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  • 22
  • Jan
  • 2018

小兵立大功!果蠅幼蟲協助破解人類腦神經

2018/01/22 23:30

你可能有聽過基因地圖,科學家把基因排列組合出來,可以看出個體差異,但腦神經地圖可能就沒聽過了。為了瞭解人類大腦860億個神經元,如何傳遞訊息,引導人類走路、打字或開車,現在有科學家要靠果蠅的幼蟲來解析大腦如何運作。



玻璃瓶中的果蠅幼蟲,一般民眾避之唯恐不及,但在科學家眼裡,它有機會解開大腦與神經的秘密。美國維吉尼亞州霍華德休斯醫學研究所中,有一個影片資料庫,裡面都是果蠅幼蟲的蠕動、爬行的畫面,科學家們想藉由觀察果蠅神經元放電的過程,來解答人類的大腦如何下指導棋,指揮人類動作。

神經科學家萊提克說以某種方式來說,神經元決定了每個行為,神經系統得執行所謂的很嚴格與精確的計算過程,一個贏者全拿的計算過程。

成人的大腦中約有860億個神經元,但剛出生時神經元之間還沒產生連結,當我們成長,學習新事物時,新的神經通路會在大腦中被製造出來。

CNN醫藥記者報導這些連結讓我們可以走路打字跟閱讀等行為成為我們的第二天性,每一項動作都有它自己的模式或計算模組他們都是由很多特定神經元所組成。

但人類的神經元數量實在太多了,於是結構簡單、神經元又少的果蠅幼蟲,成為實驗對象

神經科學家萊提克說果蠅幼蟲在此刻是很理想的模型系統,因為它們神經元間的連結點很小,它有足夠的神經系統,讓我們可用電子顯微鏡繪製整個系統。

科學家們用了好幾千張果蠅幼蟲的大腦切片圖,來追蹤神經元之間的連結,藉此來繪製大腦神經地圖。

整節身體可能只有一公分的幼蟲,結構可是一點都不簡單,研究人員花了好幾年的時間,只繪製出果蠅3分之2的腦神經地圖。

科學家解釋,腦神經地圖就像交通網一樣,你要知道哪邊的路比較寬哪裡比較窄,才曉得車流運作的模式,進而去了解這個模式下,可能會引發塞車或其它結果。而團隊的最新研究,則是在繪製控制學習行為的多巴胺神經元。

神經科學家萊提克解釋假如一個動物期待去做某事然後獲得獎勵,但最後卻沒有得到獎勵,那這些多巴胺神經元會變得非常非常活躍,他們會誘發記憶所以在未來,動物可以改進他們的行為跟做決策的能力。

不管是果蠅幼蟲、猴子、還是人類,多巴胺神經元都在學習過程中,扮演重要的角色,科學家如果能更深入了解哪些神經元控制哪類行為,相信未來可治療其他神經退化所造成的疾病。

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更新時間:2018/01/22 23:56

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