腦科學的蘋果與禁果

生技研究開闢出腦科學新天地，利用全基因組關聯分析跨入認知功能研究，也成功把人類神經細胞植入大鼠腦中和牠的神經細胞一起成長，那麼，牠是「人鼠」還是「鼠人」？再者，牠們會有意識嗎？

撰文／曾志朗

9月又風又雨，趕走了夏末的暑熱，帶來了10月的秋涼。歷經近三年新冠疫情的拖磨，各項防疫措施漸漸鬆綁，各大學的校園也慢慢恢復活力，教室、會議室、演講廳、操場，甚至體育館，到處生機盎然，口罩也拿下來了（依規定，運動時可以不戴口罩），看到熟悉朋友的臉龐，令人有恍如隔世重逢的驚豔，寒暄也更為熱絡了。

10月還是諾貝爾獎逐一揭曉的時間，這是科學界的盛事，全球莫不拭目以待，因為這些獎確實代表人類創造科技文明的最高成就。雖然諾貝爾獎在理工醫學的評選強調基礎科研的重要發現及理論，但這些艱深的理論卻都能在後來的科技發展上，扮演最核心最關鍵的角色。例如最具代表性的現代社會文明，要算是社交和工作皆不可或缺的手機了。有人就整理出它的成功，實是匯聚了將近10座諾貝爾物理學和化學獎的研發應用，包括成像和傳輸運用到的電荷耦合器件和光纖（2009年物理獎）、外殼得利於高分子材料（1963年化學獎），螢幕技術歸功於有機發光二極體（OLED，2000年化學獎）、發光二極體（LED，2014年物理獎）和液晶顯示螢幕（LCD，2014年物理獎），主機板仰賴半導體異質結構和積體電路（2000年物理獎）、鋰離子電池多虧2019年化學獎三位得主的努力、儲存微型化則拜巨磁阻效應之賜（2007年物理獎），還有傳導散熱靠的是石墨烯研發（2010年物理獎）！在在說明基礎科研和科研應用息息相關，而且影響甚鉅。難怪每到10月，學界人士和各大媒體全都引頸關注諾貝爾基金會的記者會，更是競相預測名單，最終獎落誰家？

按照時程，10月3日是生醫獎的揭曉日，不少人看好在新冠病毒肆虐全球時，為mRNA疫苗技術做出巨大貢獻的卡里科（Katalin Kariko）。去年她的呼聲就很高，但落選了，今年6月她獲得唐獎評選委員會的青睞，拿到生技醫藥獎，大家再度看好她能雙獎臨門。果然晚間6點過後，手機就叮叮咚咚響個不停，各路人馬互通訊息。不是卡里科！雀屏中選的是德國馬克士普朗克演化人類學研究所的帕波（Svante Pääbo）！根據瑞典皇家科學院的說明，帕波開創了古基因組學，不僅完成尼安德塔人的基因定序、發現古人種丹尼索瓦人，更在新冠疫情期間，從尼安德塔人、重症患者及對照組的基因比對中，發現了在演化過程中，尼安德塔人遺留至現代不同種族身上的高風險基因和降低重症基因，所以頒獎給他，表彰他在已滅絕古人類基因組和人類演化領域的成就。

有趣的是，許多勤讀「科學人觀點」的文友和學生，除了傳給我生醫獎得主的報導，也傳來去年4月我寫的〈弗林效應：尼安德塔人的哀歌〉一文連結，其中講的就是帕波的研究發現，大夥兒誇我有先見之明，讚得我猴尾巴（我屬猴）都翹起來了。更妙的是，王士元院士也提醒我，1980年代我每年寒暑假都會在美國加州大學柏克萊分校裡的POLA（Project on Linguistic Analysis，主持人是王士元院士）實驗室做研究，隔壁木造房子就是大名鼎鼎「出非洲記」的威爾遜（Allan Wilson）教授所在的分子演化實驗室，威爾遜利用分析比對世界各地移居到加州的產婦臍帶血的基因序列，建構出古人類遷徙圖。好幾次在學術討論會中，只見一個年輕人安靜坐在角落筆記，那就是來自瑞典的博士後研究員帕波啦！

那些年，當我們談到古代語言的起源和變遷，都有一致共識，語音變遷的那棵樹，根在非洲，長出分枝的時程，一定會和基因遷徙的這棵樹重疊。可惜的是，威爾遜英年早逝；可喜的是，帕波延續了老師的古人類基因學，更進一步解析尼安德塔人因缺少人類祖先擁有的基因而滅絕的原由，而今獲得諾貝爾獎的肯定。我為威爾遜惋惜，也替帕波高興，更期待他能把古人類基因組學和現代正在發展的腦神經科學結合，為人類文明的起源及其進階的歷史，做出更精細的鋪陳！

從基因的單一分析到全基因組關聯分析（genome-wide association study, GWAS），對人類行為和疾病的跨領域研究極為重要，是越來越明確的事實。人類行為的表現和疾病的症狀，很多都不是由單一基因造成，而是許多不同基因交互作用的結果。近年來，這些新的分析技術的進展，也為腦科學注入了新的活力。舉個最近發表在《美國國家科學院學報》的研究，就可以體會一個全新的科學領域漸漸成形了……

【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人〉2022年第249期11月號】