台清大發現神經迴路機制 有助腦疾治療
【大紀元2013年07月05日訊】(大紀元記者徐翠玲台北報導)果蠅聞到二氧化碳,逃之夭夭,聞到腐爛帶高濃度二氧化碳的水果,卻受到吸引。清華大學腦科學研究中心主任江安世研究團隊,利用「果蠅全腦神經網路圖譜」預測及操控特定神經迴路二氧化碳訊號傳遞,發現嗅覺神經訊號在腦神經網路平行傳輸及轉軌的機制。
研究成果已於日前發表在《科學》(Science)期刊上。江安世表示,研究結果將有助於了解人類記憶、學習、腦疾(如阿茲海默症、帕金森氏症及亨丁頓跳舞症)以及發展人工智慧電腦。
研究團隊成員博士生林暉皓使用光驅動綠螢光蛋白(PaGFP)追蹤果蠅嗅覺神經傳遞二氧化碳訊號路徑,結果發現嗅覺神經細胞接收二氧化碳訊號後,會透過3條並行迴路將訊號送往6高層次腦區。
江安世指出,二氧化碳濃度低(小於0.5%)時,第1條路徑被活化,二氧化碳訊號由第1條路徑傳送;二氧化碳濃度高(大於2%)時,3條路徑都被活化,第3條路徑會抑制第1條路徑,讓第2條路徑傳遞訊號。而第3條路徑不會傳遞訊號,但對所有味道都會產生反應,具有調控功能。
至於果蠅腦如何傳遞腐爛水果食物訊號,林暉皓表示,除了前述3條已知路徑外,多了第4條未知路徑。腐爛水果含二氧化碳及食物味道,二氧化碳刺激第1條路徑活化,不過,食物味道卻啟動第3條路徑抑制第1條路徑,由第4條路徑傳遞食物味道訊號。
江安世說,在果蠅腦中找到平行特定軌道傳輸訊號的方式,人腦很可能也是這樣。目前尚待了解的是嗅覺以外感官訊號是否具有同樣機制,學習、記憶是否能改變神經訊號流動而產生不同行為。
雖然可藉神經迴路是否正常傳遞訊號診治疾病,江安世表示,臨床應用可能要花20年時間,因為基礎研究用於治病必須按部就班,「想要一步到位,馬上產生對人類疾病有幫助的手段,不見得能成功」。10幾年前,美國大藥廠利用他們研發的愛滋果蠅篩檢藥物就是一例。◇
(責任編輯:敏清)