臺灣科研人員破解果蠅覓水覓食神經迴路 有助更好了解人腦

2021-01-09 新華網客戶端

  新華社臺北12月20日電(記者傅雙琪、吳濟海)臺灣科研人員首次發現果蠅體內的一種神經傳導物質,通過操控不同的腦神經元,影響果蠅的覓水和覓食行為,解開了「渴」和「餓」信號在腦中互相作用的過程。這一研究成果有助於更好地了解人腦。

  臺灣「中央研究院」分子生物研究所助理研究員林書葦和他的團隊發現果蠅體內名為「leucokinin」的短蛋白質鏈,被稱為「神經胜肽」。當這種神經傳導物質受到抑制或者被活化刺激,果蠅的行為會隨之發生改變。

  林書葦介紹,當人們口渴或肚子餓的時候,大腦會產生無形的驅動力,促使人們喝水或進食,心理學上稱之為「動機」。「動機系統在腦迴路中究竟以什麼樣的形式存在,如何控制我們的行為,影響我們對外界刺激的反應,至今是未解之謎。」

  要解開這個謎題,首先需要找到與動機系統有關的神經元和腦迴路。林書葦和他的團隊選擇從果蠅身上入手。

  他們發現,果蠅的「渴神經元」屬於抑制性的神經細胞,「leucokinin」能抑制它們的活性,產生「負負得正」的效果,促使果蠅追尋水的氣味。當果蠅飢餓的時候也會釋放這種物質,活化「餓神經元」,促使覓食行為產生,與此同時,還會釋放另外兩種神經傳導物質血清素和「dNPF」,抵消「leucokinin」對「渴神經元」的抑制,因此,飢餓的果蠅就只會覓食不去覓水。

  林書葦說,這個研究成果顯示,口渴和飢餓的動機系統不是兩套單獨的神經細胞系統,而是多種神經傳導物質合作,調控不同的腦神經元,才能確保果蠅根據生理需求做出正確的行為。目前,研究團隊還在繼續研究為何果蠅渴的時候不會去找食物。

  「人腦有1000億顆神經細胞,果蠅的大腦只有10萬個,但功能俱全。我們希望找出果蠅大腦中與動機有關的神經迴路機制與神經傳導組織,有助於了解更複雜的人腦。」林書葦說,人類許多神經疾病,比如憂鬱症、厭食症和成癮症,都和腦內的動機系統有關,這樣的研究有助於找到病因和治療方法。

  該研究成果於12月在國際學術期刊《自然:神經科學》上發表。

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