NFC 的運作原理是什麼？為何它嗶一下就能完成感應、支付和開鎖呢？

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。

• 文／雅文基金會聽語科學研究中心 研究助理 蔡宜欣

使用悠遊卡已經是現代台灣人的日常生活習慣，不論是搭乘捷運、公車，或是到超商、合作店家消費，只要將卡片靠近感應器「嗶」一下就能讀卡扣款，既便利又快速。不過，悠遊卡既沒有裝電池也不需要插入讀卡機，為什麼還能傳遞資料呢？

悠遊卡是怎麼辦到的？

西元 1831 年，英國科學家法拉第 (Michael Faraday) 發現，當磁鐵穿過不帶電的線圈中間或線圈經過靜止的磁鐵時，線圈會因為磁場變化而產生感應電流 (induced current) ，且當線圈匝數（圈數）愈多或是移動速度愈快時，產生的電流就會愈強，這樣神奇的「磁生電」現象就稱為電磁感應 (electromagnetic induction) ，也就是悠遊卡使用的原理之一^1,2。

悠遊卡使用的無接觸感應技術稱為 RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻辨識系統），每張悠遊卡中都有 RFID 標籤 (Tag)，雖然標籤本身不會放電，但當它靠近讀卡機 (Reader) 的磁場周圍時會透過電磁感應的原理讓標籤上的線圈產生電流，這個電流便足以供應標籤將資訊傳到讀卡機。

不只是悠遊卡，舉凡感應式信用卡、高速公路電子收費 ETC (Electronic Toll Collection) 、圖書館或商店的防盜裝置、宿舍門禁卡、寵物晶片等也都是使用RFID 的技術呢！

手機 NFC（ Near Field Communication，近距離無線通訊）則是 RFID 的延伸版，同樣是使用電磁感應進行運作，差別在於 RFID 屬於單向提供資訊，NFC 則是讓短距離的兩方設備間能雙向交換資訊，過程快速又安全，有了NFC 功能的手機便可以進行我們耳熟能詳的行動支付^3-6。

電磁感應也能這樣用

家中的電磁爐也是利用電磁感應的原理，電磁爐內部的線圈會不斷交替磁場，間接讓金屬鍋具產生渦電流 (Eddy Current) ，達到電流生熱的效果，便能加熱鍋中的食物^7,8。除此之外，電磁感應也可以用於傳遞音訊喔！

想想看，今天到電影院欣賞一場電影，旁邊觀眾討論劇情或偷講電話的干擾是否讓你的理智線快斷裂？對於聽損人士來說，雖然他們的助聽器可以將外部聲音合適的放大，讓聲音訊息變得「清晰」，但當外部聲音訊息是來自於電子設備時（如：小蜜蜂、喇叭、廣播系統），助聽器麥克風會將這些「電子設備處理過的機械音」再次處理後才播放，導致聲音在數次的轉換過程容易「失真」，自然音效品質便容易因此打折，更甭提旁邊可能還有其他觀眾發出的擾人噪音，讓看電影不再是一件浪漫又享受的事情。

這種時候，使用 T 線圈 (Telecoil／T-coil) 就能幫助聽損人士聽得更清晰！多數助聽輔具都有 T 線圈，是透過導線纏繞在鐵氧體 (ferrite) 材質的棒子上所組成的，聽損人士只要在設有聽力／電磁感應線圈系統 (Hearing Loop / induction loop system) 的環境裡開啟「 T 功能」，金屬線圈便會產生交流電，將目標音源訊號接收後直接調整並放大，避免數次的聲音處理，讓使用者聽到清楚又純粹的聲音^9,10。

T 線圈與藍芽、遠端麥克風系統差在哪？

可以無線傳遞音訊的科技不只有一種，除了 T 線圈之外，助聽輔具也常具備藍芽功能 (Bluetooth) 或可搭配遠端麥克風系統 (Remote Microphone) ，那這三者有什麼不一樣？

藍芽功能雖然便於聽音樂、接聽電話，但會受到距離和特定助聽輔具型號的限制；遠端麥克風系統雖然可以與主講者戴的專屬麥克風連接，但在設備連接的數量及輔具的配對上仍較容易有所限制。

T 線圈則不同，大多數助聽輔具都有這樣的裝置，且感應線圈的設置也可以依照場地需求變更，範圍可以是一個運動球場大，也可以僅環繞在聆聽者周圍（如：設置於地板或椅子上），只要有裝設的地方就可以使用⁹。

比起其他個人化的無線裝置，T 線圈省了逐一配對的步驟，只要在裝設的地點內活動，也不會受到距離所限制，同時在感應範圍內還能多人使用，因此這項科技大多被運用於公共場所，例如國外的車站、教堂、學校、博物館或歌劇院等^11,12，讓聽損人士能輕鬆欣賞演奏、導覽或演講而不被雜音或距離所干擾，落實生活無障礙！

用電磁感應打造無障礙社會

目前台灣在國家兩廳院服務台、國家圖書館教室與演講廳、宜蘭演藝廳都有提供感應線圈的服務^13-15，然而國內有提供這項服務的場域仍不常見。特別是在車站、機場或商店等回音很重又吵雜的場所，我們通常得要很仔細聽班機／車次廣播資訊才能依稀辨別，更別說對聽損人士而言這樣的困擾會更加倍增；若在這個時候可以有T功能可以使用，相信他們就能更輕鬆的聽到廣播。

從每天都在使用的悠遊卡、行動支付、電磁爐到聽覺無障礙設施，在生活上的電磁感應應用可能比你想得還多，這些發現與發明提升了我們的生活品質，讓生活更加便利。今天通勤的路上也可再仔細觀察看看，還有哪些產品或服務是使用電磁感應呢？

參考資料

1. 【基礎】電磁感應
2. 麥可‧法拉第
3. RFID 與 NFC 技術有什麼不同？
4. 從悠遊卡到 Apple Pay：漫談 RFID 與 NFC 技術
5. https://kknews.cc/zh-tw/tech/6k9xyxl.html
6. RFID原理與應用
7. 電磁爐 (Electric Oven)
8. 電磁爐
9. T-Coils: Getting The Most Out Of Your Hearing Aid
10. Harvey Dillon（2019）. 助听器：第二版（胡向阳）。北京：华夏出版社（原著於2012出版）
11. How New York City Hears People With Hearing Loss
12. Hearing Loop
13. 雅文基金會臉書
14. 無障礙服務｜國家兩廳院
15. 國立臺灣圖書館——聽障服務