在醫(yī)學本科生課外科研活動中開展神經(jīng)科學基礎(chǔ)教學的體會

董玉琳 李 輝 李云慶

（空軍軍醫(yī)大學基礎(chǔ)醫(yī)學院人體解剖學組織學與胚胎學教研究，西安 710032）

神經(jīng)解剖學是人體解剖學的重要組成部分，是神經(jīng)科學的基礎(chǔ)。自20世紀70年代開始，神經(jīng)解剖學進入了輝煌發(fā)展的歷史時期，并在其基礎(chǔ)上，催生了一門新興學科—神經(jīng)科學或神經(jīng)生物學。神經(jīng)科學基礎(chǔ)是空軍軍醫(yī)大學醫(yī)學專業(yè)開設(shè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程除了介紹周圍和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成等神經(jīng)解剖學知識，還涉及神經(jīng)生理、神經(jīng)化學、神經(jīng)藥理學等多方面內(nèi)容，并緊跟全球神經(jīng)科學研究的發(fā)展趨勢和研究方向，是內(nèi)容系統(tǒng)、組織有序、高階性和前沿性較強的一門本科課程。眾所周知，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的腦和脊髓是人體司令部，位于顱腔和椎管內(nèi)，內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜且抽象，是基礎(chǔ)醫(yī)學中最難的學科之一，學生容易有畏難情緒，因此如何激發(fā)學生的內(nèi)在動力并調(diào)動學生的主動學習精神，是本課程面臨的主要問題之一。

培養(yǎng)學生的科學研究能力與學術(shù)品格是大學教育的目標之一。大學生課外科研活動是一種基于專業(yè)知識的探究性學習活動，是學習探索過程，也是幫助學生實現(xiàn)由完成式學習向創(chuàng)新性學習轉(zhuǎn)變的重要實踐性教學環(huán)節(jié)[1-2]。本校在國內(nèi)較早開展了本科生導(dǎo)師制，而本教研室也結(jié)合神經(jīng)科學基礎(chǔ)這門課程的自身特點，指導(dǎo)學有余力的本科生帶著課題，走進實驗室，提高其科研創(chuàng)新能力，同時教研結(jié)合，在參與課外科研的過程中，對神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、常用研究方法及神經(jīng)科學的最新進展等課程重點內(nèi)容有進一步更直觀的印象，加深學習效果?，F(xiàn)將主要介紹作者科研團隊如何在醫(yī)學本科生課外科研中開展神經(jīng)科學基礎(chǔ)教學，與業(yè)界同仁交流經(jīng)驗。

1 教研相長，在授課過程中盡早培養(yǎng)學生的科研意識

課外科研的開展需要參與的學員具有一定的知識儲備和有效時間，因此學員層次的選擇一般以八年制和五年制為主，年級以大二、大三為宜。在學員正式接觸課外科研之前，其科研意識的培養(yǎng)至關(guān)重要。作為最早開始系統(tǒng)教學的基礎(chǔ)醫(yī)學學科之一，本教研室教員在大一第一學期即開始對其進行系統(tǒng)解剖學授課。在此過程中，結(jié)合教研室主要研究方向，在“神經(jīng)系統(tǒng)”內(nèi)容講授過程中有意識地對學員進行科學研究意識的培養(yǎng)。以脊髓內(nèi)上行傳導(dǎo)路—脊髓丘腦束的學習為例，教科書上介紹位于脊髓背角淺層的傷害性投射神經(jīng)元將軀干四肢的傷害性信息傳遞至對側(cè)丘腦腹后外側(cè)核（VPL）。但在授課過程中，結(jié)合神經(jīng)科學的前沿動態(tài)，介紹Todd 2010年發(fā)表在Nat Rev Neurosci上的文章，該文章利用束路追蹤結(jié)合免疫組織化學方法，對脊髓背角淺層參與傷害性信息傳遞的神經(jīng)元的投射區(qū)域進行追蹤，觀察到更多的傷害性神經(jīng)元投射到腦干臂旁核，而非傳統(tǒng)認為的VPL[3]。該進展的引入幫助學員對比記憶，對課本上介紹的脊髓丘腦束留下深刻印象；豐富課堂教學，吸引學員注意力，極大地提高了教學質(zhì)量。在此過程中，為了緊跟學科前沿，也對教員提出了更高的要求，需要不斷學習充電，提高教學能力。此舉可謂“一舉多得”。

2 泛讀精讀結(jié)合，在參考書籍和文獻閱讀中加深對書本知識的掌握與理解

本校神經(jīng)科學基礎(chǔ)課程開設(shè)在二年級秋季學期，而每年度本科生課外科研導(dǎo)師和學員的雙向選擇活動開始于每年10月份。此時通過1年人體解剖學學習，師生之間已經(jīng)充分了解。學員通過課堂互動和實驗課動手能力展示等過程中給老師留下了一定的印象；而教員則通過課堂教學和實驗帶教獲得學員的認可，積累了一定的人氣，也在此期間向?qū)W員介紹了自己的科研方向和招生需求。學員根據(jù)個人興趣和導(dǎo)師的研究方向，有選擇性地與相關(guān)教員提前接觸，提前進入課題“預(yù)熱”狀態(tài)。在此階段，主要是熟悉導(dǎo)師課題方向，并有針對性的進行參考書籍和文獻的查詢和閱讀，這也是后續(xù)能否成功開展研究工作的關(guān)鍵。

筆者及所在教研室的主要研究方向為“傷害性信息傳遞環(huán)路及調(diào)控機制”，在此研究方向上，神經(jīng)科學基礎(chǔ)授課中的很多重點內(nèi)容，如脊髓、腦干中的腦神經(jīng)核和非腦神經(jīng)核、丘腦、皮層和皮層下結(jié)構(gòu)以及上下行傳導(dǎo)通路，都可以涉及其中。學生可以首先在指導(dǎo)教師的幫助下，試著泛讀老師發(fā)表的中文和英文論文，結(jié)合利用關(guān)鍵詞（nociceptive information和pain等）查詢到的中英文文獻，在期間初步了解：①脊髓背角的概念及作用；②脊髓在傷害性信息傳遞過程中的作用；③傷害性信息傳遞通路的構(gòu)成。進而由教師從中篩選幾篇重要文獻或綜述，進行精讀，進一步掌握：①脊髓的Rexed分層及脊髓背角各層神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能特點；②什么是廣動力閾（WDR）神經(jīng)元，在傷害性信息傳遞過程中發(fā)揮何種作用；③皮層及皮層下哪些結(jié)構(gòu)也參與了痛信息的傳遞？哪些結(jié)構(gòu)與慢性痛誘發(fā)的情感障礙有關(guān)[3-6]？④用何種神經(jīng)生物學技術(shù)可以對傳導(dǎo)路進行追蹤，并理解何為逆行追蹤，何為順行追蹤，對課本上“神經(jīng)形態(tài)學研究方法的建立、發(fā)展和變遷”進行更深入地學習。

通過以上泛讀精讀相結(jié)合，既加深了學員對書本晦澀難懂的知識的理解，也進一步增加其對課外科研的濃厚興趣。此外，在老師的輔導(dǎo)下，學員也可以開始綜述的撰寫，養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并想辦法解決問題的能力。

3 設(shè)計開展實驗，在實驗操作和對結(jié)果的觀察和分析中形成神經(jīng)系統(tǒng)重點結(jié)構(gòu)的直觀印象

經(jīng)歷前期的磨合后，師生可以進行雙向選擇，有意向的相互之間簽訂“本科生早期接觸科研培養(yǎng)計劃書”，根據(jù)指導(dǎo)老師的課題方向，結(jié)合前期文獻閱讀或綜述撰寫中發(fā)現(xiàn)的科學問題，由師生共同討論并制定具體的工作計劃和詳細的實驗方案。在實驗開始的初期階段，指導(dǎo)老師需要把握“度”的問題，即設(shè)計思路不宜過繁，課題內(nèi)容不宜過多，研究方法不宜過專，可以圍繞一個結(jié)構(gòu)或知識點緩緩展開。如神經(jīng)傳導(dǎo)通路是神經(jīng)科學基礎(chǔ)中非常重要的內(nèi)容，通過上、下行傳導(dǎo)路可以將整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)貫穿在一起，傳導(dǎo)路損傷后引起的功能障礙也是考試的重點內(nèi)容和神經(jīng)內(nèi)外科常見的臨床問題。但傳導(dǎo)路是一個抽象的概念，學員對其中各級核團所在的位置、在腦內(nèi)左右交叉等知識點很難理解。根據(jù)這些研究特點，在實驗初期，可以讓學員嘗試進行神經(jīng)束路追蹤。以脊髓為例，脊髓作為中樞內(nèi)感覺信息傳遞的第一站，可以向脊髓背角淺層注入順行示蹤劑biotinylated dextran amine （BDA），定位注射成功后，鼓勵學生做全腦切片，染色后可以對脊髓的上行終末的分布區(qū)域進行普查，尤其可以觀察脊髓投射神經(jīng)元在VPL的終末表達；進一步向VPL內(nèi)注射逆行示蹤劑熒光金（FG），并在脊髓背角淺層尋找逆標神經(jīng)元的存在。借此有3方面收獲：① 可以讓學員在顯微鏡下對脊髓、丘腦、脊髓背角淺層、VPL等重要結(jié)構(gòu)進行直接觀察，留下深刻印象；② 幫助其理解何為傳導(dǎo)路，使得抽象的概念變得直觀且立體；③ 借此熟練掌握神經(jīng)形態(tài)學研究中常用的方法，增強理解和記憶。

在學員熟練掌握各種技術(shù)方法后，指導(dǎo)老師可以適當增加難度，借助各種動物模型，如慢性痛、帕金森病、脊髓損傷以及焦慮或抑郁癥模型等，研究上述疾病的發(fā)病機制，并拓展神經(jīng)解剖學、神經(jīng)生理學、臨床神經(jīng)病學等相關(guān)知識。

論文的撰寫和最終發(fā)表是檢驗學員課外科研成績的一個非常重要環(huán)節(jié)。科研論文的撰寫與實驗報告不同，需要科學的實驗設(shè)計、嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)支撐，清晰的圖表展示和流暢的語言表達，是對學員的科學素養(yǎng)的又一次非常好的培養(yǎng)[7-8]。在書寫前言和討論部分時，需要再一次對文獻進行檢索和精讀，這也是一個對基礎(chǔ)知識再次回顧的過程。

經(jīng)過將近10年的課外科研帶教，通過對比表明參加課外科研的學員在對專業(yè)知識的理解程度及創(chuàng)新思維等方面均強于未參加課外科研的學員，在本科室參加課外科研的學員神經(jīng)科學基礎(chǔ)的考試的平均成績達到優(yōu)秀（85分）以上。筆者指導(dǎo)的本科生以第1作者身份發(fā)表中文文章15篇，英文文章8篇；獲得全國大學生挑戰(zhàn)杯二等獎，三等獎；全國大學生基礎(chǔ)醫(yī)學創(chuàng)新論壇一等獎，二等獎等多個獎項。

經(jīng)過實踐證明，通過課外科研的平臺，可以促使指導(dǎo)教師優(yōu)化課程體系，追蹤科研發(fā)展動態(tài)，及時更新教學內(nèi)容，提高自身科研能力，吸引學員的參與，為學科的發(fā)展儲備了堅實的后盾；對學員而言，通過參加課外科研，開拓了視野和思路，使得原來書本上靜止的晦澀的知識點變得生動、立體和鮮活，提高了學員學習的主觀能動性，激發(fā)學習熱情，加深對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，并全面增強科研素養(yǎng)。