聲音如汽水般湧現。禹英禑律師加油！

禹英禑律師你還好嗎？為何摀住耳朵？

　　在自閉症的眾多特質中，有些人像禹英禑律師一樣，對聲音特別敏感，不過會這樣的原因並不只有一個，所以為何禹律師有這樣的特質，我無法實際解釋，但今天要分享的研究會提供一個可能性！ 　　在文章開始前，我想先推薦大家一定要去看《非常律師禹英禑》，這部真的是繁忙生活中的絕佳調劑，雖然講的議題很嚴肅，但影集的步調很溫暖舒服，每次看完都讓人覺得心情很不錯。

昆士蘭大學的腦科學研究再度來襲！從章魚到斑馬魚。

　　這篇論文前年發表在《BMC Biology》，團隊是澳洲昆士蘭大學腦科學研究所的成員，之前分享過的頭足類大腦研究，第一作者鍾文松博士也任職於此。該研究機構成立於2003年，主要的研究方向有兩個，第一個是釐清大腦功能，第二個則是尋找治療大腦功能異常的方法，做為澳洲首屈一指的研究機構，還是國際級的單位，合作者坐落全球超過48國，甚至還有自己的podcast頻道。

　　相同於腦科學研究所的核心方向，在這個研究中，Vanwalleghem和Scott博士的研究團隊以具FMR1基因缺失的幼年斑馬魚為研究對象，希望能以此了解因為失去這個基因，而具自閉症特質的斑馬魚個體，大腦功能發生了什麼改變？

基因有關係？關於自閉症研究。

　　在人類自閉症研究中，FMR1基因缺失是十分常見的單基因缺陷，只要一個基因突變就會有明顯症狀，而且由於是X染色體上的顯性性聯遺傳，所以具兩個X染色體的女性，跟只有一個X染色體的男性相比，有較高機會症狀較輕微，因為如果僅其中一條有問題，另一條仍是正常的，此稱為X染色體易碎症（Fragile X syndrome, FXS)，會造成感官資訊處理異常，具有此基因異常的男性約有一半的機率會被診斷具有自閉症，而女性只有1/5的可能性。 　　儘管FMR1基因缺失跟感官知覺功能異常有關，早就不是一件新鮮事，但在這個研究中，科學家們的目標更為詳細，他們想知道這些行為表現，究竟是由怎麼樣的神經系統改變所造成。

用魚做研究，真的有原因。

　　雖然以目的來說，以人類做為研究對象應該更直接，但研究人類的限制較多，系統也較為複雜，並不是件簡單的差事，所以只好請出幼年斑馬魚！跟成魚相比，雖然幼魚的大腦尚未發育成熟，能表現的行為也較少，但因為頭骨還沒長好，頭還很透明，所以不需開顱手術，用顯微鏡就能直接觀察神經反應，只要搞清楚研究標的，就能很方便的進行操作。 　　除此之外，當然也是因為人、魚之間仍有相似之處，儘管在演化樹上分家多年，在魚身上的變化，依舊能給人類研究帶來一些線索。以FMR1基因缺失來說，當人類具此異常，不僅會對聲音特別敏感，也會有動態視覺功能不足的問題，那斑馬魚也會有相似的異常發生嗎？

視覺刺激沒感覺，聲音卻如汽水般湧現。

　　簡單觀察大腦反應，圖片裡的有完整的全腦圖像，圖上的點代表神經反應，顏色從白到黑，反應由強到弱，點的數量多寡也能看出有多少反應，WT是最原本的斑馬魚，fmr1-/-是有基因缺失的魚。 　　結果發現FMR1基因缺失並不會改變斑馬魚對視覺刺激的反應。科學家們給小斑馬魚的視覺刺激有兩個，一個是會移動的直線條紋（Visual flow），另一個則是會逐漸放大的圖案（Visual loom），不知道小魚會不會看到眼花，但至少從大腦反應看起來沒差。

　　但在聽覺區就不一樣了！缺乏FMR1基因的斑馬魚跟人類一樣，也會對聲音特別敏感，尤其發生在前線接收聲音刺激的腦區 Octavolateralis nucleus（ON），該處反應強度明顯上升，但由於過濾不重要資訊的功能被弱化，導致後端處理區 Telencephalon（Tel）看得霧煞煞，找不到辨識聲音的線索，所以就算獲得的刺激或許更完整，可是對判斷聲音訊息並沒有幫助。

斑馬魚研究與人的關係，如何推論報你知。

　　雖然以斑馬魚幼魚作為研究對象，並無法從神經訊息得知視覺異常的原因，但卻有助於理解FMR1基因缺陷在聽覺上，對大腦功能產生的影響，而前面提到過的斑馬魚聽覺腦區 Octavolateralis nucleus，即和人類的腦區 Cochlear nuclei 同源，兩者有演化上的接續關係，有一定的相似度，其他腦區也是，所以在聽覺刺激處理途徑上的分析，就能用這樣的邏輯給予後續的研究線索。

最後，《言語如汽水般湧現》其實是Netflix上的動畫片，我覺得很讚，超推！

資料來源：

Constantin, L., Poulsen, R.E., Scholz, L.A. et al. Altered brain-wide auditory networks in a zebrafish model of fragile X syndrome. BMC Biol 18, 125 (2020). https://doi.org/10.1186/s12915-020-00857-6

延伸閱讀：

1. 被推入MRI的頭足類動物，有牠們大腦平滑的夥伴。 https://vocus.cc/article/6197cbb2fd897800015fe2a8
2. 【第二屆亞洲演化生物學會議】三個超有趣研究。 https://vocus.cc/article/611e7ab7fd897800018bb7c3

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