围神经损伤的功能检测和修复 / 86

第四节自主神经生理与病理 / 89

一、中枢神经系统对内脏活动的调节 / 89

二、自主神经功能紊乱 / 92

三、自主神经损伤病理 / 93

四、自主神经功能检测 / 93

第五节神经心理疾病 / 94

一、神经心理学概述 / 94

二、神经心理疾病种类 / 94

本章小结 / 98

思考题 / 99

第五章神经康复基础 / 100

第一节神经再生与修复/ 100

一、中枢神经系统的再生与修复 / 100

二、周围神经系统的再生与修复 / 102

三、神经干细胞与神经再生修复 / 103

四、生物组织工程与神经再生修复 / 105

第二节神经系统的可塑性 / 107

一、神经系统可塑性的理论机制 / 108

二、中枢神经系统损伤后的可塑性 / 109

三、周围神经损伤后的可塑性 / 111

四、老年人神经系统的可塑性 / 112

五、增强神经可塑性的康复治疗方法 / 112

六、丰富环境 / 114

第三节感觉与运动控制理论 / 114

一、运动控制概述 / 114

二、神经肌肉的运动控制理论 / 115

三、与动作控制有关的理论 / 117

四、运动控制检测技术 / 119

五、运动控制的实践应用 / 121

本章小结 / 122

思考题 / 123

第六章神经电信号及其检测分析方法 / 124

第一节神经电生理的理论基础 / 124

一、细胞膜的组成结构和基本电特性 / 125

二、细胞膜的静息电位和动作电位 / 129

第二节细胞膜离子通道的理论模型 / 132

一、离子通道模型的建立 / 132

二、 HH 离子通道模型的仿真 / 138

三、 HH 离子通道模型的应用 / 142

第三节神经电信号的检测方法 / 144

一、不同层次脑神经系统电信号的检测 / 144

二、微电极阵列记录技术 / 146

三、神经元锋电位信号的检测和分类 / 148

第四节神经电信号的分析方法 / 154

一、神经元脉冲序列的分析方法 / 154

二、脑电图EEG 的分析方法 / 161

本章小结 / 164

思考题 / 165

第七章神经功能成像基础 / 166

第一节功能磁共振成像原理与计算 / 166

一、 BOLD-fMRI 成像基础 / 167

二、 BOLD-fMRI 数据分析基础 / 167

三、静息态fMRI 计算 / 169

四、任务态fMRI 计算 / 172

第二节 PET/SPECT 成像原理与计算 / 177

一、 PET 神经成像原理基础 / 177

二、 SPECT 神经成像原理 / 178

三、 PET/SPECT 神经成像分析及临床应用 / 180

第三节影像脑网络分析方法 / 183

一、脑网络分析概述 / 183

二、脑结构网络分析方法 / 185

三、脑功能网络分析方法 / 187

四、脑功能有向连接分析方法 / 190

第四节多模态成像分析方法 / 193

一、多模态成像分析概述 / 193

二、非对称的多模态成像融合技术 / 196

三、对称多模态成像融合技术 / 200

四、多模态网络融合技术及融合评估技术 / 201

本章小结 / 205

思考题 / 205

第八章神经调控基础 / 206

第一节神经调控概述 / 206

第二节神经电刺激 / 207

一、电刺激与神经响应 / 207

二、功能性神经电刺激 / 207

三、治疗型神经电刺激 / 210

第三节神经磁刺激 / 213

一、磁场对神经的调控 / 213

二、经颅磁刺激 / 215

三、聚焦经颅磁刺激技术 / 218

第四节神经光刺激 / 219

一、光基因及神经调控 / 220

二、近红外神经刺激 / 220

本章小结 / 223

思考题 / 223

第九章神经工程技术及应用 / 224

第一节脑- 机接口技术及应用 / 224

一、脑- 机接口技术：变革性的人机交互 / 224

二、脑- 机接口范式 / 227

三、脑- 机接口技术的应用领域 / 232

四、脑- 机接口未来的发展趋势 / 233

第二节神经形态芯片 / 234

一、神经形态芯片基本知识 / 234

二、 CMOS 神经形态芯片 / 236

三、 FPGA 数字神经形态芯片 / 237

四、忆阻器神经形态芯片 / 240

五、光子神经形态芯片 / 243

六、石墨烯电容器 / 244

第三节神经假体 / 245

一、神经假体概述 / 245

二、视觉神经假体 / 245

三、听觉神经假体 / 249

第四节神经工程在神经系统疾病的诊治方面的应用 / 251

一、疾病的监测 / 252

二、疾病的诊断 / 254

三、疾病的康复治疗 / 255

第五节基于脑电和眼电信号融合的警觉度估计 / 263

一、引言 / 263

二、警觉度 / 264

三、警觉度标注 / 265

四、警觉度估计 / 265

五、跨被试者警觉度估计 / 269

本章小结 / 275

思考题 / 275

推荐阅读 / 276

中英文名词对照索引 / 278
内容简介:
我社与生物医学工程专业教学指导委员会共同调研、反复论证后确定本套教材品种，共同遴选主编。得到国内近百所院校的响应与支持参与。
  1.国内首套生物医学工程专业国家级规划教材，教指委主导，代表全国生物医学工程专业水平；
  2.近百所医学及理工科院校参与，具有相当的行业普遍性；
  3.基于生物医学工程专业培养目标出发，体现教材三基五性三特定原则；
  4.以融合教材形式呈现，纸书更加精炼明晰，数字部分呈现生物医学工程专业特点。
作者简介:
2010年度“新世纪优秀人才”，天津市“131”创新型人才培养工程第一层次人选；天津大学研究生院学科建设办公室主任，天津大学生物医学工程系Chair Professor（系主任），天津大学神经工程与康复实验室主任、神经工程研究团队学术带头人；九三学社天津大学委员会主任委员；天津市南开区政协科技委副主任；天津大学青年教师联谊会理事长；天津大学科协副主席
目录:
第一章绪论 /1

第一节神经工程概述 / 1

一、神经工程的基本概念 / 1

二、神经工程系统的基本构成 / 2

三、神经工程的分类及简介 / 4

第二节神经工程的研究与应用范畴 / 8

一、神经工程的研究范畴 / 8

二、神经工程的应用范畴 / 10

第三节神经工程的未来发展方向 / 12

本章小结 / 13

思考题 / 14

第二章神经系统概述 /15

第一节神经系统的基本组织结构 / 15

一、中枢神经系统 / 15

二、周围神经系统 / 33

三、神经传导通路 / 39

第二节神经元和胶质细胞的基本结构与功能 / 43

一、神经元的结构与功能 / 44

二、神经胶质细胞的结构与功能 / 46

第三节神经元间的信息传递 / 48

一、突触的类型 / 48

二、电突触的结构与特征 / 48

三、化学性突触的结构及分类 / 49

四、化学性突触的传递过程、调节及特征 / 50

五、突触后电位 / 52

第四节神经元的联系方式与整合机制 / 53

一、神经元的联系方式 / 53

二、整合机制 / 54

本章小结 / 56

思考题 / 57

目录/ / 12

第三章认知与心理 /58

第一节认知心理概述 / 58

一、认知心理学发展 / 58

二、认知神经心理主要假说 / 59

三、认知心理学的主要观点及研究方法 / 60

四、认知心理的偏侧化效应及其影响因素 / 61

第二节认知心理的信息加工机制 / 62

一、认知心理的信息系统组成 / 62

二、认知心理信息加工过程 / 63

三、认知心理的整合与相互作用 / 65

第三节神经工程的人机交互认知心理效应 / 67

一、神经刺激的感觉心理效应 / 67

二、人机交互的脑力负荷 / 70

三、注意与情绪的神经调控 / 71

第四节认知神经心理测评 / 72

一、认知神经心理评估的基本概念 / 72

二、常用认知神经心理测量方法 / 73

三、测量结果的解释 / 74

本章小结 / 76

思考题 / 76

第四章神经系统的病理基础 /77

第一节概论 / 77

第二节中枢神经病理 / 77

一、中枢神经损伤的病因和分类 / 78

二、中枢神经损伤的病理特征 / 78

三、中枢神经损伤的修复 / 81

第三节周围神经病理 / 81

一、周围神经损伤的病因和分类 / 81

二、周围神经损伤后的病理变化 / 84

三、周围神经损伤的功能检测和修复 / 86

第四节自主神经生理与病理 / 89

一、中枢神经系统对内脏活动的调节 / 89

二、自主神经功能紊乱 / 92

三、自主神经损伤病理 / 93

四、自主神经功能检测 / 93

第五节神经心理疾病 / 94

一、神经心理学概述 / 94

二、神经心理疾病种类 / 94

本章小结 / 98

思考题 / 99

第五章神经康复基础 / 100

第一节神经再生与修复/ 100

一、中枢神经系统的再生与修复 / 100

二、周围神经系统的再生与修复 / 102

三、神经干细胞与神经再生修复 / 103

四、生物组织工程与神经再生修复 / 105

第二节神经系统的可塑性 / 107

一、神经系统可塑性的理论机制 / 108

二、中枢神经系统损伤后的可塑性 / 109

三、周围神经损伤后的可塑性 / 111

四、老年人神经系统的可塑性 / 112

五、增强神经可塑性的康复治疗方法 / 112

六、丰富环境 / 114

第三节感觉与运动控制理论 / 114

一、运动控制概述 / 114

二、神经肌肉的运动控制理论 / 115

三、与动作控制有关的理论 / 117

四、运动控制检测技术 / 119

五、运动控制的实践应用 / 121

本章小结 / 122

思考题 / 123

第六章神经电信号及其检测分析方法 / 124

第一节神经电生理的理论基础 / 124

一、细胞膜的组成结构和基本电特性 / 125

二、细胞膜的静息电位和动作电位 / 129

第二节细胞膜离子通道的理论模型 / 132

一、离子通道模型的建立 / 132

二、 HH 离子通道模型的仿真 / 138

三、 HH 离子通道模型的应用 / 142

第三节神经电信号的检测方法 / 144

一、不同层次脑神经系统电信号的检测 / 144

二、微电极阵列记录技术 / 146

三、神经元锋电位信号的检测和分类 / 148

第四节神经电信号的分析方法 / 154

一、神经元脉冲序列的分析方法 / 154

二、脑电图EEG 的分析方法 / 161

本章小结 / 164

思考题 / 165

第七章神经功能成像基础 / 166

第一节功能磁共振成像原理与计算 / 166

一、 BOLD-fMRI 成像基础 / 167

二、 BOLD-fMRI 数据分析基础 / 167

三、静息态fMRI 计算 / 169

四、任务态fMRI 计算 / 172

第二节 PET/SPECT 成像原理与计算 / 177

一、 PET 神经成像原理基础 / 177

二、 SPECT 神经成像原理 / 178

三、 PET/SPECT 神经成像分析及临床应用 / 180

第三节影像脑网络分析方法 / 183

一、脑网络分析概述 / 183

二、脑结构网络分析方法 / 185

三、脑功能网络分析方法 / 187

四、脑功能有向连接分析方法 / 190

第四节多模态成像分析方法 / 193

一、多模态成像分析概述 / 193

二、非对称的多模态成像融合技术 / 196

三、对称多模态成像融合技术 / 200

四、多模态网络融合技术及融合评估技术 / 201

本章小结 / 205

思考题 / 205

第八章神经调控基础 / 206

第一节神经调控概述 / 206

第二节神经电刺激 / 207

一、电刺激与神经响应 / 207

二、功能性神经电刺激 / 207

三、治疗型神经电刺激 / 210

第三节神经磁刺激 / 213

一、磁场对神经的调控 / 213

二、经颅磁刺激 / 215

三、聚焦经颅磁刺激技术 / 218

第四节神经光刺激 / 219

一、光基因及神经调控 / 220

二、近红外神经刺激 / 220

本章小结 / 223

思考题 / 223

第九章神经工程技术及应用 / 224

第一节脑- 机接口技术及应用 / 224

一、脑- 机接口技术：变革性的人机交互 / 224

二、脑- 机接口范式 / 227

三、脑- 机接口技术的应用领域 / 232

四、脑- 机接口未来的发展趋势 / 233

第二节神经形态芯片 / 234

一、神经形态芯片基本知识 / 234

二、 CMOS 神经形态芯片 / 236

三、 FPGA 数字神经形态芯片 / 237

四、忆阻器神经形态芯片 / 240

五、光子神经形态芯片 / 243

六、石墨烯电容器 / 244

第三节神经假体 / 245

一、神经假体概述 / 245

二、视觉神经假体 / 245

三、听觉神经假体 / 249

第四节神经工程在神经系统疾病的诊治方面的应用 / 251

一、疾病的监测 / 252

二、疾病的诊断 / 254

三、疾病的康复治疗 / 255

第五节基于脑电和眼电信号融合的警觉度估计 / 263

一、引言 / 263

二、警觉度 / 264

三、警觉度标注 / 265

四、警觉度估计 / 265

五、跨被试者警觉度估计 / 269

本章小结 / 275

思考题 / 275

推荐阅读 / 276

中英文名词对照索引 / 278

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