永遠的科學頑童──費曼誕辰│科學史上的今天：5/11

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。

• 作者 / 理查．費曼
• 譯者 / 吳程遠、師明睿、尹萍、王碧

科學道德淪喪

接下來我要談的，沒有上面所說的那麼嚴重，但我認為也非常重要，就是證據的研究、證據的報導。這可說是科學家互動上的一種責任，一種道德情操。

如何報導研究結果才算正確，而怎麼樣又是不對呢？一言以蔽之，就是要做到不偏不倚，也就是你得做到讓別人能夠清楚看懂你要表達的結果，卻儘可能不要把個人的好惡感情攙雜進去。這一點非常管用，因為唯有如此，科學家之間才能避開個人利害得失的羈絆，建立以就事論事為前提的互動關係，共同齊力為理念打拚。

因此你也可以形而上的認為這是道德上應有的態度，而這種道德，我絕對相信應該發揚光大。根據這項理念、或這個科學道德，就應該把宣傳字眼視為髒字。

比方說甲國的組成人民來自乙國，凡是提及甲國時，就該據實稱它為乙國人民組成的甲國。至於甲、乙兩國之間有些什麼淵源，說話的人又跟甲、乙國各有什麼愛恨情仇，都不應該改用其他稱呼，或是另外加上一些形容詞。但是如今這種宣傳文字把戲，已經玩到比盧德的奇蹟更教人瞠目結舌的境地！又如商業廣告，對產品的說明還真是不符科學道德！這種不道德行為到處氾濫，已經深入我們日常生活，讓一般人司空見慣之後更喪失是非觀念，覺得睜眼說瞎話沒啥不對。而我認為，匡正這種風氣非常重要，此則有賴我們科學同仁多多與其他社會人士接觸，向他們說明，並提醒他們，不要讓靈犀被氾濫的資訊所矇蔽，或習慣於僅僅接受有趣的資訊而已。

還有其他方面也用得上科學方法，那是顯而易見的事情，卻愈來愈難以用言詞來討論說明。例如做各種決定。此處不是指做成決定之前的程序應該講求科學方法，那是猶如要求在美國，分秒必爭忙著賺錢的金礦公司，聽你的話坐下來算算術。那真是不顧現實、去強人所難。我指的是決定的下達，得合乎科學，別人才容易聽得懂、才很快就能進入情況。這倒教我回憶起我在讀大二的那年，那個年紀的男生當然對討論女人特別熱衷，我們發現如果借用一些電學上的專有名詞，諸如阻抗、磁阻、電阻等等，絕對不會搞成雞同鴨講。說的人很自然，聽的人更是心知肚明。

另一件讓科學家極端不喜歡的世事，是各式各樣選舉領袖的方式，這方面是天下烏鴉一般黑，沒有一個國家好到哪裡去。譬如今天在美國，兩個政黨都爭相雇用一些所謂公關，也就是廣告界人士，受過專門訓練，套用他們認為必須的事實跟謊言，來包裝製造出真相假象攪和在一起的形象「產品」，目的不外討好選民、贏得選票。

其實最初的動機並不是如此，最初是請他們來當幕僚提供意見，參酌情勢製造一些口號的。這可是千真萬確的事實，美國歷史上有許多次政治領袖的選舉，勝負關鍵繫於一些口號。我確信如今兩黨各有數百萬美元的經費，準備花費在這樣的公關開支上，於是我們將會看到許多極富巧思的口號一一出籠。

我要講的還沒完，沒到做總結的時候。

科學家應該站出來

好幾次我都說科學是個不相干的東西，聽來似乎滿奇怪，所以我想回過頭來再談談這句話。當然，科學跟什麼都有關係，就連占星術也不例外，因為如果依照我們經由科學對這個世界真實情況的了解，我們就無法想像出，占星現象怎麼可能發生。從這個觀點來看，它們當然還是相干的。但是對一般相信占星術的人來說，兩者之間看不出有啥關聯，因為科學家從來不主動去跟他們分析兩者其實不能共存。同樣的，那些相信信仰能治病的人，也完全不用考慮那些方法究竟科學不科學，因為沒人會跑去跟他們理論。

如果你對科學沒興趣，不會有人拿把刀子架在你的脖子上，叫你非學不可。而本來學科學並不輕鬆，是件絞盡腦汁的苦差事，吃不了苦的人極易放棄，終於變成了科學文盲。目前芸芸眾生之中，放棄科學的比率非常高，以致科學文盲是這麼樣普遍。目前處處標榜高科技，卻同時到處充斥著不科學的神怪現象。但追根究柢，為什麼會有這麼多人放棄科學呢？因為我們學科學的人太過消極，事事因循苟且、見死不救的關係。我認為我們必須主動出擊，強力反擊制止一切我們不相信的事物。當然我們不能用人頭落地的方式，而是以講道理的辦法。

我相信我們應該要求人們在他們心坎內，試圖統一對所有世事世物看法的標準。避免把腦袋一分為四或一分為二，不同的區域用不同的標準。遇到一件事按照甲的說法，遇到另一件事又相信乙的說法，而從來不把甲和乙兩個說法放在一塊兒比較一下。我之所以如此要求，原因是經驗告訴我們，如果把同一事情的兩種不同看法放在腦子裡一塊比較，就能加深我們對事情的了解程度，並且還會幫助我們更加了解自己。而我相信一般人之所以認為科學無關緊要，是因為除非有人直接問上門來，我們這些科學從事者一般都是保持沉默是金的態度。別人請我們去演講，通常是要求我們向一些還搞不清楚牛頓力學的聽眾，去解釋愛因斯坦的相對論。而從來沒有人邀請我們，直截了當去拆穿信仰治病或占星術，或者甚至安排柔和一點的題目，像「科學對當前占星術的看法」。

科學家，您別客氣！

我認為我們必須鄭重其事，寫些通俗文章，讓相信占星術的人至少能得到一些天文學方面的知識，可以有機會把雙方比較一下。而使得相信信仰治病之流，也有機會了解到一些醫藥知識。因為任何人一旦生病，沒有不希望早日康復、去除病痛的。是應該去求神還是就醫，其實只是為了達到同一目標的手段選擇。如果兩邊都是未知數，難怪更多人會去選擇比較簡單省事的信仰治病方式。當然對病人來說，具有一些生物學知識總會有些好處。換句話說，我們必須讓一般人認識到，科學的確是有干係的。

有一回我不記得在什麼地方，看到有人發表言論說，只要不攻擊宗教，或是不跟教義有意過不去的，就是好科學。這是什麼屁話呀！不過正好透露出問題的癥結所在來，因為科學不攻擊宗教，大眾就不會注意到科學，也就沒有必要學習科學的任何內涵，以致大家誤以為科學除了一些實用價值外，可以完全跟現代社會脫節，成為可有可無、與其他東西無關的點綴。在這樣的一般心態下，即使我們現在決定一改初衷，積極起來，主動去向人們講解道理，匡正他們的錯誤看法，只怕難有立竿見影的效果。因為你要講的東西，他們找不出需要知道的理由嘛！

而反過來說，如果你採用激烈的挑釁攻擊方式，迫使他們不得不挺身出來保衛自己的看法，為了挑毛病反駁，他們不能不研究你的論點，也就間接達成你的目的：讓大家有個比較，不再由一言堂控制。所以我認為，如今情況之所以這麼糟糕，極可能就是壞在我們以往為人太厚道、太客氣了。這種對話在歷史上也曾出現過，那就是教會覺得伽利略的看法正面攻擊了教會。而今天的教會則不覺得科學界的看法造成任何痛癢。沒有人看不慣，沒人出面寫文章，來向大眾指出，神學觀點與科學觀點是如何的格格不入。

甚至有時候碰到的一種怪現象，是在同一位科學家身上，他的宗教信仰跟科學信念之間矛盾百出。