四十年前，遺傳學家巴里·加內茨基意外地用裝有果蠅的小瓶敲擊手掌，擊暈了一批實驗室果蠅。“所有果蠅都趴在小瓶底部，無法行走，完全失去協調，只是側躺著，”他回憶道。
當時他並沒有對此過多考慮，但隨著職業運動員頭部受傷的破壞性影響逐漸顯現，加內茨基意識到，腦震盪的果蠅果蠅可能具有科學價值。他和他在威斯康星大學麥迪遜分校的同事已經開始探索果蠅如何幫助揭示人類創傷性腦損傷 (TBI) 背後的細胞機制。
儘管經過數十年的研究，TBI 仍然知之甚少。已知的是，損傷是由快速加速或減速引起的——例如車禍或猛烈的橄欖球撞擊——這會使大腦撞擊顱骨內壁。這種衝擊會引發一系列細胞反應，進一步損害大腦和神經元，可能導致長期的認知障礙。
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果蠅可能有助於進行更大規模、更可靠的 TBI 研究。除了維護成本低廉外，果蠅果蠅的壽命也很短，這使得研究人員能夠追蹤動物整個生命週期的健康結果。昆蟲已經在阿爾茨海默病和帕金森病的研究中得到了應用。“果蠅頭部內的神經元原則上與人類頭部內的神經元相同，”加內茨基說。與人類大腦類似，果蠅的大腦大約只有一粒沙子那麼大，包裹在堅硬的外骨骼中，並由一層液體緩衝，這使得大腦在受到衝擊時可以晃動。
在最近的一項研究中，加內茨基和他的同事將果蠅裝入小瓶中，然後用小瓶撞擊帶襯墊的表面。研究人員隨後對腦震盪的昆蟲進行了屍檢。該研究結果於去年 10 月發表在《美國國家科學院院刊》上，結果表明，這些果蠅遭受了腦損傷，並出現了許多與人類 TBI 患者相同的症狀，包括意識和協調能力喪失以及死亡風險增加。與人類一樣，TBI 的不良影響似乎取決於撞擊的嚴重程度，以及個體的年齡和基因構成。
加內茨基的團隊希望果蠅研究有一天能夠促成一項透過血液中生物標誌物診斷 TBI 的測試，並有可能開發出一種預防腦細胞退化的治療方法。
“果蠅是一種簡單、快速的方法，可以瞭解 TBI 涉及的通路，”華盛頓大學研究果蠅神經退行性疾病的利奧·帕蘭克說。“我們希望這將有助於開發治療方法和預防性療法。”