中研院揭大脑记忆机制神秘面纱
【记者王辉丹/台北报导】 2019/11/14

中研院昨(十三)日表示,该院研究团队使用「透化层光定位显微镜」成功在深约零点五毫米的大脑空间中,看见蛋白质分子的分布情形。这项技术能一次解构果蝇全脑的多巴胺神经网路,并看见记忆蛋白在特定神经细胞突触上的新生,揭开大脑记忆机制的神秘面纱。研究论文上月刊登在《自然通讯》(Nature Communications)。

该项研究由中研院应用科学研究中心助研究员陈壁彰与清华大学生命科学院院长暨脑科学中心主任江安世院士主导,开发的「透化层光定位显微镜」,让超解析显微技术更进一步,从观测细胞层级一举推展到能看清楚大一万倍的组织层级,如∶果蝇全脑。

果蝇大脑的蕈状体(mushroom body)与记忆息息相关。研究团队比较了有受记忆训练及没有受记忆训练的果蝇蕈状体,观察其中「囊泡单胺运转蛋白质」(vesicular monoamine transporter)的分布後,发现只有在部分的突触会有此种蛋白质增加。这表示,在单一一颗神经细胞中,记忆不仅会存在细胞本体,更会储存在神经细胞沟通的桥梁之间。

陈壁彰表示,该研究是利用层光定位显微镜,达到小於一百奈米的三维空间解析度,除可看见细胞核孔的大小,更具有三维活体超分辨的解析力。而在这技术基础上,院士江安世将其用於观察完整的果蝇大脑,也就是在比单一细胞大将近一万倍的组织中,定位其中所有蛋白质分子,透视全脑了解记忆机制。