雖然 DHA 與 AA 對神經元的成長很重要,但是我們並不能用簡單的原料(如 2 碳的乙烯輔酶 A)去合成它們。我們只能用 ALA(alpha-linolenic acid)與 LA(linoleic acid,亞麻油酸)來合成 DHA 與 AA。也就是因為這樣,所以我們一定要從飲食中取得 ALA 以及亞麻油酸,或者直接攝取 DHA 與花生四烯酸也可以。
如果是攝取 ALA 與亞麻油酸,由於它們只有 18 個碳,但是 DHA 為 22 個碳,而花生四烯酸則有 20 個碳,所以由 18 碳到 20-22 碳會需要延長(elongation)碳鏈以及加入雙鍵(去飽和反應,desaturation)。這其中,將雙鍵加入五號碳和六號碳的酵素 FADS1 與 FADS2,是這一整條合成途徑的速率限制步驟。
FADS1 與 FADS2 這兩個基因以頭對頭的方式座落在人類的第十一條染色體上。最近的研究發現,這兩個基因在人類的演化史上曾出現過變異。兩種主要的變異型 A 與 D,其中 D 使得酵素 FADS1 的表現量上昇。研究團隊發現,具有 D 變異型的人,合成 DHA 與花生四烯酸的能力,明顯地比 A 變異型的人要好很多 [3] [4]。
研究團隊分析發現,兩種變異型出現的時間都小於 50 萬年;而 D 變異型與原來的基因差異較大,而且大部分的現代人都具有 D 變異型。
由於 D 變異型可以合成更多的 DHA 以及花生四烯酸,且這些 omega-3 與 omega-6 脂肪酸可刺激神經元的發育,研究團隊認為這個基因變異,使得現代人即使在飲食中未取得 DHA 與花生四烯酸(這兩種脂肪酸要從動物中取得,尤其是 DHA 要從海魚中獲取),還是可以經由亞麻油酸與 ALA(這兩種脂肪酸可由植物中取得)來合成足夠的 DHA 與花生四烯酸。
由於現代人與尼安德塔人(Neanderthals)在演化上分道揚鑣的時間大約就在 50 萬年前,研究團隊認為,D 變異型在現代人的基因中出現,是否提供了現代人在大腦發育上的優勢呢?由於具有 D 變異型基因的人可以在打不到獵物的狀況下,靠著採集到的果實、塊莖等食物所提供的亞麻油酸與 ALA,仍能合成足夠的 DHA 與花生四烯酸;這是否代表他們在歷史的智力競賽中取得較佳的優勢呢?
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由於大部分的現代人都具有 D 變異型,因此可以說具有這種變異的人的確在演化上有優勢;但是這個基因變異到了 20 世紀,似乎成了一個劣勢。
[1] 奇普.沃特著。2011.重返人類演化現場.漫遊者出版.
[2] Darios, F., and Davletov, B. 2006. Omega-3 and omega-6 fatty acids stimulate cell membrane expansion by acting on syntaxin 3. Nature 440, 813-817.
[3] Genetic adaptation of fat metabolism key to development of human brain.
[4] Ameur, A., Enroth, S., Johansson, A., Zaboli, G., Igl, W., Johansson, A.C.V., Rivas, M.A., Daly, M.J., Schmitz, G., Hicks, A.A., Meitinger, T., Feuk, L., van Duijn, C., Oosta, B., Pramstaller, P.P., Rudan, I., Wright, A.F., Wilson, J.F., Campbell, H., and Gyllensten, U. 2012. Genetic adaptation of fatty-acid metabolism: a human-specific haplotype increasing the biosynthesis of long-chain omega-3 and omega-6 fatty acids. The American Journal of Human Genetics. 90: 1-12.
不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。
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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。