記者／李琦瑋

交朋友與群體生活是一種天性，這種天性不僅表現在一個獨立的生物個體上，有時就連細胞似乎都有這種傾向。國立陽明交通大學團隊在研究神經細胞的過程中，就發現神經細胞也有類似朋友之間「揪團組隊」一起活動的現象，揭示腦神經複雜的協同工作方式，能進一步理解大腦的機能。

記者／李琦瑋

交朋友與群體生活是一種天性，這種天性不僅表現在一個獨立的生物個體上，有時就連細胞似乎都有這種傾向。國立陽明交通大學團隊在研究神經細胞的過程中，就發現神經細胞也有類似朋友之間「揪團組隊」一起活動的現象，揭示腦神經複雜的協同工作方式，能進一步理解大腦的機能。

陽明交大神經科學研究所的2位助理教授陳摘文與林貝容，運用顯微鏡觀察到大腦神經細胞的群體動態，團隊發現，無論是在時間上或空間上，神經細胞都有「揪團」一起活化產生動作電位的情況，某些細胞特別喜歡跟另一些細胞一起活化，這是科學家首次在活體動物的腦中捕捉到中間神經元細胞（interneurons）的揪團現象，該研究發表於本月的《Neuron》雜誌。

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林貝容表示，中間神經元是相對稀有的神經細胞，過去科學家只能依賴植入電極進行零星的電訊號觀察，「就像是海底撈針一樣」有時候1個月才記錄到1顆細胞，根本沒辦法研究細胞之間的互動」，此次研究團隊開發出電壓成像搭配螢光蛋白的技術，1次實驗就能同時記錄到高達26顆中間神經元，才得以一窺他們交友互動的面紗。

研究團隊發現，中間神經元細胞並不是隨機活化，而是更傾向一起活化產生動作電位來傳遞訊號，而且彼此之間似乎也可以找到與自己志同道合的朋友一起傳遞電訊號。

「就像是交響樂團一樣，大家聽從指揮一起演奏。」陳摘文說明，中間神經元是掌管腦中抑制性神經傳導的細胞，與腦波的形成息息相關，而腦波其實就是來自於神經細胞突觸的電位變化，要有一定數目的細胞共振才能由頭皮紀錄到腦波。有趣的是，就算這群細胞沒有達到產生動作電位的門檻，依然可以從顯微鏡下觀察到他們「揪團」活動的現象。

陽明交大指出，為了克服顯微鏡沒有辦法直接觀察電壓的困難，陳摘文與林貝容與國外合作，開發出對電壓敏感的螢光蛋白，再利用腺病毒充當載體讓神經細胞感染後可以發光。除此之外，為了解析極為短暫的神經脈衝，研究團隊自行設計並架設每秒鐘可拍攝兩千張影像的超高速影像系統，如今這些技術與設施都已建置在陽明交大。

陽明交大提到，腦波是大腦感知和記憶功能中的關鍵信號，利用研究團隊的新技術，科學家能夠直接在活體動物身上觀測到神經細胞集體的運作，揭示腦神經複雜的協同工作方式，這對理解大腦的機能至關重要。

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美國約翰霍普金斯大學醫學院表示，他們可能找到某些人特別吸引蚊子的原因。研究人員聲稱在蚊子的神經細胞上勘查到一種 …

編譯／Elisa

美國約翰霍普金斯大學醫學院表示，他們可能找到某些人特別吸引蚊子的原因。研究人員聲稱在蚊子的神經細胞上勘查到一種專門的受體，能微調蚊子檢測人類皮膚中特別「受歡迎」氣味的能力。神經科學副教授波特（Christopher Potter）說，蚊子透過多種感官（氣味、味覺和離子型受體）尋找宿主，氣味受體幫助蚊子區分動物與人類，味覺受體則用來檢測人類留下的二氧化碳痕跡。

不過科學家重點放在研究離子型受體，因為這能對酸（acid）與胺（amine）產生反應，引導蚊子偏好某一類型人的皮膚。研究人員他們使用一種名為「螢光原位雜合」的技術（fluorescent in situ hybridization, FISH），能精確定位在蚊子觸角神經元中，最有可能產生這種離子型受體的RNA遺傳物質，並發現在離蚊子頭部最遠的觸角頂端，有大部分離子型受體，但靠近蚊子頭部處的觸角部份卻有更多，這也顯示蚊子觸角運作比以往設想的更複雜。

波特表示離子型受體與其他受體合作對氣味產生反應，就像舞伴一樣。這項研究還成功確認了一些受體配對，能預測離子型受體是否會對酸與胺產生反應。這代表科學家離找到真正有效的防蚊液更邁進一步，也讓人類更遠離蚊子帶來的疾病，數據顯示，每年全球有7億人受瘧疾、登革熱和西尼羅病毒等病媒蚊引起的疾病所苦，也導致75萬人不幸喪命。

資料來源：Interesting Engineering

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神經元又稱神經細胞，主要由三個部分組成—細胞本體、樹突(接受信號)、軸突(傳送信號)。神經元是大腦和神經系統的 …

神經元又稱神經細胞，主要由三個部分組成—細胞本體、樹突(接受信號)、軸突(傳送信號)。神經元是大腦和神經系統的基本單位，這些細胞負責接受來自外部世界的感官輸入，並傳遞信號，最終向我們的肌肉發送運動指令。當神經元因退行性疾病而受損時，它們幾乎沒有自癒能力，因此，如何恢復神經網路的正常功能是組織工程領域的一項重大挑戰。

Bar-Ilan大學Kofkin工程學院的Orit Shefi教授和博士生Reut Plen，開發了一種新技術。他們利用奈米技術和磁操作來克服這一挑戰，這是創建神經網絡的最具創新性的方法之一。

為創建神經網路，研究人員將磁性氧化鐵奈米粒子注入神經前驅細胞，從而將細胞轉變為獨立的磁性單元。接下來，他們將未來會發育成神經元的前驅細胞暴露在多個預先調整的磁場中，並在一個模擬身體組織特性的三維、多層膠原蛋白基質中操控神經元的運動。在這些膠原蛋白溶液凝固後，細胞會因外部施加的磁場保持固定，在其中發育成熟後形成連接並表現出電活性，整個過程耗時至少21天。

這種3D細胞結構方法對體內外生物工程的研究、治療做出巨大貢獻。由於創建出的3D神經網路模擬了人類大腦組織的先天特性，它們可以做為實驗性迷你大腦，並用於研究藥物、組織間通信的模型。

另外此模型也提供一個有趣的前景。注射含有液態細胞的凝膠，將其引入神經系統，並在磁力幫助下將細胞組織成正確結構。使用這種方法的好處是磁場能以非侵入性的方式影響位於身體深處的細胞。然而將磁性顆粒插入細胞，特別是神經細胞，在未來醫學安全性的方面十分重要，為此實驗人員進行大量的思考與研究。

實驗人員說:「第一步，我們測試了不同顆粒對細胞培養健康的影響，同時用生物相容性蛋白包裹住顆粒，外膜會形成緩衝並促進奈米顆粒滲透。重要的是，奈米顆粒的主要組成—鐵，自然存在於身體中因此不會被身體排斥。此外我們的實驗室對相同顆粒凝膠進行測試，發現在動物模型中的使用是安全的。」

美國食品藥物管理局已批准將磁性奈米粒子用於診斷、成像、及嚴重病症中。研究小組為推進未來的臨床療程提供巨大的貢獻；創造迷你大腦的方法也為解決神經損傷的治療打開了大門，這將成為眾多患者的福音。(編譯／高晟鈞)

資料來源:PHYS.ORG

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