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中研院解密果蠅大腦迴路 解開飢渴神經機轉

2019-12-20 14:30中央社 記者吳欣紜台北20日電

肚子餓或口渴時人類會去尋找食物或喝水,中研院跨國研究團隊發現一神經傳導物質能調控不同的腦神經元,影響果蠅覓水或覓食行為,解開渴、餓訊號在腦中相互作用的神經機轉。

當人口渴或肚子餓時,腦中會產生一種無形驅力,讓人想喝水或吃東西,但這背後機制到底為何卻沒人知曉,中央研究院分子生物研究所助研究員林書葦與中研院國際研究生學程博士生芭雅希(BhagyashreeSenapati)組成跨國研究團隊,首次發現一種名為leucokinin的神經傳導物質,能調控不同的腦神經元,影響果蠅進行覓水或覓食行為。

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林書葦表示,果蠅和人一樣,行為受到渴和餓的調控,研究團隊發現,果蠅大腦裡的LHLK神經細胞釋放的leucokinin,同時是渴與餓的訊號,當果蠅口渴時,leucokinin能抑制渴神經元活性,促使果蠅追尋與水有關的氣味。

另外,當果蠅飢餓的時候,leucokinin也會被釋放、活化另一群餓神經元,驅動果蠅進行覓食行為,尋找與食物有關的氣味。

林書葦指出,這次研究破解了果蠅大腦渴、餓神經細胞的神經迴路與交互作用,也代表口渴與飢餓的動機並非單純有一群神經細胞負責渴訊號,另一群神經細胞負責餓訊號,而是透過多種神經傳導物質的合作、競爭,去調控不同的腦神經元,使得覓水行為只在渴的時候出現,而不會在飢餓的時候產生,使果蠅能夠依據生理需求做出正確的覓食抉擇。

林書葦表示,人類有許多神經疾病,像是憂鬱症、厭食症、成癮症等,都和腦內的動機系統有關,相較於人腦有1000億顆神經細胞,果蠅的大腦只有10萬個神經細胞,功能卻一應俱全,此研究利用果蠅探討渴、餓訊號在腦迴路中的運作,盼找出果蠅大腦中與動機有關的神經迴路機制與神經傳導物質,有助於了解更複雜的人腦,為相關疾病找出成因及可能的治療方式。

中研院表示,此研究成果12月也已經發表在「自然: 神經科學」(Nature Neuroscience)。

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