辨識能力 神經元時序是關鍵

 |2007.09.05
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【記者陳瑞娟台北報導】在大霧茫茫的情況下,人類如何辨識物體?球場上投手投出球時,打擊者如何判定直球、下沉球?陽明大學助理教授洪洲伯最近找到答案,原來是神經細胞元之間的時序,幫助人類辨識物體的能力。他的研究,最近在神經科學界具領導地位的期刊《自然神經科學》(Nature Neuroscience)上刊登。

洪洲伯說,傳統的神經細胞研究,是針對單一細胞對刺激的反應強弱。近年來,科學家皆致力於多個細胞對刺激的反應,多個細胞元之間的「溝通語言」是什麼,一但破解這個密碼資訊,將可運用於神經疾病。

例如中風、自閉、精神分裂等,就可查出哪裡出錯,然後想辦法改變或重新導向,讓迴路繞過受損區域,利用完好的結構,或植入電子線路,以恢復失去的功能。

洪洲伯利用細如髮絲的電極,以貓為研究對象,以物體的外觀、明暗給予貓刺激,單一神經元的刺激,反應是微弱的,若同時給予外觀、明暗刺激,兩個神經元同時反應,訊號會增強三倍,也就是神經元的反應會彼此帶動,以執行辨識功能。

這個研究指出了神經細胞元之間的時序性,幫助人類辨識物體能力,大腦在辨識物體時,事先辨識它的輪廓,之後再辨識它的色澤和明亮度。

例如在大霧茫茫身手不見五指的情況下,人類就可能結由神經細胞元不同的協調能力,以辨識物體。

洪洲伯指出,單一神經元會對數個物體有反應,一個物體也會引起數個神經元的活化,交叉形成了辨識物體的神經密碼。這樣的研究是神經編碼的基礎研究,一但破解神經編碼,將可建立能和腦溝通的介面,將密碼傳輸到機器,人類甚至可以光靠思想控制機器,例如中風癱瘓的人,仍可用腦控制機器手腳。

洪洲伯美國加州理工學院生物系畢業,直接進入耶魯大學攻讀神經科學博士,後來到麻省理工學院做博士後研究,從事大腦視覺神經元讀取、輸出研究,一年半以前應聘到陽明任教。

這個研究從一九九八年開始,花了九年的時間。

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