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南安小熊落難記:故事,從一隻走失的小熊開始——《小熊回家:南安小熊教我們的事》

時報出版_96
・2019/07/10 ・5354字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 505 ・六年級

當代的動物保育議題,無論是棲地保育或是野生動物復育,都與人類的行為選擇息息相關。本次《我們與野生動物的距離》專題搭配本月選書《小熊回家:南安小熊教我們的事》,希望初窺這個龐大題目的一角:生而為人,遇上野生動物,我們可以做什麼?我們該怎麼做?

圖/時報出版 提供

2018 年 7 月 10 日,正值瑪莉亞強烈颱風來襲前夕,花蓮縣卓溪鄉南安瀑布登山步道旁的樹幹上,遊客們發現了一隻年幼的台灣黑熊。疑似與母熊走失,加上受到人群驚嚇,小熊緊緊攀附在約兩公尺高的樹幹上。遊客通報附近的玉山國家公園遊客中心,保育巡查員前往探視,發現小熊似乎精神狀不佳、蒼蠅圍繞打轉,便帶回南安遊客中心暫時安置,並通報林務局花蓮林區管理處。

當時正在玉山國家公園東部轄區帶領研究生進行「野外研究安全訓練」課程的資深黑熊保育專家黃美秀老師(國立屏東科技大學野生動物保育研究所所長暨副教授),正因颱風攪局而提早結束野外訓練課程而下山時。還沒踏入遊客中心,便聽到學生呼喊:「老師,快點,有一隻小黑熊!」

美秀老師和同行的獸醫師立即衝入辦公室探視,只見一個大型橘色塑膠箱,內有一黃色塑膠小雞飼料袋,是當時捕捉小熊所用,上頭還蓋著紙板。輕輕掀開紙板一角,見到一坨毛茸茸的黑球蜷縮在一角,烏溜溜的眼睛羞怯地打轉著,彷彿在探察四周環境。

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美秀老師示意現場其他人安靜,和獸醫合力先將小熊抓出來檢查。這小傢伙看來約 5、6 公斤,推測年紀約三、四個月齡,無明顯體表創傷或骨折狀況,精神狀況尚可,獸醫將小熊拎起來,試圖保定檢查時,牠猛烈爭扎,還差點咬了老師一口。牠的鼻頭稍乾燥、皮膚彈性差,獸醫判斷有輕微脫水情況(約體重的 5%)。老師推測小熊可能受到遊客驚嚇,躲在樹梢高處不敢下來,長時間日曬及緊張喘氣,導致體液快速流失,便給小熊電解質水,先穩定牠的狀況。

以現場狀況來看,老師推測這隻小熊可能剛與熊媽媽失散不久。考量牠的健康狀況還不錯,尚未斷奶且不具備獨立生存的能力。由於小熊與母熊失散可能僅在數小時間而已,母熊有可能還在附近搜尋或等待小熊。老師直覺最好的結局當然是由母熊前來把小熊帶走。因為母熊和小熊的親子關係緊密,母熊通常不會輕易隨便拋棄小熊,除非小熊受到劇烈而持續的干擾,或是小熊狀況很糟。於是當場建議管理單位應該以最快的速度將小熊送回現場,並且封閉步道入口,限制人員進出南安瀑布區域,避免再度干擾母熊返回原處。

原地安置受驚小熊,等媽媽

圖/pixabay

不知為何,發現小熊的消息傳開了,南安瀑布現場竟已有些遊客聚集,想看小熊。而即將來襲的瑪莉亞颱風可能登陸,母熊萬一沒有返回,也是威脅小熊性命的一大隱憂。於是團隊建議在前往瀑布的步道路口拉起黃色警示封鎖線,並加派人員看守,不允許任何人進入。同時,研究團隊帶領花蓮林管處和玉山國家公園管理處的工作人員們協力將小熊安置於被發現處附近的山壁下,用竹子和鐵絲網圍成半封閉的圍籬結構,限制小熊移動並提供二碗狗罐頭和二碗蜂蜜水。如此圍籬結構既可以遮避風雨,也可讓小熊的叫聲和味道傳出去,吸引母熊前來,並能夠讓前來的母熊輕易破壞、帶走小熊。對於尚無法獨立求生的小熊來說,人員還可定期提供食物,確保牠的平安。

但事情可沒有這麼簡單,安置小熊等媽媽的圍籬結構上,上方也拉上藍白相間的塑膠擋雨布,同時裝了發報器以及二台自動照相機,如果圍籬被破壞了,團隊馬上就會收到被啟動的發報器訊號,可以立即趕到現場查看狀況,了解是否是母熊來帶回小熊。唯一擔心的是如果有其他公熊(非親代)在此區活動,也可能造成小熊的危險。因此,萬一遇到公熊前來,危及小熊,團隊也可以第一時間趕到,驅趕公熊來保護小熊。

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待一切安置妥當後,研究團隊總算鬆了一口氣,完成了臨時被託付的專業技術指導之後,後續的「護熊」任務就交給管理單位(花蓮林管處)。小熊現場淨空之餘,僅在離小熊僅約 50 公尺遠的步道入口留一位人員看守,防止生人闖關進入,其餘就看小熊的造化了。當天傍晚,美秀老師得趕在颱風登陸之前返回西部,臨走前再前往探視小熊。但現場圍籬內卻毫無熊蹤。圍籬外的石頭上有坨排遺,內含物淨是橘色的姑婆芋的果肉和種子,可見小熊已經可以吃硬體食物了。但小熊怎會不見?自動照相機也都沒有捕捉到半點熊影子。再詳加檢視之後,發現圍籬外的山壁有個洞,看來小熊不是從內側挖山壁而出,便是當初架設圍籬時沒發現這缺口。

總之,小熊從棚子逃脫了!考量牠應該仍在附近遊蕩,因此在附近加裝了幾台自動照相機,老師還建議管理單位這兩天持續拉起封鎖線,禁止任何人進入這個區域,以免再次把母熊嚇跑。但,後續現場似乎沒有人留守,遊客也不顧封鎖,依舊進入瀑布區。

遊客打卡風潮

圖/pixabay

然而,隔天颱風並沒有登陸。不久之後步道發現小熊蹤跡的消息也陸續傳開了!再加上時值假日且豔陽高照,想要一睹小熊風采的大量遊客蜂擁而至,還有遊覽車包車,一台一台地駛進此區。南安瀑布、瓦拉米步道的台 30 線一時人車鼎沸。如美秀老師預期,小黑熊滯留此區,不知是肚子餓四處找食物,還是受到驚嚇到處亂竄,孤伶伶的身影竟然也大白天跑到大馬路上好幾回,許多遊客爭相拍照打卡,而往來的車輛也多,也有遊客擔心小熊被車撞到。

這期間,許多遊客都目睹小熊在南安瀑布附近的溪谷與山壁活動,卓安橋橋下溪溝的石頭上,發現的小黑熊排遺,除了有姑婆芋等植物果實之外,竟還發現四個煙蒂在其中。同時還有民眾也發現,小熊從溪谷往公路來回移動時,「沿途都在撿遊客丟下邊坡的寶特瓶、垃圾來咬」,擔心小熊恐怕凶多吉少。

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管理單位(花蓮林管處)七月二十日釋出新聞稿,宣布將封閉南安瀑布。然消息一出,似乎引起現場更大的參觀熱潮。有些網友還私訊美秀老師,傳送意外目擊小熊的照片。老師暗覺不妙,次日隨即前往現場,當場見識到「盛況」,而這樣只會將母熊嚇跑。

圖片嵌入自「在森林的熊,才有靈魂:讓小熊回家,南安小熊野放計劃。

七月二十二日保七總隊第九大隊護熊專案成立,瓦拉米步道的台 30 線實施 24 小時人車管制,請遊客勿前往小黑熊出入之地點拍照,或有騷擾之行為。同時呼籲民眾,勿騷擾黑熊,違反者可依《野生動物保育法》處一年以下有期徒刑、拘役或併科 6 萬至 30 萬元以下罰金。

不得不的介入

圖/pixabay

於是美秀老師當天就在臉書上發文宣導,呼籲遊客不要在進入當地。「災難,抑或是母子團聚的契機?」她問:「你家的小小孩若走丟了,你希望大家都去圍觀拍照打卡嗎(偏偏熊媽媽對人又很敏感甚或感冒)?」希望民眾發揮同理心。這篇發文經過媒體轉載,加上當地也有居民在外圍勸阻,遊客在隔天就幾乎消失無蹤了。

後來花蓮林區管理處 7 月 23 日(星期一)下午也召開緊急研商會議,討論南安瀑布台灣黑熊幼熊後續處置及因應措施,決議擴大封路範圍。美秀老師並未出席會議,因為她和團隊正在南安瀑布現場監測小熊的狀況。此時小熊其實狀況已經如風中殘燭,身形越來越瘦弱。

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美秀老師的呼籲、各單位的協助封路、媒體幫忙勸導、民眾的配合,大家都只希望母熊能夠及時出現,帶走小熊返回深山林裡。但眾人的期待最終還是落空了,母熊並沒有回來把小熊帶走。於是持續封路,而小熊也在遊客中心入口附近徘迴,最後躲進卓安橋下的橋墩。可見國內對於黑熊救援缺乏標準作業流程,南安小熊走失的處理過程似乎也有些失控。

美秀老師和獸醫,以及台灣黑熊保育協會團隊在管理單位的授權下開始提供小熊食物。之後並定時將食物(犬用代奶粉、幼犬顆粒飼料、嬰幼兒副食穀粉,調製成 250ml 粥狀食物餵食)從橋上垂吊下去給小熊,期望餓了 11 天的小熊起碼可以先填飽肚子。團隊同時也在牠躲藏的橋下沙洲叢林下設置一個籠子,擺食物,希望讓牠隨意進出,作為預防小熊遭遇危急狀態時,可以立即捕捉的備案。

美秀老師抵達後第三天,小熊的狀況越來越不好,活動力也下降,現場附近還發現疑似拉肚子的小熊排遺,也不太肯吃東西。而且原本應該活潑好動的小熊,大多就躲在橋墩下。下午五點開始,食慾明顯較差,對各種食物顯得意興闌珊,大概僅吃掉三分之一到二分之一的食物。小熊狀況不穩定,未因近日投食而有明顯活躍和進步,而且未曾離開卓安橋墩邊的灌叢,不像日前被目擊時仍有精神活力四處跑動。23 日晚上,現場只有美秀老師團隊,小熊依舊躲在草叢裡,拒絕進食。研究團隊開會商議明日捕捉的必要性,情境沙盤推演路線,人力和所需器材,並開始調配器材,以備明日之所需。當天午夜,小熊仍是不吃。

24 日一早,小熊仍是原躲藏於橋墩下草叢中休息,行動及神情懶散。垂掛食物後,牠僅舔食了盤子裡湯水,留下固態食物,水果(香蕉、火龍果)亦沒有吃。獸醫張鈞皓野在橋下發現小熊有拉稀便的情況。團隊獸醫研判小熊身體應該有狀況了,立即聯繫並建議管理單位立刻捕捉安置,以進行治療,先保住小命再說。

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7 月 24 日下午三點,花蓮林管處遂展開捕捉小熊作業,於下午準備好垂降裝備、各樣器材工具,並找來當地兩位原住民朋友協助捕捉小熊。在捕捉小熊的過程中有驚無險。開始捕抓時,小熊就往山壁衝去,使出渾身解數要逃離,卻失足滑落山壁,在千鈞一髮之際,當地布農山青賴志節剛好在小熊下方,一把接住了小熊,保住了小熊的安危,同時結束這場捕捉。

隨後小熊立即被送往附近的林務局花蓮玉里工作站的苗圃安置。之後遂啟動一連串健康檢查,台北市立動物園獸醫團隊還為此派出醫療車專程南下。直到 27 日,檢查結果出爐,小熊有中度至重度的貧血,以及肺炎狀況。失親落單小熊的緊急處理是國內首例,29 日林管處會同專家學者召開會議,為了小熊能健康存活,而如此幼齡的黑熊幾乎無法單獨在野外存活,而且母子團聚的可能性已極低,遂決議讓小熊接受短期的人工照養,等到恢復健康後,再進行野放訓練,並送小熊回歸自然。

小熊自此展開人間一遊的旅程,也啟動了台灣第一頭來自野外幼熊的返家計畫。

截圖自「在森林的熊,才有靈魂:讓小熊回家,南安小熊野放計劃。」募資計畫頁面。

Q&A

為什麼小熊會和熊媽媽走失呢?為什麼會跑到登山步道上呢?

台灣現在估計約有五百隻熊,熊並不會一直在定點不動,而是會四處走動的,因此在南安那個地方發現熊並不是什麼稀奇的事情。但是由於那個地方已經是非常靠近人類的聚落了,平常熊應該是不會想在白天時接近人類的,因此這件事情也不能夠算上常態。

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發現小熊的地方是登山步道旁,有許多人類在那裡烤肉的痕跡,加上小熊的排遺裡竟出現四隻菸蒂,我們可以合理的推斷,熊媽媽和小熊應是受到人類食物的吸引,才會來到這個地方。但是天亮之後,熊媽媽來不及帶著小熊回到山林之中,又被早起爬山的人群驚嚇到,因此才會拋棄小熊獨自離去。小熊受到驚嚇後,攀在樹上不肯離去,接下來才有了我們熟知的南安小熊。

健康長大的南安小熊。(林務局 / 提供

給小熊的祝福

第一次見到小熊時,牠毛髮凌亂,眼神彷徨失措。

牠那時小不隆咚又畏畏縮縮,我常開玩笑我的任一隻貓都可以輕易撂倒牠。

健康檢查的結果並不好,營養不良、貧血、肺炎,這些都不是偶發,在野外和媽媽分離的日子,小熊真的吃了許多苦。

收容之後,透過監視器,我們看到小熊非常專注地吃著我們給牠的粥,鐵碗被舔得一乾二淨,心中的石頭這時才放下一些。

來到特生中心後一個月,小熊第一次自己站上秤台,13.6 公斤!牠已經比一個月前整整長了一倍的體重,大家都好高興,此後每次結束休假回到特生中心,都訝異小熊比上次更大了。身為一個獸醫師,還會有什麼比看到一隻生病的動物充滿求生意志地康復、成長還要讓人欣慰呢?

很快地,小熊已經 40 公斤了,我們設下的門檻,小熊一項一項達標,牠已經準備好回家,回到山裡去了。經常有人問我,會不會捨不得?我總是笑笑說,不會呀!若是牠沒辦法回山裡頭,才是真的捨不得呢。

在照顧、野訓小熊的過程裡,牠總是讓我們驚訝(驚喜),無論是嚇人的成長速度,或是那些與生俱來、或經驗累積得來的行為與能力,這些就是對我們最好的回報。即便野外有許多挑戰,熊畢竟還是屬於山林。我把擔心化為期待,或許在野外會受傷,會生病,但牠有無限大的森林可以奔跑攀爬,還有機會可以繁殖自己的後代,在心裡想像這些畫面,也就足夠讓我感到開心了。

――張鈞皓(南安小熊長期照養人員兼獸醫師)

——本文摘自泛科學2019年7月選書《小熊回家:南安小熊教我們的事》,2019 年 6 月,時報出版

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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。

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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。

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 / 圖片來源:envato

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)。

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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)」/圖片來源:益福生醫

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。

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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。

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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。

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 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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。

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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 / 圖示來源:shutterstock

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。

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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。

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。/ 圖示來源:shutterstock

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?

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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。

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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。

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。/ 圖示來源:


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「黃金」角度——長腿背後的秘密,原來網美和服飾店的是這樣辦到的?!|2021 數感盃|高中專題|金獎
數感實驗室_96
・2021/12/25 ・5324字 ・閱讀時間約 11 分鐘

  • 作者:王浤齡、陳玟蓉、高珮珊/台北市立大同高級中學

數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後,一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習,運用數學知識,培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力,盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。
本文為 2021 數感盃青少年寫作競賽/高中組專題報導類佳作之作品,為盡量完整呈現學生之作品樣貌,本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

在拍照時,我們總是希望能夠自然地呈現出最漂亮的自己,但這是一件何其困難的事情。法國傳奇攝影師——羅伯特・杜瓦諾曾說:「如果我知道如何拍出好照片,那我每次都會拍出好照片了。」然而有沒有什麼拍攝方法,可以讓照片中的身材比例變得更完美呢? 

有一天,我和一群朋友到某間知名服飾店逛街,試穿今年流行的秋冬款,並拍照片比較看看,選出較適合自己的衣服。在過程中,我發現一個問題:「為什麼在店家試穿時,全身鏡映照出的自己總是比照片中好看?」

嘗試幾次後,我們發現這是因為自己的身材比例,在鏡子與照片中的呈現是不一樣的,服飾店內的全身鏡,總是使腿的比例看起來比較長。

圖/envato elements

於是我們開始好奇,拍照時要如何拍攝出如同店裡的全身鏡具有長腿效果的方法,以及,是什麼原因讓這間服飾店內的全身鏡會有這樣長腿的效果呢? 

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上網搜尋之後,發現在這個社群軟體發達的時代,網路上有許多人分享不用俢圖軟體,就能「拍」出完美比例的文章或是教學影片,其結論是:「把手機或相機傾斜一個角度,就可以讓人的腿在照片中的比例變長。」然而,所謂的「傾斜一個角度」到底是幾度,卻沒有網站提供。

事實上,每個人身高比例皆不相同,取景的遠近都不一樣,甚至使用的拍攝器材也不 盡相同,使這個「角度」也會因情況而有所不同。因此,我們試著用所學的數學工具,去推論出不同人在拍照時,手機應該要傾斜幾度才能達到想要的長腿效果? 

關於服飾店內全身鏡有長腿效果的原因,我在觀察這些鏡子後,發現它們都有傾斜(如圖一),而且與地面都是夾 80 度。這個傾斜角度到底有什麼樣的用意呢?我們試圖去解開這個業界沒有說出來的秘密。 

首先,我們先解釋物理上的「成像原理」。人的眼睛之所以能看到物體、相機可以拍到畫面,都是因為物體反射的光線,進入到眼睛內的視網膜、或是相機裡的底片後所成的「像」。

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成像的原理與國中理化所教的凸透鏡成像原理相同,是由三條光線所交會而成的像(圖二),其中平行光通過透鏡後會穿過焦點,而穿過焦點的光通過透鏡後會成為平行光,交會處就是成像地點;並且第三條穿過透鏡的直線光也會與前兩條相交,因此可以由物距與像距算出成像縮放的倍率。 

如果我們在成像位置放一個平面,當成像的平面與物體是平行時,像會與實物相似,但是上下顛倒;但是如果把成像平面傾斜一個角度的話,成像的比例就會因為傾斜的角度,而 與實物的原比例不同。 

我們想要研究相機傾斜角度對照片中人物的身材比例的影響。 

考慮拍攝時,相機高度與被拍攝者的肚臍位置相同,如上面圖三所示,點 D 為相機的焦點,物體反射的光線直線穿過 D點,在另一側的平面上呈現一個倒立的像。

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把 \( \overline{AC} \) 當成為一位站立著的被拍攝者, \( \overline{AB} \) =b 為被拍攝者的頭頂到肚臍的長度,即為身長;而 \( \overline{BC} \) =l 為被拍攝者的肚臍到腳底的長度,即為腿長; \( \overline{BD} \) =d 為被拍攝者與相機的距離。

當成像平面垂直地面時,若把像距等比例放大到等於物距時(即是 \( \overline{DI} \) =d ),則 \( \overline{HJ} \) 會是一個全等的倒立像,即 \( \overline{HI} \) =l 為像的腿長、 \( \overline{IJ} \) =b 為像的身長。

若把成像平面傾斜一個角度,轉成 \( \overline{EJ} \) , 則像的身長會被拉成 \( \overline{IJ} \) → \( \overline{FJ} \)  ,像的腿長會被拉成 \( \overline{IH} \) → \( \overline{FE} \) 。

接下來,我們將推導出一條公式,可以算出相機該傾斜幾度,才能讓被拍攝者的身長及腿長呈現我們所想要的比例。 

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圖四

假設在照片中,身長比腿長的比例為 \( \overline{FJ} \) : \( \overline{EF} \) =1 : r,先求出 \( \overline{HD} \) : \( \overline{HE} \) 。

如圖四,我們利用「孟氏定理」, ΔJEH 被直線 \( \overline{FD} \) 所截的線段比為

 \( \frac{\overline{JI}}{\overline{IH}} \) ✕ \( \frac{\overline{HD}}{\overline{DE}} \) ✕ \( \frac{\overline{EF}}{\overline{FJ}} \) =1  \( \Rightarrow \) \( \frac{b}{l} \) ✕ \( \frac{\overline{HD}}{\overline{DE}} \) ✕ \( \frac{r}{1} \) =1,則 \( \frac{\overline{HD}}{\overline{DE}} \) = \( \frac{l}{br} \)

又因為圖三中, \( \overline{IH} \) // \( \overline{EG} \) ,所以 \( \frac{l}{br} \) = \( \frac{\overline{HD}}{\overline{DE}} \) =  \( \frac{\overline{DI}}{\overline{DG}} \) = \( \frac{d}{\overline{DG}} \)  \( \Rightarrow \)  \( \overline{DG} \) = \( \frac{bdr}{l} \)

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\( \overline{IG} \) = \( \overline{DG} \) – \( \overline{DI} \) = \( \frac{bdr}{l} \) -d

因為 ΔEFG ≈ ΔJFI,所以  \( \frac{\overline{IF}}{\overline{FG}} \) =  \( \frac{\overline{FJ}}{\overline{EF}} \) =  \( \frac{1}{r} \) ;可推得:

\( \overline{IF} \) = \( \frac{1}{(1+r)} \) ✕ \( \overline{IG} \) = \( \frac{1}{(1+r)} \) ✕  \( \left ( \frac{bdr}{l}-d \right ) \)

因此,若相機傾斜的斜率為 m,則

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 \( m=\frac{\overline{IJ}}{\overline{IF}}=\frac{b}{\frac{1}{(1+r)}\left ( \frac{bdr}{l}-d \right )}=\frac{(1+r)lb}{rbd-ld} \)

從這個公式可知,我們只要知道以下數據,代入公式之中即可算出相機的斜率:

若圖中 \( \overline{AJ} \) 的斜率與 \( \overline{CH} \) (原文使用的是雙箭頭線段符號,但公式表中找不到,所以就先以線段符號代替)的斜率分別令成 mb ml ,則相機傾斜的斜率公式可用斜率簡化表示為

 \( m=\frac{(1+r)m_{b}m_{l}}{rm_{b}+m_{l}} \)

我們根據此公式進行以下實作。 

拍攝工具為 iPhone 手機,被拍攝同學的身體數據如下表一: 

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我們設定畫面高度與人物身高的比例黃金比例(約為 1:0.618),而由〈物距計算器〉網站,可算出此畫面下的拍攝距離為 144.7 公分。並且,我們希望拍攝出的身長與腿長也是黃金比 例,即  \( r=\frac{1}{0.618}=1.618 \)。

由表一,因為 mb = -身高 / 物距 =  \( \frac{-67.5}{144.7} \),ml = 腿長 / 物距 =  \( \frac{95.5}{144.7} \),所以帶入公式可得:

\( m=\frac{(1+1.618)\times \left ( \frac{-67.5}{144.7} \right )\times \left ( \frac{95.5}{144.7} \right )}{1.618\times \left ( \frac{-67.5}{144.7} \right )+\left ( \frac{95.5}{144.7} \right )}\approx 8.538 \)

因此,拍攝時手機傾斜的斜率約為 8.538,換算成角度: 

\( 8.538=tan\theta \Rightarrow tan^{-1}(8.538)\approx 83.3^{\circ} \)

所以手機在拍攝這位同學時應該要傾斜 83.3°。

下圖是手機傾斜前後拍照出來的照片效果對比: 

從右圖看得出來,照片中的腿部確實有拉長的效果,其比例為 1 : 1.84,但並非是當初我們給 定的黃金比例。這個原因是來自於 iPhone 手機鏡頭視角的限制,當手機傾斜時,放在腰部的高度,被拍者會無法全身入鏡。所以,我們將手機高度降低至能夠完全拍攝到整個人,因而導致加大拉長效果。

因此,我們建議在拍攝時,若需要降低手機高度,則手機與地面夾角,要比原計算出來的角度更接近 90° 一點。 

接下來,我們利用研究的結果去計算,各個年齡層與性別的人在拍照時,身長與腿長在照片中要呈現黃金比例,手機適當的傾斜角度分別為幾度。

下圖五,是內政部〈建築使用行為與本土人因工程關連性研究〉指出的 19 項人體計測尺寸中的部份數據;而下圖六,則是將圖表的數據進行以下的計算,去推論一般人平均的身長與腿長。

  • 膝蓋高度 − 膝膕高度 = 大腿厚度 
  • 坐高 − 大腿厚度 = 身長(頭頂到肚臍) 
  • 身高 − 身長 = 腿長 

把各個年齡層與性別的平均身長與腿長整理成下表二。最後,我們各別將數據代入公式計算得出,不同人在拍照時,手機的傾斜角度,如下表三所示。 

表格三中,65 歲以上的民眾要拍出黃金比例的手機角度比較垂直,是因為數據的統計有將駝背也考慮進去,導致統計出的結果,相對其它年齡層來說腿的比例較長。但普遍來說, 在未滿 65 歲的各個年齡層拍照時,手機傾斜角度分布在 65 ~ 70° 之間。

然而,考慮到手機傾斜時又要全身入鏡,需要降低手機拍攝的高度,會更加拉大腿長的比例,因此,一般人在拍照時,若想讓身長比腿長接近黃金比例的話,我們建議:

手機與地面的夾角以「70°」為最佳。

服飾業內不能說的秘密,全身鏡傾斜 80° 的原因!

在前文中,我們想探討第二個問題,是服飾店的全身鏡為什麼都與地面夾 80°。其斜置的原因,明顯是要讓腿看起比較長,但為何不用其它的角度而恰好是 80° 呢? 

斜鏡面會產生仰視效果,讓人感覺鏡中的人像向後仰,使腿的視覺效果變長。事實上, 長腿效果與我們研究的主題一致,同樣是實物(鏡中後仰的人像)與成像平面(視網膜)不平行,因此後仰角度與視覺比例的關係,符合前文推論的公式。

如下圖七所示,全身鏡傾斜 80° 後,由於鏡子和直立的人夾角 為 10°,因為鏡射原理,鏡子和像的夾角也為為10°, 所以像會傾斜 70°,且 ∠ACD = ∠AOB = 10° 。

實際到店家測量全身鏡前的走道寬度,約為 78 公分。也就是一般民眾會站在距離約 78 公分的位置使用全身鏡,即 \( \overline{DE} \) = 78,則 

78+ \( \overline{EC} \) = \( \overline{DC} \) = \( \overline{AC} \) cos(10º)

 \( \Rightarrow \) 78+ \( \overline{EC} \) = 2 \( \overline{BC} \) cos(10º)

 \( \Rightarrow \) 78+ \( \overline{EC} \) = 2 \( \overline{EC} \) cos(10º)

因此,可以算出 \( \overline{EC}=\frac{78}{2cos^{2}(10^{\circ})-1}\approx 83 \)

所以當我們照鏡子時,眼睛與成像的距離為 78+83=161 公分。若成年女性(平均身長 75.6 公分、 腿長 81.8 公分)使用服飾店的全身鏡時,看到鏡中自己的比例(腿長 / 身長)為 r,則

 \( \frac{(1+r)\times \left ( -\frac{75.6}{161} \right )\times \left ( \frac{81.8}{161} \right )}{r\times \left ( -\frac{75.6}{161} \right )+\left ( \frac{81.8}{161} \right )}=tan(70^{\circ})\approx 2.747 \)

 \( \Rightarrow \) r ✕ [(-0.4696) ✕ 0.5081+2.747 ✕ 0.4696] = 0.4696 ✕ 0.5081 + 2.747 ✕ 0.5081

 \( \Rightarrow r=\frac{0.4696\times 0.5081 + 2.747\times 0.5081}{ [(-0.4696)\times 0.5081+2.747\times 0.4696] }=\frac{1.63435446}{1.0.5138744}\approx 1.565 \)

這個結果非常接近黃金比例。

用其它年齡層與性別的數據去計算,也可得到 r ≈ 1.618 ± 0.05

因此,我們發現服飾店會在店內全身鏡會斜置 80° 的原因,很可能是因為要讓顧客認為穿上自家的衣服後,會讓比例接近於黃金比例,以提升購買慾望。

結合我們計算的數據和實作的結果,可以得出一些結論:大多數的人拍攝時,如果想要拍出身體的比例接近黃金比例,手機需要傾斜的角度大約為 65° ~ 70°。若將傾斜時,可能會把手機高度降低的因素考慮進去,則是以 70° 為最佳角度。

下次拍照時,不妨也將手機傾斜成 70°,或許會有意想不到的效果!

參考資料

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數感實驗室_96
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