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搔癢要別人才有感覺!但為何自己搔自己不會癢?

PanSci_96
・2019/02/15 ・1630字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級
  • 文/文詠萱

相信許多人都曾經疑惑過:為什麼我們沒辦法搔自己癢呢?

想要解答這個問題,你不妨試試看用手按壓自己的手臂,或是將手指碰在一起,是不是跟別人碰觸你的時候感覺很不一樣呢?

這是因為當別人要碰觸我們的時候,我們並不知道他什麼時候會碰到自己,也不知道他什麼時候會改變觸摸的方式,相較於「自摸」會有更多驚喜;換言之,沒有驚喜感,我們也就很難搔癢自己。而最近瑞典林雪平大學 (Linköping University) 的一項新研究表示,這癢和不癢間,原來藏有更多的學問。

自己摸 vs. 他人碰,大腦解讀不一樣

「觸覺與人際間的肢體互動對我們人類來說相當重要,但這類的研究並不多。」研究人員 Rebecca Böhme 表示。

觸覺,是人類認識他人的第一種方式。早在出生之前,胎兒便能感受到母親的子宮內部。而在成長過程中,觸覺也是建立人際關係的關鍵,如:握手、懷抱嬰兒、彼此觸碰等等。

不過呢,雖然人際間的碰觸十分重要,但在面對社交觸摸與自我觸摸時,大腦和神經系統處理的強度與速度是不同的。而這次所要介紹的研究,便是想要深入探討:在自我接觸以及接觸他人時,人類的大腦皮質與脊髓的處理差異。

觸覺也是增進人際關係的一種方式。圖/pixabay

到底有何不同?讓三種實驗來解密!

為了解人類的大腦與神經系統處理不同觸摸時的狀態,Rebecca Böhme 與其研究團隊,針對不同受試者進行三項試驗。

第一次試驗,研究人員將受試者送進 MRI 中,觀察受試者們在面對自我觸摸以及他人觸摸時,腦部神經分別產生了什麼反應,並將結果相互比較。

第二次試驗,研究員請受試者用手觸摸自己的手臂,同時用塑膠細絲碰觸受試者手臂皮膚。在同時接受兩種觸碰的狀況下,他們會詢問受試者的感受,包括:有感覺到塑膠細絲嗎?是手感受到的觸摸較明顯?還是手臂感受到的被觸摸感較明顯?

第三次試驗,研究人員在受試者拇指上擺放電極 (electrode),用以追蹤自我與他人觸摸時,大腦的處理速度。

癢不癢?哪裡癢?怎麼癢?圖/giphy

與自我認知息息相關,你的大腦用觸覺區分人我

研究結果發現:相較於他人的觸碰,大腦在處理自我觸摸時,被活化的區域會少非常多、活化的程度也較低。

研究人員認為這個結果並不意外,但令人感到驚訝的是:大腦在處理兩者訊息時的差異程度相當極端,這與研究團隊預期的有所不同。他們在 MRI 中觀察到:自我觸摸時,大腦中的島葉 (insula)、杏仁核 (amygdala)、海馬旁迴 (parahippocampal gyrus)、前額葉 (prefrontal areas) 等區域未被活化。

可以看出來,當大腦在處理他人觸碰時,腦部被激活的範圍較大。圖/研究圖片

這項研究讓人了解,原來我們的大腦,清楚地知道他人與自我觸摸的差異,並會以不同區域處理兩種不同的接觸方式。「我」(me) 以及「非我」(not me) 對於大腦而言,是由觸覺定義。

然而,並不是所有人實驗結果都相同,有些思覺失調症或是自閉症的患者,比一般人更能感受到自我接觸的觸覺。此外,也有其他研究表明,觸覺可能與精神疾病有關。這項研究結果對於自閉症、思覺失調症及情緒不穩定的病人,提供了研究基礎。而針對社交障礙及他人與自我歧視等狀況,也提供了新的研究參考方向。

Rebecca Böhme 表示:「未來更多的研究了解大腦與觸覺的關係,將有助於讓人們了解自己的狀況,並提高生活品質。」

當我們了解大腦與觸摸的關係時,或許可以因此提高生活品質。圖/pixabay

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PanSci_96
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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》