課程概述
當前世界各國紛紛推出各自的腦計劃,將神經科學研究列為戰略發展方向。例如,2013年美國推行了BRAIN
Initiative(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies,通過推動創新型神經技術開展大腦研究)計劃;2021年中國推出科技創新2030
——「腦科學與類腦研究」重大計劃。「神經光子學」應運而生,近年來得到迅速發展,成為一門新興的前沿交叉學科。神經光子學研究,不僅有助於揭示腦認知發展規律、提供疾病診治依據,還將推動腦機接口、人工智能等領域的發展。然而,國際上尚未出現相關專著系統地介紹該新興學科。
自2018年秋季學期始,清華大學面向光學工程、生物醫學工程等專業的高年級本科生(或研究生)開設了《神經光子學》課程,介紹「神經光子學」的生物背景知識、相關研究技術,並探討未來發展方向。
教學單元
1 課程簡介
2 第一章 引言
1.1 腦科學研究的意義
1.2 腦科學研究的歷史
1.3 腦科學研究的現狀
1.4 神經科學的研究方法
3 第二章 神經組織光學
2.1 神經生物學簡介
2.2 組織光學
2.3 螢光標記技術
2.4 常用的模式動物
4 第三章 神經結構、功能成像(線性光學部分)
3.1 常規光學顯微技術
3.2 普通寬場螢光顯微
3.3 激光掃瞄共聚焦顯微
3.4 光片顯微
3.5 光聲顯微
5 第四章 神經結構、功能成像(非線性光學部分)
4.1 非線性光學簡介
4.2 多光子螢光顯微
4.3 諧波產生顯微
4.4 非彈性散射顯微
6 第五章 神經活動操控
5.1 光學調控原理與技術實現
5.2 其他神經操控技術
7 第六章 當前研究熱點與未來發展方向
6.1 腦連接組學
6.2 自由活動動物神經活動觀測
6.3 全光電生理技術
6.4 計算成像
課程列表
名稱 時間長度
第01講課程簡介 00:14:06
第02講1.1 腦科學研究的意義 00:05:09
第03講1.2 腦科學研究的歷史A 00:03:02
第04講1.2 腦科學研究的歷史B 00:19:36
第05講1.3 腦科學研究的現狀 00:04:15
第06講1.4 神經科學的研究方法 00:21:43
第07講2.1 神經生物學簡介A 00:34:28
第08講2.1 神經生物學簡介B 00:11:00
第09講2.2 組織光學 00:33:18
第10講2.3 螢光標記技術 00:13:12
第11講2.4 常用的模式動物 00:02:58
第12講3.1.1 光學顯微中的幾個重要概念A 00:15:20
第13講3.1.1 光學顯微中的幾個重要概念B 00:13:36
第14講3.1.2 相襯顯微與暗場顯微 00:34:10
第15講3.1.3 偏振顯微與DIC_A 00:30:48
第16講3.1.3 偏振顯微與DIC_B 00:09:25
第17講3.1.4 光學相干層析成像 00:36:46
第18講3.2.1 寬場螢光顯微 00:17:50
第19講3.2.2 基於結構光照明的寬場層析顯微A 00:13:59
第20講3.2.2 基於結構光照明的寬場層析顯微B 00:01:49
第21講3.3 激光掃瞄共聚焦顯微 00:35:45
第22講3.4.1 光片顯微的原理A 00:02:36
第23講3.4.1 光片顯微的原理B 00:19:20
第24講3.4.2 光片顯微的研究進展A 00:25:46
第25講3.4.2 光片顯微的研究進展B 00:03:20
第26講3.4.3 光片顯微的應用 00:02:41
第27講3.5 光聲成像A 00:43:56
第28講3.5 光聲成像B 00:35:29
第29講4.1 非線性光學簡介 00:51:12
第30講4.2 多光子螢光顯微A1 00:22:51
第31講4.2 多光子螢光顯微A2 00:04:50
第32講4.2 多光子螢光顯微B1 00:20:00
第33講4.2 多光子螢光顯微B2 00:19:54
第34講4.3 諧波產生顯微A 00:05:00
第35講4.3 諧波產生顯微B 00:35:57
第36講4.4 非彈性散射顯微A 00:35:46
第37講4.4 非彈性散射顯微B 00:43:32
第38講5.1.1 光遺傳技術A 00:16:19
第39講5.1.1 光遺傳技術B 00:30:32
第40講5.1.2 光解籠技術 00:01:16
第41講5.2 其他神經調控技術 00:07:25
第42講6.1 腦連接組學 00:25:37
第43講6.2 自由活動動物神經活動觀測與調控 00:15:31
第44講6.3 全光電生理技術 00:10:46
第45講6.4 計算成像 00:12:35
第46講腦功能光學成像技術進展(2022年中國光學學會生物醫學光學分會邀請報告) 00:20:04
第47講《我們如何研究我們的大腦》 01:05:37
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