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台灣首創腦神經網路虛擬實境全球服務

國家高速網路與計算中心(簡稱國網中心)與台灣聯合大學系統腦科學研究中心暨美國冷泉港實驗室於2月18日假新竹清華大學生命科學一館舉行國際合作簽約儀式,暨台灣聯合大學系統腦科學研究中心(清華、交通、陽明、中央) 清華分部開幕典禮。三方以建立國際第一個三維影像顯示的果蠅腦部基因表現資料庫為目標,資料庫將設置於國網中心,並由國網中心規劃提供全球服務。

為提供學界相關知識的了解與研究工具,國網中心持續進行電腦輔助生物顯微影像分析研究,透過共軛焦顯微鏡取得一序列生物影像,進行三度空間的立體結構重建,自不同角度分析生物結構,提供進一步了解生物結構與功能的關係。另一方面,國網中心亦嘗試建立精密的三維空間的大腦地圖模型研究,以提昇腦結構與功能之間的瞭解,不僅可供神經科學基礎研究參考,對於臨床醫療也可發揮重大效益。
為探索人類腦神經網路的作用機制,科學家已經開始利用酵母菌、線蟲、果蠅、及小白鼠等已經完成基因體定序的少數模式生物進行比較研究,果蠅有學習及記憶的能力,是研究腦功能最簡單的模式動物。腦學習及記憶的基因,多數都是先從果蠅的研究得知,而人腦的各種主要疾病,例如帕金森症、愛滋海默症、杭氏跳舞症等,也已累積果蠅的研究模式系統。而果蠅腦三維影像基因表現資料庫是全球第一個腦神經網路三維影像系統。

美國冷泉港實驗室Tim Tully博士認為這種新的生物顯微影像技術不僅是研究腦結構與功能革命性的突破,亦有助於生物學各領域的研究。『果蠅腦神經基因體計劃』之計畫總主持人清華大學生物科技研究所所長江安世教授表示,神經網路立體影像知識庫服務系統以高解析三維影像展示基因表現模式,結合了生物科技、奈米科技及電腦影像科技的技術,在台灣既有的電腦資訊工業及生物科技的基礎上,擁有強大國際競爭力。

國網中心生物知識庫計畫主持人謝昌煥博士表示,果蠅腦部基因表現資料庫及腦神經網路虛擬實境,同時也是基因體計劃的延伸,也是台灣第一個提供全球服務的基因表現資料庫。虛擬實境不僅可以造成引人入勝的視覺效果,更可以提供研究者一個全新的空間觀察角度,藉以發現前所未見的新神經連結或新的基因表現模式。未來國網中心亦將協助在三維影像虛擬實境系統中再加入可即時呈現的互動連結資訊,將更進一步發揮其輔助研究腦科學的功能。