諾貝爾生醫學獎(6):破解大腦的迴路之謎

2019-05-31T12:00:39+08:002018-12-15|頭條, 最新文章, 健康新知|

19世紀末,人類還沒有神經元的概念,因此還不知道大腦是神經元組成還是網狀結構組成的?而今我們知道大腦是神經元組成,也從這個理論中發現各種不同的的神經系統,對於後世破解大腦認知和運動及感覺傳遞的關係有很大的幫助。

神經系統最基本的單位「神經元」的發現

19世紀,主要的爭論問題集中在神經系統結構與功能的最基本單位是什麼?在當時,人們接受有神經元(neuron)的特殊細胞所構成的實體物質的概念,但在沒有發展出可觀測到神經元細胞的技術前,神經元的存在只是推論。

當時對於腦中迴路的解釋有兩大對力的理論,一個是目前的神經元理論(neuron theory),另一個則是網狀理論 (reticular theory);前者認為神經元是神經系統的基本單位,不同的神經元則擁有不同的功能,而後者則認為腦是巨大的網狀結構(a vast anastomosing reticulum)。

發現神經元構造的技術

Camillo Golgi 1873 年在義大利,發展出利用硝酸銀染色個別神經元的方法,可以看到個別神經元樹突和軸突無髓鞘部分。利用 Golgi 的方法,西班牙解剖學家Santiago Ramón y Cajal提出了神經教條,認為大腦是由許多叫做神經元的細胞組成的,每一個神經元外面都包有一層細胞膜,而且神經元是大腦送出訊號的基本單位。此外,他認為學習是讓現存的神經元細胞的連結更強而有力,但不會使新的細胞成長。

破解大腦的迴路之謎 神經元的構造和特性被解密

也因為硝酸銀染色個別神經元的方法,讓人們了解神經元由細胞本體、多而短狀的樹突和形狀像一根很長分支的軸突三者組成。其中,樹突會把訊息傳入細胞本體,而軸突會將訊息從細胞本體傳出。

此外,功能神經元具有兩個特性,傳導性是指將神經衝動迅速傳至相鄰的另一神經元,來完成神經傳導功能;而興奮性是指一條神經元傳來神經衝動之後,立即會引起神經元的興奮。後來人們再將神經元加以研究,發現聯絡神經元與運動神經元的細胞體、樹突以及無髓鞘軸突組成了大腦的灰質部分,並執行了腦部思考與計算的功能

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文/黃聖筑 圖/許嘉真

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