2016年卡夫利神經科學獎 - 大腦的可塑性

在2016年，卡夫利神經科學獎頒發給了三位傑出的科學家：Eve Marder、Michael M. Merzenich和Carla J. Shatz，以表彰他們在揭示大腦如何通過經驗和神經活動重塑功能方面的貢獻。這篇文章將深入探討他們的研究成果，以及這些發現對我們理解大腦可塑性的重要性。

研究者的貢獻

• Michael M. Merzenich

研究重點在於感覺皮層如何因經驗而重組。他發現，當手指的使用方式改變時，與之相關的大腦區域也會隨之改變。例如，當某些手指被限制使用時，這些手指在大腦中的表示會減少，而其他手指的表示則會增強。此外，他的研究還顯示，聽覺皮層能夠根據訓練而改變對聲音頻率的映射，這發現有助於解釋為何電子耳蝸植入後，人們能恢復聽覺功能。

• Carla J. Shatz

專注於發展中的大腦如何通過神經活動來指導突觸的排列。她發現，在出生前，視網膜中的自發活動波動有助於建立眼睛與大腦之間的連接。她提出“同時發火的神經元會連結在一起”的理論，這一理論將大腦發展過程中的神經連接機制與成人學習和記憶聯繫起來。

• Eve Marder

利用簡單的甲殼類動物神經迴路來探討靈活性與穩定性之間的關係。她發現，雖然神經迴路可以根據刺激進行調整，但它們仍然能夠保持穩定。她指出，許多神經調節劑可以在不改變基本結構的情況下重新配置成年神經迴路的輸出。

三位科學家共同揭示了神經可塑性的不同機制：

• Marder提供了有關神經迴路如何在靈活性和穩定性之間取得平衡的見解，這對於理解成年大腦如何適應新挑戰至關重要。

• Merzenich則通過實驗證明了感官體驗如何直接影響神經連接，進一步支持了可塑性的概念。

• Shatz則從發展生物學的角度出發，展示了早期神經活動如何影響突觸形成，這使得我們能夠更全面地理解可塑性在不同生命階段的重要性。

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他們的研究不僅在理論上互相補充，也在臨床應用上具有重要意義：

• Marder和Merzenich的研究為中風或其他神經損傷後的康復提供基礎，強調透過適當刺激來促進大腦重組的重要性。

• Shatz的發現則對於理解兒童發展中的學習和記憶有著深遠影響，特別是在教育和早期干預方面。

2016年卡夫利神經科學獎得主Eve Marder、Michael M. Merzenich和Carla J. Shatz所做出的貢獻，提供了新的視角來理解大腦如何適應和改變。隨著對這些機制理解的深入，我們有望未來得到更有效的治療方法，以改善健康與生活質量。