松果體 謎一樣的器官 (第133期2009/08/06)


墨西哥盲魚能夠利用大腦內部的松果體觀看。(維基百科)

文 ◎ 方洪

  充滿視網膜色素的松果體常被人稱為「第三隻眼」,科學家最近發現,沒有眼睛的墨西哥盲魚即是利用松果體來「看」外界。

們都知道自然界有許多未解的謎團,殊不知,人體本身的謎也很多,松果體便是其中之一。

松果體是人腦中的一個器官。它的位置在兩眉中心向後方的沿線上,在頭腦的中間偏後一點的地方。從生理解剖學來看,這個長在大腦和小腦之間的松果體,長期以來被人以為是一個已經退化了的、作用不明的器官。

在許多低等脊椎動物中,松果體位於皮膚表層,可以當做光接受器,並且也是內分泌器官,可以分泌褪黑素(melatonin),褪黑素是由氨基酸組成的,在黑暗中會被誘導產生,而在光亮中會被抑制,以此調節機體的晝夜節律。

折疊的視網膜

近年來,科學家們逐漸認識到,哺乳動物的松果體也具有感光功能。傳統學說認為,所有的光信號都由視網膜的桿狀和錐狀感光受體接受,然後通過視神經傳到下丘腦。過去認為,松果體受光刺激抑制Melatonin的產生也依賴於這一經典途徑。松果體是密閉在腦中的器官,很難想像它能被直接感光。即使松果體能感光,由於視網膜中感光受體的存在,也很難在整體動物的水平上得到證實。

在一九九九年四月的權威性雜誌《科學》上發表一篇陸卡斯(Lucas)等人的科學論文,描述了他們用視網膜感光受體基因缺失的小鼠所做的一些實驗。實驗結果表明,無論是錐狀感光受體基因缺失的小鼠,還是桿狀和錐狀感光受體基因雙缺失的小鼠,其松果體受光刺激下調褪黑素的功能完全不受影響。由此可見,視網膜感光受體基因缺失的小鼠感光能力如常。更值得注意的是,其中一種視網膜感光受體基因缺失的小鼠還併發感光信號傳遞系統的缺陷,其松果體受光刺激減少美樂托寧產生的功能仍然不受影響。

眾所周知,在既沒有視網膜感光受體又沒有感光信號傳遞系統的情況下,視覺的經典途徑是不可能實現的。陸卡斯等人無法解釋密閉在大腦中的松果體是如何感光的,因此提出了「非經典感光受體」存在的假說。他們認為,視網膜上可能存在非桿狀,非錐狀的感光受體(非經典感光受體)可以傳遞「非圖像性,非視力性」的光信號。但是,支持這一假說的證據並不充份,這篇論文的作者陸卡斯和弗斯特(Foster)後來也對非經典感光受體的存在與功能提出疑問,聲稱有待近一步探討。

與陸卡斯等人的理論相反,有大量證據卻表明,松果體可能是直接感光器官。松果體感光是有組織結構基礎的。科學家已認識到,松果體與視網膜非常類似,有人甚至就把松果體叫做「折迭的視網膜」,很多只在眼中表達的基因也在松果體表達。松果體不僅有感光受體,而且有完整的感光信號傳遞系統。也就是說,如果有光傳導通路,松果體就可以直接感光。但是這樣一來,「光傳導通路之謎」就更顯得重要了。哺乳動物可能有一條通向松果體的鮮為人知的隱祕的傳遞光信號的通路。

如果松果體真的可以感光,那麼它究竟是派什麼用場呢﹖這個問題目前在科學界沒有答案。

有趣的盲魚

科學家最近發現,一種穴居盲魚並不盲,牠們能夠利用大腦內部的松果體來「看」外界。

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