國立陽明交通大學連正章特聘教授研究團隊，研究大腦海馬迴中負責調控焦慮行為的神經迴路，發現海馬迴中苔狀細胞(mossy cell)在抗焦慮作用上的神經機轉。研究成果於9月14日登上國際知名期刊《Cell Reports》的封面文章。該研究由科技部「台灣腦科技發展及國際躍升計畫」支持。
 
人們普遍認為，大腦中的海馬迴是負責空間探索與學習記憶的關鍵腦區。但近年的研究指出，海馬迴對於情緒的調節同樣扮演了重要的角色。
 
海馬迴內的訊號會由第一站的齒狀回，透過神經連結傳遞到海馬迴最終站。科學家發現在海馬迴的最終站中擁有控制焦慮相關的細胞，但海馬迴中的神經迴路是透過什麼機制，將訊號從齒狀回傳到海馬迴最終站，進而調控焦慮行為，是個有趣且值得深究的議題。
 
連正章團隊在動物實驗中發現，齒狀回中的一種神經細胞——苔狀細胞，像是焦慮程度的指示劑，其活性會隨著環境壓力而改變，當老鼠處在會讓其焦慮的環境時(如懸崖邊)，苔狀細胞的活性隨之上升；反之，當老鼠待在較安全的環境時，苔狀細胞的活性會下降。
 

圖說：(左)苔狀細胞的活性會隨著能引發焦慮的環境而改變，例如，老鼠待在明亮開闊的環境，其苔狀細胞活性較高(紅色)。(右)海馬迴中，透過活化苔狀細胞降低焦慮行為的神經迴路機制。

接著，連正章團隊利用光遺傳學及化學遺傳學，操控齒狀回中苔狀細胞的活性，並利用活體單細胞紀錄之技術瞭解苔狀細胞如何調控海馬迴神經迴路的機制。
 
研究發現，活化苔狀細胞會藉由增加齒狀回中的抑制性訊號，進而降低海馬迴與焦慮相關神經訊號的傳遞與輸出，因此活化苔狀細胞能有效緩解動物焦慮行為。

研究團隊將此研究成果應用於因為慢性痛併發高度焦慮的小鼠中，發現活化齒狀回中的苔狀細胞，確實能舒緩慢性痛小鼠模型的高度焦慮行為。連正章表示，此研究進一步釐清海馬迴在焦慮行為反應中扮演的角色，也期望未來能藉由調控苔狀細胞活性，將研究成果轉譯並應用於臨床醫學領域，對於臨床上焦慮症有實質的幫助。
 
論文：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)01149-9

此期刊封面由藝術家蔡鈺麟先生與陽明交通大學微生物及免疫學研究所教授蔡雨寰共同設計。神經細胞—苔狀細胞因其樹突的近端上面布滿了像苔蘚類的樹突棘，因此而得此命名。封面描述的是一個苔狀細胞就像在黑夜裡的閃電，這個封面很適合描述研究主題，因為研究利用光遺傳學技術以一道藍光雷射來活化苔狀細胞後，產生電流，研究神經訊號如何傳遞到下游。