了解果蠅的腦 解碼人腦第一步 / 聯合報 新聞中的科學 2010.12

[腦科學] 破解果蠅腦地圖 人腦解碼有望 (英文版)

《中央社》﹝2010/12/20﹞國立清華大學20日表示，腦科學研究中心主任江安世所領導的跨領域研究團隊將果蠅腦中的10萬顆神經細胞中的1萬6000顆分別賦予辨識條碼。這項果蠅神經圖譜的成果，除於2日發表在《當代生物學》期刊外，也獲美國《紐約時報》14日報導。

清大表示，生物學家認為人類及果蠅這兩種大腦的基本結構類似，均具有高度相互連結的左右半球，且兩者所使用的神經傳導分子也有6種是相同。他們認為這個全腦的神經網路地圖，將是解碼人類大腦的第1步。

江安世說，果蠅腦是個超級電腦和格網電腦的混合體，這意謂著大腦的組成和運作是何等地複雜。由於愈來愈多的證據顯示，控制腦部發育與運作的基因藍圖在不同物種間高度雷同，因此人腦中也很可能具有類似的基本運作單元。

他說，在諸多實驗動物模式中，目前僅有線蟲的神經系統被研究得最透徹，但是它只有302顆神經細胞，也許還不能稱得上是個腦。相對於人腦的1000億顆神經細胞，果蠅腦擁有10萬顆神經細胞，應是探索與了解人類大腦運作較為合適的起點。


資訊來源：
中央社 2010/12/20

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2010/12/21

【聯合報╱記者蔡永彬／台北報導】 http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=289727 清大教授江安世建立史上最完整的果蠅全腦「神經網路地圖」，對解碼人類大腦很有幫助。圖為果蠅大腦的58條神經束，不同顏色代表不同神經束。 圖／江安世提供 許多科學家常以小鼠和果蠅的腦作為人腦的先驅研究，清華大學腦科學研究中心主任江安世最近完成果蠅腦內大多數的神經細胞連結研究，建立有史以來最完整的果蠅全腦「神經網路地圖」，這將是「解碼人類大腦」的重要第一步。 江安世的研究於本月二日發表在「當代生物學」（Current Biology ）期刊，美國紐約時報十四日也以全版報導。 江安世解釋，果蠅和人類的大腦結構類似、發育有共通性，且兩者所使用的神經傳導分子也有六種相同，「了解果蠅的腦」可說是研究人腦的指標。 江安世透過綠色螢光蛋白，標記連接果蠅大腦左右兩葉的神經元，最後建立完整的神經網路地圖。 圖／江安世提供 江安世的研究團隊用「逆向工程」（reverse engineering）方法「解構」果蠅腦，他們先理解每一個單元的特性，再把它們重組起來。過去三年內，研究團隊獲得一萬六千顆果蠅腦神經細胞的高解析3Ｄ影像，超過果蠅大腦的十分之一；並把每顆神經細胞都編上一個識別條碼，方便電腦運算。 他們還發現，果蠅腦中具有四十一個「局部運作單元」，六個「轉接區塊」，之間共有五十八條神經纖維束相互連結。 研究團隊證實了果蠅腦袋的運作並不是一台「超級電腦」，而是許多互相連結的「地區工作站」。江安世說，果蠅腦部的運作可以透過內部單元互相連繫、執行特定功能，例如視覺就是三個運作單元聯合構成；也可在接受外界訊號後，分散在整個腦中處理，所有腦中小單元的合作就像許多人在網路世界中交換資訊、串連，達成一個共同目的。 「人的腦袋究竟怎麼運作？」是科學家都想了解的問題。江安世指出，光了解人腦各區域的重要功能和細胞重要特性還不夠，還要知道神經細胞間的連繫和傳導才行。在建構果蠅大腦神經網路地圖後，江安世認為他們對於「突破」有千億細胞、更複雜的人類大腦，提供了一個系統化的研究方法。