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台清大发现神经回路机制 有助脑疾治疗

徐翠玲

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【大纪元2013年07月05日讯】(大纪元记者徐翠玲台北报导)果蝇闻到二氧化碳,逃之夭夭,闻到腐烂带高浓度二氧化碳的水果,却受到吸引。清华大学脑科学研究中心主任江安世研究团队,利用“果蝇全脑神经网路图谱”预测及操控特定神经回路二氧化碳讯号传递,发现嗅觉神经讯号在脑神经网路平行传输及转轨的机制。

研究成果已于日前发表在《科学》(Science)期刊上。江安世表示,研究结果将有助于了解人类记忆、学习、脑疾(如阿兹海默症、帕金森氏症及亨丁顿跳舞症)以及发展人工智慧电脑。

研究团队成员博士生林晖皓使用光驱动绿萤光蛋白(PaGFP)追踪果蝇嗅觉神经传递二氧化碳讯号路径,结果发现嗅觉神经细胞接收二氧化碳讯号后,会透过3条并行回路将讯号送往6高层次脑区。

江安世指出,二氧化碳浓度低(小于0.5%)时,第1条路径被活化,二氧化碳讯号由第1条路径传送;二氧化碳浓度高(大于2%)时,3条路径都被活化,第3条路径会抑制第1条路径,让第2条路径传递讯号。而第3条路径不会传递讯号,但对所有味道都会产生反应,具有调控功能。

至于果蝇脑如何传递腐烂水果食物讯号,林晖皓表示,除了前述3条已知路径外,多了第4条未知路径。腐烂水果含二氧化碳及食物味道,二氧化碳刺激第1条路径活化,不过,食物味道却启动第3条路径抑制第1条路径,由第4条路径传递食物味道讯号。

江安世说,在果蝇脑中找到平行特定轨道传输讯号的方式,人脑很可能也是这样。目前尚待了解的是嗅觉以外感官讯号是否具有同样机制,学习、记忆是否能改变神经讯号流动而产生不同行为。

虽然可藉神经回路是否正常传递讯号诊治疾病,江安世表示,临床应用可能要花20年时间,因为基础研究用于治病必须按部就班,“想要一步到位,马上产生对人类疾病有帮助的手段,不见得能成功”。10几年前,美国大药厂利用他们研发的爱滋果蝇筛检药物就是一例。◇

光驱动绿萤光蛋白追踪果蝇嗅觉神经传递气味讯号路径。(江安世提供)

(责任编辑:敏清)

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