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114年:放射基礎(2)

關於網狀致活系統（ reticular activating system, RAS ）之敘述，下列何者錯誤？

A位於腦幹（ brainstem ）
B控制意識狀態（ consciousness ）
C藉由神經元（ neuron）分泌多巴胺（ dopamine ）使人保持清醒
D會影響腦電波圖（ electroencephalogram ）的波形型態

詳細解析

本題觀念：

網狀致活系統（Reticular Activating System, RAS）的解剖位置、生理功能，以及參與大腦覺醒機制的相關神經傳導物質。

選項分析

  • (A) 位於腦幹（brainstem）：正確。網狀致活系統是一群散布於腦幹（包含延腦、橋腦、中腦）的網狀結構神經元，其神經纖維向上投射至視丘（thalamus），並廣泛分布到大腦皮質（cerebral cortex）。
  • (B) 控制意識狀態（consciousness）：正確。RAS 的主要生理功能是負責調節睡眠與清醒的過渡期，維持大腦皮質的覺醒狀態、注意力及意識水平。當 RAS 受到抑制或結構性損傷時，患者將無法維持清醒，嚴重時會導致昏迷（coma）。
  • (C) 藉由神經元（neuron）分泌多巴胺（dopamine）使人保持清醒：錯誤。腦幹 RAS 負責維持清醒的核心神經傳導物質主要是乙醯膽鹼（acetylcholine, ACh）（來自被蓋核 PPT/LDT）、正腎上腺素（norepinephrine）（來自藍斑核 locus coeruleus）與血清素（serotonin）（來自中縫核 raphe nuclei）。多巴胺（dopamine）主要是由中腦的黑質（substantia nigra）與腹側被蓋區（ventral tegmental area, VTA）分泌，負責的生理功能為運動控制（黑質紋狀體徑路）與獎賞、動機機制（中腦邊緣徑路），並非 RAS 維持清醒的代表性神經傳導物質。
  • (D) 會影響腦電波圖（electroencephalogram）的波形型態：正確。當 RAS 受到刺激使人從睡眠轉為清醒時，大腦皮質的腦電波圖（EEG）會發生「去同步化（desynchronization）」，波形會由深睡期的高振幅慢波（如 delta 波）轉變為清醒或警覺時的低振幅快波（如 alpha 波或 beta 波）。

答案解析

綜合上述分析，網狀致活系統（RAS）的運作主要依賴乙醯膽鹼、正腎上腺素與血清素等神經傳導物質向上投射至大腦皮質，藉以維持大腦的清醒與意識。多巴胺雖然在某些特定狀況下會影響警覺度，但其主要功能在於動作協調與獎賞迴路，並不被視為 RAS 調節清醒狀態的主力分泌物質。因此，選項 (C) 的敘述為本題的正確答案。

核心知識點

應考學生必須熟記以下關於神經生理學與神經解剖學的基礎觀念：

  1. 網狀致活系統 (RAS)：解剖位置在腦幹。主要功能為維持意識 (consciousness)、清醒 (wakefulness) 與警覺性。
  2. 維持大腦清醒與睡眠週期的核心神經傳導物質：
    • 乙醯膽鹼 (Acetylcholine)：腦幹被蓋核 (PPT/LDT)，促進清醒與快速動眼期 (REM) 睡眠。
    • 正腎上腺素 (Norepinephrine)：腦幹藍斑核 (Locus coeruleus)，維持清醒與警覺。
    • 血清素 (Serotonin)：腦幹中縫核 (Raphe nuclei)，調節情緒、清醒與睡眠週期。
    • 組織胺 (Histamine)：下視丘結節乳突核 (Tuberomammillary nucleus)，維持大腦清醒。
    • 食慾素 (Orexin / Hypocretin)：外側下視丘 (Lateral hypothalamus)，促進並穩定清醒狀態（缺乏此物質會導致猝睡症 narcolepsy）。
  3. 多巴胺 (Dopamine) 的主要神經徑路與功能：
    • 黑質紋狀體徑路 (Nigrostriatal pathway)：控制自主運動（退化會導致帕金森氏症 Parkinson's disease）。
    • 中腦邊緣/皮質徑路 (Mesolimbic/Mesocortical pathway)：負責獎賞機制、情緒、動機與成癮（異常與思覺失調症 Schizophrenia 相關）。

參考資料

  1. BrainFacts.org: Motivation to Act: Arousal (https://www.brainfacts.org/thinking-sensing-and-behaving/motivation-to-act/2022/motivation-to-act-arousal-082922)
  2. 維基百科：腦幹 (https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%84%91%E5%B9%B9)
  3. Psychopharmacology of Wakefulness: Pathways and Neurotransmitters, J Clin Psychiatry (https://www.psychiatrist.com/wp-content/uploads/2021/02/15570_psychopharmacology-wakefulness-pathways-neurotransmitters.pdf)
  4. Functional neuroanatomy of dopaminergic arousal systems, Frontiers (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2023.1328004/full)
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