兩百萬年的黑暗，造就了對光完全沒有反應的生物

本文與  益福生醫 合作，泛科學企劃執行

昨晚，你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎？這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾，甚至在腦海中數了幾百隻羊，大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程，讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇：你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠，我們得先認識身體的一套精密防衛系統：下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA axis） 。這套系統原本是演化給我們的禮物，讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時，能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動，腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙)，這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性，讓我們在危機中保持清醒 。

然而，現代人的「劍齒虎」不再是野獸，而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說，身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

在理想的狀態下，人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後，身體會進入「修復模式」，此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點，讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素（Melatonin）接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號，它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素（Orexin）神經元，幫助大腦順利關閉覺醒開關。

然而，當壓力介入時，這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出，長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化，使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌，更會讓食慾素在深夜裡持續活化，強迫大腦維持在「高覺醒狀態（Hyperarousal）」。 這種令人崩潰的狀態就是，明明你已經累到不行，但大腦卻像停不下來的發電機！

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升，而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸，分泌更多皮質醇來試圖消炎，高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期（REM），導致睡眠品質變得低弱又破碎，最終形成「壓力－發炎－失眠」的惡行循環。也就是說，你不是在跟睡眠上的意志力作對，而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關：PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局，科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系：腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路，這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」，而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便，更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話，直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」（Psychobiotics）。

在眾多研究菌株中，發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發，累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」（First Night Effect, FNE），也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難，俗稱認床。科學家在進行實驗時發現，補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期（NREM）的睡眠長度，且入睡更快，起床後也更容易清醒。更重要的是，不同於常見的藥物助眠手段（如抗組織胺藥物 DIPH）容易造成快速動眼期（REM）剝奪或導致睡眠破碎化，PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力，它能有效縮短入睡所需的時間，並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現，即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理（Heat-treated），轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」（Postbiotics），其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點，讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中，科學家觀察到一個耐人尋味的現象：當詢問受試者的主觀感受時，往往會遇到強大的「安慰劑效應」，無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人，主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相，讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而，客觀的生理數據（Biomarkers）卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後，實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人（84.6%）出現了夜間褪黑激素分泌增加，且壓力荷爾蒙（皮質醇）顯著下降，這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統，而不僅僅是心理安慰。

最值得關注的是，對於那些失眠指數較高（ISI ≧ 8）的族群，這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後，不僅生理標記改善，連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間，以及焦慮感也出現了顯著的進步。

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重新定義深層睡眠：構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息，而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠，關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石，始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境，到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統，並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現，身體便能更順暢地啟動睡眠開關，回歸自然的運作節律。

與其將失眠視為意志力的抗爭，不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持，每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始，為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作，泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡，乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生；但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視，那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」（IPF），其預後往往不太樂觀，確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先，我們得先破解一個迷思：肺纖維化並不是單一疾病，而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」，腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象，患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕，像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是，IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性，一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化，是兩種完全不同的概念。

肺部為何會變成「菜瓜布」？

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布？這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織，就是肺部間質組織（interstitium）的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍，包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下，肺部損傷後會啟動修復機制，並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內，這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號，導致負責修復工作的「纖維母細胞」（fibroblasts）被過度活化，進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織，最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現，這個過程之所以棘手，在於它是一個「惡性循環」，肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ，它們相互加乘，演變成難以阻斷的強大破壞力。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ，但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸，特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外，患有自體免疫疾病（如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎，）的患者，他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人，必須特別警覺。

打斷惡性循環的挑戰，為何只對抗「纖維化」還不夠？

面對這個不可逆的疾病，醫學界長年束手無策，直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥：Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺，首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而，這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望，卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看，這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題：既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊，那麼，我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略，從而更有效地打斷這個惡性循環？

找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題，科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素：磷酸二酯酶 4B（PDE4B）。

為什麼鎖定它？讓我們看看它的「雙重作用」機制：

1. 關鍵位置： PDE4B 同時存在於免疫細胞（與發炎有關）與纖維母細胞（與纖維化有關）當中。
2. 作用機制： PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP（環磷酸腺苷） 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
3. 雙重抑制： 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性，細胞內的 cAMP 就不會被分解，濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞，同時產生抗發炎與抗纖維化的雙重效應。

簡單來說，鎖定並抑制 PDE4B，就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程，有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來，全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗，我們相信，在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後，期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

最後，我們必須再次提醒，特發性肺纖維化（IPF）與漸進性肺纖維化（PPF）是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手，雖然現有的治療手段能延緩惡化，但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織，因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

文／陳民峰｜現職國小教師，關心生態、教育、動保議題，喜愛科學小知識。目前為到國語日報科學版、聯合報鳴人堂、人文主義工坊作家。

色盲是一種無法分辨部份或所有顏色的疾病，色盲患者通常從小就以為自己辨認的顏色是正確的，往往到長大已後才會發現與別的人所認識的色彩不同。

在《應天雜記》曾經記載一個趣事：明朝皇帝朱元璋上朝前，揮毫畫出一幅雄雞報曉圖，上面一頭雄雞昂首。再提上《雞叫》一詩「一叫一勾勾，兩叫兩勾勾，三叫日出滿天紅，驅散殘星月朦朧」。圖中的公雞雞冠比太陽大、比太陽紅，宛如君王志大功高。

隨後，朱元璋上朝時公佈出來，獲得百官喝采。朱元璋心滿意足的給愛臣徐達。徐達見了馬上奉承：「這隻雄雞的大黑冠看起來多威風！」

朱元璋與眾臣十分驚訝，頓時默聲！當庭信口胡說乃為欺君之罪，徐達膽敢開這種性命攸關的玩笑？朱元璋相信年幼就相處在一起的好友，應該不會這般胡鬧，隨即岔開話題。

過了沒多久，朱元璋生病時突然發現五味具失，突然想到：若是罹患疾病，也可能導致六色具失。徐達認紅為黑的事情，或許是罹患眼疾，朱元璋驚恐差點錯怪臣子。朱元璋後來詢問太醫曹春民「徐達視色不明」是否為眼疾，太醫沒有給予答案，也沒有進行研究。

關於色盲發現的故事不會這樣一直帶過。

道爾吞的色盲理論

400 年後，提出著名「原子說」的科學家道爾吞（John Dalton）誕生了。或許大家比較少知道的是：道爾吞其實本身是個色盲，歷史上明確提出色盲的現象，寫出第一篇關於色盲的論文。

故事是這樣的，1792 年道爾吞到一間很小間的新大學任教，因為要接觸到植物學，所以要跟花朵與葉子的顏色打交道。道爾吞受到恩師果夫影響，教學時很喜歡跟學生討論，此時發現他所認識到的顏色與學生似乎有點不太一樣，因此開始史上第一個研究「色盲」的研究。

道爾吞認為：患有色盲的人也難以察覺自己有色盲，何況其他人能夠察覺？

面對這難以說明的主題，道爾吞便以自己作為例子作為說明。道爾吞透過科學方法與人口做研究，1794 年發表了《關於顏色視覺的特殊例子》。對於色盲進一步描述「色盲看見藍色或紫色的物體時，會當作相似的顏色。但能夠區別藍色與黃色是不同的」

論文提到了道爾吞的哥哥也是色盲，因此推測色盲可能是會遺傳的。並且做了下列結論「色盲的成因，是眼睛中的水樣液無法吸收紅色光所致」。

道爾吞希望他顏色辨認的問題能夠查明，自願死掉以後，請人取出他的眼球給後世研究。死後的解剖發現，道爾吞的眼球水樣液並不是藍色而是正常透明的，並不是他的眼睛替他戴上了有色的眼鏡。

之後世界各地也將色盲稱為「道爾吞症」。

色盲之謎：眼睛中感色細胞出問題了！

但色盲怎麼一回事？色盲之謎在後世才有解答。

科學家發現眼睛中有兩種細胞：負責感覺亮度明暗的桿狀細胞、負責感覺顏色的錐狀細胞。其中錐狀細胞又有三種，分別感應紅、綠、藍三種顏色。當基因出了問題，使得其中一種顏色靈敏度減少很多，成為色盲了。

1995 年科學家對道爾吞的眼球進行 DNA 研究，發現道爾吞的基因使得他的眼睛不太能感覺綠色光，屬於第二型色盲，在他的眼裡，紅色、黃色、綠色都差不多。道爾吞原本以為他看不見紅色光，實際上他反而看不見綠色光，將紅綠色混為一彈。才會認為他的世界色彩是被眼睛裡的水樣液搶走了呢！

為什麼色盲遺傳比例高？

儘管色盲者在「生活」上可能有些不適應，在「生存」上卻沒有影響。理論上不好的遺傳基因換逐漸被掏選掉，罹患遺傳疾病者應該越來越少，但是色盲的罹患者比率卻相對其他遺傳疾病高，這是個很奇怪的現象。（延伸閱讀：《為什麼要相信達爾文》）

後來科學家也對於各物種進行基因分析。

絕大部分哺乳動物也只能看到兩種顏色，我們回顧生物演化的過程，人類祖先（還不是靈長類的時候）早期夜裡活動，需要的並非顏色辨認，而是更高程度明亮的辨別。色盲者損失了色彩，卻換得黑暗中對光線更敏感，在生理上並不見得吃虧。

有個小趣事紀錄到：二次世界大戰時部份國家專收色盲者，因為色盲者擅於昏暗中行動，並且面對敵軍偽裝有更高的識別力。這或許也能說明我們人類在文明時代以前罹患色盲的人們更能在夜間行動，也間接解釋了為什麼現在色盲基因能夠持續遺傳的比率偏高。

後記補充：

有朋友看到此文章以後跟我討論幾個問題，回應如下：

Q：我有色盲的朋友，他們辨認顏色是根據明亮辨認的。但是我認為色盲使得明亮辨認度增加不是必然結果。

A：這就牽扯到一個問題了：「色盲的光線明暗判斷是否是受到後天訓練影響？」我認為應該會受到後天訓練影響。

文中有提起道爾吞的恩師果夫，果夫三歲時罹患天花導致後天性失明，卻能將嗅覺與觸覺發揮到極致，可以辨認周遭三里內許多植物。因此道理，我認為色盲者在面對明亮變化會敏感，也能可受到後天訓練影響。

但怎樣知道是不是因為後天影響呢？這部分很難做實驗說明。因為小孩子辨認顏色的發展優先於語言，而小孩子能夠跳脫自我中心，體會到自己認識的顏色與別人不同，也是到有語言發展以後的事情。不過有個明確的例子是「全色盲」或者「全色弱」，他們適應黑暗時幾乎不太需要轉換錐細胞和桿細胞。

Q：二戰有許多色盲患者反而被派上軍營，這會不會導致色盲患者大量戰死而使得色盲基因流傳減少？

A：以國家來看有可能，以全世界來看可能影響不大。至少女性帶有色盲基因者不但不容易顯示出來，即使女性色盲患者也不會上戰場。

Q：優生學的概念會影響色盲基因遺傳嗎？

A：優生學的概念大概會影響，所以遺傳疾病使得他們被「人擇」。這也是科技發達以後要進階面對的人倫問題。有些不致命的遺傳疾病都是近代才被發現的，所以優生學的概念對於遺傳疾病或許有影響，但這種人擇壓力也才要起步而已。

本文轉載自蜜蜂老師ㄟ蜂窩。

參考資料：

1. 朱元璋，維基百科
2. 朱元璋，逆輓詩《雞叫》，百度百科
3. 原子理論，維基百科
4. 張文亮，道爾頓與化學原子論，科學發展 2002 年 4 月，352 期
5. Dalton, Extraordinary facts relating to the vision of colours, London : Cadell and Davins
6. 眼的構造及機能
7. Jeremy Nathans, Genetic Studies Endow Mice with New Color Vision, Howard Hughes Medical Institute, MAR 23 2007.
8. 靈長目彩色視覺的演化，維基百科
9. M. J. Morgan, A. Adam, and J. D. Mollon, Dichromats Detect Colour-Camouflaged Objects that are not Detected by Trichromats, Proceedings B, Volume 248, issue 1323, 22 June 1992, DOI: 10.1098/rspb.1992.0074