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科學怎麼搞:吃冰對體質的影響

YTLai_96
・2013/09/15 ・4676字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 486 ・五年級

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Macha_kakigori_snow_cone
credit: CC on wikipedia

身在華文化圈的我們,想必都聽過食物冷熱、體質冷熱、以及兩者之間交互作用(吃太冷會改變體質)這樣的中醫概念。這樣的觀念在我們的生活中影響深遠,讓我們的食物搭配和選擇或多或少的都受到了些許影響。當然,有些人對這樣的理論是嗤之以鼻,認為沒有『科學根據』(例如最近泛科學在臉書上分享的這一篇醫師評論,以及另一篇醫生的評論)。

但是,也有相當多的人對「食物冷熱vs體質」此一觀念是深信不疑,而且不要說是溫度上有差異的冰品了,就連「食物的寒熱性質」都足以改變體質。尤其是深受生理痛所苦的許多女性同胞們,恐怕更是對於食物冷熱溫度與寒熱性質造成的影響印象深刻。這也難怪,要是貪嘴多吃了點冰品涼水(甚至寒性的大白菜蕃茄青草茶),生理期來臨時就得在床上痛得滾來滾去起不了身,這樣的操作制約怎麼能不讓人深深受教?

(有點奇怪的是,上述的兩篇醫師評論都沒有提到吃冰品對女性生理痛的可能影響。這明明就是諸多女性的切身之痛不是嗎?)

credit: CC by UrbaneWomenMag@flickr
credit: CC by UrbaneWomenMag@flickr

正好前不久,我的一位正在研讀後中醫的朋友,在他的臉書網誌上寫下了一篇文章,講述他突發奇想,以自己的身體來實驗吃冰吃多了對體質的影響。他藉著連續三天,每天吃至少四份冰品(包含冰飲料、冰淇淋、挫冰、思樂冰)的實驗,並且觀察實驗前後他自己的脈象、起床鼻過敏症狀(流鼻水)、排便狀態(時間、頻率與糞便質地)、以及初步的嗅味覺測試(品嚐金沙巧克力的嗅味覺感受),來瞭解是否連續三天狂吃冰品造成了體質改變。從實驗前後他自己觀察到的脈象、起床鼻過敏症狀、以及排便狀態來看,連續三天多次吃冰品的確影響了他的體質,更稍微減弱他的嗅味覺感受力,當然也印證了中醫觀念。

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不過,他自己也很清楚,以校長兼撞鐘的這種自身觀察評量方式,外加上樣本數等於一(只有他自己)的實驗取樣,恐怕頂多也只能當作非常初期的探索性研究。而他之所以公開他的個人觀察與心得並且和朋友討論,也是因為他很希望能夠有人真的把實驗做大,來實地、客觀並且合理的測試吃冰對體質影響的這個說法。

於是,在跟他討論的過程中,我也得到了許多想法。所以我決定寫這一篇「科學怎麼搞」,來想想吃冰對體質有影響的這個說法到底要怎麼做實驗驗證,好讓中西醫雙方都能夠信服。

首先,我認為這個實驗絕對是可以做、也是應該做的(而且說不定已經有人做過了?)。只不過,既然是跟「人」有關的實驗,那麼實驗設計就必須要非常小心。另外,在實驗的設計與量測項目上,也需要費一番心思。

在實驗之前,我認為要先釐清一件事情:如果我們真的想要知道「吃冰」對於體質的影響,首先要確定的恐怕就是「體質」是什麼東西。根據杏林堂的解釋,以我粗淺的理解,體質組合大概就像是個二維平面上的點,藉由X軸(陽熱/陰寒)和Y軸(痰濕/乾燥)來界定出這個點的座標。但是,體質當然沒有這麼簡單,人體畢竟是個複雜系統,體質包含的面向、以及中醫師們會給出的體質描述也不只有這麼熱寒乾濕兩個向度而已。於是古往今來,關於體質的分類也有多種說法(請見醫學百科),而近年來由王琦所提出的中醫體質分類判定標準,則是將體質區分成九種。

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不過,若是要以九種的體質分類來作為這個實驗的觀察項目,我認為會有相當的困擾。首先是,我們不知道冰品到底能不能造成足夠的改變,讓受試者的體質可以從這一類變成那一類。另外,體質分類的判定表的問題都是主觀感覺,而且大概都是屬於『是/否/還好』這樣的答案形式,對於改變的解析度大概也不太夠;更何況這些問題若是交給中醫師來問,那就難以避免引導式問題的可能(想想「你精神好嗎/你精神還好嗎/你精神還好吧/你精神不好吧」的細微差異)。而若是讓實驗者自己填寫,恐怕又會有過度主觀的可能(我看到落落長的問卷就覺得精神不好…)。

所以我認為,在體質的判定上,應該先把體質分類擺一邊,而是選用可以量測的,最好還是連續向度特性的項目,以這些項目上的數值來顯示所謂『體質』的狀態與變化。

credit: CC by Zarem/Golde ORT Technical Institute@flickr
credit: CC by Zarem/Golde ORT Technical Institute@flickr

以下這些,就是我從中醫用來判斷體質的項目中挑選出來,在這個實驗中該拿來測量的項目:

  1. 舌頭顏色–    0(白)-5(紅),由中醫師評估(其實也可以照相後分析色調、飽和度、亮度 [HSL color system])
  2. 舌苔顏色–    0(白)-5(黃),由中醫師評估(其實也可以照相後分析色調、飽和度、亮度 [HSL color system])
  3. 舌苔厚度–    0(無舌苔)-5(厚舌苔),由中醫師評估
  4. 口氣臭度–    0(無口氣)-5(臭口氣),由中醫師評估
  5. 口水多寡–    0(無口水)-5(多口水),由中醫師評估
  6. 面色表現–    0(暗)-5(亮),由中醫師評估(其實也可以拍攝大頭照後分析臉部平均膚色、以及嘴唇血色的色調、飽和度、亮度 [HSL color system])
  7. 手腳溫度–    以紅外線測溫槍測量手心與腳心的溫度
  8. 脈象分類–    根據中醫師把脈後歸類(雖然脈象有28種,但是在身體健康的受試者身上,我想應該只會用到其中二十種不到。)
  9. 大便次數–    每日計次,由受試者自行記錄
  10. 糞便型態–    根據布里斯托大便分類法歸類,每次排便後由受試者以拍立得相機拍照,再交由專門人員評估。

另外,還有這一些項目,是我覺得和體質有些關係,測起來很有趣,但是不太容易測量的項目:

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  • 發汗程度–    以濕度80%,溫度70度的芬蘭浴室,讓受試者進去待著十分鐘,並且以一條固定重量的拋棄式毛巾不斷的把身上的汗水擦起來。十分鐘之後將毛巾秤重即得知汗水重量,除上體表面積即得發汗程度(每10平方公分皮膚產出多少重量[mg]汗水)。
  • 怕冷程度–    提供10度冰水池,讓每位受試者泡到及肩,測量受試者願意在其中待上多久時間。
  • 怕熱程度–    提供40度熱水池,讓每位受試者泡到及肩,測量受試者願意在其中待上多久時間。
  • 傷風指數–    讓受試者在工業用電風扇前方一公尺處吹風,測量受試者多久以後開始流鼻水,同時也測量鼻腔溫度、以及手心腳心溫度在固定時間內(例如十分鐘)的變化

20120508024107044

值得一提的是,上述的測量項目有好些都是很主觀判斷的,所以為了讓評估更加客觀,必須由多位中醫師(例如五位或十位)一起參與評估。更重要的是,這些中醫師都只能自己獨力判斷,不能夠互相討論。然後以這些中醫師各自判斷的結果平均,作為每一個項目的評估結果。另外,中醫師們在評估的時候也必須雙盲,也就是除了看到聞到或摸到要評估的項目之外,不能夠知道受試者是實驗組還是對照組。唯有這樣,才能夠確保中醫師們給出的評估是客觀的。

這樣一來,上述的前六個測量項目就都會是某個介於0-5的數值,由多位中醫師的評估平均而成。第十項的糞便型態也會是個1-7之間的數字,一樣由數位專門人員評估平均而成。至於大便次數以及手腳溫度,或是更後面幾項有錢有閒才做得起來的有趣項目,則都是一般的連續向度數值,只要交由一個人測量就可以了。

Questionnaire

好,該測的項目已經搞定了。以下則是我所想到的實驗設計:

為了讓實驗樣本均質化,減少受試者的差異,實驗的受試者最好是相同性別、類似年齡(例如都是20-25歲的男性)、身體健康無特殊疾病(例如兵役體位乙等以上)、處於相同的生活作息(例如每天都是早上七點鐘起床,晚上九點鐘就寢)、相同飲食內容(早、中、晚三餐都是吃一樣的食物,沒有誰可以偷吃零食或雞排)、日常活動的項目也都一樣(例如都是整天在跑步運動掃地撿石頭)、而且飲水頻率和份量也相同(例如固定時間就得喝掉500 cc的水,一整天要喝將近5600 cc這樣)。唯一的差別在於,實驗組跟對照組的受試者所喝的飲水溫度是有差別的:實驗組的飲水是冰過的,對照組的飲水則是室溫。

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實驗的整個過程為期兩個月,所有的受試者都必須在這樣的生活狀態生活。在第一個月當中,大家都是喝著室溫溫度的水,以穩定各人的體質表現。然後實驗開始,抽籤選出一半的受試者改喝冰水做為實驗組,其他沒被抽到的受試者則是依然喝著室溫水的對照組,就這麼持續一個月。在整個實驗過程中,每一位受試者每個星期都必須要給中醫師評估體質。以瞭解每個人的體質(也就是所測量的項目)是否有任何改變。

credit: CC by xavierwallach@flickr
credit: CC by xavierwallach@flickr

而我想像中,評估的操作狀況大概是這樣的:

在評估的當天,所有的受試者就排成長長的一列,依序走進大禮堂裡頭用布幕隔出的走廊。在走廊的其中一側有好多個小隔間,分別有不同的目的。第一個小隔間是要上繳一週以來的大便記錄卡以及大便拍立得照片,以記錄這一週的每日平均排便次數還有糞便型態。接著是連續好幾間小隔間,裡頭都坐著一位不苟言笑、帶著口罩的中醫師。受試者只要面無表情的對著中醫師,讓眼前的中醫師評估面色表現,然後照本宣科的張開嘴巴讓中醫師看看口水多寡聞聞口氣好壞,再伸出舌頭讓中醫師判斷舌頭顏色、舌苔顏色和厚度,接著伸出手讓中醫師把脈判斷脈象。就這麼一個又一個的跟每個小隔間裡的中醫師交手之後,在最後的小隔間裡測量手心腳心溫度,然後領到一張新的大便記錄卡。(至於拍立得相機和底片,就把他鎖在每個廁所的馬桶上,大便完按了快門把照片拿走之後才會沖水好了。)

而如果實驗單位有錢有閒的話,這些受試者還可以繼續前進,一個接一個的待在工業用大電扇前面一公尺吹風測量傷風指數(多久流鼻水、鼻腔、手心、腳心溫度在十分鐘內的變化),然後脫光衣服進了SPA,先在芬蘭浴室裡待十分鐘流流汗測試發汗指數,然後到冰水池和熱水池裡測試怕冷和怕熱指數,最後穿上衣服打完收工這樣。

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如此一來,如果喝冰水真的會讓體質發生變化,我們應該就可以看到:在第一個月的時候,實驗組的每個受試者的各個體質項目都很穩定,而且實驗組跟對照組的體質項目評估沒有什麼差別。但是喝了冰水之後,實驗組的體質項目就發生了變化,跟自己本來的狀況不同,而且也跟對照組的有顯著的差別。反之,如果喝冰水對體質其實沒有影響,那麼整個實驗兩個月下來應該什麼差異都不會有。而且如果樣本數夠大的話,還可以把受試者依照中醫體質分類判定標準分類,然後比較不同體質的實驗組受試者受到冰水的影響為何。

b97102001

是的,你或許已經發現了,這個實驗簡直就是為我國國軍量身打造的。無論是控制實驗樣本均質程度、年齡範圍、身體健康狀況、生活作息、飲食內容、日常活動、甚至是飲水頻率與份量,在部隊裡頭都是唾手可得。這個實驗如果能由中國醫藥大學跟成功嶺合作,簡直就是天作之合完美無缺,天底下哪還有更速配的單位是不是?萬一這個實驗真的用幾百個阿兵哥當成樣本數做起來了還顯著了,上了NATURESCIENCE豈不為聲望低迷的國軍打了一劑強心針,提升了軍人的榮譽感和自我認同,搞不好還讓募兵由黑翻紅咧是不是這樣說?

什麼?你說吃冰對女生經痛的影響的部分為什麼沒有做?喔一方面是這個實驗方法男女通用,所以我只寫男生而沒寫女生。當然要用女生做實驗也是可以,據說我國國軍募兵募到的女生還不少,想必也可以湊出足夠人數來做這個實驗。實驗的流程和測量項目都一樣,只不過在女生的實驗上得額外記錄生理期的間隔時間、天數、血量、以及經痛程度這樣。又為了配合生理期的週期長度,我想會把實驗時間拉長到六個月以上,前三個月喝室溫水,後三個月喝冰水,這樣至少會各有三次的生理期可以比較喝冰水前後的差別。

不過這樣的實驗實在是太慘絕人寰了啊啊啊啊啊啊 Orz

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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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【從中國經典認識大腦系列】「風聲鶴唳,草木皆兵」——戰爭與創傷壓力造成的精神傷害
YTC_96
・2023/11/24 ・3921字 ・閱讀時間約 8 分鐘

「風聲鶴唳」、「草木皆兵」可能與創傷後壓力症候群有關?圖/GIPHY

「風聲鶴唳,草木皆兵」形容疑神疑鬼、驚恐不安,典故來自歷史上著名的「肥水之戰」。當時的慘烈狀況,前秦苻堅甚至可能出現與戰爭有關的創傷後壓力症候群 PTSD 的症狀。

根據《晉書·卷一一四.苻堅載記下》和《晉書.卷七九.謝安列傳》的記載,東晉時期野心勃勃的前秦苻堅意圖征服中原,東晉太元八年(前秦建元十九年)(西元 383 年),他率領龐大的八十萬大軍逼近肥水,準備進攻東晉。

東晉派出大將謝玄和謝石帶領八萬精兵抵抗。苻堅錯誤地認為東晉兵力不足,自以為佔有優勢,計劃迅速擊敗晉軍。然而未料到謝玄巧妙運用奇襲戰術,使苻堅損失了許多重要將領和士兵。

在肥水戰前,苻堅登上壽陽城觀察晉軍的情勢,卻發現晉軍部隊整齊有序,士氣高昂,戰鬥力十分強大。他遙望八公山,發現山上長滿無數草木,隨著風吹過,那些草木地晃動就像無數士兵在移動,於是他轉身對弟弟苻融說:「你看那山上,還有那麼多實力強大的軍隊,誰說晉軍很少呢?」這顯示出他內心的憂慮和恐慌,也是「草木皆兵」的由來。

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後來苻堅的軍隊在淝水一戰中遭受重大失敗,苻融壯烈戰死;苻堅本人中箭受傷,只能率領殘兵拼命逃回北方。當他們逃亡的過程中,只要聽到風聲呼嘯、飛鶴的鳴叫聲,他們都以為晉軍仍然緊追不捨,他們日夜奔逃,飢寒交迫。然而,當他們最終回到北方時,龐大的百萬大軍已經損失了七八成。逃亡的過程他們疑神疑鬼,恐懼不安,也是成語「風聲鶴唳」的由來。

看不見的敵人——戰爭壓力造成的心理創傷

我們對於 PTSD 的了解,是建立在數百萬歸來士兵們的真實體驗。圖/GIPHY

我們對於 PTSD 的了解,並非一朝一夕就在醫學上產生了共識,從誤解到了解,是數百萬歸來士兵們的真實體驗。

1914 年,第一次世界大戰發生的早期, 英國遠征軍(British Expeditionary Force)發現多達 10% 的英國軍官和 4% 的士兵在戰鬥後出現一些醫學上的症狀,包括耳鳴、健忘症、頭痛、頭暈、震顫和對噪音過敏,甚至有人表現出恐慌、恐懼、逃跑,或是嚴重到無法思考推理、睡眠、行走或說話。由於這些症狀和腦部神經直接受傷類似,當時被認為是一種因中樞神經受傷而導致的精神疾病,但奇怪的是那些士兵們的頭部其實並未發現任何的外傷。

1915 年,英國醫生查爾斯·邁爾斯(Charles Myers)首次在醫學期刊柳葉刀(The Lancet)使用「彈震症」(shellshock)一詞,用來形容因為爆震衝擊而造成生理以及心理受損的士兵。

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第二次世界大戰( 1939 年至 1945 年)後,隨著對士兵出現的壓力症狀有很多的認識,醫師的診斷上開始使用戰鬥反應壓力(Combat Stress Reaction (CSR))取代彈震症。雖然比起彈震症有了更多的了解,但醫學界們對於該症狀的出現仍不清楚。

1955 年,越戰爆發,美國總共派出 270 萬人前往越南作戰,最後高達 70 萬人需要某種形式的心理治療。

美國海軍陸戰隊列兵西奧多・J・米勒(Theodore J. Miller)表現出「千碼凝視」(thousand-yard stare),是「戰鬥反應壓力」的常見表現,包含注意力不集中、沮喪和疲倦的凝視。圖/Wikipedia

戰爭後的第二次創傷

創傷後壓力症候群 PTSD 被發現以前,已遭受精神創傷的士兵們可能需要面對社會歧視所造成的二次傷害。當時由於對彈震症的成因了解極少,有士兵因此被指控逃兵以及懦弱被送上軍事法庭,甚至因此被處決。越戰後雖然試圖重新融入社區的遭受創傷的退伍軍人數量相當驚人,但他們既無法獲得適當的治療,也無法從退伍軍人管理局獲得殘疾撫卹金,導致美國產生極大的家庭以及社會問題,也催生許多描述退伍士兵因戰爭創傷導致無法正常回歸社會的經典影視作品,如電影《越戰獵鹿人 The Deer Hunter 》(1978),以及《第一滴血 First Blood 》(1982)。

電影《第一滴血 》的藍波是有 PTSD 的越戰退伍士兵,在重返社會時遭受不合理待遇。圖/imdb

創傷後壓力症候群 PTSD

在 1970 年代,臨床上醫師開始使用創傷後壓力症候群(posttraumatic stress disorder),簡稱 PTSD 一詞來診斷越戰回來的退伍軍人出現的症狀。一直到 1980 年代,美國精神學會(American Psychiatric Association)才將 PTSD 納入精神疾病診斷與統計手冊(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Third Edition (DSM-III))。雖然 PTSD 被正式承認為精神疾病,但診斷上仍面臨許多挑戰。最大的困難就是 PTSD 的症狀與太多的精神疾病相似,如強迫症(Obsessive Compulsive Disorder)和廣泛性焦慮症(Generalized Anxiety Disorder)。這也使得 PTSD 的歸類和診斷需要不斷的精進修正,在 DSM-IV 時 PTSD 歸類在焦慮症(Anxiety Disorder)的範疇,但在最新版本的 DSM-V,PTSD 已經和焦慮症分開來,有著自己的分類——創傷及壓力相關疾患(Trauma- and Stressor-related Disorders)。這也有助於醫界以及學界提高對 PTSD 的重視,能更了解 PTSD 對神經的影響以及治療方式。

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中醫如何治療受戰爭創傷的軍人

根據《晉書.卷一一四.苻堅載記下》和《晉書.卷七九.謝安列傳》的描述,苻堅和許多他隊伍中的士兵已經出現 PTSD 的症狀,但西方國家一直到西元 1970 年代才對 PTSD 有更多醫學上的見解,那究竟古代中國是如何治療那些精神上受到創傷的軍人們呢?

中國傳統醫學的奠基之作,也是現存最早的中醫理論經典著作——《黃帝內經》,成書於戰國至秦漢時期,並在東漢至隋唐時期經過多次的修訂和補充。PTSD 出現的症狀,可能接近中醫所說的「驚悸」、「健忘」、「情志病」的範疇。在《黃帝內經》中《素問》的《舉痛論》就記載「百病生於氣也,怒則氣上,喜則氣緩,悲則氣消,恐則氣下,寒則氣收,炅則氣泄,驚則氣亂,勞則氣耗,思則氣結」,說明人的七情(喜、怒、憂、思、悲、恐、驚)傷人先造成氣的變化﹐然後才有各式疾病的產生。七情分別屬於五臟(心、肝、脾、肺、腎),以喜、怒、思、悲、恐為代表,稱為五志。五志與五臟的對應關係為心志為喜,肝志為怒,脾志為思,肺志為憂(悲),腎志為恐,所以說怒傷肝、思傷脾、喜傷心、憂傷肺、恐傷腎。

雖然 PTSD 涵蓋中醫許多症狀的描述,但古代中國並未有明確文獻指出治療的方式,透過現代醫學診斷以及中醫的結合,有研究認為 PTSD 最可能是熱、火或體虛引起的心神失調;肝氣鬱結;及腎虛。次要的模式是長期肝氣鬱結(肝主脾胃、肝火、痰火、痰濕和心火)以及心、腎和脾器官系統體質缺陷的結果(Sinclair-Lian et al., 2006)。如此治療上就可以根據中醫師的評估來進行各臟器的調節。

結論

我們無法透過經典文學和改編真實事件的影視作品,就完全理解親臨戰場帶來的創傷。圖/pixabay

我們能從許多經典文學和改編真實歷史事件的影視作品認識到戰爭的殘酷,但這遠遠比不上親身面臨戰場上的恐怖和帶來的創傷。戰爭奪取無數人的性命,存活者面臨的巨大的壓力也將改變一個人的一生。

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參考文獻

YTC_96
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從大學部到博士班,在神經科學界打滾超過十年,研究過果蠅、小鼠以及大鼠。在美國取得神經科學博士學位之後,決定先沉澱思考未來的下一步。現在於加勒比海擔任志工進行精神健康知識以及大腦科學教育推廣。有任何問題,歡迎來信討論 ytc329@gmail.com。

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確診後為什麼會出現「腦霧」與「嗅覺異常」?新冠肺炎對腦神經的影響以及可能的治療方式
YTC_96
・2022/08/01 ・4256字 ・閱讀時間約 8 分鐘

嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19,簡稱新冠肺炎)自 2019 年 12 月在中國現蹤以來,截至 2022 年 6 月在全球已超過 5 億人染疫,死亡人數高達 630 萬人,目前仍持續擴散中[1]。 

染疫的患者除了呼吸道症狀(如咳嗽、流鼻水、鼻塞、喉嚨痛等)和全身性症狀(如頭痛、全身痠痛、疲倦乏力)之外,竟也有神經系統上的症狀。研究報告指出約三分之一的患者出現嗅覺障礙(Dysomia)或是味覺障礙(Dysgeusia)[2],甚至有部分患者在痊癒後出現新冠長期症狀(Long COVID)的腦霧(brain fog)[3]後遺症。

究竟嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 2 型(SARS-CoV-2)是如何影響我們的大腦?痊癒後的長期症狀又會對我們造成什麼樣的身心靈影響?目前是否有什麼治療方式,以及我們又該如何應對呢?

圖/Pixabay

新冠肺炎是如何影響我們的腦神經?

《孫子兵法.謀攻篇》 謂:  知彼知己者, 百戰不殆。面對病毒敵人,人類想要戰勝它,就必須了解它。

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傳染病的三要素,分別是病原體,傳染途徑以及宿主。其中,傳播途徑又是極其關鍵。因為只要能阻斷病毒進入人體的途徑,就等於是破壞了敵人的進攻到主營的可能性,讓我方有更多的時間準備武器(抗體、疫苗)去對抗敵人(病毒)。

新冠肺炎的傳播途徑仍不是完全的清楚,但已知 2 型新冠病毒主要是透過直接吸入患者咳嗽或是打噴嚏的飛沫傳染,又或是接觸到沾有飛沫汙染的物體表面後,再觸碰臉部的眼睛、鼻子或嘴巴而進入體內。

病毒隨後透過細胞膜上的 Angiotensin-converting enzyme 2(ACE2)受體,進入到細胞內部並大量複製增生[4]。肺部是病毒首要攻擊的目標,也因此新冠重症患者會出現急性呼吸窘迫症候群(ARDS),後續痊癒後也可能有肺纖維化的後遺症。

此外,鼻腔黏膜上皮细胞(Nasal epithelial cells, NECs),尤其是支援嗅覺感測細胞(Odor-sensing neurons)的支持細胞(Sustentacular cell)也有 ACE2 [5]。後續哥倫比亞大學的生物學家 Starvros Lomvardas 透過觀察新冠肺炎病逝的患者,發現其嗅覺神經元的細胞核結構已被破壞,這可能也解釋了為什麼多數患者會因此喪失嗅覺[6]

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除了喪失嗅覺,一些患者也宣稱自己在痊癒後產生嗅覺倒錯(Parosmia)的症狀,也就是本來應該是味道不錯的氣味竟讓人聞起來極為反感,而尿布和衛生紙的氣味竟變得讓人愉悅。目前對於嗅覺倒錯的產生原因還不清楚,但推測可能和嗅覺神經受損後重新連結產生的錯置有關,又或是免疫系統對嗅覺神經破壞所導致[7]

不同的變種新冠病毒似乎對於嗅覺系統的影響也不相同。從最早開始的 Alpha 約有 50% 的患者有失去嗅味覺的症狀,Delta 為 44% 到現在的 Omicron 只剩 17%[8]。未來則還需要進一步的研究才能知道,為何不同的變種病毒在嗅覺的影響上有如此大的差異。

科學家發現確診病逝者的嗅覺神經元結構被破壞,這可能解釋了為什麼多數患者會因此喪失嗅覺。圖/Pixabay

新冠病毒有可能感染神經嗎?

我們知道新冠肺炎會導致呼吸困難,而多數是因為病毒感染至肺部,但是另一種可能的解釋是病毒進入調控呼吸的腦區。另外,新冠肺炎也會造成許多神經性的症狀,如腦中風、腦部發炎、精神疾病症狀、大腦結構改變、腦霧(記憶以及注意力衰退)等等[9]這也讓科學家們好奇,新冠病毒是否會感染神經直接造成以上的症狀?

從小鼠實驗[10]與對病逝的患者[11]的研究中,都觀察到 2 型新冠病毒確實會穿過血腦屏障(blood-brain barrier, BBB),並感染腦部神經細胞,又或是通過鼻腔的黏膜穿透到腦部組織[12]。這樣的發現也代表著,除了面對病毒對肺部的攻擊所造成的肺部疾病,我們也需要注意病毒對於腦神經影響的時間長短以及嚴重程度。

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最近,美國杜蘭大學(Tulane University)的教授崔西費雪(Tracy Fischer) 研究團隊透過靈長類動物恆河猴(Rhesus macaques, RM)以及野生非洲綠猴(African green monkeys, AGMs)的研究,發現受病毒感染的靈長類動物出現腦部微出血(Microhemorrhages)、腦缺氧(Brain hypoxia),以及與缺氧缺血性損傷(Hypoxic-ischemic injury)吻合的神經炎(Neuroinflammation),神經病理學方面看到包括神經元退化(Neuron degeneration)和細胞凋亡(Apoptosis)等證據。這些被感染的實驗動物,並未發展成嚴重的呼吸道疾病,也提供了神經系統症狀與長新冠的連結性[13]

此外,由於不同變種病毒出現的時間點差異以及樣本數的收集尚未足夠,目前還不清楚不同的變種病毒是否會對腦部有不同程度的影響。長新冠造成的後遺症,或許也會成為後疫情時代人們需要面對的另一波挑戰。

嗅味覺異常與腦霧如何影響我們的生活?

許多的報導都講述了新冠病患在痊癒後,竟產生嗅覺倒錯的現象,克萊爾菲力兒(Clare Freer)就是眾多因為新冠造成嗅覺倒錯的患者之一[14]。,原本應該是美好的香味的食物、清潔產品、酒精、香水竟變成惡臭,甚至因此再也無法親吻他的伴侶。也造成她的生活品質和心理狀態受到嚴重的影響。

永久喪失嗅覺也會因為無法即時偵測腐敗的食物以及火災,而使人更容易暴露在危險的情況之下。嗅覺失常的症狀也可能會導致罹患失智症的機率上升[15]

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嗅覺失常的症狀也可能會導致罹患失智症的機率上升。圖/Pixabay

除了嗅覺異常困擾著新冠患者,許多研究也指出,患者在染病後的第 12 週仍有認知以及注意力障礙,也就是俗稱的腦霧。劍橋大學和倫敦帝國理工學院(The University of Cambridge and Imperial College London)的團隊進一步研究發現新冠病毒造成的認知障礙,與 50 至 70 歲之間的認知相似,等同於智商下降 10 分[16]

目前中西醫可能的治療方式

長新冠已經對許多人造成嚴重的心理壓力,許多患者因此也罹患憂鬱症,因此社會同儕的支持也相當重要。克莉希凱利(Chrissi Kelly)創辦了 AbScent[17] ,希望能提供正確的知識並幫助嗅覺異常的人們,定期舉辦線上會議、更新部落格以及分享專業的研究文獻。雖然許多關於嗅覺異常的治療還在臨床早期階段,但研究學者建議現在至少能做的是嗅覺訓練。

患者會被要求聞許多不同濃烈氣味的物質並試圖指認,訓練的過程將幫助重塑嗅覺神經迴路的訊號。但此方法只對部分嗅覺喪失的患者有效,因此只有大約三分之一的嗅覺異常患者能得到幫助。

其他可能的治療方式如使用固醇類藥物(Steroids)來減少發炎反應,但近期的研究卻發現成效不如預期。一篇 2021 的研究發現同時接受嗅覺訓練與鼻噴固醇類藥物(mometasone furoate)的患者,嗅覺異常改善程度與只接受嗅覺訓練患者無異[18]。若真的嗅覺永久性出現異常,可能必須將希望寄託於維吉尼亞聯邦大學(Virginia Commonwealth University)研究團隊所研發的一種嗅覺植入物。將該植入物埋入鼻子後,感知到的氣味分子就能傳遞訊號到大腦[19],但目前仍處於早期研究階段。

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目前西醫對於腦霧的治療方式仍未有共識,但中醫則有一套方法。

中醫認為治療腦霧,必須從心、腎、肺經三方下手。由於腦是元神之府,《黃帝內經》記載:「腎主骨,生髓,通於腦」,所以腦與腎的關係密不可分。此外,《黃帝內經.素問》:「心者,君王之官也,神明出焉。」而《黃帝內經.靈樞邪客篇》也提到「心者五臟六腑之大主,精神之所舍也。」 

說明中醫認為「心」為身體的發令者,故強心氣在治療腦霧上尤其重要。而新冠患者多有肺氣虛的症狀,故改善肺經也是必要的。治療上,則能使用中醫方劑的柴胡加龍骨牡蠣湯、四逆湯、桂枝湯加附子湯、孔聖枕中丹,以及透過頭皮針灸來刺激大腦來通暢經絡[20]

保持希望,繼續加油

面對疫情空前的挑戰,突然的生離死別,全世界的經濟、文化、政治、教育等等也都受到嚴重的打擊。一切生活的亂了套的同時,許多患者還需面臨嗅味覺的失調,以及腦霧的後遺症。隨著生物醫學研究不斷的探索,我們對於新冠病毒是如何影響腦部神經也越來越清楚,治療上也有將有所突破,來繼續對抗後疫情時代的挑戰。

參考文獻

1. COVID Live – Coronavirus Statistics – Worldometer

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2. Sheng, W. H., Liu, W. D., Wang, J. T., Chang, S. Y., & Chang, S. C. (2021). Dysosmia and dysgeusia in patients with COVID-19 in northern TaiwanJournal of the Formosan Medical Association = Taiwan yi zhi120(1 Pt 2), 311–317.

3. Brain fog: Memory and attention after COVID-19

4. Bourgonje, A. R., Abdulle, A. E., Timens, W., Hillebrands, J. L., Navis, G. J., Gordijn, S. J., Bolling, M. C., Dijkstra, G., Voors, A. A., Osterhaus, A. D., van der Voort, P. H., Mulder, D. J., & van Goor, H. (2020). Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), SARS-CoV-2 and the pathophysiology of coronavirus disease 2019 (COVID-19)The Journal of pathology251(3), 228–248.

5. Brann, D. H., Tsukahara, T., Weinreb, C., Lipovsek, M., Van den Berge, K., Gong, B., Chance, R., Macaulay, I. C., Chou, H. J., Fletcher, R. B., Das, D., Street, K., de Bezieux, H. R., Choi, Y. G., Risso, D., Dudoit, S., Purdom, E., Mill, J., Hachem, R. A., Matsunami, H., … Datta, S. R. (2020). Non-neuronal expression of SARS-CoV-2 entry genes in the olfactory system suggests mechanisms underlying COVID-19-associated anosmiaScience advances6(31), eabc5801.

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6. Zazhytska, M., Kodra, A., Hoagland, D. A., Frere, J., Fullard, J. F., Shayya, H., McArthur, N. G., Moeller, R., Uhl, S., Omer, A. D., Gottesman, M. E., Firestein, S., Gong, Q., Canoll, P. D., Goldman, J. E., Roussos, P., tenOever, B. R., Jonathan B Overdevest, & Lomvardas, S. (2022). Non-cell-autonomous disruption of nuclear architecture as a potential cause of COVID-19-induced anosmiaCell185(6), 1052–1064.e12.

7. Parosmia After COVID-19: What to Know

8. Coelho, D. H., Reiter, E. R., French, E., & Costanzo, R. M. (2022). Decreasing Incidence of Chemosensory Changes by COVID-19 Variant. Otolaryngology–Head and Neck Surgery. https://doi.org/10.1177/01945998221097656

9. Spudich, S., Nath, A. (2022). Nervous system consequences of COVID-19. Science, 21;375(6578):267-269.

10. Rhea, E. M., Logsdon, A. F., Hansen, K. M., Williams, L. M., Reed, M. J., Baumann, K. K., Holden, S. J., Raber, J., Banks, W. A., & Erickson, M. A. (2021). The S1 protein of SARS-CoV-2 crosses the blood-brain barrier in miceNature neuroscience24(3), 368–378.

11. Serrano, G. E., Walker, J. E., Arce, R., Glass, M. J., Vargas, D., Sue, L. I., Intorcia, A. J., Nelson, C. M., Oliver, J., Papa, J., Russell, A., Suszczewicz, K. E., Borja, C. I., Belden, C., Goldfarb, D., Shprecher, D., Atri, A., Adler, C. H., Shill, H. A., Driver-Dunckley, E., … Beach, T. G. (2021). Mapping of SARS-CoV-2 Brain Invasion and Histopathology in COVID-19 DiseasemedRxiv : the preprint server for health sciences, 2021.02.15.21251511.

12. Meinhardt, J., Radke, J., Dittmayer, C., Franz, J., Thomas, C., Mothes, R., Laue, M., Schneider, J., Brünink, S., Greuel, S., Lehmann, M., Hassan, O., Aschman, T., Schumann, E., Chua, R. L., Conrad, C., Eils, R., Stenzel, W., Windgassen, M., Rößler, L., … Heppner, F. L. (2021). Olfactory transmucosal SARS-CoV-2 invasion as a port of central nervous system entry in individuals with COVID-19Nature neuroscience24(2), 168–175.

13. Rutkai, I., Mayer, M.G., Hellmers, L.M. et al. (2022). Neuropathology and virus in brain of SARS-CoV-2 infected non-human primatesNat Commun 13, 1745.

14. Parosmia: ‘Since I had Covid, food makes me want to vomit’

15. Manzo, C., Serra-Mestres, J., Isetta, M., & Castagna, A. (2021). Could COVID-19 anosmia and olfactory dysfunction trigger an increased risk of future dementia in patients with ApoE4?Medical hypotheses147, 110479.

16. Cognitive impairment from severe COVID-19 equivalent to 20 years of ageing, study finds

17. Covid-19 smell and taste loss

18. Abdelalim, A. A., Mohamady, A. A., Elsayed, R. A., Elawady, M. A., & Ghallab, A. F. (2021). Corticosteroid nasal spray for recovery of smell sensation in COVID-19 patients: A randomized controlled trialAmerican journal of otolaryngology42(2), 102884.

19. VCU researchers are developing a device to restore a person’s sense of smell

20. 新冠康復者易有後遺症!盤點改善「腦霧」的中醫治療、舒緩、預防方法

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YTC_96
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從大學部到博士班,在神經科學界打滾超過十年,研究過果蠅、小鼠以及大鼠。在美國取得神經科學博士學位之後,決定先沉澱思考未來的下一步。現在於加勒比海擔任志工進行精神健康知識以及大腦科學教育推廣。有任何問題,歡迎來信討論 ytc329@gmail.com。