觀察神經傳導物質活性,有望及早檢出自閉症

作者 | 發布日期 2016 年 02 月 06 日 0:03 | 分類 醫療科技 follow us in feedly

很多人聽到自閉症一詞,最先浮上腦中的畫面是《雨人》這部經典電影。片中的主角雷蒙缺少社交互動能力,固執地進行一成不變的行為,若不按他的規律進行,很容易情緒失控,甚至做出傷害自己的行為。在聽覺上,雷蒙對警鈴有異常的反應,很敏感,會將警鈴視為不可忍受的噪音,有時卻會忽略別人叫他的聲音。這些徵狀都可以在自閉症患者身上看見,科學家也不斷尋找這些行為背後的導因,研發治療的方法。



哈佛大學及麻省理工學院的神經科學家首次確認了神經傳導物質 γ- 胺基丁酸(γ-Aminobutyric acid,簡稱 GABA)和自閉症症狀的關聯性,這個發現可能對於日後找到治療與診斷自閉症的新方法有很大幫助。

「這是第一次發現人類腦中的神經傳導物質和自閉症的行為之間有關聯。增加 GABA 可能可以改善自閉症的症狀,但還有更多研究要進行。」一名在 MIT 的麥高文大腦研究院(McGovern Institute for Brain Research)進行博士後研究的學者 Caroline Robertson 說。

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▲ 左為 Caroline Robertson(Source:MIT

神經傳導物質(Neurotransmitters)究竟是什麼呢?神經元之間訊息的傳遞,是利用神經傳導物質通過名為突觸的小空隙而完成的。這些神經傳導物質由突觸前神經末梢釋出並穿過突觸,之後會活化下一個神經元的受體並促使細胞去極化(Excitatory)(興奮性突觸後電位)或過極化(inhibitory)(抑制性突觸後電位)。去極化會促使動作電位之發生;反之,過極化則具抑制的效果。

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▲ 神經傳導物質(Source:By Synapse_Illustration2_tweaked.svg: Nretsderivative work: Looie496 (Synapse_Illustration2_tweaked.svg) [CC-BY-SA-3.0 or GFDL], via Wikimedia Commons

神經傳導物質 GABA 的功能在於抑制腦細胞因受外來訊息的刺激而活化。簡單來說,就是不要讓大腦不斷受到外界的刺激而不受控制。Robertson 說明:「GABA 負責發出訊號通知神經元應該停止活化。當有訊息正在被傳送但應該要被過濾掉時,GABA 就會執行他的工作。」因此科學家推斷,缺乏 GABA 而無法抑制過度興奮的神經元,是造成自閉症患者對於輸入訊息高度敏感的根本原因。

「將外界中與目前執行的任務不相關的訊息過濾掉是很重要的,而 GABA 能幫助我們抑制並過濾掉這些訊息。」Robertson 說。對外界環境高度敏感會讓自閉症患者難以忽略外界多餘的聲音和感覺,並讓他們覺得自己被淹沒在很嘈雜或具高度刺激性的環境裡。舉例來說,有些患有自閉症的孩童容易因一些感覺而分心,像是一件令人發癢的毛衣或是周遭的背景對話。對環境高度敏感也造成自閉症的其他症狀,包括在社交互動和溝通方面的障礙及反覆性的行為。他們的大腦難以關掉外界對自己的干擾,而造成注意力分散,可能就是因 GABA 沒有執行它的工作。科學家一直都有這個猜測,但從未在人類身上驗證這個假設。過去的研究在動物身上發現,GABA 的減少和類自閉症的行為是有關聯的,但在人類身上還未建立這種關聯性。

為了證明這個關聯性,科學家找來一批受試者進行實驗。受試者一半患有自閉症,另一半則無。科學家要求受試者執行一個需要大腦抑制功能才能完成的視覺任務。要順利完成這個任務需具有將右眼和左眼所接收的視覺訊息進行切換的能力。結果顯示,患自閉症的成年人可以進行左右眼訊息切換的人數,只有非自閉症的一半,而且他們較無法壓抑其中一個影像的干擾來聚焦在另一個影像上。當受試者在執行任務時,研究者量測他們腦中 GABA 的活性。結果發現,非自閉症者的 GABA 活性愈高,愈可以抑制非主要影像的干擾;但對於自閉症者而言,這個任務的表現好壞和 GABA 的活性沒有相關性,這顯示了自閉症患者的 GABA 並沒有在執行它的功能。

那何不直接增加自閉症患者體內 GABA 的量就好呢?Robertson 解釋:「事情並非自閉症者的大腦中缺乏 GABA 或是 GABA 的濃度很低這麼簡單,而是因為 GABA 沒有在視覺感知上形成作用。」而研究者還未能確定到底是什麼原因導致它的功能喪失,「我們還有很多研究工作需要進行。」她說。雖然還需要做更多研究才能確定增加 GABA 是否能改善自閉症的症狀,但是這次的發現能夠在自閉症的早期診斷、治療,甚至是在預防上的改善有個好的開端。除了可以研發針對 GABA 的抑制途徑進行治療的藥物外,或許有天臨床醫師可以透過檢驗 GABA 的活性來進行自閉症的早期篩檢。

(首圖來源:Flickr/Allan Ajifo CC BY 2.0) 

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