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為什麼會喝醉、斷片和發酒瘋?黃湯下肚後的二三事──《手機、咖啡、情緒的化學效應》

商周出版_96
・2020/10/10 ・2683字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

酒精也會發酵,指的是酵母菌、糖、碳水化合物一起經過發酵作用而轉化成能量、乙醇和二氧化碳的過程。但對酵母菌而言,十五度以上的酒精就是毒藥。發酵後的產物竟然會害死發酵作用功臣,這真是悲劇啊!因此,酒廠不採用發酵法來製作高濃度酒精,而改用蒸餾法。

我自己雖然與酒無緣,卻很有興趣觀察人類的酒醉行為。一群不受控制的酒徒事實上還挺恐怖的,但飲酒文化已源遠流長數千年之久,人們對於酒精這款毒藥早習以為常。大家都討厭酒品差的人發酒瘋。但我必須承認:與滴酒不沾相比,杯觥交錯的夜晚時光顯得更其樂融融。

酒醉後的行為,有時讓人很難理解。
圖/giphy

喝醉是怎麼ㄧ回事?酒精其實像鎮靜劑

酒精讓恐龍寶寶彷彿變成了另一個人。他平時沉默寡言,今晚幾杯黃湯下肚之後卻變得超級幽默。這究竟是怎麼一回事呢?為什麼酒精讓人變得不再畏縮、充滿自信呢?讓我們一起從化學觀點來瞭解喝醉這件事:

乙醇被腸胃吸收後,大部分隨著血液流動到肝臟,肝臟會分泌酵素開始分解乙醇。小部分的乙醇和乙醛則抵達肺臟進行氣體交換,這就是酒氣沖天的原因。滿身酒味令人嫌,卻方便警察臨檢執法。可見我們的身體會想方設法盡速排出酒精及其代謝物,但排出速度遠比不上豪爽的乾杯速度,因此會有一部分酒精隨著血液被帶到大腦。

好玩的事就從這裡開始。對大腦而言,酒精就像鎮靜劑或麻藥。怎麼會?發酒瘋的人經常扯開嗓門大叫或跳上桌子手舞足蹈,哪裡顯得鎮靜呢?雖然酒精讓人們行為脫序,但從神經科學的角度來看,酒精的確具有抑制效果。準確地說,酒精抑制的是神經細胞之間的互動,而神經細胞之間互動的推手就是神經傳導物質。

酒精其實是有抑制作用。
圖/泛科學 YouTube〈酒有什麼好喝的?酒科學的必問五問題|科學大爆炸2-EP.37〉

酒精抑制的是神經傳導物質

第七章曾介紹過神經傳導物質血清素。現在和大家聊聊另一種神經傳導物質,好讓大家更瞭解喝醉這件事的來龍去脈。

之前提過組成蛋白質的二十種胺基酸,其中之一是麩胺酸(Glutamic acid)。從功能來看,麩胺酸也扮演著神經傳導物質的角色。神經傳導物質主要可分為激發型及抑制型兩大類。麩胺酸屬於激發型神經傳導物質。當麩胺酸與其受體結合之後,會促進神經細胞互動,釋放出更多的訊號。

第十二章提過另一種神經傳導物質 GABA(4- 胺基丁酸)(又碰到它了!還記得嗎?催產素下令給大腦分泌 GABA)。它屬於抑制型神經傳導物質,在大腦中的作用與麩胺酸恰恰相反。當 GABA 與其受體結合之後,會抑制神經細胞互動,減少神經細胞之間的訊號傳遞。

談起大腦裡的神經傳導物質,經常也會提到「受體」。還記得我們之前將受體比喻成停車格嗎?酒醉狀態裡的神經傳導歷程究竟是什麼樣子呢?讓我們仔細探討一下。首先,大腦裡有許多由蛋白質組成的受體,請把它們想像成平常狀況中被封閉的隧道。一旦神經傳導物質與神經細胞表面的受體結合之後,隧道將暫時開放,讓離子進入(例如鈉離子、鉀離子、鈣離子或氯離子)。帶電價離子的移動使得細胞膜的電位出現了變化。神經細胞透過電位差來傳遞訊息。以麩胺酸為例,麩胺酸與受體結合之後會讓正離子往細胞內流入,使得膜電位大幅上升,激發神經元細胞興奮。相反的,當 GABA 與其受體結合之後,神經元細胞的細胞膜表面呈現負電價,訊息的傳遞便受到抑制。

喝酒之後,一部分的酒精隨著血液進入大腦。乙醇其實就是來攪局的。乙醇分子「雙面玲瓏」,既能與麩胺酸受體結合,也可以和 GABA 受體結合。也就是說,乙醇分子會掀起一場和麩胺酸及 GABA 的「受體搶奪大戰」,妨礙上述兩種神經傳導物質與受體的結合。如此一來,原本麩胺酸應當產生的激發效應會受到抑制,而原本 GABA 神經傳導物質在釋放過程中應當產生的抑制作用卻因為喝了酒而被增強。隨著血液中的酒精濃度越來越高,乙醇分子會減少及阻斷神經元的傳導。

當體內酒精超過某特定濃度時,大腦的運作速度會變得緩慢。因為大腦功能下降,讓人逐漸失去自制力,也不怕丟臉。藉此,即可解釋跳到桌子上並載歌載舞的發酒瘋行為。腦神經系統的各種機能越來越受到抑制,運動功能變得越來越差。神經元細胞彼此的互動減少,所以連走路都不穩。這時開始變得口齒不清,反應速度變得更慢。腦筋顯得越來越不靈光,當然不可能做出聰明的決定。大家或許都有過喝醉的經驗,肯定故事一籮筐吧?黃湯下肚醺醺然,酒醉者經常腦筋當機,感覺麻痺,不太記得當下發生的事。

喝醉以後常常不記得後來發生什麼事。
圖/泛科學 YouTube〈酒有什麼好喝的?酒科學的必問五問題|科學大爆炸2-EP.37〉

GABA 的抑制作用

正常情況下,GABA 的重要性來自於它在釋放過程當中所產生的抑制效應。當然,我們需要大腦神經元靈活地執行功能,但也不宜照單全收全數環境裡的訊息,並加以分析。「越多越好」這句話,在這裡並不適用。GABA 神經傳導物質的主要作用就是在協助我們將外界訊息分門別類,以利大腦「分級處理」。

外在環境時時刻刻都在對我們傳送超大量的訊息。如果不是 GABA 踩剎車,每個人都必須捉狂地忙著接收與分析訊息,哪有可能冷靜思考?因此,某些治療腦部不正常放電的癲癇藥物有助於提高患者體內的 GABA 濃度,避免患者情緒過於高亢興奮。我偶爾會想:酒精的確會放緩大腦轉速,但醉鬼會不會想得更仔細、更透徹,只是速度緩慢而已呢?我自己不喝酒,沒有相關經驗,不過根據我的觀察,有些人總是在酒酣耳熱之際一昧地重複相同的說詞或想法。或許這才是他們真正深思熟慮後的想法?

酒精對大腦的影響不僅於此,它還會促進一種名為多巴胺(Dopamine)的神經傳導物質分泌。多巴胺主要負責情緒、學習、注意力,以及對於肌肉動作的控制能力。大腦的獎勵功能也與多巴胺有關,例如投身興趣且樂此不疲時,大腦會非常活躍地分泌出大量多巴胺,讓我們願意更加投入。多巴胺分泌過量,則可能導致行為衝動、上癮,甚至思覺統整失調。體內多巴胺濃度越高,我們就越需要自制能力,方可免於菸酒上癮。不過,如果酒精早已經長驅直入地攻占了負責自我控制的腦區,那就真的很難堅持。這是為什麼喝醉酒的人隔天都後悔自己貪杯誤事的原因。

酒精如果已經讓你不受控,很可能就不小心喝多了。
圖/giphy

──本文摘自《手機、咖啡、情緒的化學效應——一日24小時的化學常識》,2020 年 5 月,商周出版。

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喝母乳的寶寶能提升神經認知功能?——是真的!而且「曾經喝過就有效」

查克爸
・2021/10/26 ・3015字 ・閱讀時間約 6 分鐘

喝母乳的寶寶,真的會更聰明嗎?母乳不僅能夠提供小寶寶所需的營養以及免疫力,而透過母親的生理機制,更能將各種符合自己孩子需求的成分,客製成孩子專屬的母乳。需要發育大腦,就多給些相關的成分,如果要長肌肉也沒問題,媽媽隨時隨地都準備為孩子產製最適合的母乳,這可是任何產業都難以複製的機能。因此母乳被說是對寶寶是最好的禮物,想當然各種與母乳哺育相關的研究主題,便是眾多學者探討了解的目標。

其中,研究智力發展應該是最吸引人的主題之一,不過目前為止也是有研究指出,母乳哺育的孩子,他們的平均智商與沒有母乳哺育的孩子相差無幾,這不知潑了多少人一身的冷水,掃了無數爸媽的興致。但以前的證據說智商沒差異,不代表新的研究一樣沒差異,科學這件事就是會不斷變化,產出新的結論,全世界仍有不少研究都提出母乳可能使寶寶更聰明。

這次要介紹的羅徹斯特大學醫學中心(URMC)神經科學研究所(Del Monte Institute for Neuroscience)的成果就是其中之一,他們這次提出的新證據是與認知能力有關,而且他們的結論應該會讓人眼睛一亮,因為他們發現,母乳哺育的時間長短與 9-10 歲兒童的部分認知發展有關連,而且只要孩子有吃母乳一段時間就可以看出差異[1]

人類積極探索智力,母乳與智力的關係更是熱門主題之一。圖/Pixabay

改變研究方向,找出母乳與智力之間的正向證據

隨著各種研究產出,我們得以知道智力受到很多變項影響,尤其是與父母親直接相關的因素,例如父母的社經地位、智力程度、學經歷等都可能使孩子擁有較高的智力。換句話說,也就是研究者比較了相同教育程度或是經濟程度的母親後,結論是不管有沒有哺餵母乳,他們孩子的智商分數可能相近。

既然知道多種因素可以影響智力,便要在研究方法的設計下足功夫,因為要盡可能控制所有影響,讓母乳哺育的小孩,以及沒有母乳哺育的小孩都能在同一個基準線上比較,才能看出客觀上的差異,或可說是未能控制好混雜因素[2]

不過就如開頭所說,研究目標、方法不同,看到的成果就不一樣,羅徹斯特大學醫學中心這篇藉由分析青少年大腦認知發展研究計畫[3](The Adolescent Brain Cognitive Development Study;ABCD Study)數據的報告,就看到了母乳與認知的正向關係,改而分析更細項的各種認知能力[4],其涉及了執行與感知、學習、記憶、理解、意識、推理、判斷、直覺和語言相關的等各種任務技能。

認知能力分好多,研究分析哪些?

這個認知研究採用 ABCD 研究數據來探討,但為了減少測量誤差的影響(例如孩童曾經暴露會接觸酒精的環境、未參加訪視的兒童等因素),研究者最終保留了 9,116 名兒童的數據,並以此分析母乳哺育時間與神經認知能力之間的關係。那列入分析的認知能力向度有哪些?

向度一共有三項,而且跟每個人都有關,分別是一般能力(general ability)、執行能力(executive function)以及記憶力(memory),而這三項能力各自有其解釋在,如一般能力,美國心理學會對此提出的解釋定義是,一種可以被衡量的能力,且被認為是基礎能力,用來處理所有與智力相關的任務。

再來是執行能力,這個能力則可用來管理和控制工作記憶、注意力,也跟抽象思考等種種認知過程有關,像是設定目標、想像並預見;最後一個是大家耳熟能詳的記憶力,是透過大腦系統所儲存的訊息,是能回憶特定訊息或曾經有過的經歷。

不過這些能力的發展程度真的能評量嗎?放心,各項認知能力背後有眾多的研究依據,也發展出各種不同的測量方式來評定。像是「魏氏兒童智力量表的矩陣推理測驗」就在這個研究被用來測量知覺推理和組織、空間訊息處理等相關的能力;而美國國立衛生研究院的 NIH Toolbox®-Cognition battery,也在這個研究裡被整合運用評估兒童的神經和行為功能。最後通過次數以極多的神經認知測驗,也才讓研究結果得出有吃母乳的小朋友,是能改善某個認知能力。

針對各種能力、認知所開發的測驗,不斷的被開發出來並應用。圖/Pexels

母乳真的有助於認知能力!是哪一項呢?

研究要分析的有一般能力、執行能力以及記憶力,那究竟哪像能力獲得提升呢?鏘鏘,從數據提供的結論是一般能力(general ability)與母乳哺育的時間長短有顯著關聯[1]。但你可能會說「怎麼才提升一種能力?」,這時候我們要關注的是,在心理學上的一般能力也包含多種能力,一般能力只是所有分向能力的統整稱呼。

研究中把這九千多位 9-10 歲的孩子,依照他們吃母乳的時間長短分成四組,第一組是 0 個月的控制組,接著是三組母乳哺育的實驗組,分別是 1-6 個月、7-12 個月以及吃母乳超過 12 個月的寶寶,可以看到在母乳哺育期最短的 1-6 個組別寶寶,他們在一般能力的測驗結果,比起沒吃母乳的寶寶有所提升,而且隨著母乳哺育的時間變長,孩子們在一般能力的發展程度也越來越高。

用另外一個角度來看研究結果就是,今天有某一個家庭選擇餵養母乳,即便哺育期間落在有點長又不算太長的 2 個月或是半年內,對寶寶的神經認知發展來說也是有幫助的,這也符合研究人員的設定目標,因為這有望幫助改善人們的動機,讓更多人想要母乳哺育,不只告訴每個家庭們可以量力而行,也藉此呼籲政府、社會企業能夠更設身處地為媽媽們著想。

母乳哺育與一般能力認知的關聯性較高,且隨著期間變長而增加。資料/參考資料1

研究成果重要,但更該考慮「人」

各種母乳相關的科學證據報告,讓母乳對孩子的好處不言而喻,這次介紹的研究也是,也的確可以藉由這些證據協助家庭做出決定,讓他們決定是否要餵養母乳,但這篇研究成果的重點,是希望能夠「鼓勵」家庭選擇用母乳哺育寶寶,而不是「非得要」。

不可否認的是,母乳哺育對媽媽們是一個壓力來源,常常聽到「給寶寶最好的」,反而讓各種美好變成壓力,像是聽到哪位媽媽不給寶寶吃母乳,各種批評襲來,不餵母乳變成一種罪過。而如果選擇母乳哺育,又可能因為家人不支持而宣告放棄。

母乳對寶寶有幫助,但家人彼此間的支持才更重要。圖/Pixabay


研究也實實在在告訴我們,餵養母乳的意願及時間長短,可是牽涉眾多因素,其中個體因素如教育程度、年齡會改變想法,還有環境和社會文化影素也會影響,例如就業問題、丈夫支持程度、家人態度也都大大的參雜其中[6]

因此每個家庭間的討論、媽媽的個人意願都很重要,有了共識後再來下決定,而當你們決定好要給寶寶母乳,又就差那決定性的臨門一腳時,不妨想想這篇研究提出的結論,「只要曾經給寶寶喝母乳,便有機會提升他特定的認知能力喔」。

參考資料

  1. Lopez, D. A., Foxe, J. J., Mao, Y., Thompson, W. K., Martin, H. J., & Freedman, E. G. (2021). Breastfeeding Duration Is Associated With Domain-Specific Improvements in Cognitive Performance in 9-10-Year-Old Children. Frontiers in public health, 9, 657422. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.657422
  2. Walfisch, A., Sermer, C., Cressman, A., & Koren, G. (2013). Breast milk and cognitive development–the role of confounders: a systematic review. BMJ open, 3(8), e003259. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2013-003259
  3. https://abcdstudy.org/
  4. https://dictionary.apa.org/cognitive-ability
  5. Natland ST, Andersen LF, Nilsen TI, Forsmo S, Jacobsen GW. Maternal recall of breastfeeding duration twenty years after delivery. BMC Med Res Methodol. 2012 Nov 23;12:179. doi: 10.1186/1471-2288-12-179. PMID: 23176436; PMCID: PMC3568415.
  6. Shi, H., Yang, Y., Yin, X. et al. Determinants of exclusive breastfeeding for the first six months in China: a cross-sectional study. Int Breastfeed J 16, 40 (2021). https://doi.org/10.1186/s13006-021-00388-y

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查克爸
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查克爸|醫學生物技術領域 碩士,現職為開發自然科學評量工具的研究 人員,將各種研究設計為科學教育評量工具的同時,也投入喜愛的科普領域。
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