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這隻鱂魚看起來特別ㄎㄧㄤ?可能是因為大腦被入侵!——《寄生大腦》

木馬文化_96
・2020/07/15 ・2445字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

  • 作者/凱瑟琳.麥考利夫 (Kathleen McAuliffe);譯者/張馨方

寄生操縱現象的曝光多半來自宿主的怪異行徑,但有時仍上演不同的劇本:一隻寄生生物被發現躲在動物的組織裡,隨後,研究者出於直覺更仔細觀察宿主行為,並懷疑起背後有詐。這種研究者的預感就是生態學家凱文.拉佛提(Kevin Lafferty)的實驗基礎。

凱文任職於加州大學聖塔芭芭拉分校,並與美國地質調查局(U.S. Geological Survey)合作研究。他有著海軍陸戰隊般的精實身材,外表看來遠比五十多歲的實際年齡小上許多。南加州長大的他年輕時都在衝浪與潛水,為了籌措大學學費,靠著替近海鑽井平臺清除黏附在設備上的河蚌打工。雖是一份苦力活,但所幸他熱愛海上生活與戶外活動,這也促使他日後決定攻讀海洋生物學。

起初,拉佛提對寄生生物並不特別感興趣,事實上,他根本不把牠們當一回事,直到他在執教初期開設了一堂解剖魚類、鯊魚和其他水生生物的課程。每當切開一個組織或器官,他發現自己的第一句話便是「寄生蟲會掉出來。」很多標本裡都存在兩、三隻或四隻以上的寄生蟲。

掌控宿主大腦的寄生蟲

嗯……你怪怪的?圖/giphy

於是他慢慢察覺到,我們在探索生態學及食物鏈不同階層生物間的互動時,遺漏了一塊重要拼圖。他開始對寄生蟲如何影響環境產生興趣,並著手研究外表呈帶狀的吸蟲(fluke),這種寄生生物會在白鷺、海鷗,以及其他常現身南加州河口的鳥禽腸道內進行有性生殖。

吸蟲產出的卵會隨這些鳥類的排泄物流出,再被出沒於沿岸的鐵針螺(horn snail)吃下肚。吸蟲在鐵針螺體內發育成熟後會產卵並孵化。漲潮時,孵化後的吸蟲被沖進水裡,緊接著依附在鱂魚(killifish,水鳥最常見的獵物)身上,侵入牠們的鰓部,並沿著神經束進入大腦。

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拉佛提表示,鱂魚的大腦表面可能聚集多達數千隻吸蟲的幼蟲。由於他一直密切追蹤寄生操縱的相關研究,因此幼蟲的聚集處不免令他懷疑,鱂魚或許受到了寄生操縱。奇怪的是,受感染的鱂魚看起來非常健康,也觀察不到任何詭異行為。

後來他認為自己有可能忽略了細微的變化,於是將鱂魚移到空間較大的水族箱,並請研究助理奇摩.莫利斯(Kimo Morris)一起密切觀察這些鱂魚。經過一番澈底研究後,莫利斯注意到一個趨勢:

受感染的鱂魚比一般鱂魚更常在水面上亂竄,還常翻身露出魚肚,而這種行為必定會引起掠食鳥類的注意。

不過出現的頻率多高呢?莫利斯計算後得到驚人的結果:鱂魚做出這種行為的頻率比未受感染的同類高出四倍之多。實驗組與對照組間的差異相當明顯。

哪裡有ㄎㄧㄤ魚?看我大顯身手!圖/giphy

水鳥被行為如此愚蠢的鱂魚所吸引似乎符合邏輯,但拉佛提與莫利斯希望能確保這驚人的理論禁得起考驗。為了再次確認,他們將受感染與未受感染的鱂魚一起放入架設於淺河口區的開放式圍欄中,其中一邊緊鄰河岸。鳥禽可以飛進圍欄裡,或從河岸邊暢通無阻地涉水過來。

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只見牠們一隻接一隻出現,之後數量逐漸暴增。過了三星期,拉佛提與莫利斯解剖圍欄中剩下的鱂魚,發現健康的鱂魚只有少數遭捕食,受感染的鱂魚則幾乎全軍覆沒。

拉佛提說,觀察這座微型劇院裡上演的天擇戲碼,讓他學到許多。鱂魚如同多數魚類,外表色黑,肚子色淺。「當牠們魚肚朝上,你看到閃光,銀色的閃光,彷彿有人用救難反光鏡照向你的臉。受感染的鱂魚跟未受感染的鱂魚一樣健康,只是牠們會游到水面,向天上的鳥大聲說嗨,然後被吃掉。」

吸蟲如何讓鱂魚變得魯莽?

為了探究寄生生物如何誘導宿主做出魯莽的舉動,拉佛提與研究生珍妮.蕭(Jenny Shaw)分析受感染鱂魚的神經化學系統。

他們發現寄生生物會干擾血清素的調節,這是一種神經傳導物質,影響人類等許多動物的焦慮程度(例如常見的抗憂鬱藥物百憂解〔Prozac〕,就是改變體內血清素的代謝作用)。

我可能有點太焦慮(?)圖/giphy

根據此線索,他們又進行了一項實驗,將健康與受感染的鱂魚一次抽離水中數秒。他們發現健康鱂魚的血清素循環此時變得活躍,顯示處於高壓狀態;對比之下,受感染鱂魚的大腦迴路則不受影響。

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拉佛提指出「魚的體內有愈多寄生蟲,感受到的壓力就愈少。這意味著牠們變得「老神在在」,在面臨一般會引發恐懼的狀況時不會感到焦慮。受感染的鱂魚不容易察覺危險,就像吃了百憂解一樣。」

鱂魚多數棲息地與南加州河口的鐵針螺相鄰,並在發育完全後遭到吸蟲入侵。如果我們走在這些濕地,而且看得見寄生生物,一定會被鱂魚體內吸蟲的數量嚇到。牠們入侵的鐵針螺、鱂魚和鳥禽,都是濕地上最普遍的居民。假如我們再花點時間觀察,便能看到這些寄生生物在不同宿主之間移動,有如一條巨型輸送帶般將食物從地面運送到海洋和空氣中,不斷往復循環。

如果沒有寄生生物……

倘若寄生生物消失了,會發生什麼事?天空的鳥禽是否會減少,海裡的魚類是否會變多?拉佛提不知道答案,但幾乎肯定會對食物鏈造成骨牌效應。

這是生活在帆蜥魚腸裡的大型吸蟲。圖/wikimedia

在一些脆弱的生態系統中,動物仰賴稀缺的資源勉強存活,因此,深諳操縱之道的寄生生物甚至有能力破壞生態平衡,扮演決定物種存亡的關鍵角色。拉佛提曾加入一群日本生物學家團隊,他們當時研究一種瀕臨絕種的鱒魚,並促成復育。

研究團隊在秋天時發現,鱒魚吸收的營養遠比平常來得多:牠們的肚子裡全是蟋蟀!是什麼原因讓鱒魚的營養來源大為提升?答案揭曉,就在夏季結束時,一種與湯瑪斯長期研究的線蟲關係很近的金線蟲,會驅使大批蟋蟀湧入水中。拉佛提指出,要不是寄生蟲,鱒魚可能早就絕種了。

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——本文摘自泛科學 7 月選書《寄生大腦:病毒、細菌、寄生蟲 如何影響人類行為與社會》,2020 年 6 月,木馬文化

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木馬文化_96
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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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澳洲婦人腦內的蟒蛇寄生蟲
胡中行_96
・2023/09/07 ・3695字 ・閱讀時間約 7 分鐘

「她是那麼勇敢而美好。」[1]美國疾病管制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)2023 年 9 月號的《新興傳染病》(Emerging Infectious Diseases)期刊,登載一則來自澳大利亞的個案。[1, 2]論文的通訊作者對媒體表示:「你不會想成為全世界第一個被蟒蛇蠕蟲感染的病患,我們向她脫帽致敬。」[1]

嗜酸性白血球肺炎

這名現年 64 歲,出生於英國的婦人,20 至 30 年前曾到南非、亞洲和歐洲等地遊歷;目前定居澳洲新南威爾斯州東南部。她患有糖尿病、甲狀腺機能低下和憂鬱症;服用過抗生素 doxycycline 對抗社區型肺炎,但未曾完全康復。2021 年 1 月的時候,因為連續 3 週腹痛且拉肚子,又乾咳、夜間盜汗,而住進當地的醫院,並做了驗血等一系列的檢查。其異常的結果,如下:[2]

  • 血紅素(又譯「血紅蛋白」;hemoglobin):血紅素是紅血球裡面的蛋白質,[3]正常範圍是 115 – 165 g/L,[2]過低會影響氧氣的輸送。[3]這名婦人只有 99 g/L。[2]
  • 血小板(platelets):正常值為 150 – 400 × 109/L;她的卻高達 617 × 109/L。[2]會造成血小板過量的原因很多,諸如造血幹細胞異常、急性感染、慢性發炎、缺乏鐵質,或是某些癌症等,都有可能。[4]
  • C 反應蛋白(C-reactive protein;CRP):CRP 由肝臟製造,釋放到血液裡,[5]濃度通常 <5 mg/L;婦人的是102 mg/L,[2]表示感染或發炎。[5]
  • 嗜酸性白血球(eosinophil):血液中嗜酸性白血球的濃度,正常應該 < 0.5 × 109/L;婦人的數值為 9.8 × 109/L。[2]嗜酸性白血球數量增加的肇因繁多,以過敏和被寄生蟲感染,較為常見。[6]
  • 支氣管肺泡灌洗(bronchoalveolar lavage;BAL):婦人支氣管肺泡灌洗液的細胞中,嗜酸性白血球佔 30%。[2]血液的嗜酸性白血球過多,BAL 液體中又超過 25%,就有可能是肺部發炎。[7]
  • 電腦斷層掃描(computed tomography;CT):影像呈現肺臟被毛玻璃樣混濁圍繞的多處不透明陰影;以及肝臟與脾臟的病灶。[2]

婦人還做了血清學檢查,排除桿線蟲(Strongyloides)感染;而自體免疫疾病篩檢亦呈陰性。醫師綜合以上檢驗結果,判斷她得到原因不明的嗜酸性白血球肺炎(eosinophilic pneumonia),[2]並投以能消炎及抑制免疫功能的類固醇藥物 prednisolone,[2, 8]改善了部份症狀。[2]

嗜酸性白血球增多症候群

3 個禮拜後,仍在服藥的婦人,咳嗽、發燒不斷。這回坎培拉一家第三級的大醫院,幫她重新檢查,部份結果如下:驗血顯示下降的嗜酸性白血球(3.4 × 109/L)和 C 反應蛋白(68.2 mg/L),濃度依然超標;從電腦斷層掃描,可見肺部病灶移動,但肝臟與脾臟的維持原狀;肺部切片再次確定診斷為嗜酸性白血球肺炎;而微生物檢驗排除細菌、真菌和寄生蟲等各種感染。[2]

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肺臟的不透明陰影和毛玻璃樣混濁,跟上次住院的位置不完全相同。圖/參考資料 2,Figure 1A(Public Domain

另外,醫師發現婦人有單株 T 細胞受體基因重組(monoclonal T-cell receptor gene rearrangement)的問題:[2]本來多元的 T 細胞可以對付各種感染;現在特定的T細胞卻不斷自我複製,使變異貧乏單調。[9]它們過度製造白血球介素 –5(interleukin-5),促使嗜酸性白血球在骨隨中大量形成,[10]導致嗜酸性白血球增多症候群(hypereosinophilic syndrome;HES)。[2]

醫師提高類固醇藥物 prednisolone 的劑量,加上免疫抑制劑 mycophenolate,還有驅蟲藥 ivermectin。最後一項是考量婦人豐富的旅遊史;可能呈現偽陰性的桿線蟲血清學檢測;以及抑制免疫系統時的感染風險。[2]

2021 年中,從追蹤檢查的電腦斷層掃描,得知肺和肝的病灶都有好轉,但脾臟的不變。2021 年 9 月,嗜酸性白血球在血液中的濃度降至 0.76 × 109/L。2022 年 1 月,醫師想調降類固醇,又擔心壓不住婦人呼吸道的症狀,於是加開白血球介素 –5 單株抗體 mepolizumab,[2]減少嗜酸性白血球的數量。[10, 11]等到後者的數值正常,便開始降低類固醇的劑量。[2]

2022 年繼續服用類固醇 prednisolone、免疫抑制劑 mycophenolate 和白血球介素 –5 單株抗體 mepolizumab 的婦人,有長達 3 個月的時間,不僅健忘,憂鬱症還惡化。此時,她的嗜酸性白血球濃度正常;但 C 反應蛋白為 6.4 mg/L,意味著發炎;而核磁共振影像上,腦部的右額葉有個 13 × 10 mm 的病灶。於是,婦人在同年 6 月接受切片手術。[2]

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婦人的腦部核磁共振影像。圖/參考資料 2,Figure 2A(Public Domain

腦中的蠕蟲

這刀往腦袋劃下去不得了──長 80 mm,直徑 1 mm,活生生的蠕蟲!神經外科醫師將牠拖出來後,隨即進行硬腦膜切開術(durotomy)跟皮質骨切開術(corticotomy),巡周邊一輪,確定僅此 1 條,沒有共犯。稍後硬腦膜切片檢體送驗,得到的結果為良性。[2]可是那條蟲怎麼辦?

「噢,我的天啊!」神經外科醫師亢奮地說道:「你絕對不會相信,我剛才在那位女士的腦子裡,發現了什麼──牠活著,還會蠕動。」接到她電話的同事們組成團隊,一起來辨識物種。根據感染科醫師,也就是後來論文通訊作者的回憶:「我們翻遍了教科書,查詢各種會侵入神經,惹出疾病的蠕蟲。」然而怎麼也找不到答案,只好把還活著的小生命,捧去聯邦科學與工業研究組織(CSIRO),請教寄生蟲專家。對方看了一眼,驚叫:「天哪,是 Ophidascaris robertsi!」[1]

從婦人腦中拖出來的 Ophidascaris robertsi。圖/參考資料 2,Figure 2 B & C(Public Domain

這隻蛻變到三齡階段,外表朱紅的幼蟲,有 3 片典型的蛔蟲科唇瓣和盲腸,但缺乏發育完全的生殖系統。牠的頭尾被剁下來,由 CSIRO 的澳洲國家野生收藏館(Australian National Wildlife Collection)保存;其他屍塊分別交給雪梨大學(University of Sydney)以及墨爾本大學(University of Melbourne)鑑定基因。果然該寄生蟲專家所言不假,真的是 Ophidascaris robertsi。[2]

蛔蟲科唇瓣示意圖。圖/Civáňová Křížová K, Seifertová M, Baruš V, et al. (2023) ‘First Study of Ascaris lumbricoides from the Semiwild Population of the Sumatran Orangutan Pongo abelii in the Context of Morphological Description and Molecular Phylogeny’. Life, 13(4):1016.(CC BY 4.0)

Ophidascaris robertsi 生活史

Ophidascaris robertsi 這種澳洲原生的蠕蟲,採行所謂的間接生活史(indirect life cycle),一輩子寄生多個宿主:成蟲住在最終宿主(definitive hosts)地毯莫瑞蟒(Morelia spilota)的食道和胃裡,牠們的卵則會點綴於蛇糞之中。身為中間宿主(intermediate hosts)的小型哺乳類,特別是澳洲特產的有袋動物,糊里糊塗吃了卵,幼蟲便竄入牠們胸腔和腹腔內臟,活上很長的一段時間。直到有天,地毯莫瑞蟒獵捕小動物果腹,故事就再從頭來過,生生不息。[2]

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地毯莫瑞蟒。圖/Amos T Fairchild on Wikimedia Commons(GFDL-1.2)

通常這齣沒完沒了的連續劇,不該有我們的戲份,所以這位澳洲婦人是目前所知,第一個意外參與演出的人類。她家附近的湖畔為地毯莫瑞蟒的棲地,醫師推測婦人採集野生番杏(Tetragonia tetragonioides)回來做菜,因而吃到蟲卵。當幼蟲開始在她的體內亂竄,引發内臓移行性幼蟲症候群(visceral larva migrans syndrome),免疫系統理應防止外侮進入中樞神經。偏偏此時婦人正在治療致命性的嗜酸性白血球增多症候群,多種藥物令她的免疫系統龍困淺灘。O. robertsi 的幼蟲就通行無阻,順勢直搗腦部。[2]

番杏。圖/Mason Brock on Wikimedia Commons(Public Domain)

術後恢復

移除蠕蟲後,醫師停止所有抑制免疫系統的藥物,另外開了兩種驅蟲藥,包括:以前用過的 ivermectin,跟對中樞神經系統穿透力更好的 albendazole;以及劑量漸減,具有消炎作用的類固醇 dexamethasone。此時婦人的肺臟和肝臟病灶早已恢復;但電腦斷層掃描影像上,脾臟的毛病依舊存在。針對這個現象,醫師在論文裡幫那隻蠕蟲講了句公道話,認為後者不是牠的錯,並以早前的正子斷層造影為證:肺、肝兩處病灶對放射性示蹤劑的反應,與脾臟迥異。術後 6 個月,婦人的嗜酸性白血球濃度維持正常,神經精神方面也有進步。[2]目前整體狀況穩定,仍定期回診追蹤。[1]

  

  1. Davey M. (28 AUG 2023) ‘‘Oh my god’: live worm found in Australian woman’s brain in world-first discovery’. The Guardian, Australia.
  2. Hossain ME, Kennedy KJ, Wilson HL, et al. (2023) ‘Human Neural Larva Migrans Caused by Ophidascaris robertsi Ascarid’. Emerging Infectious Diseases, 29(9):1900-1903.
  3. Low Hemoglobin’. (04 MAY 2022) Cleveland Clinic, U.S.
  4. Kuter DJ. (SEP 2022) ‘Overview of Platelet Disorders’. MSD Manual – Professional Version.
  5. C-reactive protein (CRP) blood test’. (OCT 2022) Healthdirect Australia.
  6. Liesveld J. (SEP 2022) ‘Eosinophilia’. MSD Manual – Professional Version.
  7. Salahuddin M, Anjum F, Cherian SV. (22 MAY 2023) ‘Pulmonary Eosinophilia’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  8. Prednisolone’. (APR 2023) Healthdirect Australia.
  9. T-Cell Receptor Gene Rearrangement’. (22 SEP 2020) Testing.com, U.S.
  10. Roufosse F. (2018) ‘Targeting the Interleukin-5 Pathway for Treatment of Eosinophilic Conditions Other than Asthma’. Frontiers in Medicine, 5:49.
  11. Agumadu VC, Ramphul K, Mejias SG, et al. (2018) ‘A Review of Three New Anti-interleukin-5 Monoclonal Antibody Therapies for Severe Asthma’. Cureus, 10(8):e3216.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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精神個案系列:吃鋰鹽,會早洩?!
胡中行_96
・2023/02/02 ・1569字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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鬱期(depressive episodes)心情低落,稍嫌冷感;躁期(manic episodes)無故亢奮,興致勃勃。雙極性疾患(舊稱「躁鬱症」;bipolar disorder)下的性慾起伏,他早都經歷過。然而,這次前所未見的打擊,令他無助、沮喪、心急如焚。葡萄牙 Magalhães Lemos 醫院的精神科醫師,全都看在眼裡,勢必得與他堅定攜手,共同面對。[1]

葡萄牙Magalhães Lemos醫院。圖/Ricardo Saraiva de Almeida on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

時年 33 歲的男子,原本僅服用抗精神病藥物喹硫平(quetiapine),控制雙極性疾患的病情。醫師為了預防復發,便於 2020 年 2 月 14 日,西洋情人節當天,首次加開情緒穩定劑鋰鹽(lithium),每日 400 毫克。同年 3 月 7 日,劑量增加至每日 1 公克。只是醫師的一番美意,竟帶來重挫士氣的不良反應:5 月 26 日回診時,男子抱怨過去一個月,性行為的表現不如以往。[1]

早洩

舉凡異常的性慾、勃起和射精等,都是男性性功能障礙。其中最為普遍的早洩,讓有些患者避免發生親密關係。[1]男人要達到性高潮並射精,快者僅需 1 分鐘不到,慢的則超過半小時;而平均值約在 5 到 7 分鐘之間。[2]根據《精神疾病診斷與統計手冊》第五版(DSM-5),在陰莖插入陰道後 1 分鐘內射精,且總是無法控制或延緩,即可視為早洩(premature ejaculation)。[1](男同性戀的幸福是不是被忽略了?)

本案的苦主近來都不用 1 分鐘就射了,既符合診斷條件,又遠低於個人的常態基準。[1]局部性麻醉劑能夠延緩射精[2]但他自行購買塗抹,卻毫無效果。精神醫師排除嗑藥、壓力、發燒、高血壓、糖尿病、血脂異常、前列腺炎,以及勃起障礙等,各種干擾性功能的肇因。最後,推測或許是鋰鹽的副作用。[1]

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鋰鹽

會導致性功能障礙的精神科藥物繁多,難免降低病患長期用藥的意願。男性體內,與射精有關的神經傳導物質,包括:血清素(serotonin;5-HT)、多巴胺(dopamine)、催產素(oxytocin)、伽馬氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid;GABA)、腎上腺素(adrenaline)和一氧化氮(nitric oxide)等。整體來說,射精主要靠多巴胺促進,並由血清素抑制。基於對此二者的影響,喹硫平理論上會延遲射精;而鋰鹽則有導致早洩的危險。鋰鹽如果再與苯二氮平類藥物(benzodiazepines)並用,造成性功能障礙的機率更高[1]

治療

鋰鹽觸發的早洩,有下列幾種改善方法:[1]

  1. 心理教育:從認知層面,克服心理屏障,再學習觀察並運用性衝動的生理訊號。[3]
  2. 行為治療:自慰到快射就停止的欲射又止(start-stop);[3]以及想射時,就輕掐近龜頭處的停頓擠壓(pause-squeeze),[4]都是練習延緩射精的技巧。[1]
  3. 藥物治療選擇性血清素抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitors,簡稱SSRI)能對抗早洩。身為歐洲唯一核准用於此症的SSRI,[1, 2]必利勁(商品名Priligy;學名dapoxetine)能在口服1小時內,達到最高血漿濃度,[5]將射精拖延個1到1.5分鐘[2]同時,也會減低性慾,還有血清素症候群(serotonin syndrome),這種罕見卻致命的副作用。[1]
  4. 調整藥物:減少劑量,或者性交後才服藥。[1]

醫師不想冒著雙極性疾患復發的風險,調整男子此時的精神科常規用藥:每日150 毫克的喹硫平和1公克的鋰鹽,於是採用上述的前三種方法。不過男子回診時,表示害怕副作用,所以完全沒碰必利勁。後來醫師在他精神狀態穩定的情形下,又將鋰鹽的劑量緩慢降回400毫克。男子總算重振雄風。[1]

  

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  1. Almeida PA, Caldas F, Melo IH de, et al. (2023) ‘Premature Ejaculation after Lithium Treatment in a Patient with Bipolar Disorder’. Case Reports in Psychiatry, 6156023.
  2. Germany’s Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG). (12 SEP 2019) ‘Premature ejaculation: Overview’. InformedHealth.org.
  3. Ventus D, Gunst A, Arver S, et al. (2020) ‘Vibrator-Assisted Start–Stop Exercises Improve Premature Ejaculation Symptoms: A Randomized Controlled Trial’. Archives of Sexual Behavior, 49, 1559–1573.
  4. Premature ejaculation’. (14 JUL 2022) Mayo Clinic.
  5. Dapoxetine for premature ejaculation’. (2013) Australian Prescriber, 36:212-8.
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