凍結影像解密！科學家捕捉「腦部通訊關鍵瞬間」 為癲癇治療開創新局

約翰霍普金斯大學醫學院的研究團隊運用尖端冷凍電子顯微鏡技術，成功捕捉到大腦中最常見的神經傳導物質「麩胺酸」如何啟用AMPA受體的關鍵瞬間。這項發表於《自然》期刊的重大發現，將為癲癇與智慧障礙等神經系統疾病的治療帶來突破性進展。

研究主持人、生物物理學助理教授愛德華·圖米博士指出：「神經元是大腦運作的基礎，而我們感知環境與學習的能力，完全取決於神經元之間的化學訊號傳遞。」團隊特別發現，當環境溫度提升至人體常溫37°C時，AMPA受體與麩胺酸的活性會顯著增強，這項發現有助於更精準地觀察神經傳導過程。

研究過程中，科學家先從實驗室培養的人類胚胎細胞中純化出AMPA受體，接著在體溫環境下讓其接觸麩胺酸，並立即進行急速冷凍。透過分析超過百萬張冷凍電鏡影像，團隊首次觀察到麩胺酸分子就像「鑰匙」般，能讓AMPA受體像蛤殼般閉合，進而拉開下方的離子通道。

圖米博士解釋：「這就像解鎖了大腦通訊的關鍵門戶，讓離子通道能更充分地開啟。」其先前研究已證實，用於治療癲癇的藥物「吡侖帕奈」正是透過阻斷AMPA受體的開啟來發揮療效。

這項由美國國家衛生研究院等機構資助的研究，不僅揭示了大腦學習與思考的分子機制，更為開發新型神經藥物提供重要線索。研究團隊強調，每項新發現都是解構大腦運作的重要拼圖，未來將持續探索調控神經傳導的新方法。

該研究由約翰霍普金斯大學與UTHealth休士頓分校共同合作，主要作者包括安尼許·庫馬爾·蒙達爾、艾莉莎·卡里略和瓦桑蒂·賈亞拉曼等科學家。