大腦生命線:新時代神經科學發展
文 : 鄭智友
城大一直致力促進積極變革,建設更美好的社會。新成立的神經科學系研究人類大腦及中央神經系統,將為專業教育及轉化型研究作貢獻,以改善生活。新學系會成為跨學科合作的樞紐。
該學系專注研究腦神經科學,與城大的發展策略方向十分吻合。城大的《2020–2025年策略性發展計劃》訂立了五大卓越研究領域,分別是腦科學、健康一體化、數碼化社會、智慧城市和物質科學。
城大校長郭位教授表示:「人類大腦研究與健康一體化息息相關,有助我們加深了解人類智能,提升腦力,造福社會。」
他補充說:「借助電腦科學、神經科學、心理學及語言學等學科的知識,加上應用數據科學的工具,集中研究人類大腦,將有助城大的跨學科研究團隊為這些廣泛的領域作出重要貢獻。」
功能強大的大腦
Bruce Ransom教授 城大賽馬會動物醫學及生命科學院現有生物醫學系、傳染病及公共衞生學系,以及臨床動物醫學系。Bruce Ransom教授負責為學院設立神經科學系,與其他專家合力發展神經科學研究。
Ransom教授指出,神經科學是高等教育極其重要的一環。他說:「我們的所有創意、成就及知識提升,均與大腦息息相關。」
此外,神經科學可以運用我們從解剖學及生理學所獲對神經系統的認識,來探索細胞及分子生物學,幫助我們加深了解某些醫學狀況及疾病,例如阿茲海默症、帕金遜症、肌萎縮性脊髓側索硬化症(亦稱盧.賈里格症、運動神經元病)以及中風。
神經科學亦有助了解認知能力及行為,例如我們怎樣學習語言、記憶如何運作。
Ransom教授說:「人腦具有極大的功能。舉例說,腦不像肝那樣有過濾血液的特定功能;腦是人體最複雜的器官,至今仍有許多未解之謎。」
奠立發展基礎
Ransom教授研究成就卓越、行政經驗豐富,由他負責領導城大發展神經科學,實在是最佳人選。他不僅是神經科學一些專門範疇的世界級權威,也於1995年在華盛頓大學創辦了神經學系。
Colin Blakemore爵士教授 城大的神經科學系目前仍處於成立初期,計劃在未來五年內招聘15至20位教研人員。最理想的組合是一半為年輕學者,從事各種極具前景的研究;另一半則是在其領域已具有名聲與地位的專家。
香港高等研究院資深院士、城大楊建文神經科學講座教授Colin Blakemore爵士教授為學系提供了許多意見,使學系受益良多。Blakemore爵士教授正領導一批哲學家及科學家,研究人類感知。他也是人類思維計劃的項目主任,該計劃旨在定義人類思維本質及功能等重要問題。
神經科學亦有助了解認知能力及行為,例如我們怎樣學習語言、記憶如何運作。Ransom教授說:「城大現有的人才,令我對學系未來的發展充滿憧憬。城大有許多與神經科學直接相關領域的專家,我相信新學系將是極佳的平台,匯聚人才開展學術交流及合作。」
新學系面對的挑戰極多,但神經科學就是以複雜而聞名。
Ransom教授說:「我雖然涉足這一領域已50年,但仍然感到要完全明白人腦極其困難。我們也許還未有足夠的智慧完全了解人腦,但在城大,運用現有的人才和資源,相信可以獲得更多知識,為大眾的生活帶來真正的改變。」
城大發展成為神經科學的重要教研中心,將有可能提升我們對大腦的了解。
認識神經膠質細胞
神經膠質細胞是Ransom教授打算在城大神經科學學系推廣的一個研究領域。他與Helmut Kettenmann教授共同創辦及編輯的期刊《神經膠質細胞》(Glia),是相關領域學者的必讀刊物。Kettenmann教授是德國柏林分子醫學Max Delbrück中心的細胞神經生物學專家。
神經膠質細胞佔了人腦約一半的空間,數量遠多於神經元,比例高達九比一,在調節神經元周圍環境方面,比以前所知的重要得多。在1850年代中期,普魯士病理學家Rudolf Virchow發現了神經膠質細胞。他當時試圖在腦部尋找黏合的組織,因為人體中其他部位有把細胞黏合起來的纖維細胞。他造出新詞「neuroglia」去描述神經膠質細胞,希臘文的意思是「神經黏膠」。
以往神經元是最受注目的人腦思考元素,而神經膠質細胞只被視為神經元的輔助細胞。直至最近,神經膠質細胞才被認為是人腦功能的關鍵,甚至對記憶和學習等都很重要。
星形膠質細胞是人腦內的一種神經膠質細胞。城大生物醫學系李嬰教授領導的研究發現,星形膠質細胞是腦部發送訊號的重要分子,能夠改善人類的決策表現。該發現有助科研人員了解如何緩解慢性疼痛引起的認知功能障礙。
城大的研究團隊發現,神經元可以利用星形膠質細胞釋放的L-乳酸,調控大腦神經迴路的訊息傳送及不同腦區之間的同步,從而改善決策能力。