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壓力大、太緊張……芳香精油對減緩「自律神經失調」有幫助嗎?

活躍星系核_96
・2018/06/09 ・3443字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

  • 文/陳雅雯
    研究護理人員、澳洲芳療諮詢師認證芳療講師。臨床研究工作以外提供及分享芳香療法融入在生活裡,以及日常的皮膚、呼吸道、淋巴水腫、情緒照護之運用。歡迎參考個人臉書個人部落格

自律神經失調有哪些症狀?

壓力充斥在現代人忙碌多變的生活中,損害了身心健康,造成全身痠痛、胸悶不適、判斷力變差等問題。面對這樣的情形,我們通常會試圖尋求緩解的方法,例如求助中西醫、嘗試輔助性的另類療法。來,說個故事:

小明發現自己有呼吸困難的狀況,於是到胸腔科就診,但診療結果一切正常,醫師只好開立緩解呼吸不順的藥物,看看是否能幫助小明。不料,還沒解決呼吸困難就出現了心悸!小明只得趕緊到心臟科檢查。

怪的是心臟科也查不出到底哪裡有問題,醫師也只能開立緩解藥物。過沒多久,小明竟出現了腹脹、胃痛、胃食道逆流的症狀。只好再次求醫拿了更多的藥回來,然而沒治好病卻也不敢停藥。

圖/pixabay

其實,不少人都是這位「小明」,遭逢病痛直覺地認為頭痛醫頭、腳痛醫腳,沒想到吃了一大堆藥仍不見好轉。在身心俱疲的情況下,只得繼續默默承受病痛,長期下來提高了罹患慢性病的機率。抑或我們可以從另一個角度切入:

試想自己是不是「自律神經失調」了呢?

自律神經失調是怎麼一回事?會造成哪些問題?

但在討論自律神經失調之前,我們必須理解自律神經是怎麼一回事。

我們大腦裡的自律神經的運作模式好比是一位盡忠職守的將軍分別帶領著 A 軍隊、B 軍隊,進行保家衛國的任務。一般而言,大致上可以分為兩種情境:

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圖/wikipedia

 ● 消耗能量:在森林裡看到熊出現,將軍指揮 A 軍隊應付危急情況,保護生命安全。
 ● 保存能量:吃飽喝足後到森林散步,將軍指揮 B 軍隊做適當的休息。

在我們的日常生活當中,壓力如同洪水猛獸一般,驅使自律神經系統做出危機反應,產生瞳孔放大、心跳加速、唾液分泌減少等現象。但是如果長期處於壓力狀態下將軍錯誤判斷,日常生活中所有的事件都派遣 A 軍隊出動,壓力超出身體所能負荷的程度時,便會開始產生各樣不適,像是焦慮、頭痛、腸胃痛、失眠……啊啊啊太多了,總之形成惡性循環過後,最終難免會被壓力擊垮(也就是我們該休息時應處於B軍隊守衛,一直處於 A 軍隊狀態交感神經過度使用而潰敗,身體無法負荷該有的日常生活狀態,出現上述身體不適 ) 。

這種心理狀態誘發腦的生理反應,導致失調,就是所謂的自律神經失調。那麼有無方法能在一開始就減輕焦慮(啟動 B 軍隊副交感神經讓身體得到適當的休息),或許能跳脫這惡性循環(讓 A 軍隊和 B 軍隊輪流站崗,身體得到平衡)?

自律神經系統:紅色部分為交感神經,藍色部分為副交感神經。圖/wikipedia

除了吃藥,還有別的辦法緩解自律神經失調?

治療自律神經失調使用率最高的藥物是「抗不安藥」稱為「安定劑」

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由於自律神經失調所出現的症狀大多數是由不安所引起的,所以基於「只要消除不安感,身體上的症狀應該也會減輕」的想法上,不少醫師會開立抗不安藥物的處方來減輕不安感,而這樣的藥物都含有讓情緒安定下來的成分,此成分有四個作用:


圖 via GIPHY

  1. 抗不安(停止情緒轉變不安的作用)
  2. 鎮靜催眠(有讓情緒穩定,產生睡意的作用)
  3. 鬆弛肌肉(有鬆弛肌肉緊張的作用)
  4. 抗痙攣(有抑制痙攣作用)

然而,當自律神經失衡時,只能與藥物為伍嗎?

面臨自律神經失調,除了使用藥物,芳香療法中的植物精油中含有許多天然化學分子(酯類、單帖烯、單帖醇),或許也能達到抗不安的作用(單帖烯,如甜橙),抑或是鎮靜催眠、鬆弛肌肉、抗痙攣的效果(酯類,如薰衣草、羅馬洋甘菊)。

國內學者曾研究過薰衣草芳香療法對中年失眠女性自主神經系統的影響。經觀察受試者的睡眠和心率變異性(HRV),最後發現嗅吸薰衣草精油可能對心率變異性(HRV)具有影響,並有副交感神經調節增加的趨勢。

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換言之,若是因自律神經失調而過度啟動交感神經(身體處於耗能狀態),嗅吸植物精油的過程能對抗使用過度的交感神經,增加副交感神經(身體處於儲能狀態),讓自律神經得到平衡。

圖/flickr

為什麼嗅吸可以讓情緒安定?

精油經嗅吸被鼻子吸入後,其氣味從鼻子的入口處(鼻孔)進入鼻子內部(鼻腔)後,會被位於內側深處的嗅上皮所吸收。

鼻腔的基本構造。圖/wikipedia

嗅聞精油時,從嗅上皮所延伸出約有二千多萬條的嗅毛發揮接受器的作用,認知溶解在黏膜中的芳香成分,轉譯成電氣化學信號,傳送到大腦邊緣系。

大腦邊緣系主要是負責掌管喜怒哀樂等情緒的領域,其次則是傳達到海馬迴(掌管記憶的領域)、下視丘(掌管自律神經、內分泌系統、免疫系統等領域),進而釋放出神經傳導化學物質(多巴胺、血清素), 產生出快樂、愉悅、放鬆等情緒,使副交感神經興奮狀態、身體放鬆。

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少量精油讓心臟手術患者、孕婦更放鬆

曾有研究觀察接受了開放性心臟手術的患者,接受芳療前後的變化1。實驗期間,患者拔管過後 10 分鐘,研究團隊開始量測患者的生命體徵,包含血壓、心跳、中心靜脈壓(CVP),再把含有 2%薰衣草精油的棉籤放入患者的氧氣面罩。嗅吸 10 分鐘後,重新量測一次。最後發現,嗅聞薰衣草精油降低了接受開放性心臟手術 ICU 患者的血壓和心率;因而能避免患者術後因心律失常、疼痛而引發高血壓。

圖/wikimedia

也有學者針對懷孕 28 週的孕婦進行研究,以使用芳療與否分為實驗組與對照組,比較前後情緒狀態、自主神經系統調節的心率波動。研究結果指出,在緊張焦慮評分(p <0.05)和憤怒敵意評分中觀察到顯著差異,而使用芳療的實驗組在組內比較時,也發現副交感神經活性顯著增加。2

如何利用「芳香」營造放鬆氛圍?

圖/pixabay

自律神經運作的方式如同橡皮筋的伸縮原理,交感神經興奮是緊,副交感神經興奮是鬆,過度緊繃往往會彈性疲勞。因此,利用各種方式增進副交感神經活動、偶爾放鬆一下也是很重要的。其實生活中有許多隨手取得「芳香」的方式,如買一束鮮花,聞聞花多帶來的香氣;到森林裡接觸花花草草;或沖泡花草茶過程中聞香;將花瓣灑在泡澡浴缸;或精油滴在口罩、衛生紙聞香等。偶而讓自己慢活、慢行動、慢生活,平衡鬆緊,更能保持身心健康。

參考文獻

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  1. Salamati, A., Mashouf, S., & Mojab, F. (2017). Effect of inhalation of lavender essential oil on vital signs in open heart surgery ICU. Iranian journal of pharmaceutical research: IJPR16(1), 404.
  2. Igarashi, T. (2013). Physical and psychologic effects of aromatherapy inhalation on pregnant women: a randomized controlled trial. The Journal of Alternative and Complementary Medicine19(10), 805-810.









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活躍星系核_96
778 篇文章 ・ 128 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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科學實證「心情不佳真的會造成消化、皮膚發炎、心血管健康問題」,但為什麼?
PanSci_96
・2023/05/28 ・3177字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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你一定聽過安慰劑效應,但到底為什麼會有呢?這個謎團難倒了好幾個世代的科學家,超過百年依舊未解,直到最近,終於揭開了一部分謎底。

生醫圈非常振奮,認為一旦破解祕密,就能知道壓力為什麼會讓人生病!更棒的是,還有機會打造出嶄新療法,治療困擾無數人的疾病和癌症!?難道可以靠「轉念」來治病嗎?

安慰劑效應,指的是患者即使吃到或注射的不是真正的藥,對於外來病原體或體內病變的抵抗力竟然也會變好,讓身體好轉。有很長一段時間,科學家對這個現象背後的原理一無所知。

有兩個問題和解開安慰劑效應之謎有直接關係,乍聽之下都是非常不起眼的問題,可是只要多想兩三秒鐘,就會發現居然回答不出來。

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小感冒、腸躁症、安慰劑,藏著同一個答案

你一定有過這樣的經驗:感冒以後沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上,為什麼會這樣?不就是因為病原體攻進身體裡才造成我們「覺得」不舒服嗎?但是再仔細想想,細菌或病毒根本沒有直接攻擊到腦部,那為什麼會冒出這些討厭的感覺?

再來,不少人一緊張就容易拉肚子,或是肚子痛、脹氣,也有人相反,一緊張就便祕,這些都是大腸激躁症(irritable bowel syndrome),簡稱腸躁症的常見症狀。但是,為什麼發生在大腦裡面的情緒會直接刺激遠在腹腔裡的腸子呢?

針對第一個問題,2022 年 6 月《Nature》一項研究發現,只要刺激腦部下視丘的特定區域,即使體內沒有病菌,小鼠也會發燒和食慾不振。換句話說,感染會引發免疫細胞攻擊病原體,導致體內發炎,腦部不必碰觸到病原體,只要透過血液等途徑感知到發炎的刺激,就會出現不舒服症狀。

感冒時沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上。圖/Envato Elements

至於第二個,發表在 2021 年 11 月《Cell》期刊的研究指出,小鼠如果腸道曾經發炎,刺激腦島皮質(insular cortex)就可以使發炎狀態重現;也就是說,大腦會保有免疫系統活動的記憶,以後只要活化同一群神經細胞,就能在腸道重啟一樣的免疫反應。

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2023 年 2 月底《Nature》一篇評論文章說,科學家懷疑這種神經機制是身體為了抵抗可能發生的威脅,事先做好準備,但也會聰明反被聰明誤,在沒有原始觸發因素的時候自行啟動,例如壓力使腸躁症的症狀惡化,說不定就屬於這類情況。

這些發現透露了什麼線索呢?

病得輕重、多快復原,是腦在掌控

安慰劑效應和前面這兩個問題都指向一個方向,三個現象裡不斷出沒的——免疫系統。

科學家發現,目前所有的證據都指出,大腦和遍佈全身的神經,實際上是用一種還不太清楚的方式和免疫系統綁在一起。

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也可以換一種說法:喜怒哀樂的情緒及正負面心態究竟是如何和身體連結,已經發現至少有一條路徑是透過神經系統和免疫細胞的緊密互動。

2022 年 5 月底,《Nature》刊登一篇報告,介紹了美國哈佛大學醫學院的研究團隊利用「光遺傳學」和其他技術,畫出小鼠腦部和全身的白血球如何「互動」的地圖,這讓我們有機會進一步揣測人體裡發生的事。

所謂的光遺傳學,可以簡單想像成把設計好的蛋白質基因植入想要觀察的神經元細胞裡,這種蛋白質一旦照到特定波長的光就會啟動,刺激神經細胞跟著活化,這樣就可以非常精細地一次只操作單一種神經細胞,畫出解析度相當高的大腦圖譜。

身心透過神經系統和免疫細胞緊密互動。圖/Envato Elements

團隊很驚訝地發現,腦部透過兩種方式指揮免疫系統,一種是大腦控制身體動作的運動迴路(motor circuits)發出訊號刺激骨骼肌,釋出能吸引嗜中性白血球這種免疫細胞的細胞因子,誘導原本在骨髓裡的嗜中性白血球快速移動到感染或受傷的部位。另一個則是腦部的下視丘腦室旁核(paraventricular hypothalamus)會分泌特定的化學分子,命令腎上腺分泌激素,快速引導單核球和淋巴球從淋巴結、脾臟、血管等位置移動到骨髓。

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無獨有偶,2022 年 4 月底,德國和其他歐洲科學家組成的跨國團隊也在《Nature》上發表研究結果,直接表明動脈發生粥狀硬化的過程可能部分受腦部控制;也就是說,他們發現了神經、免疫和血液循環這三個系統是怎麼樣融合在一起的。

動脈粥狀硬化是血液裡的膽固醇堆積在血管內側,形成斑塊,在局部區域會有慢性發炎,血管也會愈來愈窄。斑塊一旦剝落就變成血栓,是造成中風、心絞痛和心肌梗塞的關鍵因素,目前還沒有醫療技術可以逆轉病人的動脈硬化。

研究團隊發現,小鼠動脈血管壁外層的神經纖維會傳訊號到腦部,也會接收腦部發來的訊號,免疫細胞會大量聚集在神經末梢周圍,人體也有類似的現象。他們以小鼠做試驗,用化學方法或手術切斷神經聯繫,免疫細胞迅速就地解散,血管斑塊的堆積速度也跟著減慢。

懂得向大腦求助

大腦能指揮身體抵抗病痛,這合理的解釋了你我大概都有過的切身之痛,那就是當滿腦子塞滿消極的情緒如壓力、焦慮的時候,特別容易生病,例如感冒、腸胃炎、皮膚癢等等。

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更有趣的是,反過來說,如果創造出積極的情緒,對於抵禦疾病是不是也有用呢?答案可能也是肯定的。

積極的情緒有利於對抗疾病。圖/Envato Elements

過去就有報告指出,加入支持團體和接受一些心理療法的乳癌患者,可以延長存活時間,在其他幾種癌症像是肺癌、惡性黑色素瘤、胃腸道癌症研究上也有提出類似的現象。

因此,現在世界各地有多個研究團隊正在鑽研如何善用「身」和「心」的力量,結合起來一起治好病痛。

例如癌症腫瘤會以釋放神經訊號、分泌化學物質等方式,造成患者的新陳代謝機制和睡眠大亂,美國紐約冷泉港實驗室的團隊發現刺激罹癌小鼠下視丘的特定區塊,可以把代謝和睡眠週期「喬」回來,有助於幫助癌症病人的復原過程變舒服。

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而以色列理工學院團隊則把焦點放在位於中腦的腹側被蓋區(Ventral Tegmental Area, VTA)。VTA 是腦部的獎勵中心,含有分泌多巴胺的細胞,和期望、動機、喜好等情緒有關,也就是讓我們會感到快樂、振奮而去做出實際行動的腦部區域。該團隊發現,刺激 VTA 可以驅動免疫系統,使小鼠肺部和皮膚的腫瘤縮小,他們現在要把成果從小鼠用到人身上。

也有一個團隊是從迷走神經(vagus nerve)下手。迷走神經是副交感神經系統的主要成員,從腦一路向下走過心、肺、胃,一直延伸到大腸,已知和調節免疫反應有關。有一家新創企業 SetPoint Medical 運用他們的技術,研發一種大小像膠囊的神經刺激裝置,植入脖子的迷走神經旁邊,可以無線充電、還可以用 iPad 的程式調整刺激強度,目標是治療類風濕性關節炎、克隆氏症(Crohn’s disease)等自體免疫疾病。

「身心一體」除了個人感受,也有生理學上的意義。圖/Envato Elements

「身心一體」,用比較感性的話來說就是:心靈受苦,身體也受苦。原來,這件事不只是主觀的個人感受,其實它有生理學上的道理。

或許,更重要的是,讓明明覺得不舒服卻一直檢查不出病因的人知道,自己的感受並非無病呻吟,也不是想逃避壓力或做錯事情,而是一體的身心真的在發出警報,或許這就是最大的安慰了。

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精神個案系列:虛擬實境的海景,療癒退伍軍人的心
胡中行_96
・2023/05/25 ・1766字 ・閱讀時間約 3 分鐘

丹麥西海岸的景緻環繞,潮水聲一波一波,輕柔地觸動著神經。[1]人類有三大情緒調節系統:自我保護的威脅系統(threat system)、賦予動力的驅動系統(drive system)以及放鬆身心的舒緩系統(soothing system)。[1, 2]前二者跟自律神經系統交感神經系統有關;最末者則與它旗下的副交感神經系統連結。[1]經年累月侵蝕、沉積,形塑著沙岸面貌的浪濤,[3]正透過副交感神經系統,減慢他的呼吸和心跳。[1]彷彿戰爭的傷痛,都將順水流去。

10 分鐘的體驗結束,45 歲的退伍軍人摘下虛擬實境頭盔。[1]

丹麥西海岸沙灘。圖/Datingjungle on Unsplash

波士尼亞戰爭

1995 年,這名丹麥男子加入聯合國軍隊,前往波士尼亞半年。在當地面臨槍林彈雨,砲火攻擊,還曾被挾持數天,當作人質兼人肉盾牌。返鄉後,他失業7個月,又加入丹麥國軍,服役 4 年。接著做過保全、門房、工廠和屠宰場工人,最終一個職業是卡車司機,每份工作為期 4 個月至 2 年不等。[1]

戰爭經歷改變了男子的個性:他失去對人和外在世界的信任,總是處於警戒狀態。內心焦慮、憤怒、沮喪、無助、空虛,夜間的夢靨揮之不去。凡能勾起回憶的景況,都令他不適。置身人群之中的慌張,更伴隨心悸、胸悶與頭疼等自律神經症狀。他別無選擇地獨處。酗酒、嗑藥、離婚,與孩子疏遠。儘管 2001 年就開始尋求醫療協助,男子自 2012 年起便不再工作。2019 年因精神問題,獲准領取提前退休金。[1][註]

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抗憂鬱劑

多年來,男子用過的數種藥物,主要分屬下列兩類:[1]

  • 選擇性血清素再吸收抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitors,縮寫 SSRI):血清素等神經傳導物質,在神經元間傳遞訊號。SSRI 阻斷血清素的再吸收,使後者在腦中的濃度上升,以改善憂鬱。名稱裡的「選擇性」,指的是單純影響血清素,而不干預其他神經傳導物質。[4]
  • 血清素與正腎上腺素再吸收抑制劑(serotonin and noradrenaline reuptake inhibitors,簡稱 SNRI):SNRI 阻斷神經傳導物質血清素和正腎上腺素的再吸收,增加二者在腦部的濃度,進而達到抗憂鬱的效果。[5]
丹麥 Aarhus 大學附設醫院。圖/Nils Jepsen on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

延長暴露療法

男子初到 Aarhus 大學附設醫院,治療創傷後壓力症候群(post-traumatic stress disorder)及憂鬱症(depression)的時候,除了 SSRI 抗憂鬱劑 Sertraline,醫師也採用認知行為療法(cognitive behavioural therapy)中的延長暴露療法(prolonged exposure therapy)。[1]與其一再逃避,徒增恐懼,漸進地接觸與創傷相關的記憶、感受和情境,[6]明顯減輕了男子的症狀。不過,他依然符合創傷後壓力症候群的診斷標準。[1]

虛擬實境精神衛生

於是,醫師邀請男子參與虛擬實境精神衛生(Virtual Reality Mental Hygiene)的臨床試驗。期間他的用藥不變,每天下午體驗 10 分鐘的虛擬實境,並每週去見心理師,以防有副作用需要處理。男子選擇的影像及音效主題,是能帶來平靜的丹麥西海岸。雖然虛擬實境使他頭暈,偶爾還感到噁心;但是 2 個月下來,焦慮、警戒、憤怒及悲傷的程度,都大幅下降。[1]

Aarhus 大學附設醫院的醫師,於 2021 年發表上述結果時,坦承這僅是初步的嘗試,且缺乏長期追蹤。更好的作法,其實是在運用虛擬實境時,同步測量膚電反應(galvanic skin response),也就是流汗的自律神經反應,再搭配訪談或問卷等資料,分析相對應的情緒。另外,也可以一邊觀察心跳變異(heart rate variability),由心跳的間距,瞭解個案面對身心刺激時,調適壓力的能力。[1]

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備註

根據丹麥政府的網站,依國民出生年份而定,一般至少要 61 到 63 歲以上,且工作 42 到 46 年,才能申請提前退休。[7]

  1. Jensen BS, Andersen N, Petersen J, et al. (2021) ‘Enhanced Mental Health with Virtual Reality Mental Hygiene by a Veteran Suffering from PTSD’. Case Reports in Psychiatry, 5576233.
  2. Applying the 3 Circles Model of Emotion to Help Clients Heal Shame [Infographic]’. U.S. National Institute for the Clinical Application of Behavioral Medicine. (Accessed on 19 MAY 2023)
  3. Divinsky BV, Ryabchuk DV, Kosyan RD, et al. (2021) ‘Development of the sandy coast: Hydrodynamic and morphodynamic conditions (on the example of the Eastern Gulf of Finland)’. Oceanologia, 63(2): 214-226.
  4. Selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs)’. (17 SEP 2019) Mayo Clinic.
  5. Serotonin and Norepinephrine Reuptake Inhibitors (SNRIs)’. (05 OCT 2019) Mayo Clinic.
  6. Prolonged Exposure (PE)’. (JUN 2020) American Psychological Association.
  7. Denmark’s Agency for Digital Government. (25 JAN 2023) ‘Early retirement pension’. Lifeindenmark.dk.
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胡中行_96
169 篇文章 ・ 67 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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壓力大、太緊張……芳香精油對減緩「自律神經失調」有幫助嗎?
活躍星系核_96
・2018/06/09 ・3443字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

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  • 文/陳雅雯
    研究護理人員、澳洲芳療諮詢師認證芳療講師。臨床研究工作以外提供及分享芳香療法融入在生活裡,以及日常的皮膚、呼吸道、淋巴水腫、情緒照護之運用。歡迎參考個人臉書個人部落格

自律神經失調有哪些症狀?

壓力充斥在現代人忙碌多變的生活中,損害了身心健康,造成全身痠痛、胸悶不適、判斷力變差等問題。面對這樣的情形,我們通常會試圖尋求緩解的方法,例如求助中西醫、嘗試輔助性的另類療法。來,說個故事:

小明發現自己有呼吸困難的狀況,於是到胸腔科就診,但診療結果一切正常,醫師只好開立緩解呼吸不順的藥物,看看是否能幫助小明。不料,還沒解決呼吸困難就出現了心悸!小明只得趕緊到心臟科檢查。

怪的是心臟科也查不出到底哪裡有問題,醫師也只能開立緩解藥物。過沒多久,小明竟出現了腹脹、胃痛、胃食道逆流的症狀。只好再次求醫拿了更多的藥回來,然而沒治好病卻也不敢停藥。

圖/pixabay

其實,不少人都是這位「小明」,遭逢病痛直覺地認為頭痛醫頭、腳痛醫腳,沒想到吃了一大堆藥仍不見好轉。在身心俱疲的情況下,只得繼續默默承受病痛,長期下來提高了罹患慢性病的機率。抑或我們可以從另一個角度切入:

試想自己是不是「自律神經失調」了呢?

自律神經失調是怎麼一回事?會造成哪些問題?

但在討論自律神經失調之前,我們必須理解自律神經是怎麼一回事。

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我們大腦裡的自律神經的運作模式好比是一位盡忠職守的將軍分別帶領著 A 軍隊、B 軍隊,進行保家衛國的任務。一般而言,大致上可以分為兩種情境:

圖/wikipedia

 ● 消耗能量:在森林裡看到熊出現,將軍指揮 A 軍隊應付危急情況,保護生命安全。
 ● 保存能量:吃飽喝足後到森林散步,將軍指揮 B 軍隊做適當的休息。

在我們的日常生活當中,壓力如同洪水猛獸一般,驅使自律神經系統做出危機反應,產生瞳孔放大、心跳加速、唾液分泌減少等現象。但是如果長期處於壓力狀態下將軍錯誤判斷,日常生活中所有的事件都派遣 A 軍隊出動,壓力超出身體所能負荷的程度時,便會開始產生各樣不適,像是焦慮、頭痛、腸胃痛、失眠……啊啊啊太多了,總之形成惡性循環過後,最終難免會被壓力擊垮(也就是我們該休息時應處於B軍隊守衛,一直處於 A 軍隊狀態交感神經過度使用而潰敗,身體無法負荷該有的日常生活狀態,出現上述身體不適 ) 。

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這種心理狀態誘發腦的生理反應,導致失調,就是所謂的自律神經失調。那麼有無方法能在一開始就減輕焦慮(啟動 B 軍隊副交感神經讓身體得到適當的休息),或許能跳脫這惡性循環(讓 A 軍隊和 B 軍隊輪流站崗,身體得到平衡)?

自律神經系統:紅色部分為交感神經,藍色部分為副交感神經。圖/wikipedia

除了吃藥,還有別的辦法緩解自律神經失調?

治療自律神經失調使用率最高的藥物是「抗不安藥」稱為「安定劑」

由於自律神經失調所出現的症狀大多數是由不安所引起的,所以基於「只要消除不安感,身體上的症狀應該也會減輕」的想法上,不少醫師會開立抗不安藥物的處方來減輕不安感,而這樣的藥物都含有讓情緒安定下來的成分,此成分有四個作用:

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圖 via GIPHY

  1. 抗不安(停止情緒轉變不安的作用)
  2. 鎮靜催眠(有讓情緒穩定,產生睡意的作用)
  3. 鬆弛肌肉(有鬆弛肌肉緊張的作用)
  4. 抗痙攣(有抑制痙攣作用)

然而,當自律神經失衡時,只能與藥物為伍嗎?

面臨自律神經失調,除了使用藥物,芳香療法中的植物精油中含有許多天然化學分子(酯類、單帖烯、單帖醇),或許也能達到抗不安的作用(單帖烯,如甜橙),抑或是鎮靜催眠、鬆弛肌肉、抗痙攣的效果(酯類,如薰衣草、羅馬洋甘菊)。

國內學者曾研究過薰衣草芳香療法對中年失眠女性自主神經系統的影響。經觀察受試者的睡眠和心率變異性(HRV),最後發現嗅吸薰衣草精油可能對心率變異性(HRV)具有影響,並有副交感神經調節增加的趨勢。

換言之,若是因自律神經失調而過度啟動交感神經(身體處於耗能狀態),嗅吸植物精油的過程能對抗使用過度的交感神經,增加副交感神經(身體處於儲能狀態),讓自律神經得到平衡。

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圖/flickr

為什麼嗅吸可以讓情緒安定?

精油經嗅吸被鼻子吸入後,其氣味從鼻子的入口處(鼻孔)進入鼻子內部(鼻腔)後,會被位於內側深處的嗅上皮所吸收。

鼻腔的基本構造。圖/wikipedia

嗅聞精油時,從嗅上皮所延伸出約有二千多萬條的嗅毛發揮接受器的作用,認知溶解在黏膜中的芳香成分,轉譯成電氣化學信號,傳送到大腦邊緣系。

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大腦邊緣系主要是負責掌管喜怒哀樂等情緒的領域,其次則是傳達到海馬迴(掌管記憶的領域)、下視丘(掌管自律神經、內分泌系統、免疫系統等領域),進而釋放出神經傳導化學物質(多巴胺、血清素), 產生出快樂、愉悅、放鬆等情緒,使副交感神經興奮狀態、身體放鬆。

少量精油讓心臟手術患者、孕婦更放鬆

曾有研究觀察接受了開放性心臟手術的患者,接受芳療前後的變化1。實驗期間,患者拔管過後 10 分鐘,研究團隊開始量測患者的生命體徵,包含血壓、心跳、中心靜脈壓(CVP),再把含有 2%薰衣草精油的棉籤放入患者的氧氣面罩。嗅吸 10 分鐘後,重新量測一次。最後發現,嗅聞薰衣草精油降低了接受開放性心臟手術 ICU 患者的血壓和心率;因而能避免患者術後因心律失常、疼痛而引發高血壓。

圖/wikimedia

也有學者針對懷孕 28 週的孕婦進行研究,以使用芳療與否分為實驗組與對照組,比較前後情緒狀態、自主神經系統調節的心率波動。研究結果指出,在緊張焦慮評分(p <0.05)和憤怒敵意評分中觀察到顯著差異,而使用芳療的實驗組在組內比較時,也發現副交感神經活性顯著增加。2

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如何利用「芳香」營造放鬆氛圍?

圖/pixabay

自律神經運作的方式如同橡皮筋的伸縮原理,交感神經興奮是緊,副交感神經興奮是鬆,過度緊繃往往會彈性疲勞。因此,利用各種方式增進副交感神經活動、偶爾放鬆一下也是很重要的。其實生活中有許多隨手取得「芳香」的方式,如買一束鮮花,聞聞花多帶來的香氣;到森林裡接觸花花草草;或沖泡花草茶過程中聞香;將花瓣灑在泡澡浴缸;或精油滴在口罩、衛生紙聞香等。偶而讓自己慢活、慢行動、慢生活,平衡鬆緊,更能保持身心健康。

參考文獻

  1. Salamati, A., Mashouf, S., & Mojab, F. (2017). Effect of inhalation of lavender essential oil on vital signs in open heart surgery ICU. Iranian journal of pharmaceutical research: IJPR16(1), 404.
  2. Igarashi, T. (2013). Physical and psychologic effects of aromatherapy inhalation on pregnant women: a randomized controlled trial. The Journal of Alternative and Complementary Medicine19(10), 805-810.









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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia