跳到正文
WiredMind

教师指南

不需要任何培训,就能上好每一课:45分钟的教学安排、学生应观察到的现象、参考答案,还有可打印的学习单。

  1. 第1课

    果蝇怎样记住一种气味

    学生追踪一种气味,从感受器一直到读取气味记忆的细胞,并证明:让通路中的一层沉默,后面的一切都会被切断。

    教师指南学生学习单给全班演示

  2. 第2课

    果蝇怎么知道自己面朝哪边

    学生看到:一圈神经元用一小块活动来表示果蝇的朝向,而来自环形神经元的抑制让这块活动稳在原位。

    教师指南学生学习单给全班演示

  3. 第3课

    30毫秒大逃亡

    学生追踪一个反射,在大约30毫秒内从眼睛传到腿部肌肉,并证明快速逃生取决于一个环节:巨纤维。

    教师指南学生学习单给全班演示

配套课程

在以色列,许多选修5学分生物的高中生,也在Campus IL上学习特拉维夫大学的免费课程《大脑:最奇妙的机器》 (在新标签页中打开),授课教师是约西·约韦尔(Yossi Yovel)教授和亚尼夫·阿萨夫(Yaniv Assaf)教授。那门课程深入讲解神经元、动作电位和突触,这里的课程可以作为它的动手配套练习。WiredMind是一个独立项目,与该课程、该大学以及Campus IL均无隶属关系。

关键术语

基础术语

神经元
也就是神经细胞。它接收其他细胞传来的信号,信号累加到足够多时,就发出自己的信号。
动作电位(峰电位)
活跃的神经元沿着自身传出的一次短暂电脉冲,也叫动作电位。在课程里,每闪一次光就代表一次放电。
突触
一个神经元把信号传给下一个神经元的连接处。两个细胞之间的突触越多,它们的联系就越强。
神经递质
神经元在突触处释放的化学物质,用来把信号传下去。有的神经递质让下一个细胞兴奋,有的则抑制它。
兴奋
推动下一个神经元放电的信号。
抑制
拦住下一个神经元、不让它放电的信号。网络要靠它才能保持稳定和精确。
乙酰胆碱
果蝇大脑里最主要的兴奋性神经递质。在课程里,释放它的细胞会让与自己相连的细胞兴奋。
GABA
一种抑制性神经递质,果蝇和人体内都有。在课程里,释放GABA的细胞会让与自己相连的细胞安静下来。
神经回路
连在一起完成一项任务的一组神经元,比如认出一种气味,或者触发一次跳跃。
连接组
一个神经系统的完整连接图:每一个神经元,以及它们之间的每一个突触。课程用的是一只真实果蝇的连接组。
刺激
课程里的一个按钮,能让一组细胞放电片刻,很像科学家用光开启选定的细胞。
沉默
课程里的一个按钮,能让一组细胞停止放电,看看回路的其余部分没有它们会怎样。

第1课 · 果蝇怎样记住一种气味

触角
果蝇头上的两根“小天线”。果蝇用它们闻气味,就像你用鼻子闻一样。
气味感受器
触角上的神经细胞,气味一落到上面,它们就放电。每一种气味都从这里开始。
触角叶
气味进入果蝇大脑后的第一站。气味感受器在这里把信号交给投射神经元。
投射神经元
把气味信号从触角叶送往大脑深处、一直送到蘑菇体的神经细胞。
蘑菇体
昆虫大脑里一个形状像蘑菇的部分。气味在这里被分拣,气味记忆也储存在这里。
Kenyon细胞
蘑菇体里的小神经细胞。每种气味只开启其中不同的一小撮,所以每种气味都有自己的模式。
输出神经元
读取Kenyon细胞的模式,再把它传给大脑其他部分的神经细胞。科学家叫它们MBON,也就是蘑菇体输出神经元。

第2课 · 果蝇怎么知道自己面朝哪边

转向神经元
果蝇转身时放电的神经细胞,它们推着亮斑沿罗盘移动。科学家叫它们P-EN2神经元。
罗盘神经元
排成一圈的神经细胞,负责记住果蝇面朝哪边。科学家叫它们E-PG神经元。
活动亮斑
罗盘神经元中正在活跃的那一小片。它在环上的位置,表示果蝇面朝哪边。
环形神经元
把果蝇看到的东西(比如地标)送给罗盘的神经细胞。它们让罗盘神经元安静下来,亮斑才能稳在原位。
地标
果蝇看得见、位置又固定不动的东西,比如太阳或一棵树。果蝇靠它稳住自己的方向感。
前脑桥
果蝇大脑里一个长条形的部分。罗盘神经元和转向神经元都从这里穿过。

第3课 · 30毫秒大逃亡

逼近神经元
果蝇眼睛后面的神经细胞。视野里有东西迅速变大时(比如苍蝇拍越来越近),它们就放电。科学家叫它们LC4和LPLC2。
巨纤维
一个非常粗的神经细胞,从大脑一直伸到神经索。果蝇最快的逃生信号就由它传递。果蝇有两条巨纤维,左右各一条。
神经索
相当于果蝇的脊髓:胸部的一束神经细胞,控制着腿和翅膀。
跳跃神经元
运动神经元。它们让中间那对腿的跳跃肌收缩,果蝇就弹到空中。
反射弧
反射走过的路线:从感觉神经元出发,经过一个或几个中继细胞,到达带动肌肉的运动神经元。
感觉神经元
从外界接收信息(比如光或一种气味)并报告给大脑的神经元。
运动神经元
把指令传到肌肉、让肌肉收缩的神经元。
电突触
两个神经元之间的直接通道,传递信号几乎没有延迟。课程所用的连接图只记录了化学突触。