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  • Writer's picture高智飛老師實驗室

New Paper - Assessing the cognitive status of Drosophila by the value-based feeding decision

Updated: Oct 18, 2021

當面臨選擇時,如何做出正確的決定,需要經過思考及決斷的過程,而這個做出決策的過程,被科學家認為是一種認知功能的展現。國立陽明交通大學生物科技學系高智飛老師 的研究團隊利用果蠅做出飲食決策的過程建立了一種果蠅認知能力的量測平台,並使用這個認知功能檢測平台及果蠅神經退化疾病模型篩選具有神經系統保護效果的藥物,此最新研究成果已發表在國際老化期刊 npj Aging and Mechanism of Disease[1]。


當研究團隊在飢餓果蠅面前放置兩種不同種類的糖溶液時 (具有營養價值的蔗糖與沒有營養的阿拉伯糖),果蠅能夠快速地根據這兩種食物的營養價值做出飲食決策,並選擇食用營養價值較高的蔗糖溶液,藉此快速恢復體內的能量平衡,去除飢餓感的壓力,有趣的是這辨識營養價值的能力並不需要經過後天的學習, 而是果蠅天生就具有的能力; 此外,進一步研究更指出做出正確的飲食決策需要有果蠅中樞神經系統內特定的神經傳導迴路 (Mushroom Body Neurons) 參與,推測與監控體內能量 (代謝) 平衡有關,因此,研究團隊認為這整個飲食決策的神經系統處理過程是一種認知功能的展現。於是研究團隊便透過此方法來量化果蠅的認知能力,確認果蠅的認知功能也會隨著老化下降的時程及其退化程度,更可以用於鑑定因神經退化性疾病而造成的認知能力下降。


最後,透過果蠅認知能力檢測平台,與陽明交通大學王雲銘老師、曲在雯老師、清華大學醫工所魯才德老師及國家衛生研究院陳俊宏老師合作,針對特定神經退化疾病果蠅模型篩選具有神經系統保護作用的藥物,發現一種新穎的小分子一氧化氮供體 (Nitric Oxide donor; DNIC-1) 能夠有效的減緩因神經系統退化而造成的神經細胞死亡及認知能力下降,目前研究團隊也正在探討此藥物在生物體內的保護機制以及在更高等物種的神經系統保護效力。


最後 高智飛老師表示,以往要了解果蠅的認知能力,主要方法是檢測高階的嗅覺學習記憶功能,需要較爲複雜的行為實驗步驟,因此較不容易使用於老年果蠅及不健康的疾病果蠅, 然而本研究所建立的新型果蠅認知能力行為評量方法,將可以為利用果蠅進行神經功能研究的科學家提供一項更簡單快速的實驗手段去評估果蠅在各種情境下的認知能力。





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