Wednesday, April 04, 2007

嗅覺網路圖 看大腦如何聞味道

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【聯合晚報/記者林進修/台北報導】



在超高解析度腦內嗅覺神經網路地圖中,可清楚看出各種嗅覺神經末稍(彩色部分)和果蠅大腦蕈狀體(灰色圓形處)連結的情形。圖片提供/江安世教授

當你置身花海中,花香是怎麼傳到大腦?許多全球頂尖的科學家都在尋求解答。清華大學腦科學研究中心在歷經5年的努力後,終於找到答案,並繪製出全球第一張腦內嗅覺神經網路地圖,可見真正聞到味道的是大腦,而非鼻子。

由於成果卓著,這篇研究論文投稿後,立即被國際頂尖的「細胞」雜誌 (CELL)接受,發表於今年3月的最新一期雜誌。陽明大學腦科學研究所所長郭博昭盛讚這是「無與倫比的成就」。

領導這個研究團隊的清大腦科學研究中心主任、生物科技研究所所長江安世表示,神經科學家已經了解到,人類許多行為的異常,其實和基因表達錯誤有關。但基因如何在複雜的腦神經網路中表達及運作,進而促使神經細胞發展出控制各種行為的功能,仍有待解密,嗅覺即是其一。

江安世說,嗅覺的分辦可分幾個層次,第一層是鼻子裡面的嗅覺感覺細胞,一旦接觸到味道的分子,就透過神經傳導到大腦的特定部位,美國哥倫比亞大學神經學教授李察亞塞爾(Richard Axel)1991年開啟這個研究領域後,2004年獲得諾貝爾醫學獎的肯定。

第二層是鼻子後面的嗅覺小球神經系統,至今已累積十數年的研究成果。至於嗅覺小球如何將訊息傳到大腦蕈狀體的第三層,始終沒有人研究。江安世領導的研究團隊就以此為目標,透過果蠅的動物實驗模式,要找出答案。

這五年來,他們發展出一套具有高解析度的生物影像科技,,以三度空間立體模式,繪製出其他科學家急於想知道的神經連結影像。其中,嗅覺小球經由投射神經的樹突去接收味道訊息,再經軸突投射到大腦中樞神經的蕈狀體。

江安世說,蕈狀體接受感官器官傳來的訊息後,再做整合及處理,因此真正聞到味道的是大腦,而非鼻子,鼻子頂多只是接受味道分子、再將這些味道分子傳到大腦的一個感官器官而已。

江安世認為,這項研究的重要性,在於繪製出全球第一個腦內神經網路地圖,可清楚看出單一神經與單一神經之間的連結。他希望今後能從嗅覺擴大到味覺、聽覺、視覺、痛覺、學習、記憶、求偶、攻擊行為、同性戀、睡眠及運動行為的調控機制,架構全球第一個「全腦基因表現及神經網路資料庫」,做為今後臨床治療的基礎。

郭博昭以「小小果蠅,大大發揮」形容這項研究的特色,因為它找到嗅覺小球如何將訊息傳遞到大腦蕈狀體的神經連結網路,並清楚描繪出來,雖距臨床運用仍遠,但畢竟是相當重要的一步。

【2007/04/03 聯合晚報】

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應該來找找我鼻子的問題究竟出在哪個環節

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