腦神經研究重大突破 清大研究團隊果蠅腦中找到線索

新網記者范詩敏台北特稿
2013/6/25 下午 05:24:42 / 科技新知

　人類的腦如何處理不同濃度的相同氣味，進而產生不同的行為，清大研究團隊在果蠅腦中找到線索，堪稱國內腦神經研究重大突破。

清華大學腦科學研究中心主任江安世說明在果蠅腦中找到腦神經研究重大突破線索。(歸鴻亭攝影)

　清華大學腦科學研究中心主任江安世率領清大生物科技研究所博士班畢業生林暉皓、博士班學生朱麗安與暨南國際大學應用化學系副教授傅在峰，以果蠅為行為實驗模式動物，研究其神經訊號在複雜腦神經網路中如何轉軌。

　清大校長陳力俊指出，果蠅碰到危險會釋放二氧化碳信號，讓別的果蠅收到警訊後逃逸。腐爛水果由於酵母菌發酵也會釋放出二氧化碳，果蠅不但不跑掉還會湊上去吃水果。究竟果蠅的腦神經網絡如何分辨這兩種情況，一直是個謎。

江安世預估20年後可能會發生一場生命科學的革命。(歸鴻亭攝影)

　研究團隊利用不同濃度的二氧化碳實驗，發現果蠅同時有特定3條神經迴路會傳遞訊息到腦部；這是研究人員首次發現單一感官訊息，在腦中有多線路的平行訊號處理，和以往認為特定刺激只有單一神經迴路相較，有很大突破。

　果蠅面對低濃度0.5%二氧化碳，其神經訊號會平行走第一條神經迴路，觸發果蠅的躲避行為。但面對高濃度2%的二氧化碳，第三條神經迴路卻會抑制第一條神經迴路，產生轉軌機制，神經訊號因而走第二條路徑。

　江安世指出，這項研究成果將有助理解人類行為調控的機制及發展治療異常行為的方法，並可應用於人工智慧仿生電腦的研究，這項研究成果已登上國際《Science》期刊。

　他說，選用果蠅作為研究腦科學的研究對象原因有二：一來人腦太過複雜，有逾一千億個腦細胞，果蠅只有十萬個腦細胞；二來，目前其研究團隊已經可以隨心所欲控制果蠅腦神經細胞裡的基因，甚至遙控動物行為。也因為所有動物基因表現、腦神經調控行為的形式互通，所以可利用果蠅基因調控工具來研究人腦。

江安世率領的研究團隊研究方向正確，未來科學家能利用果蠅研究人腦疾病的分子機制。(歸鴻亭攝影)

　江安世認為，若研究方向正確，未來科學家能利用果蠅研究人腦疾病的分子機制，例如阿茲海默症、帕金森氏症與亨丁頓跳舞症。他預估，20年後可能會發生一場生命科學的革命，對人類的影響將大過於工業革命。

　他並指出，歐盟日前投入11.9億歐元經費於腦科學研究，美國歐巴馬總統今年4月也在白宮國情咨文中提到，上個世紀，美國投入30億美元於腦基因研究計畫，20年後得出結論：「我們投入人類腦基因研究的每一美金，有140美金的回收效益。」因而美國明年將投入一億美元支持「BRAIN」腦科學計畫。