2008年06月12日

大腦的演化機制相當複雜，人類之所以比其他靈長類聰明的原因在於神經細胞與神經元的數量以及兩者相互連結的程度，英國桑格研究院教授葛蘭特的研究團隊在自然神經科學期刊發表跨物種的新面向演化複雜度研究，葛蘭特教授觀察神經元間（亦即突觸，是神經元的標準特徵）的相互連接之後發現，突觸會因為演化規模提升而變得更複雜，在蠕蟲與蒼蠅身上，突觸傳達簡單的學習形式，但是在高等動物身上，突觸是由大量蛋白質成分構成，並引導複雜學習與樣式辨認，這項發現可能為大腦研究開啟另一扇窗，神經科學的最大問題是找出建構人腦的設計原則，格蘭特教授的發現是上述原則之一。

假如突觸是精密的電腦晶片，那腦力就是晶片運作的成就，從演化觀點來看，脊椎動物的大腦不只擁有更多的突觸與神經元，每個神經元的功用也很強大，格蘭特教授認為，脊椎動物是由超級電腦的大型網絡構成，而無脊椎動物則只是陽春電腦的小型網絡，格蘭特教授的跨物種調查包含酵母細胞，他發現酵母細胞（單一細胞微生物，無神經系統）包含許多與人腦突觸相同的蛋白質，這些用來感知環境變化的酵母蛋白質可能是神經系統的起源，至少突觸以此方式開始運作。

格蘭特教授認為，大腦的運算能力可能不在於神經網絡，而是突觸所執行的複雜計算，脊椎動物突觸的十三種分子模式由一千多種蛋白質組成，大腦中的突觸不全然一致，每個區域利用一千多種蛋白質的不同組合形成定製的突觸，據推測，每個突觸可以經由其他神經元傳遞的訊息作出複雜的計算，人腦大約有一千億個神經元，並以一百兆個突觸相互連接，研究證明數種精神疾病的根源的起因是突觸蛋白質的缺陷，超過百分之五十的突觸蛋白質與精神分裂症有關，葛蘭特教授的跨物種突觸分析研究乃史上首見，後續研究很值得繼續觀察。

延伸閱讀：Brainpower May Lie in Complexity of Synapses（紐約時報）

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