中研院揭大腦記憶機制神祕面紗
【記者王輝丹/台北報導】 2019/11/14

中研院昨(十三)日表示,該院研究團隊使用「透化層光定位顯微鏡」成功在深約零點五毫米的大腦空間中,看見蛋白質分子的分布情形。這項技術能一次解構果蠅全腦的多巴胺神經網路,並看見記憶蛋白在特定神經細胞突觸上的新生,揭開大腦記憶機制的神祕面紗。研究論文上月刊登在《自然通訊》(Nature Communications)。

該項研究由中研院應用科學研究中心助研究員陳壁彰與清華大學生命科學院院長暨腦科學中心主任江安世院士主導,開發的「透化層光定位顯微鏡」,讓超解析顯微技術更進一步,從觀測細胞層級一舉推展到能看清楚大一萬倍的組織層級,如:果蠅全腦。

果蠅大腦的蕈狀體(mushroom body)與記憶息息相關。研究團隊比較了有受記憶訓練及沒有受記憶訓練的果蠅蕈狀體,觀察其中「囊泡單胺運轉蛋白質」(vesicular monoamine transporter)的分布後,發現只有在部分的突觸會有此種蛋白質增加。這表示,在單一一顆神經細胞中,記憶不僅會存在細胞本體,更會儲存在神經細胞溝通的橋樑之間。

陳壁彰表示,該研究是利用層光定位顯微鏡,達到小於一百奈米的三維空間解析度,除可看見細胞核孔的大小,更具有三維活體超分辨的解析力。而在這技術基礎上,院士江安世將其用於觀察完整的果蠅大腦,也就是在比單一細胞大將近一萬倍的組織中,定位其中所有蛋白質分子,透視全腦瞭解記憶機制。