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長期記憶解碼 已找到關鍵細胞!

2014-09-23 14:17聯合新聞網 聯合新聞網

【聯合晚報/記者林進修/台北報導】

腦科學出現重大突破。國立清華大學生命科學系教授江安世領導的一組台灣研究團隊,經過7年的漫長研究,終於發現儲存長期記憶的腦細胞,震撼國際科學界。2月10日出刊的最新一期全球頂尖期刊「科學」 (Science),特地以長篇完整論文的方式刊載這項研究成果。

清華大學生命科學系江安世(左三)教授率領的研究團隊清大博士生陳俊朝(左二)等,發...
清華大學生命科學系江安世(左三)教授率領的研究團隊清大博士生陳俊朝(左二)等,發現長期記憶形成所需的新生蛋白質,僅來自腦中少數幾顆神經細胞內。(圖/記者黃義書/攝影)

「科學」首度刊登台灣完整論文

「科學」是全球最頂尖的科學期刊,台灣歷年有25篇研究論文刊登在「科學」,全都以短篇論文方式呈現,唯有這篇是以長篇完整論文登出,更顯示其重要性。

江安世表示,過去面對阿茲海默氏症、帕金森氏症及亨丁頓舞蹈症等腦神經病變時,只能被動的以藥物延緩惡化,無法有效控制病情。但透過這項最新研究成果,科學和醫藥界有機會研發出更有效的小分子藥物,改善或控制患者病情。

果蠅頭部及腦部組織示意圖,兩側紫紅色兩點為DAL腦神經細胞,綠色為蕈狀體部分分支...
果蠅頭部及腦部組織示意圖,兩側紫紅色兩點為DAL腦神經細胞,綠色為蕈狀體部分分支,白色則標示出DAL神經細胞與部分蕈狀體連接的位置。(圖/清華大學生物科技研究所博士生陳俊朝提供)

江安世說,人類大腦海馬迴負責各種事件記憶及儲存,會提昇大腦皮質區儲存記憶的效率,形成長期記憶;但大腦有近千億顆神經細胞,要從中確認哪顆細胞參與哪些工作,卻是大海撈針。

兩個關鍵神經元 操控5000細胞的網路

近代科學家運用和人類學習、記憶等生存基本行為相似的果蠅,進行研究。江安世也透過果蠅大腦做實驗,結果找到「CaMKII」及「period」這兩種DAL神經元,才是長期記憶的關鍵。

「這真是太令人驚訝了!」以前大家總認為,果蠅的長期記憶是經由操控蕈狀體5000個神經細胞的複雜神經網路來形成,沒想到竟由兩個蕈狀體外的DAL神經元完成,簡單到難以想像,跌破全球腦神經科學家的眼鏡。

江安世指出,今後只要掌握少數幾個特定神經元,再透過調控特定蛋白質的合成,有可能改變生物行為模式,甚至改善腦神經病變。

江安世表示,果蠅大腦有10萬顆神經細胞,近年全球科學界全力解碼,預計20年可全部解碼。如今他的研究團隊已解碼20%,領先全球,更可望將解碼時程縮短到5年。未來若建構出全球第一個果蠅神經網路體,人類將可像「Google earth」般,了解所有神經的流動及整理,美國紐約時報也因此做了大篇幅報導。

國科會今天上午舉行記者會公布這項重大成就,清大校長陳力俊稱讚江安世的腦神經研究成果,有奪下諾貝爾獎的潛力。他更俊透露,有「DNA之父」美譽的諾貝爾生醫獎得主華生教授前年專程來台灣探望江安世,非常讚賞研究成果。

國科會副主委賀陳弘表示,和全球其他研究團隊相比,江安世的研究經費少得可憐,卻有如此優異的成果,堪稱是「拼裝車對抗保時捷」,非常可貴。

蛋白質

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