ชีววิทยาประสาท เป็นการศึกษาเกี่ยวกับอะไร ?
ประสาทชีววิทยา
ประสาทชีววิทยา (English: Neurobiology) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ชนิดต่างๆ ในระบบประสาท และการจัดระเบียบของเซลล์เหล่านี้ให้สามารถทำงานเชื่อมต่อกันเป็นวงจรเพื่อใช้ประมวลผลข้อมูลและการแสดงออกทางพฤติกรรม ประสาทชีววิทยาเป็นแขนงวิชาย่อยของชีววิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์ ประสาทชีววิทยาแตกต่างจากประสาทวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นสาขาวิชาที่กว้างและเกี่ยวข้องกับการศึกษาระบบประสาทในหลายรูปแบบ นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาประสาทชีววิทยาเรียกว่านักประสาทชีววิทยา (neurobiologist)
จิตวิทยาเชิงบวก
จิตวิทยาเชิงบวก (English: Positive psychology) เป็นสาขาย่อยใหม่ของจิตวิทยาที่ใช้ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์และการแทรกแซงที่มีประสิทธิผล เพื่อช่วยให้บุคคลมีชีวิตที่น่าพอใจ โดยสร้างความเจริญก้าวหน้าสำหรับบุคคล ครอบครัว และชุมชน[1][2][3] และค้นหาเสริมสร้างอัจฉริยภาพกับความสามารถเพื่อให้สามารถใช้ชีวิตได้อย่างเป็นปกติสุขมากยิ่งขึ้น[3] ศาสตร์นี้เพ่งความสนใจไปที่การพัฒนาตนเองแทนที่การรักษาโรค ซึ่งมักจะเป็นจุดสนใจของจิตวิทยาสาขาอื่น ๆ เป็นวิทยาการที่ค่อนข้างใหม่ งานประชุมครั้งแรกเกี่ยวกับศาสตร์นี้เกิดขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2542 และงานประชุมสากล (International Conference on Positive Psychology) เกิดขึ้นครั้งแรกในปี 2546 สัตววิทยา
สัตววิทยาศึกษาโดยรวมเกี่ยวกับร่างกายของสัตว์ ไม่ได้เน้นส่วนใดส่วนหนึ่ง และกระบวนการสำคัญในการดำรงชีพ แต่ศึกษาความสัมพันธ์ของสัตว์หรือกลุ่มสัตว์กับสภาพแวดล้อม เนื่องจากเป็นขอบเขตการศึกษาที่กว้าง จึงมักจะแบ่งย่อยเป็นสาขาอื่นๆ อีก เช่น วิทยาเซลล์, วิทยาตัวอ่อน, สัณฐานวิทยา, โบราณชีววิทยา, พันธุศาสตร์และวิวัฒนาการ, อนุกรมวิธาน, พฤติกรรมวิทยา, นิเวศวิทยา และสัตวภูมิศาสตร์ เป็นต้น ชีววิทยาของความซึมเศร้า
แทนที่จะศึกษาบริเวณสมองบริเวณใดบริเวณหนึ่ง การศึกษาเครือข่ายสมองอย่างกว้าง ๆ เป็นอีกวิธีหนึ่งเพื่อเข้าใจความผิดปกติทางจิตเวชและทางประสาท
ซึ่งสนับสนุนโดยงานปี 2554 ที่แสดงว่า มีเขตสมองหลายเขตที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติเหล่านี้
การเข้าใจความขัดข้องในเครือข่ายเหล่านี้อาจให้ความรู้สำคัญใหม่ ๆ ต่อการแทรกแซงเพื่อบำบัดความผิดปกติ
งานยังเสนอเครือข่ายสมองใหญ่ ๆ 3 เครือข่ายที่สำคัญต่อจิตพยาธิวิทยา ประสาทสัมผัส
การรับรู้การทรงตัว (balance) หรือเรียกว่า vestibular sense หรือเรียกว่า การรับรู้ความสมดุล (equilibrioception) เป็นความรู้สึกที่ยังสิ่งมีชีวิตให้รู้สึกถึงการเคลื่อนไหวของกาย ทิศทางการเคลื่อนไหว และความเร่ง เพื่อที่จะรักษาความสมดุลของท่าทางในร่างกาย อวัยวะที่รับรู้ความรู้สึกต่าง ๆ มีการเคลื่อนไหวของกายเป็นต้นเหล่านี้ก็คือ ปลายประสาทของ vestibular system ที่อยู่ในอวัยวะ 5 อย่างในหูชั้นในแต่ละข้าง อวัยวะเหล่านี้มีหน้าที่รับรู้ความรู้สึกสองอย่างคือ ความเร่งของโมเมนตัมเชิงมุม และความเร่งเชิงเส้น (ซึ่งเป็นอันเดียวกับความรู้สึกเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง) โดยเรียกรวม ๆ กันว่าการรับรู้ความสมดุล (equilibrioception) ระบบรู้กลิ่น
กำเนิดประสาทคือการทดแทนเซลล์ประสาทที่โตแล้วเช่นนี้เป็นเรื่องไม่ทั่วไปในระบบประสาท ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งทางการแพทย์ โมเลกุลต่าง ๆ ที่มีผลต่อการแปรสภาพ การงอกของแอกซอน และการตั้งไซแนปส์ ซึ่งพบในช่วงพัฒนาการประสาท ก็ยังใช้ด้วยในการทดแทนเซลล์ประสาทรับกลิ่นในผู้ใหญ่ การเข้าใจกระบวนการเช่นนี้อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกระตุ้นให้ระบบประสาทกลางอื่น ๆ สามารถฟื้นตัวหลังการบาดเจ็บหรือการเกิดโรคในอนาคต[61] ประสาทกายวิภาคศาสตร์
ระบบประสาทของมนุษย์แบ่งออกได้เป็นระบบประสาทกลาง หรือ ซีเอ็นเอส (central nervous system) และระบบประสาทนอกส่วนกลาง หรือ พีเอ็นเอส (peripheral nervous system) ระบบประสาทกลางประกอบด้วยสมอง (brain) และไขสันหลัง (spinal cord) ซึ่งมีหน้าที่หลักในการควบคุมพฤติกรรม ส่วนระบบประสาทนอกส่วนกลางประกอบด้วยเซลล์ประสาททั้งหมดที่อยู่นอกระบบประสาทกลาง ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นระบบประสาทกาย (somatic nervous system) และระบบประสาทอิสระ หรือ เอเอ็นเอส (autonomic nervous system) 
ระบบประสาทกายประกอบด้วยเซลล์ประสาทนำเข้า (afferent neuron) ที่ส่งข้อมูลการรับความรู้สึกจากอวัยวะรับความรู้สึกมายังสมองและไขสันหลัง และเซลล์ประสาทนำออกที่ขนส่งข้อมูลสั่งการออกไปยังกล้ามเนื้อหรืออวัยวะที่ตอบสนองอื่นๆ ระบบประสาทอิสระแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน คือ ระบบประสาทซิมพาเทติก (sympathetic nervous system) ซึ่งเป็นชุดของเส้นประสาทที่กระตุ้นการตอบสนองแบบ "สู้หรือหนี" ("fight-or-flight" response) ส่วนระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (parasympathetic nervous system) ตรงกันข้ามกันคือเตรียมความพร้อมร่างกายให้พักผ่อนและเก็บพลังงานเอาไว้ ชีววิทยาระบบ
ชีววิทยาระบบ () เป็นการศึกษาชีววิทยาที่เน้นความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบแยกย่อยของสิ่งมีชีวิตในภาพรวม (แทนการศึกษาส่วนประกอบย่อยๆ ทีละส่วน) แนวคิดทางชีววิทยาระบบคล้ายคลึงกับวิชาสรีรวิทยาในแง่ของการศึกษากลไกภายใต้ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาผสมผสานกับเทคโนโลยีหลังยุคจีโนมที่ช่วยให้นักชีววิทยาศึกษาส่วนประกอบย่อย ๆ หลาย ๆ ส่วนได้พร้อมๆกัน ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์
ความสามารถที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของนักประสาทวิทยาที่จะบังคับเซลล์ประสาทโดยเทคนิคต่าง ๆ ที่มาจากอณูชีววิทยา ร่วมกันกับการใช้อุปกรณ์นำแสงในการทดลอง (ตัวอย่างเช่นในงานของ อดาแมนทิดิสและคณะ ปี 2550) อาศัยวิวัฒนาการที่เป็นไปพร้อม ๆ กันของ ประสาทวิทยาศาสตร์
การศึกษาทางชีววิทยาของสมองของมนุษย์มีเนื้อหาเกี่ยวโยงกันของสาขาวิชาต่าง ๆ ในหลายระดับ มีตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงระดับเซลล์ (นิวรอน) ซึ่งมีทั้งระดับการทำงานของกลุ่มของนิวรอนจำนวนน้อย เช่น ในคอลัมน์ของสมองส่วนคอร์เทกซ์ (cortical columns) ไปจนถึงระดับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสมองที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับระบบประสาทการมองเห็น และไปจนถึงระดับการทำงานของระบบขนาดใหญ่ เช่น การทำงานของสมองส่วนซีรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือ ซีรีเบลลัม และการทำงานของสมองทั้งหมด มรณวิทยา
มรณวิทยา เป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความตาย วิชานี้จะตรวจสอบกลไกและมุมมองทางนิติเวชของความตาย เช่น การเปลี่ยนแปลงทางร่างกายหลังเสียชีวิต และช่วงเวลาหลังการตาย รวมถึงมุมมองทางสังคมกว้าง ๆ เกี่ยวกับความตาย โดยหลักเป็นการศึกษาแบบสหวิทยาการ เป็นวิชาที่เปิดสอนในวิทยาลัยและมหาวิทยาลัยหลายแห่ง ปมประสาทฐาน
ความรู้เกี่ยวกับกิจหน้าที่ของ basal ganglia มาจากการศึกษาโดยกายวิภาค จากงานสรีรวิทยาที่ทำในหนูและลิง และจากการศึกษาโรคที่ทำลาย basal ganglia ในมนุษย์ เซลล์ประสาท
หลักนิวรอน (neuron doctrine) เป็นไอเดียพื้นฐานว่า นิวรอนเป็นหน่วยโครงสร้างและหน่วยการทำงานพื้นฐานของระบบประสาท ซึ่งเสนอโดย นพ. ซานเตียโก รามอน อี กาฮาล ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และอ้างว่า นิวรอนเป็นเซลล์โดยเฉพาะ ๆ (ที่ไม่ได้เชื่อมกันเป็นตาข่าย) โดยทำงานแยกส่วนกันทางเมแทบอลิซึม ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์
ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ (English: neural correlates of consciousness, ตัวย่อ NCC) คือเซตที่เล็กที่สุดของปรากฏการณ์ในเซลล์ประสาท และการประกอบกันของเซลล์ประสาทพอที่จะให้เกิดอารมณ์[2]ที่รับรู้ (conscious percept)[3] นักวิทยาศาสตร์ประสาทใช้วิธีการทดลองเป็นหลักเพื่อที่จะค้นพบประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ เซตได้รับการกำหนดให้เล็กที่สุดเพราะว่า ถ้าสมองเป็นเพียงธรรมชาติเดียวที่ก่อให้เกิดการรับรู้อารมณ์ สิ่งที่จะต้องสืบหาก็คือ ส่วนไหนของสมองเป็นส่วนสำคัญให้เกิดการรู้อารมณ์ ระบบรู้กลิ่น
การรอดชีวิตของเซลล์ประสาทที่พัฒนายังไม่สมบูรณ์เมื่อเข้าไปในวงจรประสาทเช่นนี้ อ่อนไหวมากต่อการทำงานของระบบรับกลิ่น โดยเฉพาะในเรื่องการเรียนรู้แบบเชื่อมโยง ซึ่งทำให้เกิดสมมติฐานว่า เซลล์ประสาทใหม่จะเกิดเพื่อบทบาทในกระบวนการเรียนรู้[60] แต่งานทดลองที่ขัดขวางการทำงานก็ไม่พบผลทางพฤติกรรมที่ชัดเจน ซึ่งแสดงว่า บทบาทในหน้าที่นี้ของระบบรับกลิ่น ถ้ามีโดยประการทั้งปวง อาจจะละเอียดและรู้ได้ยาก นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้ () รวบรวมทฤษฎีและข้อสังเกตจากนิเวศวิทยาเชิงวิวัฒนาการและประสาทชีววิทยา วิทยาศาสตร์กระบวนการการรับรู้ขั้นต้น เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบที่การปฏิสัมพันธ์ของสัตว์กับถิ่นที่อยู่อาศัยของพวกมันที่มีกับระบบการรับรู้ของพวกมันและวิธีการที่ระบบเหล่านั้นจะจำกัดพฤติกรรมภายในกรอบนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ "อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อเร็วๆนี้วิทยาศาสตร์กระบวนการการรับรู้ยังไม่ได้ให้ความสนใจเพียงพอที่จะเป็นจริงพื้นฐานที่ว่าลักษณะพันธุกรรมกระบวนการรับรู้ได้วิวัฒน์ภายใต้สภาวะตามธรรมชาติที่เจาะจง ด้วยการพิจารณาของความกดดันตัวเลือกเกี่ยวกับการรับรู้ นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้สามารถนำไปอุดหนุนการเชื่อมโยงทางปัญญาเข้ากับการศึกษาสหสาขาวิชาชีพของกระบวนการการรับรู้" ขณะที่การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับ 'การเชื่อมต่อ' หรือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ enactivism ซึ่งเป็นสาขาทางวิชาการหนึ่งที่มีพื้นฐานจากมุมมองที่ว่า "... เราต้องดูสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเหมือนกับว่ามันถูกผูกไว้ด้วยกันในรายละเอียดและตัวเลือกซึ่งกันและกัน ... " การสร้างภาพประสาท
การสร้างภาพประสาท หรือ การสร้างภาพสมอง (English: Neuroimaging, brain imaging) เป็นการใช้เทคนิคต่าง ๆ เพื่อสร้างภาพทั้งโดยตรงหรือโดยอ้อมของโครงสร้าง หน้าที่ หรือการทำงานทางเภสัชวิทยา ของระบบประสาท เป็นศาสตร์ใหม่ที่ใช้ในการแพทย์ ประสาทวิทยา และจิตวิทยา[1] แพทย์ที่ชำนาญเฉพาะในการสร้างและตีความภาพสมองในสถานพยาบาลเรียกตามภาษาอังกฤษว่า neuroradiologist (ประสาทรังสีแพทย์) การสร้างภาพวิธีต่าง ๆ ตกอยู่ในหมวดกว้าง ๆ 2 หมวดคือ เส้นประสาท
เซลล์ประสาทที่ประกอบกันเป็นเส้นประสาทจะทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลทางไฟฟ้าเคมีเข้าและออกจากสมอง โดยปลายด้านหนึ่งจะทำหน้าที่รับข้อมูล (ซึ่งมักจะเป็นด้านเดนไดรต์) และอีกปลายจะทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปยังเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่ง (ซึ่งมักจะเรียกว่าแอกซอน) โดยกระแสประสาทจะข้ามผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ประสาทที่เรียกว่า ไซแนปส์ (synapse) ชีววิทยา
สัตววิทยา (zoology) ศึกษาชีววิทยาของสัตว์ ตั้งแต่สัตว์ชั้นต่ำพวก ฟองน้ำ แมงกะพรุน พยาธิตัวแบน พยาธิตัวกลม กลุ่มหนอนปล้อง สัตว์ที่มีข้อปล้อง กลุ่มสัตว์พวกหอย ปลาดาว จนถึง สัตว์มีกระดูกสันหลัง และ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พฤกษศาสตร์ (Botany) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับพืช ศึกษาทั้งในด้านโครงสร้าง การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ กระบวนการสร้าง (แอแนบอลิซึม) และสลาย (แคแทบอลิซึม) โรค และคุณสมบัติทางเคมีและความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มต่าง ๆ การกระจายของพืชในส่วนต่าง ๆ ของโลก จุลชีววิทยา (Microbiology) คือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็ก ส่วนมากมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งเรียกว่าจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย อาร์เคีย ไวรัส เชื้อรา และ ยีสต์ กีฏวิทยา (Entomology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ในกลุ่มของแมลง การจัดจำแนก สรีรวิทยา สัณฐานวิทยา และนิเวศวิทยาของแมลง ปักษีวิทยา (Ornithology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับนก เห็ดวิทยา ราวิทยาหรือ กิณวิทยา (Mycology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเห็ด และ รา มีนวิทยา (Ichthyology) ศึกษาปลา ลักษณะรูปร่างภายนอกของปลา ระบบต่าง ๆ ภายในตัวปลา การจัดจำแนกปลาออกเป็นกลุ่มหรือประเภทต่าง ๆ และเรื่องอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปลา สังขวิทยา (Malacology) ศึกษาหอย โดยเฉพาะหอยน้ำจืดที่เป็นเจ้าบ้านส่งผ่านของพยาธิ ปรสิตวิทยา (Parasitology) ศึกษาปรสิต ซึ่งดำรงชีพโดยเป็นตัวเบียฬของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น พยาธิตัวกลม พยาธิตัวแบน นิติพยาธิวิทยา
นิติพยาธิวิทยา () เป็นสาขาย่อยของ[พยาธิวิทยา] ว่าด้วยการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการเกิดโรคของมนุษย์ และการตายอย่างผิดธรรมชาติ เช่น การตายจากอุบัติเหตุ ฆ่าตัวตาย หรือ ถูกทำร้าย โดยใช้กระบวนการการตรวจสอบชิ้นเนื้อ การตรวจวิเคราะห์เลือดและปัสสาวะเพื่อเป็นการตรวจสอบทางนิติพิษวิทยา ฯลฯ และการตรวจศพเพื่อใช้ประกอบการดำเนินคดีความ เพื่อเป็นการช่วยเหลือพนักงานสอบสวนในการพิสูจน์และนำไปใช้ในกระบวนการยุติธรรมต่อไป พยาธิวิทยา (Pathology)แบ่งออกเป็นสาขาย่อยอีก 3 สาขา ได้แก่ ระบบประสาท
ระบบประสาทกาย มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายและรับสิ่งเร้า (stimulus) ต่าง ๆ จากภายนอกร่างกาย ระบบประสาทอิสระเป็นส่วนที่ไม่สามารถสั่งงานได้และมีหน้าที่ควบคุมอวัยวะภายในต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น หัวใจ, ปอด เป็นต้น ชีววิทยา
สรีรวิทยาเป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพและทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต เพื่อให้เข้าใจหน้าที่ของโครงสร้างต่าง ๆ ซึ่งเป็นหลักการสำคัญในการศึกษาทางชีววิทยา การศึกษาทางสรีรวิทยาสามารถแบ่งออกได้เป็นสรีรวิทยาของพืชและสรีรวิทยาของสัตว์ แต่หลักของสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนแต่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การศึกษาสรีรวิทยาของเซลล์ยีสต์สามารถประยุกต์ใช้กับการศึกษาในเซลล์มนุษย์ได้ สรีรวิทยาของสัตว์เป็นการศึกษาทั้งในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ สรีรวิทยาของพืชก็มีวิธีการศึกษาเช่นเดียวกับในสัตว์ ชีววิทยามนุษย์
ชีววิทยามนุษย์ () เป็นสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับหลายสาขาวิชารวมกัน ไม่ว่าจะเป็นชีววิทยา, มานุษยชีววิทยา และแพทยศาสตร์ ซึ่งมุ่งเน้นไปที่มนุษย์ มีความเกี่ยวข้องกับชีววิทยาของไพรเมตและสาขาอื่น ๆ อีกมาก ภาษาศาสตร์ประสาทวิทยา
ภาษาศาสตร์ประสาทวิทยา () เป็นการศึกษาสรีระของสมองและโครงสร้างของระบบประสาทโดยเฉพาะ ในส่วนที่สัมพันธ์กับการพัฒนาและการใช้ภาษา และศึกษาพยาธิสภาพทางสมองที่มีผลทำให้เกิดความบกพร่องหรือความผิดปกติทางภาษา ตลอดจนพิจารณาความเป็นไปได้ที่จะฟื้นฟูภาษาของบุคคลที่มีความบกพร่องดังกล่าว อาทิ ผู้ป่วยที่มีภาวะเสียการสื่อภาษา (aphasia) เป็นอาการที่สมองสั่งงานให้พูดออกมาด้วยความยากลำบาก คนไข้จะพูดไม่คล่อง พูดตะกุกตะกัก (อุดม วโรตม์สิกขดิตถ์, 2537: 294) ผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางการได้ยิน ผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางการพูด (articulatory disorders) หรือมีความผิดปกติของอวัยวะในการพูดเนื่องจากกลไกการออกเสียงเสื่อม (dysarthria) ตลอดจนศึกษาภาวะความผิดปกติอื่น ๆ ที่สัมพันธ์กับการทำงานของสมอง เช่น ผู้ป่วยที่มีภาวะเสียการเขียน (agraphia) ซึ่งเป็นผู้ที่อ่านได้แต่เขียนไม่ได้ หรือผู้ป่วยที่มีภาวะเสียการอ่าน (alexia) นั่นคืออ่านไม่รู้เรื่อง แต่เขียนหรือคัดลายมือได้ หรือมีภาวะเสียการใช้คำ (anomia) หรือไม่สามารถหาคำที่มีความหมายเหมาะสมได้ คนไข้มีปัญหาการเลือกคำ การใช้คำขณะพูด การเข้าใจภาษาและการว่าซ้ำไม่มีปัญหา พูดคล่อง แต่ใช้คำเยิ่นเย้อ (อุดม วโรตม์สิกขดิตถ์, 2537: 294) ผู้ที่ศึกษาทางด้านนี้ จำเป็นต้องมีพื้นฐานทางสัทศาสตร์และภาษาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบภาษาที่ใช้ในสังคมที่ตนจะศึกษาหรือฟื้นฟูแก้ไข ซานเตียโก รามอน อี กาฮาล
ค.ศ. 1888 ตอนที่เขาอยู่ที่บาร์เซโลนา ได้ใช้เทคนิกการย้อมสีตามแบบของกามิลโล โกลจิ และค้นพบการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทในสารสีเทา ระบบประสาทของสมองและกระดูกสันหลัง ซึ่งทฤษฎีนี้ถูกนำเสนอที่ สถาบันกายวิภาคศาสตร์เยอรมันใน ค.ศ. 1889 ซึ่งให้คำอธิบายเกี่ยวกับกระแสประสาท ในปี ค.ศ. 1906 เขาและนักวิทยาศาสตร์อิตาลี กามิลโล โกลจิ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือแพทยศาสตร์ จากการศึกษาระบบประสาท พันธุศาสตร์เชิงแสง
พันธุศาสตร์เชิงแสง
เป็นเทคนิคทางชีววิทยาซึ่งใช้แสงเพื่อควบคุมเซลล์ในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่โดยเฉพาะนิวรอน โดยจะเป็นเซลล์ที่ได้ดัดแปลงพันธุกรรมให้แสดงออกช่องไอออนที่ไวแสง
เป็นวิธีปรับเปลี่ยนระบบประสาทในประสาทวิทยาศาสตร์
ที่ผสมเทคนิคต่าง ๆ จากทัศนศาสตร์ (optics) และพันธุศาสตร์ เพื่อควบคุมและเฝ้าสังเกตการทำงานของเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ภายในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่ (in vivo)
แม้กระทั่งภายในสัตว์ที่เคลื่อนไวได้ และเพื่อวัดผลที่ได้จากการควบคุมปรับเปลี่ยนในเวลาจริง
ตัวทำปฏิกิริยาสำคัญที่ใช้ในศาสตร์นี้ก็คือโปรตีนไวแสง
เพราะการควบคุมเซลล์ประสาทจะทำด้วยตัวกัมมันต์ (optogenetic actuators) เช่น channelrhodopsin, halorhodopsin, และ microbial rhodopsin
ในขณะที่การบันทึกแสงเนื่องจากการทำงานของเซลล์จะทำด้วยตัวรับรู้ (optogenetic sensors) ที่ใช้กับ calcium (GCaMP) กับการปล่อยสารสื่อประสาทจากถุงเล็ก (synapto-pHluorin) กับสารสื่อประสาท (GluSnFRs) หรือกับความต่างศักย์ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ (Arc Lightning, ASAP1)
โดยการควบคุมและการบันทึกข้อมูลจะจำกัดอยู่ที่เซลล์ประสาทซึ่งดัดแปลงพันธุกรรม และจะจำกัดที่และเวลาโดยเฉพาะเพราะต้องอาศัยแสง
[[หมวดหมู่:ประสาทวิทยาศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:เทคนิคจุลชีววิทยา]]
[[หมวดหมู่:เทคนิคทางวิทยาศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:ไซเบอร์เนติกส์]]
[[หมวดหมู่:ทฤษฎีระบบควบคุม]]
[[หมวดหมู่:การประสานสมอง-คอมพิวเตอร์]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์ทางประสาท]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์บันทึกข้อมูล]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์วิทยาศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ]]
[[หมวดหมู่:วิศวกรรมชีวภาพ]] ประสาทสัมผัส
คำนิยามแบบกว้าง ๆ ของประสาทสัมผัสที่เป็นที่ยอมรับก็คือ "ระบบที่ประกอบด้วยเซลล์รับความรู้สึกประเภทต่าง ๆ แต่ละอย่างทำการตอบสนองต่อปรากฏการณ์ทางกายภาพเฉพาะอย่าง และเขตในสมองที่รับและแปลสัญญาณของปรากฏการณ์ทางกายภาพนั้น" ไม่มีการตกลงที่ชัดเจนว่า มีประสาทสัมผัสกี่ทาง เนื่องจากมีนิยามต่าง ๆ กันว่า อะไรเรียกว่าประสาทสัมผัส จิตวิทยา
จิตวิทยา (English: psychology) คือ ศาสตร์ที่ว่าด้วยการศึกษาเกี่ยวกับจิตใจ (กระบวนการของจิต), กระบวนความคิด, และพฤติกรรม ของมนุษย์ด้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เนื้อหาที่นักจิตวิทยาศึกษาเช่น การรับรู้ (กระบวนการรับข้อมูลของมนุษย์), อารมณ์, บุคลิกภาพ, พฤติกรรม, และรูปแบบความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล จิตวิทยายังมีความหมายรวมไปถึงการประยุกต์ใช้ความรู้กับกิจกรรมในด้านต่าง ๆ ของมนุษย์ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน (เช่นกิจกรรมที่เกิดขึ้นในครอบครัว, ระบบการศึกษา, การจ้างงานเป็นต้น) และยังรวมถึงการใช้ความรู้ทางจิตวิทยาสำหรับการรักษาปัญหาสุขภาพจิต นักจิตวิทยามีความพยายามที่จะศึกษาทำความเข้าใจถึงหน้าที่หรือจุดประสงค์ต่าง ๆ ของพฤติกรรมที่เกิดขึ้นจากตัวบุคคลและพฤติกรรมที่เกิดขึ้นในสังคม ขณะเดียวกันก็ทำการศึกษาขั้นตอนของระบบประสาทซึ่งมีผลต่อการควบคุมและแสดงออกของพฤติกรรม จีโนมิกส์
ในทางกลับกัน การศึกษาหน้าที่การทำงานและบทบาทของยีนเดี่ยวหนึ่งยีน ซึ่งเป็นการวิจัยทางชีววิทยาและทางการแพทย์ในปัจจุบันที่ทำกันโดยทั่วไปในทุกวันนี้ และการมุ่งเน้นไปเฉพาะด้านอณูชีววิทยา (molecular biology) ไม่ใช่ความหมายของจีโนมิกส์ แต่จีโนมิกส์มีจุดประสงค์เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลทางพันธุศาสตร์ วิถี และหน้าที่เพื่อจะทำความเข้าใจผล ตำแหน่ง และการตอบสนองต่อเครือข่ายในจีโนมทั้งหมด ชีวสารสนเทศศาสตร์
การศึกษาชีวสารสนเทศศาสตร์ จะเกี่ยวข้องกับข้อมูลทางพันธุศาสตร์และอณูชีววิทยา เช่น ข้อมูลรหัสพันธุกรรม, ข้อมูลลำดับรหัสโปรตีน, ปริมาณชีวโมเลกุล (ระดับการแสดงออกของยีนต่าง ๆ) แต่ละชนิด (mRNA และโปรตีน), และข้อมูลหมายเหตุ (annotation data). โดยผู้ศึกษาวิจัย จะนำข้อมูลเหล่านี้ ไปใช้ในงานอย่าง การจัดเรียงลำดับรหัสโปรตีน การจัดโครงสร้างโปรตีน การทำนายโครงสร้างโปรตีน การค้นหายีน หรือ การสร้างหุ่นจำลองของวิวัฒนาการ. เนื่องจากข้อมูลที่ใช้นั้นมีจำนวนมาก ทำให้ใช้พื้นที่จัดเก็บมากตาม และบ่อยครั้งที่ข้อมูลมีความซับซ้อน ทำให้ต้องใช้การประมวลผลมากขึ้นเช่นกัน การศึกษาด้านชีวสารสนเทศศาสตร์ จึงค้นหาเทคนิควิธีที่จะทำให้การจัดเก็บ สืบค้น และประมวลผลเหล่านั้น เป็นไปได้โดยสะดวก และมีประสิทธิภาพ ชีววิทยา
พันธุศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษายีน พันธุกรรม และการผันแปรของสิ่งมีชีวิต ในการศึกษาวิจัยสมัยใหม่ มีเครื่องมือที่สำคัญในการศึกษาหน้าที่ของยีน หรือความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ในสิ่งมีชีวิต ข้อมูลทางพันธุกรรมจะอยู่ในโครโมโซม ซึ่งข้อมูลจะแทนที่ด้วยโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลของดีเอ็นเอ ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์
โดยมุมมองจากการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต (evolution) เป็นความเหมาะสมแล้วที่จะมีทั้งสองระบบ คือโปรแกรมพฤติกรรมอัตโนมัติที่สามารถดำเนินไปอย่างรวดเร็ว อย่างตายตัว และโดยอัตโนมัติ และมีระบบการตอบสนองที่ช้ากว่าบ้าง ที่เปิดโอกาสให้ใช้เวลาเพื่อที่จะคิดและวางแผนพฤติกรรมอันซับซ้อนยิ่งกว่า ประเด็นหลังนี่แหละ อาจจะเป็นบทบาทสำคัญของการรับรู้อารมณ์ ชีวสารสนเทศศาสตร์
ชีวสารสนเทศศาสตร์ หรือ ชีววิทยาเชิงคำนวณ () เป็นสาขาที่ใช้ความรู้จากคณิตศาสตร์ประยุกต์, สถิติศาสตร์, สารสนเทศศาสตร์, และวิทยาการคอมพิวเตอร์ เพื่อแก้ปัญหาทางชีววิทยา. เซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทนำเข้า (Afferent neuron) ส่งข้อมูลจากเนื้อเยื่อและอวัยวะต่าง ๆ ไปยังระบบประสาทกลาง โดยบางครั้งเรียกว่า เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory neurons) เซลล์ประสาทส่งออก (Efferent neuron) ส่งสัญญาณจากระบบประสาทกลางไปยังเซลล์ปฏิบัติงาน (effector cell) โดยบางครั้งเรียกว่า เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) เซลล์ประสาทต่อประสาน (interneuron) เชื่อมนิวรอนภายในเขตโดยเฉพาะ ๆ ของระบบประสาทกลาง ชีววิทยา
การศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เช่นเซลล์ ยีน การศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย การศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต เช่น วิวัฒนาการ การศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต เช่น การพึงพาอาศัยกัน การเกือกุลของสิ่งมีชีวิต ชีววิทยา
ชีววิทยาของเซลล์เป็นสาขาที่ศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์ รวมไปถึงพฤติกรรม ปฏิสัมพันธ์ และสิ่งแวดล้อมของเซลล์ ทั้งระดับจุลภาคและระดับโมเลกุล สาขาวิชานี้จะศึกษาวิจัยทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว อย่างเช่นแบคทีเรีย และเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ อย่างเช่นมนุษย์ ร่างกายมนุษย์
ระบบประสาทประกอบด้วยระบบประสาทกลาง (สมองและไขสันหลัง) และระบบประสาทนอกส่วนกลางประกอบด้วยเส้นประสาทและปมประสาทนอกสมองและไขสันหลัง สมองเป็นอวัยวะแห่งความคิด อารมณ์ ความทรงจำ และการประมวนทางประสาทสัมผัส และทำหน้าที่ในหลายมุมมองของการสื่อสารและควบคุมระบบและหน้าที่ต่าง ๆ ความรู้สึกพิเศษประกอบด้วย การมองเห็น การได้ยิน การรับรู้รส และการดมกลิ่น ซึ่ง ตา,หู, ลิ้น, และจมูกรวบรวมข้อมูลจากสิ่งรอบตัว ประสาทกายวิภาคศาสตร์
ประสาทกายวิภาคศาสตร์ () เป็นสาขาหนึ่งของวิชากายวิภาคศาสตร์ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับการจัดเรียงโครงสร้างทางกายวิภาคของระบบประสาท ซึ่งในสัตว์มีกระดูกสันหลังจะประกอบเส้นประสาทจำนวนมากที่กระจายตัวจากสมองไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย รวมทั้งโครงสร้างภายในของสมองซึ่งมีความซับซ้อนมาก การศึกษาประสาทกายวิภาคศาสตร์จึงมีการพัฒนาอย่างเป็นระเบียบในตัวมันเอง และยังเป็นสาขาวิชาที่มีการศึกษาเป็นพิเศษในวิชาประสาทวิทยาศาสตร์ การอธิบายความแตกต่างของโครงสร้างและส่วนของสมองจะเน้นไปถึงการศึกษาการทำงานของมัน ดังเช่นการศึกษาของนักประสาทวิทยาศาสตร์จะมาจากการศึกษาความผิดปกติ (damage หรือ lesion) ของสมองในแต่ละส่วนว่ามีผลอย่างไรต่อพฤติกรรมหรือการทำงานของประสาท เซลล์ประสาท
งานศึกษาเร็ว ๆ นี้แสดงว่า ร่างกายมีเซลล์ต้นกำเนิดหลายชนิดที่มีสมรรถภาพเพื่อพัฒนาเป็นนิวรอน รายงานในวารสาร Nature ปี 2554 แสดงว่า นักวิจัยพบวิธีการเปลี่ยนเซลล์ผิวหนังมนุษย์ให้เป็นเซลล์ประสาทที่ใช้งานได้ ผ่านกระบวนการ transdifferentiation ที่ "บังคับให้เซลล์รับเอาเอกลักษณ์ใหม่"[38] การปรับตัวของประสาท
งานวิจัยแสดงว่า แม้การปรับตัวจะเกิดในระดับ/ระยะต่าง ๆ ในวิถีประสาท แต่บ่อยครั้งก็จะมีกำลังและเจาะจงต่อสิ่งเร้าโดยเฉพาะ ๆ ในระดับเปลือกสมองมากกว่าใต้เปลือกสมอง (subcortical stages)[2] โดยสรุปก็คือ นักวิชาการเชื่อว่า การปรับตัวจะเกิดที่ระบบประสาทส่วนกลางในเปลือกสมองมากกว่าที่อื่น ๆ[4] วิศวกรรมชีวเวช
Bioinstrumentation เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้ความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์หรือ คุณสมบัติทางไฟฟ้า ที่บอกจำนวนหรือปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตในระดับอะตอมเซลล์ เนื้อเยื่อ หรือระดับอวัยวะ โดยใช้เครื่องมือ อุปกรณ์ หรือคอมพิวเตอร์ มาเป็นตัวกลางในการติดต่อกับเครื่องจักรกล ไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก หรือสัญญาณเสียง ซึ่งสร้างมาจากสิ่งมีชีวิต กระบวนการทำงานของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายสิ่งมีชีวิต หรือมนุษย์ Biomaterials เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับวัสดุธรรมชาติหรือวัสดุที่มนุษย์ทำขึ้นมา ที่ประกอบด้วยทั้งหมดหรือบางส่วนของโครงสร้างสิ่งมีชีวิต หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ ซึ่งแทนที่การทำงานของอวัยวะเดิมได้ อาทิ ลิ้นหัวใจเทียม Biomechanics เป็นการประยุกต์หลักทางกลศาสตร์เพื่อระบบของสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึงการวิจัยและการวิเคราะห์ทางกลศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตและการประยุกต์ ใช้หลักทางวิศวกรรมในสิ่งมีชีวิต Cellular, Tissue and Genetic Engineering วิศวกรรมเนื้อเยื่อเป็นส่วนหลักในส่วนของเทคโนโลยีชีวภาพ หนึ่งในเป้าหมายหลักของวิศวกรรมเนื้อเยื่อคือ การผลิตอวัยวะเทียมจากวัสดุชีวภาพสำหรับผู้ป่วยที่จำเป็นต้องใช้อวัยวะปลูก ถ่าย โดยวิศวกรในสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์มีหน้าที่ในการวิจัยเพื่อหาวิธีมาผลิต อาทิ กระเพาะปัสสาวะซึ่งมีการพัฒนากันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการและประสบความ สำเร็จแล้วในการปลูกถ่ายเข้าไปในผู้ป่วย อวัยวะเทียมที่นำมาใช้ได้ทั้งจากการสังเคราะห์และวัสดุชีวภาพ อาทิ ตับเทียม Clinical Engineering เป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมชีวการแพทย์ในการในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์และ เทคโนโลยีต่าง ๆ ในสถานพยาบาล บทบาทหลักของ Clinical Engineering คือการให้ความรู้และควบคุมดูแลอุปกรณ์ทางการแพทย์ การเลือกเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ การควบคุมการผลิต Clinical Engineer ยังสามารถให้ข้อมูลและความร่วมมือกับผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ Medical Imaging เป็นสาขาที่ศึกษาเทคนิคหรือกระบวนการที่ใช้ในการสร้างภาพของร่างกายมนุษย์ หรือบางส่วนของร่างกาย และหน้าที่การทำงานร่างกาย เพื่อจุดประสงค์ทางคลินิก หรือทางวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์ Orthopedic Engineering เป็นสาขาที่เน้นการทำให้โรคหรือการได้รับบาดเจ็บของระบบกล้ามเนื้อ และกระดูกทุเลาลง โดยการพัฒนาฟังก์ชันการทำงานทางกลศาสตร์ของวัสดุชีวภาพร่วมกับวิศวกรรม เนื้อเยื่อ Rehabilitation Engineering เป็นการประยุกต์ใช้ความรู้ทางวิศวกรรมมาออกแบบ พัฒนา ดัดแปลง ทดสอบ ประยุกต์ใช้ และเผยแพร่เทคโนโลยีเพื่อแก้ปัญหาการสูญเสียความสามารถต่าง ๆ ของร่างกาย (พิการ) งานวิจัยด้านนี้ครอบคลุมการเคลื่อนไหว การติดต่อสื่อสาร การได้ยิน การมองเห็น การจดจำ และการช่วยให้ผู้พิการสามารถทำกิจกรรมในชีวิตประจำวันได้ดีขึ้น Systems Physiology เป็นสาขาที่รวมศาสตร์ทางการแพทย์ด้านต่าง ๆ เพื่อศึกษาโครงสร้าง ฟังก์ชันการทำงานของเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะที่อธิบายถึงพฤติกรรมของระบบสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปการคำนวณทางสรีรวิทยาได้จากการรวมเทคโนโลยีและฟังก์ชันการทำงาน ของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายสิ่งมีชีวิต อาทิ การหมุนเวียนเลือด การหายใจ เมตาบอลิซึม กลศาสตร์ชีวภาพ ระบบภูมิคุ้มกัน ระบบต่อมไร้ท่อ และอื่น ๆ ปมประสาทรากหลัง
ในกายวิภาคศาสตร์และประสาทวิทยาศาสตร์ ปมประสาทรากหลัง หรือ ปมประสาทไขสันหลัง ( หรือ spinal ganglion, , ตัวย่อ DRG) เป็นปุ่มเล็กๆ บนรากหลัง (dorsal root) ของไขสันหลัง ที่มีเซลล์ประสาทซึ่งส่งสัญญาณจากอวัยวะรับความรู้สึก ไปยังศูนย์รวบรวมสัญญาณที่เหมาะสมในระบบประสาทกลาง ใยประสาทที่นำสัญญาณไปยังระบบประสาทกลาง (คือสมองหรือไขสันหลัง) เรียกว่า ใยประสาทนำเข้า (afferent nerve fiber) ระบบประสาท
ระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังสามารถแบ่งได้เป็นสองส่วน คือ ระบบประสาทกลาง หรือ ซีเอ็นเอส(central nervous system - CNS) และ ระบบประสาทนอกส่วนกลาง หรือ พีเอ็นเอส (peripheral nervous system - PNS) ระบบประสาทกลางประกอบด้วยสมองและไขสันหลัง ระบบประสาทนอกส่วนกลางประกอบด้วยเส้นประสาทและนิวรอนที่ไม่ได้อยู่ในระบบประสาทกลาง โดยทั่วไปเรียกส่วนหลักของระบบประสาทนอกส่วนกลางว่า เส้นประสาท (ซึ่งจริง ๆ แล้วเป็น แกนประสาท หรือ แอกซอน (axon) ของเซลล์ประสาท) ระบบประสาทนอกส่วนกลางยังสามารถแบ่งออกเป็นระบบประสาทกาย (somatic nervous system) และระบบประสาทอิสระ (autonomic nervous system) นักชีววิทยา
นักชีววิทยา คือนักวิทยาศาสตร์ที่ทุ่มเทและคิดค้นผลการทดลองทางชีววิทยาผ่านการศึกษาเกี่ยวกับชีวิต นักชีววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับระบบสิ่งมีชีวิตและความสัมพันธ์ที่สิ่งมีชีวิตมีต่อสิ่งแวดล้อม นักชีววิทยาจะคอยวิจัยเพื่อค้นหากลวิธีที่ควบคุมการทำงานของระบบสิ่งมีชีวิต และยังมีส่วนวิจัยเพื่อพัฒนาหรือปรับปรุงกระบวนการผลิตเกี่ยวกับยา การอุตสาหกรรม และการเกษตรด้วย ความใส่ใจ
ความใส่ใจเป็นประเด็นงานวิจัยที่มีการศึกษามากที่สุดประเด็นหนึ่งในสาขาจิตวิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์วิทยาการปัญญา (cognitive neuroscience) และยังเป็นประเด็นการศึกษาที่สำคัญในสาขาการศึกษา จิตวิทยา และประสาทวิทยาศาสตร์ ประเด็นงานวิจัยที่ยังเป็นไปอย่าต่อเนื่องในปัจจุบันรวมทั้ง การหาแหล่งกำเนิดของสัญญาณในสมองที่มีผลเป็นเป็นความใส่ใจ ผลของสัญญาณต่อการเลือกตัวกระตุ้น (neuronal tuning) ของเซลล์ประสาทรับความรู้สึก และความสัมพันธ์ของความใส่ใจกับกระบวนการทางประชานอื่น ๆ เช่นหน่วยความจำใช้งาน (working memory) และ vigilance นอกจากนี้แล้ว ก็ยังมีประเด็นงานวิจัยใหม่ ๆ ที่ตรวจสอบผลของการบาดเจ็บในกะโหลกศีรษะต่อความใส่ใจ ชีววิทยา
สาขาพฤติกรรมวิทยาจะศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ (โดยเฉพาะสัตว์สังคมอย่างสัตว์จำพวกลิงและสัตว์กินเนื้อ) บางครั้งอาจจัดเป็นสาขาหนึ่งในสัตววิทยา นักพฤติกรรมวิทยาจะเน้นศึกษาที่วิวัฒนาการของพฤติกรรม และความเข้าใจในพฤติกรรม โดยตั้งอยู่บนทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ประชานศาสตร์
ประชานศาสตร์ หรือ วิทยาการการรู้ หรือ วิทยาการปัญญา หรือ วิทยาศาสตร์พุทธิปัญญา () ความหมายโดยทั่วไปคือการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ทั้งเรื่องของความคิดและความฉลาด แต่หากกล่าวอย่างเป็นรูปนัยจะเน้นว่าเป็นการศึกษาด้านสหวิทยาการประกอบด้วย ประชานจิตวิทยา (cognitive psychology) ประสาทจิตวิทยา (neuropsychology) ภาษาศาสตร์ ปรัชญา วิทยาการคอมพิวเตอร์ (เจาะจงเรื่องปัญญาประดิษฐ์) มานุษยวิทยา และ จิตชีววิทยา (psychobiology) หรือสาขาประยุกต์ที่เกี่ยวข้อง ทั้งนี้เพื่อการศึกษาวิจัยภาวะของจิตและกระบวนการที่มนุษย์ควบคุมเปลี่ยนแปรยักย้ายข้อมูลข่าวสาร งานวิจัยในสาขาวิทยาการการรู้ได้ประยุกต์ใช้องค์ความรู้จากหลากหลายสาขาเพื่อศึกษาการทำงานของระหว่างสมองและจิตใจ (brain and mind) ศึกษาวิจัยด้านความสัมพันธ์ระหว่างการคิด อารมณ์ และการกระทำ การเรียนรู้โดยใช้สมองเป็นฐาน (brain-based learning) พฤติกรรม ความผิดปกติทางการเรียน การรับรู้ ความสนใจ การจำ การแก้ปัญหา การคำนวณ การให้เหตุผล และการตัดสินใจ บนพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ เช่น การแปลผลจากการบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) การวิเคราะห์จากถ่ายภาพสมอง (brain imaging) เป็นต้น  สารสื่อประสาท
สารสื่อประสาท (neurotransmitter) คือ สารเคมีที่มีหน้าที่ในการนำ, ขยาย และควบคุมสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์ประสาทเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ตามระบอบความเชื่อ ที่ตั้งขึ้นในทศวรรษที่ 1960 โดยที่สารเคมีนั้นจะเป็นสารสื่อประสาทได้จะต้องเป็นจริงตามเงื่อนไขดังนี้อย่างไรก็ตาม บางคนถือว่าสสารบางชนิด เช่น ไอออนของสังกะสี ซึ่งไม่ได้สังเคราะห์หรือเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยาคะตาบอลิซึ่ม เป็นสารสื่อประสาท ดังนั้น จำเป็นต้องมีคำนิยามใหม่ ๆ เกี่ยวกับสารสื่อประสาท เพื่อใช้อธิบายสารใหม่ ๆ ที่พบว่ามีหน้าที่เป็นหรือคล้ายสารสื่อประสาท เซลล์ประสาทสองขั้ว
เซลล์ประสาทสองขั้ว (, bipolar neuron, bipolar nerve cell, ) เป็นเซลล์ประสาทที่มีส่วนยื่น (extension) ออกไปเป็นสองขั้ว
เป็นเซลล์ประสาทรับความรู้สึกมีหน้าที่พิเศษในการส่งข้อมูลจากประสาทสัมผัสต่าง ๆ 
และเพราะเหตุนั้น จึงเป็นส่วนของวิถีประสาทรับความรู้สึกเกี่ยวกับการได้กลิ่น การเห็น การลิ้มรส การได้ยิน และประสาทเกี่ยวกับการทรงตัว กำเนิดประสาท
ปัจจัยระดับโมเลกุลและทางพันธุกรรมมีอิทธิพลต่อกำเนิดประสาท
ที่เด่น ๆ รวมวิถีการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ที่เรียกว่า Notch pathway
จึงมียีนเป็นจำนวนมากที่สัมพันธ์กับการควบคุมวิถีการส่งสัญญาณนี้ ประสาทวิทยาศาสตร์
ประสาทวิทยาศาสตร์ () เป็นการศึกษาเกี่ยวกับ โครงสร้าง (neuroanatomy) , หน้าที่, การเจริญเติบโต (neural development) , พันธุศาสตร์, ชีวเคมี, สรีรวิทยา, เภสัชวิทยา และพยาธิวิทยาของระบบประสาท นอกจากนี้การศึกษาเกี่ยวกับพฤติกรรมและการเรียนรู้ยังถือว่าเป็นสาขาของประสาทวิทยาอีกด้วย ประวัติวิชากายวิภาคศาสตร์
การวิจัยทางกายวิภาคในช่วงร้อยปีที่ผ่านมามีการพัฒนาอย่างรวดเร็วเพราะการเจริญของเทคโนโลยี และความเข้าใจในวิทยาศาสตร์แขนงอื่นๆ เช่น ชีววิวัฒนาการ (evolutionary biology) และอณูชีววิทยา (molecular biology) ซึ่งช่วยให้เกิดความเข้าใจอวัยวะและโครงสร้างของมนุษย์มากขึ้น ความเข้าใจในวิชาวิทยาต่อมไร้ท่อ (endocrinology) ทำให้สามารถอธิบายหน้าที่ของต่อมต่างๆ ที่ในอดีตไม่เคยได้รับการอธิบาย อุปกรณ์ทางการแพทย์เช่น การสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก (MRI) หรือการตรวจเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์ (CT Scan) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาอวัยวะของคนที่ยังมีชีวิตอยู่ หรือเสียชีวิตไปแล้ว ความก้าวหน้าทางกายวิภาคศาสตร์ในปัจจุบันมุ่งไปที่การเจริญเติบโต วิวัฒนาการ และหน้าที่ของโครงสร้างทางกายวิภาค เนื่องจากความรู้ด้านมหกายวิภาคศาสตร์ (macroscopic anatomy) ได้ถูกรวบรวมอย่างเป็นระบบแล้ว สาขาย่อยของกายวิภาคศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่มนุษย์ (non-human anatomy) ก็มีความสำคัญในปัจจุบัน เพราะนักกายวิภาคสมัยใหม่กำลังพยายามทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของการจัดระบบของกายวิภาคศาสตร์โดยผ่านเทคนิคสมัยใหม่ตั้งแต่การใช้ finite element analysis ไปจนถึงอณูชีววิทยา ระบบประสาท
ระบบประสาทของสัตว์ มีหน้าที่ในการออกคำสั่งการทำงานของกล้ามเนื้อ ควบคุมการทำงานของอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย และประมวลข้อมูลที่รับมาจากประสาทสัมผัสต่างๆ และสร้างคำสั่งต่าง ๆ (action) ให้อวัยวะต่าง ๆ ทำงาน (ดูเพิ่มเติมที่ ระบบประสาทกลาง) เซลล์ประสาท
คำว่า นิวรอน บัญญัติโดยนักกายวิภาคชาวเยอรมัน Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz โดยมาจากคำในภาษากรีก νεῦρον (neûron) ที่แปลว่า "เส้นด้าย"[26] ส่วนความสำคัญของมันว่าเป็นหน่วยพื้นฐานของระบบประสาทเกิดขึ้นในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 20 ผ่านงานของนักกายวิภาคชาวสเปน นพ. ซานเตียโก รามอน อี กาฮาล[27] ผู้เสนอว่า นิวรอนเป็นเซลล์ต่างหาก ๆ ที่สื่อสารกับกันและกันผ่านจุดประสาน/ช่องว่างที่ออกแบบโดยเฉพาะ[27] หลักนี้ต่อมาเรียกว่า neuron doctrine (หลักนิวรอน) ซึ่งเป็นทฤษฎีหลักทฤษฎีหนึ่งของประสาทวิทยาศาสตร์ปัจจุบัน[27] ชีววิทยา
การศึกษาสิ่งมีชีวิตในระดับอะตอมและโมเลกุล จัดอยู่ในสาขาวิชาอณูชีววิทยา ชีวเคมี และอณูพันธุศาสตร์ การศึกษาในระดับเซลล์ จัดอยู่ในสาขาวิชาเซลล์วิทยา และในระดับเนื้อเยื่อ จัดอยู่ในสาขาวิชาสรีรวิทยา กายวิภาคศาสตร์ และมิญชวิทยา สาขาวิชาคัพภวิทยาเป็นการศึกษาการเจริญเติบโตและพัฒนาการของตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิต ชีวกลศาสตร์
ชีวกลศาสตร์ () เป็นวิชาหนึ่งในวิทยาศาสตร์ประยุกต์สาขาชีวฟิสิกส์ (Biophysics)ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ ที่ทำการศึกษาแรงและผลของแรงในสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึงมนุษย์ด้วย โดยมีรากศัพท์มาจากคำว่า ชีวะ (คือสิ่งมีชีวิต) และกลศาสตร์ (คือวิชาว่าด้วยการศึกษาแรงและผลของแรง)ซึ่งใกล้เคียงกับความหมายที่นำเสนอโดย Herbert Hatze (1974) “ชีวกลศาสตร์ คือการศึกษาโครงสร้างและการทำงานของสิ่งมีชีวิตโดยวิธีการทางกลศาสตร์” วานรวิทยา
วานรวิทยาสมัยใหม่นับเป็นวิทยาศาสตร์ที่มีความหลากหลายมากที่สุดสาขาหนึ่ง โดยมีขอบข่ายนับตั้งแต่การศึกษาทางสรีรของบรรพบุรุษวานรและและการศึกษาวานรในที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของมัน ไปจนถึงการทดลองด้านจิตวิทยาของสัตว์และภาษาวานร วิชานี้ได้เปิดให้เห็นแสงสว่างเป็นอย่างมากในพฤติกรรมพื้นฐานรวมทั้งพฤติกรรมโบราณของบรรพบุรุษเหล่านี้ ประสาทสมอง
ประสาทสมอง (English: cranial nerve หรือ cerebral nerve) เป็นเส้นประสาทที่เกิดจากสมองและก้านสมองโดยตรง ตรงข้ามกับประสาทไขสันหลังซึ่งเกิดจากไขสันหลังหลายปล้อง ประสาทสมองเป็นทางเชื่อมของสารสนเทศระหว่างสมองและหลายบริเวณ ส่วนใหญ่คือศีรษะและคอ การเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน
การเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน (English: neuronal tuning) หมายถึงการที่นิวรอน (คือเซลล์ประสาท) ในสมองเลือกที่จะเป็นตัวแทน[1]ของข้อมูลทางประสาทสัมผัส (sensory) ข้อมูลทางการเคลื่อนไหว (motor) หรือข้อมูลในการรับรู้ (cognition) เซลล์ประสาทจะค่อย ๆ ปรับการเลือกตัวกระตุ้นจนเหมาะสมที่สุดโดยอาศัยประสบการณ์ [2] การเลือกตัวกระตุ้นนั้นอาจจะมีกำลังและเฉพาะที่ ดังที่ปรากฏในคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (primary visual cortex) หรืออาจจะอ่อนกำลังแต่กระจายไป ดังที่ปรากฏในกลุ่มนิวรอนต่าง ๆ นิวรอนหนึ่ง ๆ อาจจะเลือกตัวกระตุ้นหลาย ๆ อย่างพร้อม ๆ กันเช่นข้อมูลทางตา ข้อมูลทางหู และข้อมูลทางจมูก ซึ่งมักจะเป็นนิวรอนที่ประสานสัมพันธ์ข้อมูลที่มาจากหลายแหล่ง การประสานสัมพันธ์ข้อมูล (integration) นั่นแหละเป็นการงานหลักของเครือข่ายเซลล์ประสาท ตัวอย่างดีที่สุดของการเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอนสามารถเห็นได้ในระบบประสาทเกี่ยวกับการเห็น การได้ยิน การได้กลิ่น การรับรู้ความรู้สึกทางกายประเภทอื่น ๆ (somatosensory) และความทรงจำ เส้นประสาท
เส้นประสาท หรือ ประสาท เป็นโครงสร้างในร่างกายที่มีลักษณะเป็นมัดของเส้นใยของเนื้อเยื่อประสาทที่เชื่อมระหว่างอวัยวะในระบบประสาทกับอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกาย ทำหน้าที่ในการนำกระแสประสาท เส้นประสาทประกอบด้วยกลุ่มของแอกซอนจำนวนมาก ซึ่งเป็นโครงสร้างยาวที่ยื่นออกมาจากเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตามเส้นประสาทไม่ได้ประกอบขึ้นจากตัวเซลล์ประสาท แต่ประกอบขึ้นจากแอกซอนที่ยื่นออกมาจากเซลล์ประสาท และในเส้นประสาทก็มีเซลล์เกลียซึ่งทำหน้าที่สร้างเยื่อไมอีลินห่อหุ้มอะเมซอน อณูพันธุศาสตร์
อณูพันธุศาสตร์ (อังกฤษ: molecular genetics) เป็นแขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ที่ว่าด้วยเรื่องพันธุกรรมระดับโมเลกุล หรือ ดีเอ็นเอ และ ยีน ซึ่งนำมาสามเข้าใจในเรื่องพันธุศาสตร์ อีกทั้งเกี่ยวข้องใกล้ชิดกับวิชาชีวเคมี และนำไปประยุกต์ใช้ในแบบของวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ จิตวิทยาคลินิก
จิตวิทยาคลินิก (Clinical Psychology) คือ สาขาหนึ่งของวิชาจิตวิทยา (Psychology) ที่มีองค์ประกอบของข้อมูลวิชาความรู้ที่หลากหลายทั้งทางวิทยาศาสตร์และศิลปศาสตร์ (Arts and Science) นอกเหนือไปจากวิชาจิตวิทยาในแขนงต่างๆ (จิตวิทยาพัฒนาการทุกช่วงวัย จิตวิทยาบุคลิกภาพ จิตวิทยาการเรียนรู้ จิตวิทยาแรงจูงใจ จิตวิทยาการรับรู้ ฯลฯ) ที่จำเป็นต่อการเข้าใจบุคคลแล้ว วิชาจิตวิทยาคลินิกยังต้องการองค์ความรู้อื่นที่สำคัญ อาทิ องค์ความรู้ด้านจิตเวช(Psychiatry) จิตวิเคราะห์(Psychoanalysis) ประสาทวิทยา(Neurology) ประสาทจิตวิทยา(Neuropsychology) สารเสพติดและการติดยา นิติจิตเวช (Forensic Psychiatry) จิตเวชเด็กและวัยรุ่น การทำจิตบำบัดและการให้การปรึกษา(Psychotherapy and Counseling) พฤติกรรมบำบัด การฟื้นฟูดูแลทางด้านจิตใจ และ การตรวจวินิจฉัยด้วยเครื่องมือทางจิตวิทยาคลินิก เป็นต้น ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
การออกกำลังกายมีผลมากต่อโครงสร้าง หน้าที่การทำงาน และการรู้คิดของสมอง[1][2][3][4] งานวิจัยในมนุษย์จำนวนมากแสดงว่า การออกกำลังกายแบบแอโรบิก (จากเบาถึงหนักที่ใช้กระบวนการสร้างพลังงานโดยออกซิเจน) โดยอย่างน้อย 30 นาทีทุกวันปรับปรุงการทำงานของสมอง โดยปรับหน้าที่การรู้คิด (cognitive function) การแสดงออกของยีน และสภาพพลาสติกทางประสาท (neuroplasticity) และพฤติกรรมที่มีผลดี ผลที่ได้ในระยะยาวรวมทั้งการเกิดเซลล์ประสาท (neurogenesis) ที่เพิ่มขึ้น, การทำงานทางประสาทที่ดีขึ้น (เช่นในการส่งสัญญาณแบบ c-Fos และ BDNF), การรับมือกับความเครียดที่ดีขึ้น, การควบคุมพฤติกรรมที่ดีขึ้น, ความจำชัดแจ้ง (declarative) ความจำปริภูมิ (spatial) ความจำใช้งาน (working) ที่ดีขึ้น, และการปรับปรุงทางโครงสร้างและหน้าที่ของโครงสร้างสมองและวิถีประสาทที่สัมพันธ์กับการควบคุมการรู้คิดและความจำ[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] ผลการออกกำลังกายต่อความรู้คิดอาจช่วยการเรียนหนังสือในนักเรียนนักศึกษา เพิ่มผลิตผลการทำงาน ช่วยรักษาการทำงานของสมองในคนแก่ ป้องกันหรือบำบัดความผิดปกติทางประสาทแบบต่าง ๆ และปรับปรุงคุณภาพชีวิตโดยทั่วไป[1][11][12] การเจริญของประสาทในมนุษย์
การศึกษาการเจริญของประสาทใช้ทั้งประสาทวิทยาศาสตร์และชีววิทยาการเจริญเพื่ออธิบายกลไกของเซลล์และโมเลกุลที่ทำให้ระบบประสาทซับซ้อนกำเนิดขึ้นระหว่างการเจริญของเอ็มบริโอและตลอดชีวิต จิตวิทยา
ลักษณะเนื้อหาวิชา แบ่งเป็นเรื่องต่าง ๆ ได้แก่ พัฒนาการของมนุษย์, พันธุกรรม, ระบบการตอบสนอง, การรับรู้, การรู้สึก, แรงจูงใจ, อารมณ์, ภาษา การคิด และการแก้ปัญหา, เชาวน์ปัญญาและการทดสอบเชาวน์ปัญญา, บุคลิกภาพแบบต่าง ๆ และการประเมินบุคลิกภาพ, รูปแบบต่างๆของพยาธิสภาพทางพฤติกรรม, จิตบำบัด, และจิตวิทยาชุมชน เป้าหมายของจิตวิทยา เป้าหมายของการศึกษาได้มาจากวิธีการที่แตกต่างกัน 3 ประเภท ได้แก่ ประสาทวิทยาศาสตร์
คำว่า ประสาทวิทยาศาสตร์ (neuroscience) มักใช้ในการพูดถึงสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาระบบประสาท (nervous system) อาจจะกล่าวได้ว่า จิตวิทยา (psychology) จริง ๆ แล้วเป็นสาขาย่อยของประสาทวิทยาศาสตร์ แต่นักทฤษฎีจิต-ร่างกายโต้แย้งคำกล่าวนี้ คำว่า ประสาทชีววิทยา​ (neurobiology) สามารถนำมาใช้แทนคำว่าประสาทวิทยาศาสตร์ เฉพาะการศึกษาที่เน้นการศึกษาทางชีววิทยาของระบบประสาท อย่างไรก็ตามความจำกัดความของสองคำนี้ก็ยังคลุมเครืออยู่ ซานเตียโก รามอน อี กาฮาล
การสำรวจรุ่นบุกเบิกของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างจุลทรรศน์ของสมอง เป็นงานต้นฉบับในประสาทวิทยาศาสตร์ จึงได้รับการพิจารณาว่าเป็นบิดาของประสาทวิทยาศาสตร์ เขามีความชำนาญในการวาดรูปและภาพวาดเซลล์สมองเป็นร้อย ๆ ของเขาก็ยังถูกใช้ในการศึกษาจนกระทั่งถึงทุกวันนี้ เส้นประสาท
กระแสประสาทที่ผ่านไปในเส้นประสาทเรียกว่า ศักยะทำงาน หรือ แอกชัน โพเทนเชียล (action potential) ซึ่งเป็นคลื่นไฟฟ้าที่ขนส่งได้รวดเร็ว (มากถึง 120 เมตรต่อวินาที) โดยทั่วไปเริ่มสร้างจากตัวเซลล์ของเซลล์ประสาทและแพร่ออกไปตามแอกซอนจนถึงปลายประสาท สัญญาณประสาทจะข้ามจากปลายของแอกซอนหนึ่งไปยังตัวรับสารสื่อประสาทที่อยู่ใกล้เคียงผ่านช่องว่างที่เรียกว่าไซแนปส์หรือจุดประสานประสาท เซลล์ประสาทสั่งการ (Motor neurons) ก็ทำหน้าที่สั่งการกล้ามเนื้อโดยผ่านแผ่นเชื่อมประสาทสั่งการและกล้ามเนื้อ (neuromuscular junction) และอาศัยสารสื่อประสาทต่าง ๆ เช่นเดียวกัน มานุษยวิทยากายภาพ
มานุษยวิทยากายภาพ คือ สาขาวิชาศึกษาเกี่ยวกับการทำงานของสิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการ พันธุกรรม การปรับตัวของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต ไพรเมทวิทยา และ วิวัฒนาการของมนุษย์ กายวิภาคศาสตร์มนุษย์
กายวิภาคศาสตร์มนุษย์ () เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์การแพทย์ ที่เน้นทางด้านการศึกษาโครงสร้างต่างๆที่ประกอบกันเป็นร่างกายของมนุษย์ และเป็นหนึ่งในศาสตร์ที่มีประวัติความเป็นมาที่ยาวนาน การศึกษากายวิภาคศาสตร์ของมนุษย์สามารถแบ่งออกได้เป็นสี่สาขาหลัก ได้แก่ มหกายวิภาคศาสตร์ (Gross anatomy) จุลกายวิภาคศาสตร์ (Histology) ประสาทกายวิภาคศาสตร์ (Neuroanatomy) และกายวิภาคศาสตร์การเจริญเติบโต (Developmental anatomy) ในปัจจุบันการศึกษากายวิภาคศาสตร์ของมนุษย์จะเน้นไปในด้านการประยุกต์ใช้ และการนำเอาเทคโนโลยีทางด้านอณูชีววิทยามาใช้ในการศึกษากายวิภาคศาสตร์ในระดับเซลล์และเนื้อเยื่อ เซลล์ประสาท
นิวรอนส่งสัญญาณผ่านจุดประสานประสาททางเคมี (chemical synapse) และจุดประสานประสาททางไฟฟ้า (electrical synapse) ในกระบวนการที่เรียกว่าการสื่อประสาท (neurotransmission) หรือการสื่อผ่านไซแนปส์ (synaptic transmission) กระบวนการหลักที่จุดชนวนให้เซลล์ปล่อยสารสื่อประสาท (neurotransmitter) ก็คือศักยะงาน (action potential) ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าวิ่งผ่าน และสร้างโดยอาศัยความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์/เยื่อหุ้มเซลล์ที่เร้าได้ด้วยไฟฟ้า โดยเกิดในลักษณะเป็นคลื่นของการลดขั้ว (depolarization) เภสัชวิทยา
ในช่วงแรกของการศึกษาด้านเภสัชวิทยานั้นจะมุ่งเน้นไปที่การศึกษาสารที่ได้จากธรรมชาติเป็นหลัก โดยส่วนคือสารสกัดที่ได้จากพืช แต่หลังจากการพัฒนาทางด้านชรวการแพทย์ที่เกิดขึ้นในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ได้มีการปรับประยุกต์ใช้องค์ความรู้ที่ได่จากการศึกษาทางเภสัชวิทยาในห้องปฏิบัติการไปในการบำบัดรักษาโรคเพิ่มมากขึ้น[9] ในปัจจุบัน เภสัชกรในฐานะผู้ศึกษาหลักด้านเภสัชวิทยาใช้ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาพันธุศาสตร์ อณูชีววิทยา เคมีและเครื่องมือขั้นสูงอื่น ๆ เพื่อแปลงข้อมูลระดับโมเลกุลหรือกำหนดเป้าหมายการออกฤทธิ์ของยาระดับโมเลกุลเพื่อการบำบัดรักษาและควบคุมโรค ข้อบกพร่องของร่างกายหรือเชื้อก่อโรคที่จำเพาะ รวมไปถึงการสร้างวิธีการในการดูแลป้องกัน การวินิจฉัย และการพัฒนายาเพื่อการรักษาในระดับบุคคล (personalized medicine) การปรับตัวของประสาท
การเคลื่อนไหวเป็นจังหวะ ๆ บางอย่าง เช่นการหายใจ เป็นเรื่องจำเป็นเพื่อรอดชีวิต และจะมีตลอดชีวิต จึงสำคัญว่ามันต้องทำงานได้ดีที่สุด การปรับตัวทางประสาทเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวเช่นนี้ก็มีด้วย โดยตอบสนองต่อการฝึกหรือภาวะภายนอกที่แปรไป[20] เช่น มีสัตว์ที่ลดอัตราการหายใจเพื่อให้มีความเหมาะสมดีขึ้น แต่เพราะสัตว์ไม่ได้ตั้งใจปรับอัตราการหายใจ จึงสมมุติกันว่า การปรับตัวทางประสาทได้เกิดขึ้นเพื่อให้ร่างกายลดอัตราการหายใจลง ประสาทสมอง
มีชัย ศรีใส. ประสาทกายวิภาคศาสตร์. พิมพ์ครั้งที่ 4. กรุงเทพฯ: เยียร์บุ๊คพับลิชเชอร์, 2546. จิตวิทยา
จิตวิทยาเป็นศาสตร์ที่ศึกษาค้นคว้าเพื่อนำข้อมูลความรู้มาเสนอ อธิบาย และเพื่อควบคุมและเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของมนุษย์และสัตว์ จิตวิทยามุ่งศึกษาด้านความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการของร่างกายกับจิตใจ ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นระเบียบแบบแผน เพราะร่างกายและจิตใจมักมีการแสดงออกร่วมกัน อีกทั้งยังแสดงออกในแนวทางที่สามารถทำนายได้ ประสาทชีววิทยา
สารสื่อประสาทสร้างจากภายในเซลล์ โดย RER (Rough Endoplamic Reticulum)จากนั้นก็ถูกส่งไปยังกอลจิบอดี (หรือกอลจิคอมเพล็กซ์) เพื่อทำการลำเลียงสู่ vesicle เรียกว่า Synaptic vesicle' สัณฐานวิทยา (ชีววิทยา)
สัณฐานวิทยา () เป็นสาขาหนึ่งของวิชาชีววิทยาเกี่ยวกับการศึกษารูปพรรณสัณฐานภายนอกและคุณสมบัติเฉพาะของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต เช่น สี โครงสร้าง ขนาด รูปร่าง รูปแบบ ตัวอย่างเช่น ลักษณะรูปร่างของดอกไม้ หรือ การจัดเรียงตัวของใบ เซลล์ประสาท
เซลล์ประสาท[1] หรือ นิวรอน (English: neuron, /ˈnjʊərɒn/ NYEWR-on, หรือ /ˈnʊərɒn/ NEWR-on) เป็นเซลล์เร้าได้ด้วยพลัง ของเซลล์อสุจิที่ทำหน้าที่ประมวลและส่งข้อมูลผ่านสัญญาณไฟฟ้าและเคมี โดยส่งผ่านจุดประสานประสาท (synapse) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อโดยเฉพาะกับเซลล์อื่น ๆ นิวรอนอาจเชื่อมกันเป็นโครงข่ายประสาท (neural network) และเป็นองค์ประกอบหลักของสมองกับไขสันหลังในระบบประสาทกลาง (CNS) และของปมประสาท (ganglia) ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) นิวรอนที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ รวมทั้ง อวัยวะ
อวัยวะ เป็นกลุ่มของเนื้อเยื่อที่มีหน้าที่คล้ายกัน พืชและสัตว์ต้องพึ่งอวัยวะหลายชิ้นในระบบอวัยวะ[1] หน้าที่ของระบบอวัยวะมักจะมีหน้าที่ทับซ้อนกัน เช่น ไฮโปทาลามัส (hypothalamus) เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่ทั้งในระบบประสาท (nervous system) และระบบต่อมไร้ท่อ (endocrine system) ทำให้การศึกษาทั้งสองระบบมักจะทำร่วมกันเรียกว่า ระบบประสาทและต่อมไร้ท่อ (neuroendocrine system) เช่นเดียวกันกับ ระบบกล้ามเนื้อและกระดูก (musculoskeletal system) ซึ่งเป็นความเกี่ยวข้องกันระหว่างระบบกล้ามเนื้อ (muscular system) และ ระบบโครงกระดูก (skeletal system) การเรียนรู้เชิงลึก
นักวิจัยในสาขานี้พยายามจะหาวิธีการที่ดีขึ้นในการแทนข้อมูลแล้วสร้างแบบจำลองเพื่อเรียนรู้จากตัวแทนของข้อมูลเหล่านี้ในระดับใหญ่ บางวิธีการก็ได้แรงบันดาลใจมาจากสาขาประสาทวิทยาขั้นสูง โดยเฉพาะเรื่องกระบวนการตีความหมายในกระบวนการประมวลผลข้อมูลในสมอง ตัวอย่างของกระบวนการที่การเรียนรู้เชิงลึกนำไปใช้ได้แก่ การเข้ารหัสประสาท อันเป็นกระบวนการหาความสัมพันธ์ระหว่างตัวกระตุ้นกับการตอบสนองของเซลล์ประสาทในสมอง ระบบประสาท
ระบบประสาทของสัตว์ที่มีสมองจะมีความคิดและอารมณ์ ระบบประสาทจึงเป็นส่วนของร่างกายที่ทำให้สัตว์มีการเคลื่อนไหว (ยกเว้นสัตว์ชั้นต่ำที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้เช่น ฟองน้ำ) สารเคมีที่มีฤทธิ์ต่อระบบประสาทหรือเส้นประสาท (nerve) เรียกว่า สารที่มีพิษต่อระบบประสาท (neurotoxin) ซึ่งมักจะมีผลทำให้เป็นอัมพาต หรือตายได้ เซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory neuron) ตอบสนองต่อสัมผัส เสียง แสง และสิ่งเร้าอื่น ๆ แล้วส่งต่อสัญญาณ/ข้อมูลไปยังไขสันหลังและสมองต่อไป เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) รับสัญญาณจากสมองและไขสันหลัง แล้วทำให้กล้ามเนื้อเกร็งคลาย และทำให้ต่อมต่าง ๆ หลั่งสาร เซลล์ประสาทต่อประสาน (interneuron) เชื่อมนิวรอนต่าง ๆ ในสมองเขตเดียวกัน หรือเชื่อมเป็นโครงข่ายประสาทในไขสันหลัง จิตวิทยา
กลางคริสต์ศตวรรษที่ 17 จนถึงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 มีกลุ่มแนวคิดที่สำคัญเกิดขึ้น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มประจักษ์นิยมชาวบริเตน (British Empiricism) ที่เชื่อว่า ความรู้ผ่านเข้ามาทางสื่อกลางของความรู้สึก จิตเป็นที่รวมของความคิดเห็น นักจิตวิทยากลุ่มนี้มีบทบาทสำคัญต่อการเกิดจิตวิทยากลุ่มสัมพันธนิยม (Associationistic Psychology) นักจิตวิทยาอีกกลุ่มหนึ่งกลับสนใจทางชีวภาพ เช่น ความแตกต่างระหว่างประสาทส่วนรับความรู้สึกกับประสาทส่วนการเคลื่อนไหว และ ลักษณะทางกายที่แสดงปฏิกิริยาสะท้อน (reflex) นักจิตวิทยากลุ่มนี้พยายามอธิบายการกระทำของมนุษย์ด้วยหลักการทางฟิสิกส์ คือ จิตฟิสิกส์ ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้วัดความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะทางกายภาพของสิ่งเร้ากับประสบการณ์รู้สึกที่ผู้ที่ถูกเร้ารายงานออกมา จิตวิทยาเชิงบวก
เชื่อกันว่า สมองของบุคคลสามารถเปลี่ยนไปได้ตลอดอาศัยประสบการณ์ชีวิต ซึ่งเป็นสภาพที่เรียกว่า neuroplasticity (สภาพพลาสติกของระบบประสาท) แต่ว่าก็มีนักจิตวิทยาคู่หนึ่งที่ศึกษาว่า อารมณ์อะไรสามารถสืบทอดทางกรรมพันธุ์ แล้วพบว่า ความรู้สึกว่าเป็นอยู่ดีโดยระยะยาวขึ้นอยู่กับพันธุกรรมถึง 80% ซึ่งหมายความว่า ครอบครัวของเราสำคัญต่อชีวิตทางอารมณ์ของเราเมื่อเป็นผู้ใหญ่ เพราะว่า เราได้สืบทอดพันธุกรรมที่เป็นตัวกำหนดการตอบสนองทางอารมณ์ขั้นพื้นฐานต่อโลกภายนอก ดังนั้น กรรมพันธุ์จึงสำคัญต่อคุณภาพชีวิตทางอารมณ์ระยะยาวของเรา มากกว่าพฤติกรรมที่เรียนรู้หรือคุณภาพของสิ่งแวดล้อมในวัยเด็กต้น ๆ อย่างน้อยก็โดยตามแบบจำลองทางสังคม-เศรษฐกิจที่ใช้ในปัจจุบัน[36] แต่ว่า 20% ที่เหลือ ก็ยังสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยใช้ความคิดและพฤติกรรมที่เรียนรู้จากสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่ควรประมาท ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์
วิทยาศาสตร์ของการรับรู้อารมณ์ต้องอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสภาวะจิตใจที่เป็นอัตตวิสัย และสภาวะสมองที่เป็นปรวิสัยอย่างแม่นยำ กล่าวคือ อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างจิตที่รับรู้อารมณ์ (conscious mind) และปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าในสมอง. ความก้าวหน้าของปรัชญาประสาท (neurophilosophy) ที่ผ่าน ๆ มา มาจากความใส่ใจในสมอง ไม่ใช่ในจิตใจ ในพื้นเพภูมิหลังเช่นนี้ ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์ (ซึ่งอยู่ในสมอง) สามารถที่จะพิจารณาได้ว่า เป็นเหตุของการรับรู้อารมณ์, และการรับรู้อารมณ์สามารถที่จะพิจารณาได้ว่า เป็นคุณสมบัติแปรตาม (dependent property) ของระบบชีวภาพ (biological system) บางอย่างที่ซับซ้อน ที่ปรับตัวแก้ไขตนเองได้ ที่มีความเชื่อมโยงสัมพันธ์ซึ่งกันและกันอย่างสูง และเป็นระบบชีวภาพที่ยังไม่มีการนิยามที่ชัดเจน[4] คณิตศาสตร์ชีววิทยา
คณิตศาสตร์ชีววิทยา () คือ งานวิจัยสหพันธวิชาทางวิทยาศาสตร์ซึ่งประยุกต์ใช้ได้หลายแบบ คณิตศาสตร์ชีววิทยามุ่งไปที่การแสดงทางคณิตศาสตร์ การรักษา และสร้างแบบจำลองของแนวทางปฏิบัติทางชีววิทยา โดยใช้เทคนิกและเครื่องมือของคณิตศาสตร์ประยุกต์ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ทั้งทางทฤษฎีและทางปฏิบัติ ด้านงานวิจัยชีววิทยา ชีวการแพทย์ และเทคโนโลยีชีวภาพ การบรรยายระบบในเชิงปริมาณแปลว่าพฤติกรรมของระบบเหล่านั้นสามารถถูกทำนาย โดยต้องการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีความแม่นยำ โรคประสาท
คำว่า "Steave" ถูกเสนอให้ใช้เป็นครั้งแรกโดยแพทย์ชาวสก็อตต์ William Cullen ในปี ค.ศ. 1769 โดยหมายถึงความผิดปกติเกี่ยวกับการรับสัมผัสและการเคลื่อนไหว (disorders of sense and motion) ซึ่งเกิดจากการได้รับผลกระทบโดยรวมของระบบประสาท (general affection of the nernous system) โดยถือว่าเป็นคำที่ใช้อธิบายความผิดปกติและอาการทางระบบประสาทหลายๆ อย่างที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยสรีรวิทยา มีที่มาจากคำภาษากรีก "neuron" (เส้นประสาท) เสริมกับคำปัจจัย "-osis" (ซึ่งผิดปกติ ซึ่งเป็นโรค) อย่างไรก็ดีคำ neurosis นี้ถูกอธิบายอย่างละเอียดโดย Carl Jung และ Sigmund Freud ในกว่าหนึ่งศตวรรษต่อมา ต่อมาจึงมีการใช้คำนี้ในงานเขียนทางจิตวิทยาและปรัชญาอยู่ระยะหนึ่ง เซลล์ประสาท
ความรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของแอกซอนมาจากการศึกษาแอกซอนยักษ์ของปลาหมึก เพราะศึกษาได้ง่ายที่สุดเพราะมีขนาดยักษ์ (โดยเปรียบเทียบ) คือ หนา 0.5-1 มิลลิเมตร และยาวหลายเซนติเมตร นิวรอนที่พัฒนาเต็มที่แล้วจะอยู่ในสภาวะ postmitotic (G0 phase) อย่างถาวร[7] แต่ว่า งานวิจัยเริ่มต้นตั้งแต่ปี 2545 ก็แสดงว่า นิวรอนสามารถเพิ่มขึ้นทั่วสมองโดยเกิดจากเซลล์ประสาทต้นกำเนิด (neural stem cells) ผ่านกระบวนการกำเนิดเซลล์ (neurogenesis) แม้จะพบเซลล์เช่นนี้ทั่วสมอง แต่ก็ปรากฏมากที่สุดใน subventricular zone และ subgranular zone (ในฮิปโปแคมปัส)[8] กำเนิดประสาท
กำเนิดประสาทจะเกิดในช่วงการเกิดเอ็มบริโอในสัตว์ทั้งหมด และเป็นกระบวนการสร้างนิวรอนทั้งหมดในสัตว์
โดยก่อนช่วงกำเนิดประสาท เซลล์ประสาทต้นกำเนิดจะแบ่งตัวจนมีจำนวน progenitor cell ที่พอเพียง
ยกตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาทต้นกำเนิดหลักของสมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ที่เรียกว่า radial glial cell จะอยู่ในเขตเริ่มก่อตัวที่เรียกว่า ventricular zone ซึ่งอยู่ข้างโพรงสมองที่กำลังพัฒนาขึ้น
เซลล์ต้นกำเนิดจะแบ่งตัวจนกระทั่งกลายเป็นนิวรอนลูก (daughter neuron) ที่ไม่แบ่งตัวอีก
และดังนั้น นิวรอนทั้งหมดจะอยู่ในสภาพ post-mitotic (คือจะไม่แบ่งตัวอีก) และนิวรอนในระบบประสาทกลางมนุษย์โดยมากจะดำรงอยู่ตลอดชีวิตของบุคคล สรีรวิทยา
สาขาวิชาอื่น ๆ ที่ถือกำเนิดจากการศึกษาวิจัยทางสรีรวิทยา ได้แก่ ชีวเคมี ชีวฟิสิกส์ ชีวกลศาสตร์ และเภสัชวิทยา ชีววิทยาของเซลล์
ชีววิทยาของเซลล์ หรือ วิทยาเซลล์ () เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ ทั้งในด้านคุณสมบัติทางสรีรวิทยา, โครงสร้าง, ออร์แกเนลล์ที่อยู่ภายใน, ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม, วัฎจักรเซลล์, การแบ่งเซลล์, และการตายของเซลล์ [หรืออะพอพโทซิส (apoptosis)] การศึกษาคุณสมบัติของเซลล์ดังกล่าวเป็นการศึกษาในระดับจุลทรรศน์และระดับโมเลกุล การวิจัยในทางชีววิทยาของเซลล์นั้นกว้างขวางและหลากหลายมากตั้งแต่ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอย่างแบคทีเรียไปจนถึงเซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากมายในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่นในมนุษย์ ชีววิทยา
กายวิภาคศาสตร์ (Anatomy) เป็นการศึกษาโครงสร้างและการจัดเรียงตัวของร่างกายมนุษย์ สาขาวิชาหลักของกายวิภาคศาสตร์ได้แก่ มหกายวิภาคศาสตร์ (Gross anatomy) ซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า จุลกายวิภาคศาสตร์ หรือมิญชวิทยา หรือวิทยาเนื้อเยื่อ (Histology) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษากายวิภาคศาสตร์ในระดับจุลภาคซึ่งต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ สัณฐานวิทยา (Morphology) ศึกษาโครงสร้างและรูปร่างของสิ่งมีชีวิต สรีรวิทยา (Physiology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิต ทั้งในด้านกลศาสตร์ ด้านกายภาพ และด้านชีวเคมี แบ่งเป็น 2 สาขาย่อย คือ สรีรวิทยาของพืช และสรีรวิทยาของสัตว์ * อณูชีววิทยา (Molecular biology) หรือ ชีววิทยาโมเลกุล เป็นสาขาย่อย ที่แตกออกมาจากชีวเคมี เน้นศึกษาโครงสร้างและการทำงานของยีน (gene) ซึ่งเป็นรหัสพันธุกรรมบนสายดีเอ็นเอ หรือ อาร์เอ็นเอ ตลอดจนการควบคุมการทำงานของยีน ในระดับต่าง ๆ จนออกมาเป็น สาย อาร์เอ็นเอ และ เป็น โปรตีน พันธุศาสตร์ (Genetics) คือ สาขาแขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ ซึ่งว่าด้วยการศึกษาหน่วยพันธุกรรม หรือ ยีน, กรรมพันธุ์ (heredity) , และวิวัฒนาการในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ลักษณะทางพันธุกรรม การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต จากชั่วชีวิตหนึ่งไปอีกชั่วชีวิตหนึ่ง เซลล์พันธุศาสตร์ (Cytogenetics) ศึกษาพันธุศาสตร์ในระดับเซลล์ รูปร่าง ลักษณะ และจำนวนของโครโมโซมในสิ่งมีชีวิต ตำแหน่งที่ตั้งของยีนบนโครโมโซม และการแบ่งเซลล์ในสิ่งมีชีวิต นิเวศวิทยา (Ecology) คือ วิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับถิ่นที่อยู่และสิ่งแวดล้อม คัพภวิทยา หรือ วิทยาเอ็มบริโอ (Embryology) เป็นการศึกษาการเจริญของเอ็มบริโอ เอ็มบริโอคือขั้นหนึ่งของการเจริญของสิ่งมีชีวิตก่อนคลอดหรือออกจากไข่ หรือในพืชคือในระยะก่อนการงอก (germination) ชีววิทยาของเซลล์ (cell biology) หรือ วิทยาเซลล์ (cytology) เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ ทั้งในด้านคุณสมบัติทางสรีรวิทยา, โครงสร้าง, ออร์แกเนลล์ที่อยู่ภายใน, ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม, วัฎจักรเซลล์, การแบ่งเซลล์, และการตายของเซลล์ มหพยาธิวิทยา (Gross pathology) หมายถึงลักษณะแสดงในระดับมหัพภาค (หรือระดับตาเปล่า) ของโรคที่เกิดในอวัยวะ, เนื้อเยื่อ และช่องตัว ศัพท์ดังกล่าวใช้กันทั่วไปในวิชาพยาธิกายวิภาค (anatomical pathology) เพื่อหมายถึงการตรวจเพื่อวินิจฉัยหาข้อมูลในชิ้นเนื้อตัวอย่างหรือการชันสูตรพลิกศพ (autopsy) มนุษย์
สมองของมนุษย์ อันเป็นจุดรวมระบบประสาทส่วนกลางในมนุษย์ ควบคุมระบบประสาทส่วนนอก นอกเหนือไปจากควบคุมกิจกรรมนอกอำนาจจิตใจที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติเป็นหลัก เช่น การหายใจและการย่อยอาหารแล้ว ยังเป็นที่คั้งของคำสั่งที่ "สูงกว่า" เช่น ความคิด การให้เหตุผลและภาวะนามธรรม[103] ขบวนการที่เกี่ยวกับการคิดนี้ซึ่งประกอบด้วยจิตและพฤติกรรม มีการศึกษาในสาขาจิตวิทยา เซลล์ประสาทสั่งการ
เซลล์ประสาทสั่งการ
เป็นเซลล์ประสาทที่มีตัวอยู่ในคอร์เทกซ์สั่งการ (motor cortex) ในก้านสมอง หรืออยู่ในไขสันหลัง และส่งแกนประสาท/แอกซอนไปยังไขสันหลัง หรือนอกไขสันหลัง เพื่อควบคุมอวัยวะปฏิบัติงาน (effector) โดยตรงหรือโดยอ้อม อวัยวะหลัก ๆ ก็คือกล้ามเนื้อและต่อม
มีเซลล์สองชนิดคือเซลล์ประสาทสั่งการบน () และเซลล์ประสาทสั่งการล่าง ()
แอกซอนจาก UMN จะไปสุดที่อินเตอร์นิวรอนในไขสันหลัง แต่บางครั้งก็จะไปสุดที่ LMN โดยตรง
ส่วนแอกซอนจาก LMN จะส่งกระแสประสาทจากไขสันหลังไปยังอวัยวะปฏิบัติการ
LMN ยังแบ่งได้อีกสามอย่าง คือ เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา เซลล์ประสาทสั่งการบีตา และเซลล์ประสาทสั่งการแกมมา อณูชีววิทยา
อณูชีววิทยา หรือ ชีววิทยาระดับโมเลกุล (English: molecular biology) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้าง และการทำงานของหน่วยพันธุกรรม ในระดับโมเลกุล เป็นสาขาที่คาบเกี่ยวกันระหว่างชีววิทยาและเคมี โดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์และชีวเคมี อณูชีววิทยามุ่งเน้นศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบต่างๆภายในเซลล์ ซึ่งรวมถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างการสังเคราะห์ ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ และ โปรตีน และรวมถึงว่าขบวนการเหล่านี้ถูกควบคุมอย่างไร ชีววิทยา
frame|สายใยอาหาร ประกอบขึ้นจากห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่ แสดงถึงความสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ สาขานิเวศวิทยาจะศึกษาการกระจายและความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิต รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม สิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตจะหมายถึงถิ่นที่อยู่อาศัย ซึ่งจะรวมไปถึงปัจจัยทางกายภาพอย่างสภาพภูมิอากาศและลักษณะทางภูมิศาสตร์ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน การศึกษาระบบทางนิเวศวิทยามีหลายระดับ ตั้งแต่ระดับสิ่งมีชีวิต ระดับประชากร ระดับระบบนิเวศ ไปจนถึงระดับโลกของสิ่งมีชีวิต จึงจะเห็นได้ว่า นิเวศวิทยาเป็นสาขาที่ครอบคลุมถึงสาขาอื่น ๆ อีกมากมาย วัฒนธรรม
นักวิจัยด้าน "จิตวิทยาเชิงวิวัฒนาการ" โต้เถียงกันว่า จิต คือหน่วยสะสางระบบของการรับรู้ข้อมูลทางประสาทที่เกิดจากการคัดเลือกทางพันธุกรรมเพื่อปรับใช้ในการแก้ปัญหาของบรรพบุรุษนานมาแล้ว นักจิตวิทยาเชิงวิวัฒนาการมีความเห็นว่า ความหลากหลายของรูปแบบที่วัฒนธรรมของมนุษย์รับไว้นั้นถูกกีดขวางไว้ด้วยกลไกของกระบวนการประมวลข้อมูลที่ฝังอยู่ในพฤติกรรมของเรา ซึ่งรวมถึง ชีววิทยาทางทะเล
ชีววิทยาทางทะเล คือการศึกษาเชิงวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร น้ำกร่อย รวมไปถึงแหล่งน้ำอื่นๆ ในชีววิทยานั้นมีหลายไฟลัม วงศ์ และ สกุล ซึ่งมีทั้งสปีชีส์ที่อาศัยอยู่บนบก และ สปีชีส์ที่อาศัยอยู่ในทะเล ชีวะวิทยาทางทะเลนั้นแบ่ง สปีชีส์จากสิ่งแวดล้อมแทนที่กับอนุกรมวิธาน นิเวศวิทยาทางทะเลนั้นไม่เหมือนกับ ชีววิทยาทางทะเล ด้วยความที่ นิเวศวิทยานั้นเน้นไปที่การศึกษาเกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์กันของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตตัวอื่น หรือ กับสิ่งแวดล้อม ในขณะที่ ชีววิทยานั้นคือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนั้นๆ สังคมวิทยา
สังคมวิทยา (อังกฤษ: sociology) คือ วิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับชีวิตทางสังคมของมนุษย์, กลุ่มคน, และสังคม สิ่งที่สาขาวิชานี้สนใจคือ กฎเกณฑ์ และกระบวนการทางสังคม ที่ยึดเหนี่ยวหรือแบ่งแยกผู้คน ทั้งในสภาวะที่เป็นปัจเจก และในฐานะของสมาชิกของสมาคม, กลุ่ม, หรือสถาบัน[1][2][3][4] โครงข่ายประสาท
โครงข่ายประสาท ( - NN) โดยทั่วไปได้ถูกกล่าวถึงโครงข่ายประสาทชีวภาพในร่างกายของมนุษย์ที่เชื่อมโยงระบบประสาท แต่ในปัจจุบันการใช้งานคำว่าโครงข่ายประสาท ได้ถูกหมายถึงโครงข่ายประสาทเทียม ซึ่งเป็นลักษณะโมเดลในการประมวลผลข้อมูล เนื้อเยื่อประสาท
เนื้อเยื่อประสาทประกอบขึ้นมาจากเซลล์ประสาทที่มีที่มาแตกต่างกันมากมาย ซึ่งมีลักษณะแตกต่างกันที่แอกซอน (หรือ แกนประสาท) ซึ่งเป็นส่วนเส้นใยที่ยืดยาวออกมาจากตัวเซลล์ ทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณศักยะทำงาน (action potential signals) ไปยังเซลล์ประสาทถัดไป