作者: mulkcs (mulkcs) 看板: Cognitive
標題: [新知] 以電腦重現昆蟲的腦神經線路
時間: Thu Apr 16 20:21:25 2009

本文轉錄自p2 8A。原文如下

作者: darkadam (我就是看不起你謝謝) 看板: AAAAAAAA
標題: [新聞] 以電腦重現昆蟲的腦神經線路
時間: Thu Apr 16 20:14:17 2009

 為什麼蟑螂會逃那麼快？為什麼蒼蠅能飛得那麼準確？—小小的昆蟲卻有著讓人驚訝的
能力。東京大學尖端科學技術研究中心的神崎亮平教授正在進行一項研究，要以電腦來一
一重現昆蟲腦中的神經線路；以期能夠發現創新的資訊處理方式，並作為研究人類腦部結
構時的參考。

■以昆蟲腦部操縱的車

神崎教授與東京工業大學的倉林大輔副教授共同開發出的小型自走車，只有迷你四驅車
般大小。將電極接上雄蠶蛾(蠶的成蟲)的腦部並將蛾放入車中之後，在距離60公分的地方
釋放雌蛾的費洛蒙，雄蠶蛾乘坐的車便開始緩緩移動，最後移動到了釋放費洛蒙的位置。
神崎教授指出「系統會直接接收蠶蛾發現費洛蒙並交由腦部處理後產生的訊號。」這個訊
號會傳送到車輛的控制裝置中，朝著蠶蛾想去的方向移動。換句話說，這是一台靠蠶蛾的
「念力」來操縱的車。

但為什麼能夠知道蠶蛾腦中傳出的訊號代表的意義呢？

神崎教授表示，他們利用遺傳工程對蠶蛾的腦施予種種的刺激，觀察細胞產生的變化，
並將各個細胞的功能一一建置於資料庫中。會釋放向左或向右移動訊號的細胞也在其中。

■如同拼拼圖一般

教授們的最終目標是以電腦將昆蟲腦部的運作正確地重現。為此，必須「像拼拼圖一般
」調查各個細胞的功能，分析其神經線路的運作方式。「昆蟲的腦部雖然非常微小，但卻
是由數萬個細胞組成，其狀態也能夠隨時變換以適應各種不同的環境。」神崎教授說。

高度的適應能力可以由這個例子看出：將自走車動一些手腳，讓蠶蛾想要前進時卻會向
左轉。車裡的蛾一開始雖然顯得不知所措，但僅僅幾秒鐘後便能掌握車子的操縱方式，準
確地向費洛蒙源前進。「昆蟲早在數億年前就演變得非常成熟，外型與現代的昆蟲也沒有
太大的差異。昆蟲腦中也許隱藏著我們尚未發掘到的資訊處理方法。」

教授們計畫於2011年時利用理化學研究所建構中的次世代超級電腦，將蠶蛾腦中感應氣
味的部分重現。由於由上萬個細胞組成的腦組織中，各個細胞的相互關係相當複雜，一般
的電腦最多也只能針對其中幾個進行分析，所以才需要用到超級電腦。而自走車則有助於
確認程式產生的腦是否確實將實際的腦給重現；只要將超級電腦產生的「腦」施予與費洛
蒙同樣的刺激便能夠進行驗證。

■也能預防交通意外

當昆蟲腦部「設計圖」的全貌完全展開時，我們便能夠將所需的部分取出，像是製作能
夠探測有毒物質（費洛蒙）的機器人，或是利用蒼蠅的飛行機制製造避免車輛衝撞的控制
系統等。當然也可以改寫腦部的神經線路，讓昆蟲發揮出新的能力。「隨著遺傳工程與電
腦的技術逐漸進步，現在終於可以試著挑戰以往一直過門而不入的腦神經線路解析了」神
崎教授表示。「人類的腦細胞有一千億個之多，但基本的機制都是相同的」。這項技術未
來可能有助於我們解析人類的腦部機能也說不定。

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譯自東京新聞
http://www.tokyo-np.co.jp/article/technology/science/CK20090414020001...

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