高效率頭戴式顯微鏡平台、人工智慧演算法、組織蛋白酶S抑制劑、巴金森氏症治療、運動功能障礙
本研究計畫的目的是開發一種治療巴金森氏症（Parkinson's disease）的新方法，該病症是由於腦中多巴胺神經元死亡所導致。目前的治療主要是增加腦中多巴胺濃度，但由於缺乏有效的方法來阻止多巴胺神經元的死亡，因此需要新的治療策略。本計畫提出的解決方案是利用高效率的頭戴式顯微鏡平台和人工智慧演算法來分析和量化腦細胞的鈣離子訊號，這被認為是一個有前途的方法。基於初步結果，研究假設開發具有活體活性的高選擇性組織蛋白酶S（Cathepsin S）抑制劑可以保護多巴胺神經元，進而防止或治療巴金森氏症。研究已建立了頭戴式顯微鏡平台並成功記錄了清醒小鼠的腦細胞鈣離子影像，且在小鼠模型中證實了組織蛋白酶S的水平隨病程增加，其抑制劑能有效減緩運動功能障礙。本計畫的具體目標是進一步開發這套高效率的頭戴式腦細胞鈣離子影像平台，建立人工智慧演算法，以加速開發用於治療巴金森氏症的高選擇性組織蛋白酶S抑制劑。計畫將與電子工程專家及藥物化學家合作，製造高精密度的立體定位儀和進行動物藥效測試。此計畫的創新性在於開發的高精度立體定位儀和人工智慧演算法有望普及頭戴式顯微鏡平台技術，縮短藥物的臨床前研發時程，並更精確預測藥效。這些技術也可能對開發其他神經疾病的治療方法，如失智症和慢性疼痛，提供幫助。最終，這種與傳統治療不同的新方法，可能通過保護多巴胺神經元，為巴金森氏症治療提供新的策略。
本計畫的國際合作方面，將開發一個全自動水平立體定位系統，這預期將惠及全球使用立體定位儀器的神經科學家，尤其是對於頭戴式顯微鏡平台技術的普及化將具有重大影響。此外，計畫中將開發兩種人工智能演算法來輔助藥物開發和預測帕金森病藥物的動物療效，這些演算法的開發經驗也可應用於其他神經退行性疾病的藥物開發策略。計畫還將公布一種治療帕金森病的CTSS抑制劑候選藥物，這種藥物將通過保護神經細胞來達成治療效果，預期能補足目前市售藥物的不足。
