[書  名] 大腦簡史:生物經過四十億年的演化,大腦是否已經超脫自私基因的掌控?

[作  者] 謝伯讓

 

本文整理於本書第一章


 

複製子[1] 無意間被脂質雙分子層( lipid bilayer )[2] 給包覆,帶來了生存的優勢,彷彿有了保護罩,不怕外頭的日曬雨淋

但這個保護罩,如果隔離的太好,擋住了危險,同時阻絕了生存物資,倒也無法活下去

那怎麼辦?

多虧這層保護罩的「包容性」,能夠讓各式各樣的大蛋白質分子鑲嵌其上

眾多蛋白質分子,就剛好有能讓重要物資通過這層膜的神隊友:「受器」( receptor ) [3] 與「閘門

取得受器與閘門的這層膜(細胞膜),好比房子裝上了門鎖與大門,一旦鑰匙(如糖分)對了,門就開啟,物資便能安然送達內部

而這個受器,其實不只是門鎖這般簡單,把它看作資訊接受管道,更能適切形容這位神隊友!(外頭可能不是物資,是敵人!)

 

生存同戰爭,擁有快速傳遞訊息的「黑科技」,將更有可能在戰場上勝出

以往得藉由物理接觸和擴散,才能傳遞資訊

當有了「離子閘」( Ion channel )[4] -原始閘門進化版,便可透過其積蓄能量與快速釋放能量的機制,迅速將情報送至細胞另一頭

(離子閘主動在細胞膜內外創造出帶電離子的濃度差異(電位差異),只要適時開啟閘門,電位變化便可瞬間傳遍整個膜。這種快速行動的電位變化,稱作「行動電位」)

而擁有這個特殊閘門的細胞,便與一般細胞分道揚鑣,最終成為所謂的「神經細胞」

 

經過千錘百鍊的試煉,某些單細胞生物完全掌握這種科技,將它用於各種活動之中

例如,草履蟲的細胞體前端撞到東西時,電位變化迅速傳向後端,使尾部的鞭毛改變運動方向,讓草履蟲轉身離開


強大的單細胞生物有了上述的各種優勢,漸漸成為演化上的主角

但個人的能力再厲害,恐怕也難以贏過團隊合作

一項利器:「突觸」出現,可以用來與其他細胞合作,也可以「控制」其他細胞

它是神經細胞向外接觸其他細胞的接觸點

透過突觸,可以將訊息傳遞出去,便可達成合作關係,或者奴役其他細胞

例如合作關係的中樞神經系統,與其他肌肉、骨骼的非神經系統的共生俘虜(中樞神經系統發揮命令,控制肌肉)

 

演化至此,我們看到神經細胞如何成為各類細胞最特別的一角

擁有防護罩(脂質雙分子層)、控管系統(受器閘門)、資訊系統(離子閘與電位傳遞能力)、外交內政能力(突觸

利用電生理的方式傳遞資訊,可以合作,可以操控其他細胞

成為一代王者的最佳候選人!

 

 

 

名詞解釋 (來源 : https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page ) :

 

[1] : 複製子Replicon)是指DNA中發生複製的獨立單位,即從複製起始點開始到由這個起點起始的複製叉完成的片段。

A replicon is a DNA molecule or RNA molecule, or a region of DNA or RNA, that replicates from a single origin of replication.

[2] : 磷脂雙分子層lipid bilayer phospholipid bilayer)是由兩層磷脂分子組成的薄膜。

The lipid bilayer (or phospholipid bilayer) is a thin polar membrane made of two layers of lipid molecules.

[3] : 受器(receptors),又稱受體接收器,是一個生物化學上的概念,指一類能傳導細胞外信號,並在細胞內產生特定效應的分子。

In biochemistry and pharmacology, receptors are chemical structures, composed of protein, that receive and transduce signals that may be integrated into biological systems.

[4] : 離子通道Ion channel)是一種膜蛋白,它通過允許某種特定類型的離子依靠電化學梯度穿過該通道,來幫助細胞建立和控制質膜間的微弱電壓壓差(見動作電位

Ion channels are pore-forming membrane proteins that allow ions to pass through the channel pore. Their functions include establishing a resting membrane potential[1], shaping action potentials and other electrical signals by gating the flow of ions across the cell membrane, controlling the flow of ions across secretory and epithelial cells, and regulating cell volume

[5] : 突觸(Synapse)是神經元之間,或神經元肌細胞腺體之間通信的特異性接頭。神經元與肌肉細胞之間的突觸亦稱為神經肌肉接頭(neuromuscular junction)。

In the nervous system, a synapse[2] is a structure that permits a neuron (or nerve cell) to pass an electrical or chemical signal to another neuron or to the target effector cell.

 

神經細胞nerve cell)  https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A5%9E%E7%B6%93%E5%85%83

神經元(neuron),又名神經原或神經細胞(nerve cell),是神經系統的結構與功能單位之一。

神經元能感知環境的變化,再將信息傳遞給其他的神經元,並指令集體做出反應。神經元佔了神經系統約一半,其他大部分由膠狀細胞所構成。

基本構造由樹突、軸突、髓鞘、細胞核組成。傳遞形成電流,在其尾端為受體,藉由化學物質(神經傳遞物質)傳導(多巴胺、乙醯膽鹼),在適當的量傳遞後在兩個突觸間形成電流傳導。

圖片

 

 

 

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