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科學寶可夢 #65 胡地:眾人皆笨我聰明

Rock Sun
・2016/12/10 ・2431字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

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!每個星期周末跟著 R 編一起來上一門訓練師的科學課吧!來跟大家分析這些寶可夢們是如何使用科學力來戰鬥的。

IQ測驗?能吃嗎? #65 胡地

(圖/comic-vine-gamespot)
圖/comic-vine-gamespot

胡地有太多東西可以討論了。

事實上,整個「凱西勇吉拉胡地」家族根本有數不完的謎團和吐槽點,但前兩者的詭異程度已經很難用科學來驗證了(註1),至於胡地……他有詭異腦細胞增生症、過大腦壓、不知道打哪來的湯匙之類的問題,但最詭異的還是他超級無敵高的智商。

「他的頭腦性能超越超級電腦,據說 IQ 將近 5000 左右。」(紅、藍、葉綠、Y)

「智商 5000。一邊計算一切事情一邊把戰鬥向有利推進。」(水晶)

「無限增多的腦細胞構成了智商 5000 的超級頭腦。世上發生的事件全部都在記憶裡」(藍寶石、鑽石)

「智商大約有 5000。滿溢著強大的念力,光是在牠身旁就會頭痛不已。」(太陽)

大腦的計算能力、智商是該如何跟電腦做比較?智商高算數學不一定比較快啊!無限增多的腦細胞又是發生什麼事?腦癌嗎?不會爆炸嗎?此外,為什麼念力會讓人頭痛啊?(註2)

(圖/Giphy)
當胡地真辛苦~圖/Giphy

但以上所有的介紹中,都有個共同點,就是 IQ = 5000 這件事。

人類很無聊,為了量化每個人的認知能力好分出一個高下,我們發展出了 IQ(智力商數,Intelligenzquotient)。現在常用的 IQ 測試有一個很大的特點是它呈常態分佈,依受試者的年齡層、國家而有不同的曲線,最後的數值不是絕對值,而是跟其他相比的比較值。

如果你拿著 IQ 測驗紙穿越時空到中世紀找上一個路邊掃地、渾身髒兮兮的乞丐並給他作測驗,他可能會得出 100 的均標,但如果你拿著同一份答案來到現代重新計算,他的分數可能會變低,這是因為後天教育、大腦發展、科技的差異影響 IQ 分數曲線。而 IQ 測驗的另一個特性,你不一定要飽讀詩書才會寫或得到高分,它的內容大多是簡單的圖像或數字推理。(註3)

(圖/Scientific Pokedex)
圖/Scientific Pokedex

上面這張圖是標準的常態分佈圖,很貼心的把機率也附上了,所以大家很清楚的看的出來,68.2% 的人 IQ 會介於 85~115 之間,而有機會超過 130 的人數不過才 2.2%。

在寶可夢世界標誌城市「關都地區」人口為 376 人(註4),如果這張圖是這個地方的 IQ 常態分布圖的話,那我們可以藉由統計計算得到這個地方有

9 個人 IQ<70

51 個人IQ 介於 70 ~ 85

128 個人 IQ 介於 85 ~ 100

128 個人IQ 介於 100 ~ 115

51 個人 IQ 介於 115 ~ 130

9 個人 IQ>130

在這種分布下,得到 IQ 為 5000 的機率為……0%

one-does-not-simply_%e5%89%af%e6%9c%ac

在這情況下就算是 IQ 150 出現機率也只有 0.04% 而已,而且不管我用工程計算機、網路計算機還是查表,基本上 IQ 5000 是不存在的。(註5)

借用 Scientific Pokedex 的數據,這個機率大概是

0.00000000000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000000000000000000000001%

10 的 -99 次方,基本上有寫跟沒寫一樣。

但畢竟是超能力神奇寶貝嘛!智商高一點當然沒什麼關係。好,我們就當智商 5000 的胡地實在正常不過了,並且讓他跟人類一起參加測驗。假設整個關都區域只有 2 隻胡地,那麼整體 IQ 平均值將會增加 25,如果我們還是將基準值校正回 100 的話,那麼整個分布將會變成:

60 個人 IQ < 70

197 個人 IQ 介於 70 ~ 85

112 個人 IQ 介於 85 ~ 100

7 個人 IQ 介於 100 ~ 115

0 個人 IQ 介於 115 ~ 130

隻胡地 IQ > 130

如果有 5 隻胡地參加測驗的話,整個關都地區的人類智商都將低於 70。

alakazam
真是不得了的能力啊!圖/Giphy

在胡地面前,人類智商跟螻蟻沒兩樣……

這可不行啊!這下子人類不就完全拜倒在這個手拿湯匙的狐狸手上了嗎?大腦完勝還能使用念力,真沒想到胡地還能乖乖地待在寶貝球裡。1、2 隻胡地可能還好,但如果有一群的話,可能就能統治世界了,說不定還能奴役人類呢~(註6)

 

註解:

  1. 凱西和勇吉拉有多詭異呢?凱西「一天睡 18 個小時,還能在睡夢中瞬間移動」,所以一天內你叫凱西出來戰鬥他有 75% 的機率是在睡覺。勇吉拉則是「散發出強大的 Alpha 腦波讓人頭痛」、「使用技能時,強大的 Alpha 腦波會讓機械故障」、「當勇吉拉接近時,很多怪事會發生,例如時鐘倒轉」。首先,我並不確定人睡覺時發出的 Alpha 波有這麼強大的力量,至於像時鐘倒轉這種機械故障應該跟磁力有關吧!最最最恐怖的介紹當屬火紅版:「有天早上,一位小男孩從睡夢中醒來發現自己變成了勇吉拉!」究竟是寄生蟲?作夢?還是突變?如果小男孩可以這麼輕鬆變勇吉拉,你是要凱西面子往那擺?
  2. 人腦約占體重的 2%,如果是成年人的話大概是 1.2~1.5 公斤,以胡地的身高來看,他是比人類理想體重稍重一點,因此有可能增加的重量都在腦袋。伴隨著增生腦細胞而產生的問題之一是紅寶石版的「晚年的胡地因為頭腦太重了,所以要用念力把頭撐起來」真是辛苦啊!打從演化一開始別把頭長在那裏不就好了,或許可以考慮長在膝蓋上?
  3. 為了這篇文章 R 編在網路上做了幾個不知哪裡來的「IQ 測驗」,這些測驗都不像我文中提到的僅用圖像和數字邏輯來推理,而是需要看得懂題目中的英文,才得以順利作答。如果我看不懂這些英文而答錯,最後可能就被測驗判定為笨蛋了吧!
  4. 每個版本關督地區的人口不太相同,這裡用的是比較經典的紅、藍等版本人數統計,話說這裡真是人口稀疏啊。
  5. 常態分佈的標準值 Z 表最多只查到 4,但這裡的 Z 值高達 326.67,如果有統計學家太無聊而去追求這個數字的話我也跪了。但記得喔~這只是機率,所以如果寶可夢世界夠大的話,IQ 5000 出現也是有可能的,真是宇宙中無一的奇人。
  6. 許多空想科學世界的角色都有超人般的智商,動則數萬的都有看過,但他們似乎都沒意識到自己很聰明,還是他們其實都聰明反被聰明誤呢?

參考資料:

  1. Scientific Pokedex
  2. Pokemon Database
  3. 神奇寶貝百科 (關督地區)
  4. 維基(大腦智商常態分布
  5. Normal Distribution Calculator
文章難易度
Rock Sun
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前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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【科學寶可夢】朱/紫中的骨紋巨聲鱷 & 狂歡浪舞鴨:一個締造火焰新紀錄、一個用腳踢破音速
Rock Sun
・2022/12/23 ・3135字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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!跟著泛科空想寫手 Rock 一起來上一門訓練師的科學課吧!來跟大家分析這些寶可夢的戰鬥是多麼的「科學」。

骨紋巨聲鱷:火焰溫度新紀錄

Skeledirge - WikiDex, la enciclopedia Pokémon
圖/Bulbapedia

啊~火焰!

幻想世界中骨灰級的攻擊武器,也是空想科學寫作時常遇到的對手。

在過去的【科學寶可夢】中,火焰已經不是第一次出現了。第二篇關於噴火龍的科學中就有稍微提到,後來因為鴨嘴火龍和火伊布的圖鑑敘述都有提到他們火焰的溫度,所以在同一篇一起分析過,但那已經是第一世代寶可夢的事了~ 現在圖鑑都來到 900 號了,事情果然很不一樣。

溫柔的歌聲能治癒聽者的靈魂,會使用攝氏 3000 度的火焰把敵人燒成灰燼。」——骨紋巨聲鱷紫版敘述註1

骨紋巨聲鱷的敘述很直接,就是直接說出了牠噴出的火焰溫度,這簡直是一個福音,這樣我們就不需要到處拼湊,可以直接地將這個數字與過去的幾個得到的火焰溫度做比較。

噴火龍:至少 1400 ℃

鴨嘴火龍:1200 ℃

火伊布:1650 ℃

火爆獸:800℃

骨紋巨聲鱷:3000℃

這也太高了吧!?先別說生物怎麼有辦法產生這種高溫註2,真的要把人燒成灰燼哪裡需要 3000℃ 啦!

就算燒成這樣只要幾百度應該就夠了。圖/維基百科

一般把屍體燒成骨灰的火葬場,溫度只需要 1000℃ 就夠了,3000℃ 根本是大材小用,而你知道這個溫度能夠辦到什麼事嗎?

絕大部分我們知道的物質在這種溫度下都會熔化或者汽化,能夠倖存的元素大概只有鎢、錸、鋨這幾個金屬還有一些特殊的聚合物了;如果燒的是人的話,別說是燒成灰,整個身體一定在一陣白光下消失的無影無蹤……因為在這種溫度下,火焰不會是正常的橘紅色,而是白色的。

這時如果骨紋巨聲鱷的訓練師就直接站在它旁邊,就算不是被直接擊中,他那超過岩漿溫度兩倍的 3000℃ 火焰所散發出的熱氣和輻射熱註3,應該足以讓訓練師瞬間嚴重灼傷,再加上強光,這絕對是不支倒地然後變成逐漸變成焦屍,然後跟四周的花草樹木付之一炬。

所以如果要叫你的骨紋巨聲鱷使出噴射火焰的話,記得先閃的非常非常遠,放招後遠距離收回寶可夢,然後趕快離開被焚化、整個燒得亂七八糟的現場。

「我只是叫我的骨紋巨聲鱷用一下火花」。圖/envato.elements

狂歡浪舞鴨:這到底是哪一國的超強踢腿舞啊?

圖/Bulbapedia

如果要說格鬥系的寶可夢要怎麼在圖鑑中誇耀他們的力量,最常用的方式就是:把東西丟出去或弄壞。

在以前的的腕力+豪力+怪力的文章中,我們可以看到各種誇耀寶可夢力氣的方式,例如、「能夠跟 100 個成年人角力把他們摔出去」、「可以用一隻指頭舉起相撲選手」、「有辦法舉起一台垃圾車」、「把人打飛到地平線彼端」……等。

而這次,我們的狂歡浪舞鴨的特技是能夠踢翻一台卡車。

只要一腳就能踢翻卡車的強韌腳力,展現充滿異國風情的舞蹈。」——狂歡浪舞鴨朱版敘述註4

要計算這有多誇張,我們需要知道一個非常重要的資訊……究竟是哪一種卡車呢?

卡車這種交通工具有非常非常多的規格,最輕的例如小皮卡只有 2~2.5 公噸,最重的可以達到 15 公噸,甚至在某些重工業地區可以找到更重的運貨卡車。

寶可夢朱/紫據稱是參考西班牙為藍本設計的,經過一番搜尋之後,筆者得知西班牙地區是全歐洲輕型卡車比例最高的地方註5,這類卡車本身重大概介於 3~4 公噸之間,如果滿載貨物的話,重量可以達到 10 公噸以上,我們這邊就大概取個平均值 7 公噸好了。

像這類的卡車就是輕型卡車~ 圖/ISUZU

然後我們還得先定義踢翻卡車這件事情:我們就假設狂歡浪舞鴨用腳朝卡車的側面一半高的地方踢下去,然後車子會以一邊的車輪為支點翻過去,側面著地。

經過一些力矩的計算,我們可以知道要把一台 7 公噸重的卡車踢翻,需要從從中間給予大約 68600 牛頓的力……這可比一台小汽車引擎全力輸出時的力道還要強啊~

筆者自製大略圖解

但是最誇張的還在後面!

最後一步,我們想要知道狂歡浪舞鴨的這一腿到底有多快!要得到這個結果,筆者需要知道此鴨的整隻腳重量為何,因為畢竟是腳在對卡車施力的。

圖鑑上寫說狂歡浪舞鴨體重為 62 公斤,而牠的外貌滿接近人形生物的,所以我們先參考人體結構來預估。人類的一整支腳平均占全身體重的 16~18% 左右,我們的狂歡浪舞鴨看起來腿略長,而且既然是格鬥系的,那牠的腿應該很壯,我們就假設牠的整隻腿重量占比更多,大概是全身的 25%,重量的話就是差不多 15.5 公斤。

要計算牠這腿速度多少,我們最後剩下需要的假設的就是假設腿和卡車的接觸時間,依照之前的經驗,就姑且設定為 0.1 秒接觸,然後腿踢中之後立刻停下,再加上很不合理的力道 100% 轉換假設,但是相信我~不這麼做的話答案只會更扯。

套入牛頓第二運動定律的公式,我們可以知道這腿在停下來之前,速度高達秒速 443 公尺也就是音速的 1.3 倍,這也太快了吧!你的腳怎麼沒有被音爆撕裂啊?相較之下,泰拳高手秒速 17 公尺的踢擊根本是個笑話,如果被狂歡浪舞鴨的這一腳踢到,我看大部分的寶可夢應該是內臟破裂死亡了。

如果是普通人的話,被踢一腳一定直接全身骨折,內臟破裂,任督二脈也不用通了。圖/GIPHY

這真是太恐怖了,但狂歡浪舞鴨你為什麼無聊要去踢卡車啊?這種腳力你應該要去踢足球啊!還有這到底是哪一國的舞蹈會有如此的訓練呢?真想知道~

註解:

  1. 骨紋巨聲鱷的另一版敘述是「可以透過歌聲改變外形的火鳥,據說是靈魂寄宿在頭上的火球所形成的。」,從這個敘述我們知道牠的火焰跟某種靈魂力量有關,這大概就是為什麼火焰溫度能達到 3000 度的秘訣吧?話說筆者很確定是這裡的溫度是說攝氏,因為英文版的敘述中有寫是 5400 華氏。
  2. 也有可能……骨紋巨聲鱷根本不是生物!畢竟牠有幽靈屬性,但這表示牠的出現根本不是進化,而是死亡呢?
  3. 這裡我們因為 3000℃ 的火焰而傷透腦筋,但你知道嗎?這還不是寶可夢圖鑑裡最扯的,有兩隻寶可夢:熔岩蝸牛 和 噴火駝,他們的圖鑑敘述都寫到牠們能夠產生 1 萬度 ℃ 的高溫,前者是體溫,後者是噴出的岩漿,這確定不是多寫一個0嗎? 目前科學家有辦法產出最高的溫度只有 4990℃ 而已啊~
  4. 狂歡浪舞鴨另一版的敘述是「會用充滿異國情調的舞蹈迷倒看到的對手,然後揮舞以水構成的羽飾將其劈裂。」為什麼羽飾是用水構成的啊?這是怎麼辦到的?這跟強力水刀差在哪裡?
  5. 幸好這代寶可夢不是參考德國,因為這是歐洲重型卡車比例最高的地方,如果狂歡浪舞鴨源自這裡,他這一腳一定超出天際。

Rock Sun
63 篇文章 ・ 619 位粉絲
前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者

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大腦無時無刻在改變:利用大腦可塑性,幫助學會情緒轉化——《改造焦慮大腦》
聯經出版_96
・2022/12/21 ・2796字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

我們現在已經非常了解,成人的大腦無時無刻在改變、學習,和適應環境所使用的生理/解剖學、細胞學和分子學機制。

但其實在不久前,精確來說是一九六○年代,當時普遍的看法認為成人的大腦無法改變,因為神經系統所有的成長和發展都是在童年時期,到了青少年時期只有一定程度的成長和發展,一旦進入成年期,腦部就不會再改變了。

當時認為神經系統的成長和發展都是在童年,成年後腦部便不會再改變。圖/Envato Elements

實驗證實腦部會有所改變

不過,在一九六○年代初期,加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)的神經科學先驅瑪麗安.戴蒙教授(Professor Marian Diamond)和同僚有不同的看法。他們相信成年哺乳類動物的大腦也可以有深刻的變化,只是需要找到辦法來證明。他們想出一個簡易的實驗來測試這個想法。

他們決定將一群成年的老鼠放在被我稱為鼠籠界的「迪士尼世界」中,裡面有很多的玩具且會定期更換,空間很寬敞,還有很多其他老鼠為伴,他們將這個稱之為「豐富的」環境。

他們將住在豐富環境中的老鼠,和幾隻住在空間較狹小、沒有玩具,而且只有一、兩隻夥伴的老鼠進行比較,而這個環境稱為「貧瘠的」環境。

他們讓成年老鼠生活在這兩個環境中幾個月,待這段時間結束後,他們再檢查老鼠的腦部結構,以查看是否有任何不同。

如果當時其他科學家的看法是對的,他們應該不會看到腦部有任何差異,因為成年哺乳類動物的大腦是不會改變的。但是,如果他們對於「成年動物的腦部有能力改變」的看法是正確的,那就可能會看到腦部的結構有所不同。

戴蒙教授團隊認為,成年動物的腦部有能力改變。圖/Envato Elements

他們的發現改變了我們對腦部的理解:住在「迪士尼世界」籠子裡的老鼠,其大腦經測量後,發現許多部位的尺寸比較大,而且也更發達,包括視覺皮質(visual cortex)、運動皮質(motor cortex)以及其他感官皮質。這是首次有人證明「成年動物的腦部有能力改變」,我們稱之為「成年腦部的可塑性」。此外,戴蒙也證明了,環境中的「物體」和「品質」決定了改變的類型。

雙向的大腦可塑性

重要的是,這個可塑性是雙向的。

「迪士尼世界」實驗所顯示的改變(證明腦部與生俱來的可塑性)是正向的,表現的方式就是「迪尼士世界」裡生活的老鼠,其腦部尺寸變大(後來的研究顯示還包括:神經傳導物質變更多、生長因子的程度更高,以及血管密度更高)。但是,其他環境或經驗,可能導致成年動物的腦部出現負向的改變。

舉例來說,當你的腦—身體系統缺少刺激的環境,或曝露在暴力的環境中,你就會清楚看到大腦部分區域的萎縮(尤其是海馬迴和前額葉皮質,這一點我們將在第二部中詳細說明),以及神經傳導物質(多巴胺和血清素)減少,這些都是幫助我們控制情緒與注意力的物質。

如果兒童在成長環境中被忽略,那麼他們腦部的突觸數量就會減少(突觸是腦細胞傳遞訊號的連結),使他們的思考(也就是認知)變得更沒效率和彈性,這些都是和智力有關的能力。

兒童若在成長環境中被忽略,會使思考變得沒效率。圖/Envato Elements

從戴蒙和同僚經典的研究開始一直到現在,成千上萬的實驗都證明了大腦有很驚人的能力,可以學習、成長和改變。了解我們的腦部有可塑性、有彈性、與生俱來就有適應性,使我們相信可以透過「學習」來控制焦慮,甚至是接納焦慮。

的確,我們有能力學習並改變行為,包括我們與焦慮的關係以及焦慮時的行為,善用大腦可塑性,就有可能達到如同上述般正向的改變。

懂得評估、做決定、轉換情緒

大腦的可塑性讓我們有能力學習,如何使自己冷靜下來、重新評估情勢、重新看待想法和感受,以及做出不同、更正向的決定。想一想以下情境:

  • 憤怒——會妨礙我們的專注力以及表現的能力
    或是給予動力、強化注意力,並提醒我們重要的事(也就是該優先處理的事)。
  • 恐懼——會影響我們的情緒,並觸發過去失敗的記憶
    使我們無法專注和聚焦,對個人的表現不利(導致我們在壓力下失常),或是讓人做決定前更為謹慎,並深化思考,創造機會以改變方向。
  • 悲傷——會抑制心情,使我們沒動力、不想要社交生活
    或是可以讓我們知道,對自己來說重要的事,幫助重新安排重要的事,給予動力去改變環境、情勢或行為。
  • 擔憂——會令我們因循怠惰,妨礙實現目標
    或是可以幫助我們調整計畫、調整對自己的預期,變得更務實且以目標為導向。
  • 挫折——可能阻礙進步、妨礙表現,或是令人失去動機
    抑或能刺激、挑戰我們做得更多、更好。

這些比較可能看來有點簡單,但卻讓我們看到一些很棒的選擇,而且可以產生實質的成果。換句話說,我們是有選擇的。

大腦的可塑性讓我們有能力冷靜下來。圖/GIPHY

通常人們感受到的焦慮有一種特色,那就是會產生負面情緒。還記得前文說過的嗎?「坐立不安」、「悲觀」、「懷有戒心」、「害怕」——這些都是情緒的狀態,一般而言都會帶來不好的感覺。但是,我們並非無法決定自己對這些情緒的反應。

此外,這些情緒不完全都是壞的;事實上,這些情緒能帶給我們重要資訊,即關於心理和生理狀態的。

焦慮的來源是很好的線索,幫助我們認清人生中重要的事。把負面情緒轉為正面情緒,這需要花費心力嗎?是的。但是,這也會讓我們知道對自己來說重要的事。也許擔心金錢是在提醒我們,自己非常重視財務穩定性;或者,擔憂隱私則會讓人知道,原來自己需要充分的獨處時間。

因此,負面情緒其實是在給我們一個機會,阻斷「想法產生情緒,情緒導致行為模式」這個自我毀滅的循環,不要讓這個循環損害我們的壓力反應。而控制焦慮的第一步,就是了解情緒如何運作。

——本文摘自《改造焦慮大腦:善用腦科學避開焦慮迴路,提升專注力、生產力及創意力》,2022 年 12 月,聯經出版公司,未經同意請勿轉載。

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