獸醫學者跨領域研究 揭大腦演化適應奧秘

商傳媒｜康語柔／綜合外電報導

一名畢業於布達佩斯獸醫大學的馬爾他獸醫學畢業生路易吉·米歇爾·扎拉（Luigi Michele Zahra），近期透過跨領域研究，深入探討大腦如何隨著動物適應不同環境而演化。這項研究結合了比較生物學與計算神經科學，揭示了神經細胞層面上的演化奧秘。

扎拉的研究論文題為「水生和陸生哺乳動物小腦的形態學與生理學差異」，聚焦於協調運動、平衡及部分認知功能的小腦。研究選取三種哺乳動物作為分析對象：陸生的非洲象、水生的座頭鯨，以及同樣為水生動物的佛羅里達海牛。值得注意的是，非洲象和佛羅里達海牛具有共同祖先，是現存遺傳上最接近的物種。

這項研究並未使用實體大腦組織，而是運用國際科學資料庫 NeuroMorpho.org，該資料庫儲存了多種物種神經元的詳細數位重建資料。扎拉藉由Python程式工具及專業神經科學軟體，檢視了小腦中的三種中間神經元：籃狀細胞（basket cells）、星狀細胞（stellate cells）和盧加羅細胞（Lugaro cells）。

研究測量了細胞體大小、樹突厚度及分枝模式等特徵，並測試這些神經元對傳入訊號的反應效率。結果顯示，不同物種之間存在明顯差異：非洲象的神經元通常具有較大的細胞體和較厚的樹突，這暗示了其神經元可能擁有更高的訊號整合能力。而座頭鯨的神經元在模擬中則呈現較低的活化機率。佛羅里達海牛的特徵則介於非洲象與座頭鯨之間。

研究結果指出，大腦細胞的差異不能僅以生活方式來解釋，其他因素如整體腦部大小、演化歷史及專門行為，可能在其中扮演重要角色。例如，非洲象擁有所有哺乳動物中相對最大的小腦，一般認為這與其象鼻所需的高度精細動作控制有關。這類研究有助於科學家理解在動物王國中，神經迴路如何適應不同的環境和行為模式。這項為期六年的研究，獲得了馬爾他政府獸醫研究獎學金計畫的資助。