前言
隨著二千年諾貝爾生理醫學獎得主的揭曉，Arvid Carlsson（卡爾森），Paul Greengard（葛林戈德）和Eric Kandel（肯德爾）這三位專門研究訊息如何在神經系統中傳遞的科學家，對於瞭解學習與記憶相關的生理功能；以及訊息傳遞失調所造成的神經精神疾病；與治療藥物的研發上有重要貢獻。
人類的腦是由上億個神經細胞所構成，它們相互之間以非常複雜的神經網路聯繫。神經細胞與神經細胞相互交接處並不相通，此處我們稱之為突觸（synapse），必須藉由傳導物質來傳遞訊息，所以這些神經訊息傳遞物質（neurotransmitters）被視為神經細胞間相互溝通的「語言」，三位得獎的科學家即因證明這些訊息傳遞物質如何維持神經系統的正常功能，以及讓人們瞭解神經精神疾病的病因乃是突觸間訊息傳遞的語言出問題所致，更進一步對治療藥物的研發有莫大的貢獻。（2000年諾貝爾物理獎,化學獎,醫學獎得主揭曉.htm）
神經生物學家在1960年代末期便知道腦部有dopamine(多巴胺)、 neradrenaline(正腎上腺素)和serotonin(血清胺)均是中樞神經系統神經傳導物質，但是作用機制不明。這些分子負責傳遞慢速突觸傳遞，時間可持續數秒到數小時，主要與情緒表達有關，或者部份快速突觸傳遞例如說話與感覺等。
但是Arvid Carlsson在1950年代發展了一些實驗方法，測量出腦部某些區域內（特別是Basal
ganglia）dopamine(多巴胺)的濃度遠高於 (正腎上腺素)，因此證實dopamine(多巴胺)是神經傳導物質。他也發現，帕金森氏症患者的症狀類似動物以reserpine處理的情況，於是他認為帕金森氏症是由於腦部Basal ganglia部位缺乏dopamine多巴胺所造成，因此L-dopa可以用來治療帕金森氏症，這也是目前最有效的治療藥物。（2000諾貝爾生醫獎.htm）
而葛林戈德首先發現神經訊息傳遞物質，如：dopamine(多巴胺)、neradrenaline(正腎上腺素)和serotonin(血清胺)等，其訊息的傳遞是屬於慢速傳導與我們的情緒及清醒意識狀態功能息息相關。他更證實這些神經訊息傳遞物質由突觸前神經細胞釋放後經一連串反應，藉此機轉使神經訊息傳遞物質得以將訊息傳至下一個神經細胞。（2000諾貝爾生醫獎.htm）
肯德爾早期以海參（sea slug）為題材，首先揭開形成記憶的分子機制。之後，他更以小白鼠做實驗，研究結果也證實哺乳動物，包括人類，記憶的形成與突觸的訊息傳遞效率及可塑性（synaptic plasticity）密切相關，拜他的研究之賜，我們得以瞭解學習與記憶的細胞及分子機轉，並為治療失憶症（dementia）藥物的研究奠定基礎。
（2000諾貝爾生醫獎.htm）
得獎者簡介
Arvid Carlsson
Paul Greengard Eric R. Kandel
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Sweden
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USA
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USA
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Göteborg University
Gothenburg, Sweden
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Rockefeller
University
New York, NY, USA
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Columbia
University
New York, NY, USA
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1923 -
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1925 -
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1929 -
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(nobel -museum： www.nobel.se/)
主要研究與貢獻
※卡爾森：多巴胺是神經傳導物質
University of Gothenburg藥理學教授卡爾森，他首先於1950年代末期，發現以reserpine將神經末梢的神經傳導物質排空時，動物則出現自發性活動功能喪失的異常現象，之後若給予動物dopamine(多巴胺)的前驅物L-dopa則顯著恢復其功能，但若給予其他神經傳遞物質如：serotonin(血清胺)則無治療功效。此先驅物質實驗證實：dopamine(多巴胺)是大腦掌控身體活動的重要神經訊息傳遞物質，他後來更發現reserpine處理所造成的活動異常現象與帕金森氏病人所表現的四肢顫抖、肌肉僵直、活動緩慢等症狀相同。基於他的研究使我們得以瞭解帕金森氏患者的身體運動失控，係因灰黑質區（substantia nigra）之dopamine(多巴胺)神經細胞大量流失，進而造成控制活動功能的basalgangliua(基底核)內dopamine(多巴胺)含量不足所致，並且為醫治帕金森氏症重要治療藥物L-dopa的研發奠下基石，而L-dopa至今仍是治療帕金森氏症最重要的藥物。除此之外，卡爾森更進一步確認神經精神疾病與腦中dopamine(多巴胺)或serotonin(血清胺)的含量及功能異常有密切相關，以及對於治療Schizophrenia和抗憂鬱症藥物的研究上貢獻良多。(諾貝爾醫學獎 回響與展望 掌控大腦疾病 神經科學大躍進.htm)
※葛林卡：傳導靠化學變化而發生
葛林戈德是紐約洛克斐勒大學分子及細胞科學實驗室主持人，他首先發現神經訊息傳遞物質，如：dopamine(多巴胺)、neradrenaline(正腎上腺素)和serotonin(血清胺)等，其訊息的傳遞是屬於持續幾秒甚至幾小時的慢速突觸傳導，這種慢速傳導與我們的情緒及清醒意識狀態功能息息相關。他更證實這些神經訊息傳遞物質由突觸前神經細胞釋放後，首先必須接在位於突觸後神經細胞內的cAMP及PKA(protein Kainase A，透過DARPP-32蛋白質的活化，引發一連串蛋白質的磷酸化和去磷酸化，使蛋白質的形狀及功能發生改變，尤其是影響細胞膜上屬於快速突觸傳導的離子管道的蛋白質結構，進而調節神經細胞的興奮性，藉此機轉神經訊息傳遞物質得以將訊息傳至下一個神經細胞。另外，葛林戈德有關於蛋白質磷酸化在神經訊息傳遞中扮演重要角色的發現，也使我們得以瞭解一些會影響蛋白質磷酸化藥物的藥理作用機轉。 (諾貝爾醫學獎 回響與展望 掌控大腦疾病 神經科學大躍進.htm)
※肯德爾：神經突觸將訊息在細胞間傳遞，形成學習與記憶
任教於紐約哥倫比亞大學神經生物暨行為研究中心的肯德爾，早期以海參（sea slug）為題材，證明突觸的功能是決定學習與記憶的重要關鍵而得獎，首先揭開形成記憶的分子機制。他的研究指出突觸效率的增強是學習與記憶的根基，不同的學習刺激產生為期長短不同的增強現象，弱刺激形成短期記憶只能維持數分鐘至數小時，並且證實形成短期記憶是因弱的刺激改變神經末稍離子管道對離子的通透能力，使得鈣離子大量流入神經末稍內，進而促使神經訊息傳導物質釋放量增加，增強突觸訊息傳遞的效率，而離子管道通透能力的改變是因管道中某些蛋白質被磷酸化所致，此點延伸了葛林戈德的蛋白質磷酸化增強突觸的效率的理論。反之，若給予強而長時間的刺激，則形成長達數週以上的長期記憶，肯德爾更證實造成長期記憶的分子機轉是必須有新的蛋白質合成，促使突觸的形狀改變及傳遞訊息效率提昇，強的刺激會誘發細胞內Camp增加進而活化PKA(Protein Kainase A)等訊息使得細胞核增加或抑制某些蛋白質的合成，最後改變突觸的形狀及長時間突觸訊息傳遞效率的增強，達到長期記憶的作用。不同於短期記憶的蛋白質磷酸化，長期記憶必須有新的蛋白質的合成，若阻斷蛋白質的合成則無法形成長期記憶，但不影響短期記憶。近來年他更以小白鼠做實驗，研究結果也證實哺乳動物，包括人類，記憶的形成與突觸的訊息傳遞效率及可塑性（synaptic plasticity）密切相關，拜他的研究之賜，我們得以瞭解學習與記憶的細胞及分子機轉，並為治療失憶症（dementia）藥物的研究奠定基礎。(諾貝爾醫學獎 回響與展望
掌控大腦疾病 神經科學大躍進.htm)
三位神經醫學專家終其畢生的研究，揭露了人體最神秘的部位腦，使我們瞭解神經系統如何傳遞訊息，進而產生動作、情感、及記憶等功能，更為臨床上治療巴金森氏症、憂鬱症、失憶症及Schizophrenia的藥物研發上貢獻良多。而三位諾貝爾醫學獎得主發現的神經訊息傳遞物質有dopamine(多巴胺)、serotonin(血清胺)、及ACh(乙醯膽鹼)等，已知dopamine
(多巴胺)與帕金森氏症、藥物濫用、Schizophrenia等病症有關，serotonin(血清胺)與憂鬱症，ACh(乙醯膽鹼)與阿茲海默氏症（老年失智症）有關。
結語
人類神經細胞的數目超過一千億個，神經訊息在這麼多的細胞之間傳遞，必須藉由多種神經化學物質來作用。當神經化學物質分泌過高或過低、它的受體數目或功能異常，或是細胞內生化反應失調時，均可使神經訊息傳遞發生失誤，進而導致大腦功能異常。
Dopamine(多巴胺)是一種重要的神經化學物質，帕金森症乃因腦部基底核的dopamine(多巴胺)神經細胞退化或dopamine(多巴胺)分泌不足所致之運動功能失調。病患會出現手抖、肢體僵硬、動作遲緩等症狀。當補充dopamine的的前驅物L-dopa，使腦中dopamine分泌增加則可改善症狀。相反的，精神分裂症的發生與dopamine(多巴胺)分泌過多或功能過高有關，患者因而產生妄想、幻聽、混亂或怪異的行為。若以抗精神病藥物阻斷dopamine(多巴胺)受體，進而減低dopamine(多巴胺)的功能時，則可減緩精神病症狀。但若帕金森症患者服用過量的L-dopa，常會有精神病症狀產生正是因為L-dopa為dopamine的前驅物，會使dopamine的功能過高所致；這時應降低L-dopa的劑量或是使用抗精神病藥物來調整dopamine的功能。此外，傳統抗精神病藥物所導致類帕金森症候群之副作用乃因基底核部位的dopamine受體被阻斷所引起。
憂鬱症的病因也與腹部神經化學物質如serotonin(血清素)、
正腎上腺素和dopamine(多巴胺)的功能不足有關，患者會出現情緒沮喪、負面思考、體力不濟、睡眠及胃口異常等症狀。早期抗高血壓藥reserpine因為會耗損腦中此三種物質，因而被發現可導致高血壓患者的憂鬱。
此一獎項的給予主要在於他們畢生研究神經系統如何透過不同的神經物質和分子機轉來傳遞神經訊息，使得人腦能夠正常運作，進而發揮思考、記憶、運動、情緒等功能。此外，也由於他們的研究了解了大腦疾病如帕金森症、精神分裂症、憂鬱症、阿滋海默症的病因，進而發展出新的治療藥物，對全人類作出重大貢獻。
我們回顧過去四、五十來對於大腦疾病因知識的累積，以及新型治療藥物不斷的推陳出新，相信新世紀神經科學的研究將帶給全人類健康更多的福祉！
參考資料
＊諾貝爾的榮耀—生理醫學桂冠 科學月刊著 天下文化書坊
＊
諾貝爾百年百人—生理學或醫學獎 鄭豔秋 等編著 世潮出版有現公司
＊ www.google.com 搜蟳網站
＊
www.nobel.se/,nobelprizes.com/,www.nobelchannel.com,vm.nthu.edu.tw/science/hall/,www.ntttc.edu.tw,www.nstm.gov.tw/nobel
附圖
圖一：腦內dopamine的做用範圍。
圖二：外來得神經船導訊息如何藉由不同的化學反應傳遞。
圖三：Greengard
發現dopamine 和其化學反應如何在神經細胞裡發揮的它們作用。
圖四：肯德爾以sea slug(海參)為題材，證明突觸的功能是決定學習與記憶的重要關鍵
圖五：神經傳遞訊息的化學反應如何在sea
slug(海參)產生"短時期記憶"
"長的時期記憶" 的描述。
