超人七號以 7 馬赫的速度飛行， 身體會四分五裂！—《空想科學讀本：超級英雄也有職業傷害》

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。

了解更多PS150助眠益生菌：https://lihi3.me/KQ4zi

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。

身為一名訓練師，你真的了解你的寶貝們嗎？寶可夢圖鑑讀熟了沒？

其實圖鑑告訴你的比想像中的還多喔！國外玩家建立了這個 Scientific Pokedex 網站，來跟大家分析這些寶可夢們是如何使用科學力來戰鬥的。

每個星期周末跟著 R 編一起來上一門訓練師的科學課吧！

超音速風暴來襲 #018 比雕

比起長了炮管的烏龜和能融化岩石的飛天恐龍，比雕看起來真的會像是現實世界會有的生物……嗎？

跟前兩者比起來，既然身為一隻鳥類，比雕理論上應該要有相當嚴格的身材限制，但這幾天打開手機一看差點昏倒。

Ｒ編手上有兩隻比雕，一隻寫著「體長：1.53 公尺，體重 41.41 公斤」，另一隻寫著「體長：1.54 公尺，體重 0.94 公斤」……，這體重也差太多了吧（註1）～好比一個兩個身高 180 公分的人去量體重，一個 80 公斤，另一位只有 1.8 公斤！？這已經不是營養不良可以形容了吧～儘管世界上最小的狗體重不超過 1 公斤，而最大的狗種則是超過 100 公斤（註2），但這兩隻比雕可是長的一樣高啊！

撇開同種的差異，比雕的官方體型：1.5 公尺、40 公斤就夠科學嗎？鶴鴕是體型最接近比雕的鳥類，但這些大火雞根本飛不起來。世界上最大的飛鳥是生活在南美安地斯山脈的安地斯禿鷹，這南美許多國家的國徽動物，平均身高可達 130 公分，體重可達 15 公斤。但是很明顯的，比雕更方面還是比牠大上許多（註3）。

世界上速度最快的鳥類，同時也是地球上移動最快速的動物，是遊隼。遊隼高空巡航的時候可以飛出時速 389 公里（0.32 馬赫），儘管這速度比絕大部分的直升機還快了，但比雕還是遊隼快了 6.3 倍，但人家可是 60 公分、1 公斤左右的輕量級體重，比牠還重 40 倍的比雕真的能飛出 2 馬赫嗎？還是說，牠能安心的飛出 2 馬赫嗎？

寶可夢圖鑑中，一提到比雕的速度直接就是白紙黑字的「2 馬赫」（註4）。再搞清楚比雕能飛出 2 馬赫是多誇張之前，先討論一下「馬赫」是什麼？馬赫數是基於音速的速度單位，2 馬赫即代表他的是音速的兩倍，而且馬赫是相對值，因為聲音在水、固體和空氣中有不一樣的速度，絕大部分我們討論的馬赫數是指在空氣中的聲音速度（每秒 340.29 公尺），但在水中這個數字會變為每秒 1484 公尺，在鋼鐵中則是每秒 5120 公尺，所以在空氣中飛出 2 馬赫和在水中游出 2 馬赫是差很多的喔～

馬赫數有許多的分級，如小於 0.8 馬赫稱為亞音速、0.8~1.2 稱為跨音速、1.2~5 為超音速、5~10 為高超音速，一直到當太空船進入大氣層會達到的 25 馬赫（re-entry speed）等，物體要在不同的速度下會有不同的物理和影響需要考慮。對比雕而言，2 馬赫剛好落在超音速這區間，想要知道馬赫數的話可以使用公式

M 為馬赫數
u 為局部之於邊界層的流速，簡單的說就是物體的速度。
c ‘為其所在物質的音速

比雕是在空氣中飛行的，儘管空氣中音速有溫度及氣體密度等變因需要考慮（註5），就先假設比雕是在海平面飛行。這時音速時速 1225 公里，2 馬赫的話就代表比雕能飛出時速 2450 公里，比超音速客機協和號客機還快（時速 2179 公里），經國號和 F-16 速度紀錄上都未達 2 馬赫（註6）。

那如果比雕真的能飛出 2 馬赫，他會發生什麼事呢？馬赫數不只是個速度而已，它同時也能伴隨另一個產生的東西—衝擊波。當物體在空氣中運動時空氣會受到壓力，正常情況下是「音波」，一但物體超過音速，空氣無法跟上後面的持續變化，一段時間內的音波就會疊合在一起，產生衝擊波。除了對周遭造成破壞外，超音速移動的物體本身也難逃自己製造的衝擊波的破壞，因此超音速客機協和號的形狀才會如此與眾不同，就是為了躲避自己的衝擊波。

但是比雕的形狀有與眾不同嗎？由於網路上找不到比雕俯視圖，我們拿老鷹的俯視圖來驗證一下。當比雕飛出兩馬赫時，喙的尖端已經比旁邊的音波超出兩倍的距離，因此我們能繪出馬赫錐如圖：

嗚呼哀哉～如果比雕真的飛出了 2 馬赫，這 60ﾟ 角的以外的東西都將不付存在，比雕會變成像餐桌上的火雞一樣，墜落地面（註7）……

當筆者正在絕望的時候發現了一件事：比雕高速飛行時會將翅膀向後收！這實在太好了，這樣牠或許能過衝擊波的影響，但筆者又發現了一件更威猛的事

小智盡然曾坐在比雕身上飛行！幸好他剛剛好躲在馬赫角中，如果這時比雕真的飛出了 2 馬赫，我想小智的頭皮一定開始發涼（註8）。

所以先不管比雕是怎麼用這種火雞體型飛出 2 馬赫的，只能說在天時地利人和下，比雕和坐在他背上的小智都能逃過 2 馬赫衝擊波的傷害，這真是萬幸。但請寶可夢世界一定要立法限制比雕的航空權啊！要不然也要在比雕遷徙的時候考慮到周邊居民的安危，不然到時候災情可能如龍捲風過境一般啊～

編註：

1. 當 R 編在自己的臉書上分享這則發現時，好友們紛紛跳出來分享各式各樣的減肥傳奇，如「7 公尺長，重 7 公斤的暴鯉龍」、「2 公尺高、重 3 公斤的椰蛋樹」、「163 公分、體重 19 公斤的豪力」，真的很好奇，難不成這些寶可夢是氣體分子組成的。
2. 世界上最小的狗是一隻名為卜卜的吉娃娃，不到 20 公分長，重不到 1 公斤；最重的狗為一隻名為巨人喬治的大丹狗，高超過 110 公分，體重超過 100 公斤，這兩隻犬科生物於 2010 年受金氏世界紀錄邀約，於紐約中央公園見面，後者似乎不認為前者是一隻狗。
3. 安地斯禿鷹又稱安地斯神鷹，不難理解，因為牠也是世界上最長壽的鳥類，可以活到 100 歲。另外一種可以和他的體型比拚的大型飛鳥是生活在南非的灰頸鷺鴇，在體重上可以達到更重的 18 公斤，但翼展和身高較低，但不管是哪一種都比不上比雕。
4. 除了比雕之外，寶可夢世界還有另一隻可以飛出 2 馬赫的傢伙，就是大家朝思暮想的快龍，根據 Pokémon GO 內部的圖鑑敘述，快龍能在 16 小時內繞地球一圈，地球於赤道的周長為 40075 公里，經過計算，快龍時速為 2504.68 公里，只比比雕快了一點。
5. 古典的音速公式為 c=331+0.6T （其中 T 為攝氏溫標），但隨著物理的發展，許多變因如介質密度及定壓比熱與定容比熱之比也被納入考慮。
6. 協和號紀錄上速度也是 2 馬赫，但大家可以發現比雕明顯快了很多，因為協和號是以它的飛行高度（20700 公尺）時的環境音速為 1 馬赫，當高度越高、空氣密度越小、音速隨之變小，所以才會有這些差距。至於其他戰鬥機的速度可能因為機密關係，所以公布的資料有所低估。
7. 假設比雕在 10000 公尺高空一個不小心張開翅膀，如果不計空氣阻力，被切成子彈形狀的身體會在 45 秒後墜落地面，差不多行進 30 公里，可以從台北飛到林口。
8. 從動畫版的畫面來看，假設 10 歲的小智身高有 140 公分的話，他的比雕身高絕對有 170 公分，真是比雕界的巨無霸啊。

參考資料:

1.  Scientific Pokedex
2. Whatbird.com
3. Pokemon wiki
4. Wikipedia（Mach numbers、largest bird list、 鶴鴕、灰頸鷺鴇、協和式客機、遊隼）