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如果「利他能」不是聰明藥,那它的作用是什麼?又為何有這樣的誤會?

Aaron H._96
・2019/03/16 ・1682字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 611 ・十年級

除了長生不老之外,一夜之間突然變「聰明」、輕輕鬆鬆就可以考一百分,應該是所有人都想要的吧。所以凡是用於改善情緒、睡眠、注意力等的藥物,都相當容易被誤解為可以提升成績的「聰明藥丸」。因此,美國大學生也一度出現濫用「利他能 (Ritalin) 」的情形。

利他能其實是用來治療注意力不足 (ADHD) 的藥物,讓注意力不足的孩子能專注課業。「利他能」並不是大雄的記憶吐司,對一般人而言也沒有迅速提升智商,達到頭好壯壯的效果。

圖/pixabay

事實上,利他能從研發至今,從來都不曾有「讓人變聰明」或是任何強化大腦的神奇功能。利他能的主要成分是「派醋甲酯」 (methylphenidate HCl, MPH) 。

  • 1944年,由CIBA製藥公司開始研發。
  • 1957年左右,CIBA製藥公司開始以治療慢性疼痛、憂鬱症、躁鬱症等適應症為行銷重點,大肆推銷利他能。
  • 1960年代,一度和許多維他命和賀爾蒙藥物混搭出售,以改善使用者的情緒為主要功能。

現在利他能主要作為治療注意力不足過動症 (ADHD) 的藥物,用於提升孩童專注力。

利他能的運作原理

由於利他能的作用能有效提升專注力,常常被比喻成安非他命,但事實上兩者的運作原理和結構不盡相同。

利他能的運作原理是藉由阻止神經傳導物質被回收到突觸前神經細胞,進而提升專注力。安非他命除了會阻止神經傳導物質的回收外,也會將突觸前神經細胞儲存的神經傳導物質,在短時間內一次吐光;造成使用者的突觸間神經傳導物質的濃度,急速升高,帶來極大的興奮感;也因此極容易上癮,被列為第二級管制藥品。但用在過動症治療的利他能,則屬於第三級管制用藥。

利他能藉由抑制神經傳遞物質回收,影響神經功能,進而提升專注力。圖/wikimedia

在正常使用下,利他能並不是「毒品」,吃了並不會「High」,所以也很少出現生理上癮的現象。在美國,有時會開立含有安非他命異構物成分的 Adderall ,來治療過動症。但目前台灣並未核准藥證,家長並不需擔心。

利他能用於治療專注力不足,但對一般人有效嗎?

美國大學生與年輕運動員,濫用利他能的現象在 2010 年左右達到高峰,但目前關於未被診斷過動症的成人或孩童使用神經興奮藥物的研究還不多。初步的研究顯示,未診斷出過動症的受測者,自願使用神經興奮藥物後,在理解空間相關的問題,似乎會稍微縮短反應時間。但對於較為複雜的語言功能、理解、記憶等功能,利他能看來毫無幫助。利他能目前經過核准的適應症,適用於改善專注力,並沒有迅速精神強化,吃了會突然智商爆表的功能。

因此利他能並非聰明藥 (Study Pill) ,如今在美國濫用的狀況,也不再如同過去一樣普遍。

圖/pixabay

利他能的常見副作用

臨床上使用利他能最常見的副作用是食慾降低失眠,嚴重的話會影響孩童體重(通常不影響身高);所以盡可能在白天、飯後服藥,讓孩童能正常用餐與休息。

服藥期間,醫師通常也會持續關注孩子的食慾、精神狀態與體重變化。沒有 ADHD 的成人服用利他能而導致食慾減低的狀況並不多見,所以並不能當成減肥藥物使用。對於無需特別關注心血管的孩子,並無證據顯示,利他能會導致心血管疾病或是增加自殺機率。

在台灣治療過動症的神經興奮劑除了利他能之外,還有另外一種成分相同,但藥效較長的專思達 (Concerta) 。由於專思達的膠囊有特殊設計,能夠讓藥物緩慢釋出,延長作用時間,讓孩子一天服藥一次即可,提高接受治療的意願。

過動症的成因與治療都相當複雜,除了盡早建立對利他能等常用藥物正確的認知之外,積極地培養專注習慣,協助孩子融入學習環境,都對於提升專注力都會有所幫助。

參考文獻:

  1. Lakhan, S. E., & Kirchgessner, A. (2012). Prescription stimulants in individuals with and without attention deficit hyperactivity disorder: misuse, cognitive impact, and adverse effects. Brain and behavior2(5), 661-677.
  2. Beyer, C., Staunton, C., & Moodley, K. (2014). The implications of Methylphenidate use by healthy medical students and doctors in South Africa. BMC medical ethics15(1), 20.
  3. Ritalin,CESAR(Center for Substance Abuse Research)
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「論專心,女人不如男人?法國人不如英國人?」——追查首篇 ADHD 文獻,來自 250 年前的注意力不足過動症研究
林希陶_96
・2022/08/02 ・2617字 ・閱讀時間約 5 分鐘

最早討論 ADHD 的人是誰?    

先前已知最早關於 ADHD(注意力不足過動症;Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder;以下簡稱 ADHD)的正式論文是喬治.史提爾(George Still)於 1902 年刊登在《刺胳針》上的三篇文章,裡面提到他的臨床經驗,一共有 43 名兒童,在注意力持續上有嚴重的問題。

他的看法與威廉.詹姆斯(William James)一致,認為缺少這樣的注意力會造成「道德控制」上的缺陷,這些孩子們被描繪成過度活躍、好鬥、挑釁、抗拒紀律、過度情緒化,對於行為沒有「抑制意志」。在這些看法之中,過度情緒化是最常見、最值得注意的特徵。

喬治.史提爾(George Still)為英國小兒科醫生,五本醫學教科書的作者,發表了數百篇論文。 圖/wikipedia

除了道德控制這個特別的觀點之外,這樣的描述與 120 年後的我們幾乎相同。現在的 ADHD 難以處理的部分也在於過度情緒化這個點上,這些孩子常常因為一件小事就極端沸騰起來,讓所有接近的人都難以承受。

但在 2001 年時,帕默和芬格(Palmer & Finger)認為最早描述 ADHD 症狀的人應該是蘇格蘭醫師亞歷山大.克萊頓(Alexander Crichton)。克萊頓在 1798 年的醫學教科書中,寫了一篇關於注意力障礙的章節。克萊頓的描述又比史提爾早了 104 年,但從史提爾的三篇文章中,卻未引用克萊頓的文獻。

克萊頓對於注意力的描述是這樣的:

一、它是一個人意識的核心特徵;它是我們選擇將注意力集中的東西。

二、注意力是費力的,而不是自動產生的。克萊頓認為注意力的發生,在於我們刻意想要專注,注意力才可能集中。

三、注意力被視為一種有意志的活動,是個人的積極選擇。許多哲學家解釋注意力代表自由意志,更清楚意味著選擇的自由。這樣的說法也跟現代接近,注意力確實非常耗費能量,我們要持續關注某件事情的確是一件不容易的事。

來自澳洲藥師的研究,成為目前最早討論者

在彼時,我們以為克萊頓的描述是最早關於 ADHD 的醫療文獻。但神奇的事在 2011 年 8 月發生了,一位住在澳洲布里斯班的藥師約翰.顧爾德(John Gould),寫信給羅素.巴克利。[1]

顧爾德自稱對於精神醫學歷史有濃厚的興趣,他從傅柯的《瘋狂的歷史》一書中讀到,德國醫師魏卡德(Melchior Adam Weikard)在 1790 出版的醫學教科書《Der Philosophische Arzt》中,已經有注意力缺失的描述。但問題是這些文件只有德文,並未轉譯成英文。

因此巴克利只好聯繫德國醫師彼得斯(Helmut Peters),請他協助將文件轉譯成英文,彼得斯還購買了 1785 年出版的第二版,重複確認所看到的文件。由此確認關於注意力缺失的描述,在德文中首次出版是 1775 年,比克萊頓的文獻早了 23 年。

1787 年版本之《Der Philosophische Arzt》扉頁。圖/Internet Archive

值得一提的是,魏卡德是一位著作等身的醫師,發表了許多醫學、哲學、心理學主題的著作,他提出了許多關於疾病及治療的例子。因為這樣的背景,他批評落後的神學家,也不相信當時流行的占星術。雖然他自承相信上帝,但他經常批判教堂,晚年甚至公開敵視宗教和教會,而且還拒絕臨終前領受聖禮。

也因為與教會多所摩擦,因此魏卡德在 1775 年出版該醫學教科書第一版時,是匿名出版的。第二版也是照樣匿名(但匿名也沒用,教會還是知道這本書是誰寫的),因為他在教科書中攻擊治療疾病的各種宗教習俗(如巫術、驅魔),當然也引來宗教組織廣泛的譴責。魏卡德被指名道姓地誹謗,朋友們不敢拜訪他,甚至不敢坐在他旁邊。

曾經與魏卡德較為親近的人也因此被迫害,不反對他的人則被視為自由精神和無神論者。魏卡德大學同事的妻子視此為畏途,她看到了魏卡德的遭遇後,有感而發表示「我很高興我的丈夫不會寫作!」(寫到這邊才發現會寫字是多麼大的風險了。我個人戲稱自己是拿筆的丁,常常筆還沒拿好,刀子就先砍過來了。

當時對 ADHD 的看法以及治療方法與現代類似嗎?

至於魏卡德當時對於注意力缺失的看法也與現代相似,其觀察也非常細膩:「當他們仔細閱讀或討論嚴肅事情時,會像小孩一樣,被一百件小事分心」;「每一個嗡嗡叫的蒼蠅、每一個影子、每一個聲音、對古老故事的記憶都會將他拖離任務進入想像世界之中」。這樣的描述告訴我們,注意力不足的核心症狀經過了 250 年還是沒有改變,這一群人早就存在於世界上了,並不會因為人們的不瞭解而消失。

當然,受限於當時的科學發展,他對於注意力不足的成因與治療方法現在看來是荒誕不羈的。他認為「不良的教養」、「教導的不足」是導致注意力不足的原因(雖然現在有一些外行人也是這樣想的,認為只要好好教導,個案好好學習就可以改正注意力不足的症狀),而疾病的源頭是「感覺神經」與「大腦纖維」太快地被晃動,而導致分心。治療方法是用冷水浴、鋼粉、礦泉水、牛奶、酸水、純金雞納[2] 、酸、咖啡、香料、熱飲、騎馬、體操等等。

另外,他也認為「年輕人不如老年人專心」、「女人不如男人專心」、「樂觀的人不如憂鬱的人專心」、「法國人不如英國人專心」。除了第一項有研究支持之外,其他三項並無科學實證,甚至可能落入歧視的窠臼之中(得罪女人跟法國人?應該會有排山倒海的抗議聲浪吧)。

無論如何,魏卡德關於注意力不足描述的篇章,確實可成為堅實的證據,證明此文獻為描述 ADHD 最早的醫療文獻。此一年代,距今已經大約 250 年了。

註解

  • 註 1:羅素.巴克利(Russell A. Barkley)為知名臨床心理學家,專研 ADHD 超過 30 年,所寫的書《Taking Charge of ADHD: The Complete, Authoritative Guide for Parents》,中譯本為《過動兒父母完全指導手冊》,是 ADHD 領域長年暢銷、必讀之參考讀物,我個人推薦父母必看之書籍也都是推薦這一本。
  • 註 2:金雞納樹大家一時可能搞不清楚是什麼東西,它的樹皮、樹根可提煉出奎寧,可做為治療瘧疾之用。很久之前,金雞納樹被視為萬用藥,有「萬病之寶丹、百藥之君長」之美稱,幾乎可說是神藥了。不要講以前,前一陣子新冠肺炎大流行時,就有一群人說奎寧有治療功效,著名的支持者還包括美國前總統川普。不過奎寧已經很確定對於新冠肺炎是無效的,我們應該可以不用跟這種沒有科學證據的風了。

參考資料

  1. Barkley, R. A., & Peters, H. (2012). The earliest reference to ADHD in the medical literature? Melchior Adam Weikard’s description in 1775 of “attention deficit” (Mangel der Aufmerksamkeit, Attentio Volubilis)Journal of attention disorders16(8), 623–630. https://doi.org/10.1177/1087054711432309
林希陶_96
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作者為臨床心理師,專長為臨床兒童心理病理、臨床兒童心理衡鑑、臨床兒童心理治療與親子教養諮詢。近來因生養雙胞胎,致力於嬰幼兒相關教養研究,並將科學育兒的經驗,集結為《心理師爸爸的心手育嬰筆記》。與許正典醫師合著有《125遊戲,提升孩子專注力》(1)~(6)、《99連連看遊戲,把專心變有趣》、《99迷宮遊戲,把專心變有趣》。並主持FB專頁:林希陶臨床心理師及部落格:暗香浮動月黃昏。

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閱讀障礙與注意力缺失是哪裡卡關?──觀察腦電波解析大腦處理語言的奧秘!
研之有物│中央研究院_96
・2021/10/11 ・5704字 ・閱讀時間約 11 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|陳毓豪
  • 美術設計|林洵安

每個孩子都是父母心中的寶貝,但對於閱讀障礙與過動孩童而言,成績低落、學習不專注是常有的事。大腦研究可以幫助我們釐清背後的成因嗎?「研之有物」專訪中研院語言研究所李佳穎研究員,她的專長為神經語言學,透過腦造影技術,探討大腦與語言處理的關係。腦波研究如何幫助我們了解語言學習及認知發展呢?來聽聽李佳穎怎麼說!

解鎖大腦處理語言的奧秘

語言,是人類溝通、學習和知識傳承的基礎,但我們究竟是如何從牙牙學語到熟悉多種語言呢?英文有子音、母音,中文也有不同聲調,大腦怎麼區別不同語音?

這些是「神經語言學」的內容,也是中研院「大腦與語言實驗室」的研究重心。李佳穎研究團隊透過大腦的腦波反應,試圖解鎖大腦與語言處理的奧秘,希望進一步找出影響孩童閱讀發展與注意力障礙的關鍵機制。

「腦波的研究已經一百多年。」李佳穎將腦波原理娓娓道來,「大腦由很多神經元組成,這些神經元透過神經傳導物質及電的作用,相互溝通訊息。」想要研究大腦如何處理語言,一般不是直接把探針插在大腦神經元做侵入式量測,而是讓受試者戴上多個電極的帽子,從頭皮上以非侵入式、不影響大腦運作的方式量測。

腦波觀測就像量測心電圖一樣,只要有兩個電極放在大腦頭皮上,便能量測到隨著時間的電位變化,也就是腦波圖(EEG, Electroencephalogram,以下簡稱腦波)。人類在專注、放鬆、睡眠等不同的狀態下,腦波會呈現出不同的頻率組合。

量測腦電波時,受試者需要戴上多個電極的帽子,以非侵入的方式量測頭皮電位。圖/iStock

在研究與臨床上,腦波圖也常被用來計算「事件相關電位」(Event related potential, ERP),了解特定事件(例如認知、語音知覺或閱讀等)是否能誘發出特定的腦波型態。

例如,「新生兒聽力篩檢」就是常見的聽覺事件 ERP 臨床應用。透過量測新生兒接收聲音刺激後, 10 毫秒內的腦波反應,就可以知道寶寶大腦的聽覺反應是否正常、有無聽損。檢查的過程中,新生兒不需要有行為反應,睡覺也沒關係。

腦波不僅可用來解答語言或認知歷程的基本問題,也可應用在臨床或教育上。

檢測嬰幼兒語音知覺的腦波──MMN

從量測到的事件誘發電位,科學家只要知道電位振幅強度波峰發生時間點以及在頭皮上分布的狀態這三個重要資訊,就可以像氣象局預估地震震央一樣,透過數學模型推估神經元活化的起源(generator),解答語言與認知歷程的問題。

李佳穎團隊解開閱讀障礙與注意力缺損之間的關係,即是使用:聽覺事件相關的腦波 MMN(Mismatch negativity,不匹配負向波)。MMN 是什麼呢?它是大腦偵測到聽覺刺激改變時,會自動產生的電位變化。

試著想像,當你聽到高昂尖叫、低頻狂吼,是不是會有不同感覺?腦波反應也是。當大腦偵測到不同頻率的聲音變化,頻率差異越大,引發的 MMN 負向振幅就會越大,電位變化的時間點也越早。

那麼,MMN 可以發揮什麼關鍵功能呢?MMN 振幅大小和發生時間點,能反應出人類對聽覺差異的自動感知區辨能力。此外,紀錄 MMN 腦波資料時,受測者只需要被動地聆聽,不須對聽覺刺激進行任何行為判斷,因此這個腦波指標很適合用來測試無法配合指令要求的族群,像是嬰幼兒、特殊疾病的族群。

目前, MMN 被廣泛用在嬰幼兒語音知覺發展的研究,而且研究已發現,從嬰幼兒的語音發展及語音知覺表現,可以有效預測這些孩子日後的閱讀能力!

時間一天一天走,語言敏感度一點一點消失

芬蘭曾有一項知名研究,研究者想知道:不同母語的嬰兒,語音區辨力有什麼不同?

研究者以芬蘭與愛沙尼亞的嬰兒來做比較,觀測他們聽到不同語音時的 MMN 腦波振幅,判斷嬰兒對愛沙尼亞語特有母音 [õ] 的辨別能力。結果發現,芬蘭嬰兒在 6 個月大時,雖然生活中不會聽到這個母音 [õ],仍對它有很好的辨別力。但到了 12 個月大,芬蘭嬰兒對於非母語 [õ] 的辨別敏感度就顯著降低了!這項研究顯示:

即使不是母語會出現的音素,孩子都有與生俱來的辨識力,但這種天賦會逐漸「關上門」。

隨著語言學習的過程,我們對母語中不存在的音素會漸漸失去敏感度。

中文閱讀障礙孩童的關鍵:對聲調變化較不敏感

每種語言具有不同的語音特徵,因此李佳穎實驗室近年也運用 MMN ,探討中文母語者的語音知覺發展,以及檢驗語音改變時,MMN 與中文閱讀能力的關係。

以中文聲調為例,幼童或初學中文做第二語言的外國人,常常分不清楚二、三聲。這是因為二、三聲調的物理屬性(不論是起始頻率或隨時間變化的基頻),比一、三聲的差異來得小。研究團隊也以一三聲、二三聲的 MMN ,觀測不同受試對象的腦波反應。

李佳穎首先以大學生做實驗。比起一、三聲調變化,成年受試者在二、三聲差異變化時,引發的 MMN 振幅較小,發生時間也比較晚,表示成人大腦能順利區辨這些聲調。

不過,對於小學一年級和二年級的孩子,一、三聲調 MMN 負向振幅很大,二、三聲調的 MMN 卻是一個正波,顯示他們對二、三聲還沒有自動區辨能力,直到五年級後,才穩定下來。此外,識字量越高的孩子,所測得二、三聲調的 MMN 振幅越負──代表識字量越高,對聲調的敏感度越高。

低年級的孩子,一、三聲調 MMN 負向振幅很大,但二、三聲調的 MMN 卻是正波,顯示他們還沒有自動區辨能力,一直要到五年級以上才會穩定下來,接近成人。圖/研之有物、iStock

研究團隊再針對閱讀障礙的孩子進行量測。結果發現,閱讀障礙孩子的 MMN 反應和低年級孩子類似,對二、三聲的 MMN 反應不敏感。這和過去認為,他們是因為看文字、視覺區辨有困難而產生閱讀障礙,有些不同!

閱讀障礙孩子對聲調的敏感度較弱,若用語音來學習文字可能容易卡關。

實驗結果找出了閱讀障礙的學習關鍵,有助於未來鑑別或幫助閱讀有困難的學童。

李佳穎表示,從這些研究發現可知,MMN 能反映大腦對語音的敏感度,並且與閱讀發展息息相關。未來,若能建立區辨中文語音的 MMN 發展資料庫,就可做為早期鑑別語言與閱讀障礙的神經生理指標。

兩者在一、三聲調的 MNN 差別不大。但對於二、三聲就有差別,閱讀障礙兒童的振幅在 200 毫秒之前幾乎是正波,這顯示他們的聲調敏感度較不好。資料來源/李佳穎

孩子是注意力不足還是閱讀障礙?腦波會說話!

學習障礙的孩子裡,除了閱讀障礙、語言障礙,另一個常見的狀況是:注意力缺失。

許多過動症(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)的孩子,因為注意力不足,常常會伴隨著學習困難;但閱讀障礙兒童跟不上進度,往往也難專注。因此,老師或家長在兩者評估上經常遇到困難。

不過,李佳穎發現,注意力缺失與閱讀障礙的孩子,在偵測聲音刺激變化的腦波反應不太一樣。

偵測聲音變化時所引發的 MMN ,是一個反應大腦自動偵測聽覺訊號差異的腦波成分,這個階段的反應,並不需要注意力的介入控制,也就是發生在前注意力階段(pre-attentive stage)。即使在嬰兒睡覺、孩童看巧虎的時候進行測量,大腦也會自動偵測聲音聲調的變化。

MMN 的腦波振幅出現得比較早,在 MMN 的波形發生後,通常還有另一個腦波成分叫做 P3a, 這是一個在「差異音」出現 300~600 毫秒後所引發的事件誘發電位。P3a 振幅會受到注意力資源分配(例如差異音出現的比例)影響。因此,P3a 反映的是不自主的注意力導引能力。

李佳穎研究發現,在一、二、三聲差異音比例為 0.1:0.1:0.8 的情況下,閱讀障礙的孩子 MMN 指標即出現問題──閱讀障礙孩子「前注意階段」的語音敏感度比較差。但如果是過動兒,MMN 指標跟一般孩子並無差異,主要是 P3a 出現問題──過動兒在「不自主的注意力引導階段」反應較差。

比起一般孩子,過動兒一、三聲的 P300 反應明顯較弱,這也顯示 ADHD 孩子大腦處理注意力的歷程,與正常孩子有所不同。研究也發現,P3a 的振幅與注意力行為評估量表的分數有顯著相關。

不同腦波成分,會反應不同的大腦機制。與音調敏感度有關的 MMN , ADHD 兒童和一般孩子差不多;但與注意力有關的 P300, ADHD 孩子反應明顯較差。資料來源/李佳穎

總結來說,閱讀障礙的孩童在 MMN 腦波反應,也就是前注意力階段的語音敏感度出現問題。過動孩童的 MMN 反應和一般孩子差不多,但是 P300 反應較弱,也就是處理注意力的歷程比較差。

從 MMN、P300 兩個不同的腦電波成份(component)研究顯示,腦波能反應出大腦內在語言、認知處理歷程。MMN 反應的是聲音敏感度,P300 反應注意力的歷程,對於未來在孩童學習障礙的臨床鑑定上,將提供重要的幫助。

李佳穎希望能持續蒐集更多個案的常模,協助做出注意力不足過動症、閱讀障礙的鑑別診斷,也能進一步做更多不同範疇的臨床應用。

從語言學角度,建議讓孩子提早學習雙語嗎?

全世界的子音和母音有 600 多個,可是每一個語言大約只用到 30 到 50 個語音。我們的大腦神經元在出生後會不斷蓬勃發展,神經元之間的連結也會隨著經驗連結,持續開闢出新道路;但同時,沒有經驗或不需要的神經元也會被修剪掉。

前面提到的芬蘭研究,嬰兒一開始對任何語音差異都能區辨或偵測,但是透過神經網絡(neural network)的學習後,反而逐漸喪失這種能力。這種例子很常見,就像許多講台語的長輩分不出國語的「發生」和「花生」,因為台語沒有ㄈ、ㄏ;日語母語者則是無法區分 r、l;而我們學英文也有極限。

這些例子,都是因為大腦將用不到的神經連結修剪掉,也就是大腦可塑性。

因此,可以提早讓孩童在自然環境中接觸語言,累積經驗值。口語詞彙是閱讀能力的根基,但不管是母語或第二語言,都不用急著讓孩童學習文字。

還沒上學之前,家長可以透過講故事,累積孩童的語音敏感度與詞彙量,作為未來閱讀發展的根基。如果要強調第二語言,也可以在遊戲、自然互動中建立語感,不用一開始就教閃卡、背單字、寫字,因為書寫涉及視、知覺和動作的協調,也與小肌肉發展有關,不必過早介入教導。

對閱讀障礙孩童的家長,有什麼建議?

語言的傳遞有聽、說、讀和寫。文字的發展,讓訊息有不同的溝通模式,也加速了知識傳承。但對閱讀障礙的孩子來說,以文字做為獲取知識的媒介是較困難的。

知識不一定只能透過文字傳播。如果孩子在文字形式的吸收有困難,也可以採用有聲或多媒體等方式來學習或評量,建立信心。他們閱讀能力的發展斜率或許比一般孩子緩慢,但還是會進步。如果因為經常失敗而扼殺了興趣和動機,反而更不利於小孩的學習發展。

上學不只是為了學習文字、閱讀能力,而是幫助孩子獲取知識。閱讀障礙不代表不能學習,更不代表人生是黑白的!許多優秀的人都有閱讀障礙,例如知名歌手蕭敬騰、新加坡前總統李光耀,都是好例子。

我們語言與大腦實驗室也做了好幾組遊戲,希望透過不同的形式,幫助學習困難的孩子,從互動遊戲來累積語言經驗。像是 「注音冒險王」,已經上架 Android 和 iOS 雙平台提供下載。

李佳穎團隊結合神經語言學,為台灣學童開發多款識字教學遊戲。目前的三款 APP(每日腦點心、注音冒險王、收割季節),都可免費下載,在疫情期間也提供雙北特教老師使用,作為學習障礙學童的線上課程,老師還可以從後台了解學習狀況。圖/大腦與語言實驗室網頁

為什麼會從語言學研究,發展到教育應用?

我原本研究非常基礎的腦神經科學,最大的研究動力是為了滿足學術上的好奇心,原先沒想過會投入臨床或教育方面的應用。

過去,我找了一些閱讀學習困難的孩子當受試者,家長報名很踴躍,因為他們很想知道孩子究竟怎麼了,該怎麼協助。每次實驗後,父母都很關心能為孩子做些什麼。但我發現:我根本沒辦法幫助他們,他們只是來幫我做實驗!

這讓我慢慢思考,只提供施測並不夠,應該想辦法回饋這些孩子和家長。

一開始,我沒辦法直接幫到孩子,所以決定先做出中文的字詞資料庫,提供資源讓特教老師設計學習單。後來,我開始四處演講,分享語言學習、閱讀學習的歷程,漸漸有特教機構和鑑定機構找我協助,也因此跟教育現場的老師有更多互動,更了解不同學習障礙類型的需求及鑑定上的困難。

特教老師很忙,從「知道理論」到「可以使用」也仍有一段距離,所以我們開始進一步規劃輔助教學應用軟體。通常,第一版原型由實驗室自己研發設計,之後再和專業工程師討論,一步步發展。很幸運有長期支持的團隊,讓我們不只做基礎研究,還可以設計免費學習 APP 回饋社會。我也期待有更多生力軍加入大腦與語言實驗室,一起為臺灣的腦科學與教育應用努力。

延伸閱讀

  1. 「語言使用」和「大腦」的關係是…? 專訪李佳穎
  2. 中研院語言學研究所──大腦與語言實驗室
  3. Cheour, M., Ceponiene, R., Lehtokoski, A., Luuk, A., Allik, J., Alho, K., & Näätänen, R. (1998). Development of language-specific phoneme representations in the infant brainNature Neuroscience1(5), 351–353.
  4. Lee, C. Y., Yen, H. L., Yeh, P. W., Lin, W. H., Cheng, Y. Y., Tzeng, Y. L., & Wu, H. C. (2012). Mismatch responses to lexical tone, initial consonant, and vowel in Mandarin-speaking preschoolers. Neuropsychologia50(14), 3228–3239. 
  5. Sams, M. (1983). Sequential effects on the ERP in discriminating two stimuliBiological Psychology17(1), 41–58. 
  6. Yang, M. T., Hsu, C. H., Yeh, P. W., Lee, W. T., Liang, J. S., Fu, W. M., & Lee, C. Y. (2015). Attention deficits revealed by passive auditory change detection for pure tones and lexical tones in ADHD children. Frontiers in Human Neuroscience9.
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研之有物│中央研究院_96
248 篇文章 ・ 2060 位粉絲
研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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不用靠心電感應!只要專心「聽故事」,你的心率也能和他人同步
Bonnie_96
・2021/10/10 ・2026字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

想像一下,你只是在專心聽故事,即使其他人不在同個空間一起聽。但你們的心率卻會不自覺地同步,你相信有這麼神奇的事嗎?

圖/Pexels

在過去研究中 [1],科學家就發現當人們在同個空間,一起看電影或現場表演等共同體驗活動,大家的心律和呼吸等身體機能就會不自覺地同步。甚至,只要和另個人交談 [2],你和對方的大腦活動、心率也會同步。

最新發表在細胞報導(Cell Reports)的研究 [3],就發現參與者們只是聆聽故事,甚至不在同個空間,他們的心率也會同步。要能引發心率同步的狀況,有個前提:參與者必須非常專心。

只要靠聽故事,心率就能同步?

人們彼此會傳遞共同情緒等共感現象,長期以來科學家假設是源於我們大腦的社交天性。紐約市立學院教授、論文共同作者帕拉(Lucas Parra)就表示,過去有很多文獻指出,人們的生理機能會相互同步。但人要在以某種方式互動,並實際出現在同個地方。

但是帕拉也提到,我們的研究發現「這種現象要廣泛得多」,當人們只是專心聽故事、大腦處理這些刺激的同時,心率就會出現相似的變化。共同作者之一的西特(Jacobo Sitt)也補充,這是認知功能所驅動人的心率上升/下降,反而和故事情節所引發的情緒並不相關。

而心率同步的前提,就取決於參與者是否專注聽故事,並思考接下來會發生什麼。因為我們的心率波動,有部分是由意識處理所驅動的,而大腦會對這些刺激做出反應。

圖/Pexels

「注意力」是真正影響心率的因素

研究者進行一系列四項實驗,來探索意識和注意力在同步參與者心率中的作用。首先,研究者讓參與者們(彼此之間沒有互動),聆聽法國小說家凡爾納(Jules Verne)的科幻作品《海底兩萬里》(Twenty Thousand Leagues Under the Sea)的有聲書。

「他們的心率會根據故事劇情而變化」研究者也透過心電圖(EKG)的測量發現,當參與者聆聽故事時,大多數參與者在故事到達特定劇情時,都會表現出心率增加/減少。

你可能會覺得,欸!這個實驗打臉前面論文作者西特所說,心率和情緒變化不相關的說法。於是,他們進行第二項實驗,讓參與者觀看具有教育意義的教學影片,這基本上就不會引發情感變化。

去除情感變化的因素後,發現注意力是真正影響心率的因素。一開始,研究者先讓參與者專心觀看教學影片,大家的心率表現出類似的變化。有專心的情況,那也要測測看參​​與者在不專心時看影片,心率會不會同步。結果,幾乎所有參與者的心率同步情況都下降了。

光看心率是否同步,可以預測植物人的預後狀況嗎?

為了進一步測試注意力和記憶力的關係。在第三個實驗中,參與者分別要在專心、不專心的情況下,聆聽故事,並回想剛剛故事中的細節。結果發現參與者心率波動的情況,可以預測他們在回答有關故事問題時的表現。這也說明心率的變化,正是反映大腦是有意識地處理故事的訊號。

在最後一項實驗和第一個實驗類似,但不同的是,研究者找來有意識障礙的患者(像是昏迷或是處於植物人狀態)參與。多年來,這些患者可能是處在沒有反應的狀態。

然而,研究者想透過播放有聲書,測量 19 位患者們的心跳,來預測他們的預後情況。雖然患者的心率同步狀況明顯遠低於健康對照組,但有趣的是,其中只有 2 名患者表現和音檔同步的能力。

研究結果指出,心率的變化,是反映大腦正在處理故事的訊號。 圖/Pexels

研究者在六個月後回訪,其中一位已經去世,另一名則完全恢復了意識和語言能力。剩下的 17 名患者中,只有 1 名非同步患者醒來,但他們無法說話。

西特也提到,雖然這項研究仍在非常初步的階段,但能夠想像這是個非常簡單的測試。可以運用實驗來測量大腦功能。而且實驗也不需要太多設備,甚至可以在救護車上進行。當然,這還需要對更多處於不同意識下的病患,進行實驗,並和 EEG、fMRI 等進行比較與驗證。

帕拉則表示,這項研究發現故事可以透過大腦功能,來影響我們的生理。不僅展示大腦與身體兩者的聯繫是多麼密切之外,且未來這類研究也能夠幫助我們更廣泛地理解大腦是如何影響身體,同時對於理解正念(mindfulness )是如何和大腦與身體聯繫的,都是可以深入研究的議題。

參考資料

  •  Hasson, U., Nir, Y., Levy, I., Fuhrmann, G., & Malach, R. (2004). Intersubject synchronization of cortical activity during natural vision. Science (New York, N.Y.), 303(5664), 1634–1640. https://doi.org/10.1126/science.1089506
  •  Zhang, J.R., Sherwin, J., Dmochowski, J., Sajda, P., & Kender, J.R. (2014). Correlating speaker gestures in political debates with audience engagement measured via EEG. In Proceedings of the 22nd ACM international conference on multimedia (pp. 387–396). ACM, 2654909.https://dl.acm.org/doi/10.1145/2647868.2654909
  •  Pérez P, Madsen J, Banellis L, et al. Conscious processing of narrative stimuli synchronizes heart rate between individuals. Cell Rep. 2020;36.  doi:10.1016/j.celrep.2021.109692
Bonnie_96
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