理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    以大鼠模式探討青少年頭部外傷造成其成年行為異常之機轉
    (2019) 洪修翊; Hung, Hsiu-Yi
    頭部外傷(traumatic brain injury, TBI) 為全世界青壯年人口中,發生率(morbidity)及死亡率(mortality)雙高的意外傷害,患者在創傷後常併發癱瘓(paralysis)、癲癇(epilepsy)、重度憂鬱(major depression)以及焦慮症(anxiety disorder)等一系列後遺症(sequelae),使得患者在其最具生產力的人生階段,必須接受長期的醫療照護及藥物治療。 頭部外傷的病理變化可簡分為初始傷害(primary injury)及繼發性傷害(secondary injury)兩大類。初始傷害發生在受傷當時,而繼發性傷害如:血腫(hematoma)、腦缺血(ischemia)、腦缺氧(hypoxia)及腦水腫(brain edema),前人研究多專注於成年期的頭部外傷,缺乏青少年期的研究。本研究將利用動物模式,探討青少年期頭部外傷處理後(juvenile TBI treatment, TBI-J)導致成年期情感異常之病理變化及神經機轉。 主要採用的行為實驗方法包括強迫游泳實驗(forced swimming test, FST)、糖水偏好實驗(sucrose preference test, SPT),FST和SPT為測量類憂鬱行為(depression-like behavior);測量類焦慮行為(anxiety -like behavior)的方法,則包括高架十字迷宮(elevated plus maze, EPM)和恐懼所促進的驚跳反應(fear-potentiated startle, FPS);而開放空間實驗(open field test, OFT)和平衡桿(rotarod)則用以測量自發性運動(locomotor activity)及運動能力。部分動物被犧牲取腦,並以即時聚合酶連鎖反應分析(real-time PCR, qPCR)或西方墨點法(western blot, WB)分析杏仁核(amygdala)、中央前額葉皮質(medial prefrontal cortex, mPFC)及伏隔核(nucleus accumbens, NAcc)中特定基因之表現,以作為分析憂鬱症的分子生物學依據。同時將會有另一平行組別(parallel group),用於離體胞外電生理(in vitro extracellular recording)實驗,觀察TBI-J大鼠海馬迴(hippocampus)及杏仁核中,經高頻率電刺激(high-frequency stimulation, HFS)誘發之長期增益效應(long-term potentiation, LTP)之變化。 實驗結果顯示,於青少年期(六週齡)曾接受頭部外傷處理的大鼠(TBI-J rats),於成年後(十週齡)類憂鬱行為明顯增加,在FST實驗中,其不掙扎時間(immobility)明顯較少;在SPT實驗中,糖水之攝取量(sucrose intake) 明顯較低,但其自發性運動和運動功能並沒有明顯改變。此外,在FPS結果顯示,TBI-J組的基礎驚跳反應(basal startle)明顯增加,但促進的驚跳反應百分比(percent potentiated startle)則無顯著變化,合併EPM的數據,推估TBI-J組的類焦慮行為無明顯改變。在手術恢復期投予新興抗藥物7,8-DHF,對TBI-J組成年期類憂鬱行為亦無改善。西方墨點法分析杏仁核表現之磷酸化p42-ERK以及TrKA 明顯下降,而BDNF 則在兩組之中表現無差異。以即時聚合酶連鎖反應分析中央前額葉皮質BDNF的RNA表現量明顯下降,伏隔核中的CRH及Slc6a4有明顯上升的趨勢。最後,電生理結果顯示,杏仁核中HFS-LTP明顯增強,而海馬迴中HFS-LTP無顯著變化。此結果與先前觀察到的基礎驚跳值增加相互契合,顯示TBI-J的處理會影響到杏仁核的功能。 本研究之結果顯示青少年期頭部外傷,會增加成年期的類憂鬱行為,而對類焦慮行為則無明顯影響,電生理的實驗結果也與行為實驗結果相符合。但是意外地在機轉上,卻與大多數研究者認定的BDNF表現量減少,引發類憂鬱行為的機制不甚相同,且7,8-DHF的投藥也無法改善TBI-J組的類憂鬱行為,此結果暗示成年期與青少年期頭部外傷引發行為異常之神經機轉可能不盡相同,故在採用相關治療藥物時需做進一步的思考。總結本研究之結果,對於青少年期頭部外傷引發行為異常之機轉進行初步的探討,希望能對相關藥物治療的開發提供所需的方向及基礎。