可变重力条件下神经元系统中的自组织和斑图动力学：空间条件下的生命科学

　　Chapter I Introduction
　　1.1 Historical remarks
　　1.1. Gravitational research
　　1.2 Excitable media and their control by small external forces
　　1.3 Waves and oscillations in biological systems
　　1.4 Book layout
　　References
　　Chapter 2 Gravity
　　2.1 Physical remarks
　　2.2 Perception of gravity by living systems
　　References
　　Chapter 3 Basic Structure of Neuronal Systems
　　References
　　Chapter 4 Platforms for Gravitational Research
　　4.1 Microgravity platforms
　　4.1.1 Short term platforms
　　4.1.2 Long term platforms
　　4.1.3 Magnetic levitation
　　4.2 Removing orientation
　　4.2.1 Clinostats
　　4.2.2 Random positioning machine
　　4.3 Macro-gravity platforms
　　4.3.1 Centrifuge
　　References
　　Chapter 5 A Model Systems for Gravity Research: The Belousov-Zhabotinsky Reaction
　　5.1 Setup for the Belousov-Zhabotinsky experiments
　　5.2 Preparation of gels for the Belousov-Zhabotinsky reaction
　　5.3 Data evaluation
　　References
　　Chapter 6 Interaction of Gravity with Molecules and
　　Membranes
　　6.1 Bilayer experiments
　　6.1.1 Hardware for the Microba mission
　　6.1.2 Hardware for the drop-tower
　　6.1.3 Hardware for parabolic flights
　　6.1.4 Hardware for laboratory centrifuge
　　6.1.5 Experimental results
　　6.2 Patch-clamp experiments
　　6.2.1 Principles of patch-clamp experiments
　　6.2.2 Hardware for the drop-tower
　　6.2.3 First hardware for parabolic flights
　　6.2.4 For the drop-tower
　　6.2.5 First parabolic flight experiment
　　6.2.6 Second hardware for parabolic flights
　　6.2.7 Second parabolic flight experiment
　　6.2.8 First results and future perspectives
　　References
　　Chapter 7 Behavior of Action Potentials Under Variable Gravity Conditions
　　7.1 Introductory remarks
　　7.2 Materials and methods
　　7.3 Isolated leech neuron experiments
　　7.4 Earthworm and nerve fiber experiments (rats and worms)
　　7.5 Discussion
　　References
　　Chapter 8 Fluorescence and Light Scatter Experiments to Investigate Cell Properues at Microgravity
　　8.1 Fluorescence measurements to determine calcium influx and membrane potential changes
　　8.1.1 Intracellular calcium concentration experiments
　　8.1.2 Membrane potential experiments
　　8.2 Light scatter experiments to determine changes in cell size
　　8.2.1 Static light scatter
　　8.2.2 Dynamic light scatter
　　References
　　Chapter 9 Spreading Depression: A Self-organized Excitation Depression Wave in Different Gravity Conditions
　　9.1 The retinal spreading depression
　　9.2 Gravity platforms used for retinal spreading depression experiments
　　9.2.1 Methods Contents
　　9.2.2 Experiment setup and protocol for spreading depression experiments in parabolic flights
　　9.2.3 Experiment setup and protocol for spreading depression experiments on TEXUS sounding rocket
　　9.2.4 Setup and protocol for spreading depression experiments in the centrifuge
　　9.2.5 Data analysis
　　9.3 Results
　　9.3.1 Spreading depression experiments in parabolic flights and in the centrifuge
　　9.3.2 Spreading depression experiments on sounding rockets and in the centrifuge
　　9.3.3 Determination of latency of spreading depression waves in the centrifuge
　　9.3.4 Summary of all spreading depression experiments on different gravity platforms
　　9.4 Discussion
　　9.4.1 Comment on different gravity platforms
　　References
　　Chapter 10 The Brain Itself in Zero-g
　　10.1 Methods
　　10.1.1 Slow cortical potentials (SCP)
　　10.1.2 Classical frequency bands in EEG
　　10.1.3 Peripheral psycho physiological parameters
　　10.1.4 Protocol and data analysis
　　10.1.5 Subjects
　　10.1.6 Ethic
　　10.2 Results
　　10.2.1 Slow Cortical Potentials (SCP)
　　10.2.2 Frequency band EEG
　　10.2.3 Peripheral stress parameters
　　10.3 Discussion
　　10.3.1 Slow cortical potentials
　　10.3.2 Frequency band EEG
　　10.3.3 Peripheral parameters
　　10.4 Conclusion
　　References
　　Chapter 11 Effects of Altered Gravity on the Actin and Mierotubule Cytoskeleton, Cell Migration and Neurite Outgrowth
　　11.1 Summary
　　11.2 Introductory remarks
　　11.3 Material and methods
　　11.3.1 Cell transfection
　　11.3.2 Cell culture and experiments with SH-SY5Y neuroblastoma cells
　　11.3.3 Cell migration experiments- Human carcinoma cell lines
　　11.3.4 Scratch Migration Assay (SMA)
　　11.3.5 Neurite outgrowth experiments-Primary cell culture of embryonic chicken spinal cord neurons
　　11.3.6 Imunostaining of cells
　　11.3.7 Staining of F-actin
　　11.3.8 Microscopy and live imaging
　　11.4 Results and discussion
　　11.4.1 Effects of altered gravity on actin-driven lamellar protrusion of SH-SY5Y neuroblastoma cells
　　11.4.2 Effect of altered gravity on the microtubule cytoskeleton of SH-SY5Y neuroblastoma cells
　　11.4.3 Effects of altered gravity on cell migration
　　11.4.4 Effects of altered gravity on the intensity and direction of neurite outgrowth
　　References
　　Chapter 12 Discussion and Perspectives
　　References
　　Index

　　    Dr. Meike Wiedemann and Dr. Florian P.M. Kohn are Biological Scientists in the Lab of Membranephysiology at the University of Hohenheim， Germany and have been working in the field of life sciences under space condition for some years. Prof. Harald Roesner has been working in the field of Neurophysiology and is now retired. Prof. Wolfgang R.L. Hanke is the leader of the Department of Membranephysiology at the University of Hohenheim.

　　    Sciences Under Space Conditions describes the interaction of gravity with neuronal systems. To deliver the basic scientific and technological background， the structures of neuronal systems are described and platforms for gravity research are presented. The book is rounded off by information about the interaction of chemical model systems with gravity and some simulations， and results about the interaction of gravity with neuronal systems from single molecules to the entire human brain are demonstrated. This is the first book to give a complete overview about neurophysiological research under conditions of variable gravity.
　　    The book is intended for scientists in the field of space research, neurophysiology, and those who are interested in the control of non-linear systems by small external forces.