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Neuralink令人興奮嗎?那些馬斯克和三隻小豬沒說清楚的事

謝伯讓_96
・2020/09/09 ・1687字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

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2020 年 8 月 29 日,馬斯克(Elon Musk)的公司 Neuralink 大動作召開記者會,眾人拭目洗耳,滿心期待見到腦機介面展現出音樂串流、取代語言等科幻場景,但是最後卻只等來三隻小豬。除了手術程序和晶片技術上的工程改良之外,從科學的角度來看,整場演示可謂了無新意。

為什麼說在科學上了無新意呢?這是因為大家原本以為 Neuralink 世界第一的的能力或宣稱,其實若非已經有人做過,就是根本做不到。

不是唯一也不是第一

在馬斯克媒體聚焦光環之下,普羅大眾都以為 Neuralink 在腦機介面的能力和進度,是世界第一。但事實是,在腦機介面領域的實力與進展,Neuralink 既不是唯一,更不是第一。

以深度刺激醫療方法為例(deep brain stimulation),過去 25 年間,全球早已就有超過 160,000 名病人接收過深度刺激,並透過腦機介面的方式刺激大腦,來改善各種神經和精神疾病,包括帕金森氏症、杭亭頓舞蹈症、憂鬱症、強迫症和癲癇等,都已有不少的成果與效用(Lozano et al., 2019)。

深度刺激醫療方法(deep brain stimulation)的示意圖。By Andreashorn – Own work, CC BY-SA 4.0

再來看看神經義肢(neuroprosthetics),馬斯克在各訪談節目中大談神經義肢,說是要實現《百變星君》中讓癱瘓者操控機械手臂的夢想。但是馬斯克如果敢說自己第一,加州理工科學宅們就全要捧腹笑翻了。

以加州理工的安德森教授的實驗室為例(Richard A. Anderson),安德森實驗室在靈長類動物與人類的動作「意圖」(intention)研究領域,已經耕耘數十餘年。早在 2013 年,就以成功讓一位癱瘓病患順利操控機械手臂,然後舉起酒瓶送到自己嘴邊暢飲,此項結果也發表在 2015 年的《科學》期刊上(Aflalo et a., 2015)。

回過頭來看看馬斯克的 Neuralink,「即將取得 FDA 的人體試驗批准」?嗯,原來是連批准都還沒通過?那最後記者會只端出三隻小豬,應該也是剛好而已。

音樂串流與取代語言的遠期目標,根本不可行

接下來,我們再來看看引發最多媒體和大眾熱議的「音樂串流」和「取代語言」。馬斯克的這些科幻宣稱,可以說是直接越過了基礎科學而做出的狂妄「夢想」。我們只能說,在基礎神經科學釐清大腦處理資訊的位置與原理之前,應用科技絕無任何插手置喙的餘地。

以串流音樂來說,我們現在不知道大腦的哪些腦區以何種形式在處理音樂,也不知道大腦是如何處理音樂的各種面向(節奏、音高、旋律等),那請問 Neuralink 如何可能透過腦機介面向大腦輸入音樂?

語言也一樣,語言相關腦區我們目前只知道其中一些,而且諸多語言相關腦區中的細胞數量可能超過十億,一個僅有1024 個電極的 Neuralink 晶片,根本無法精準輸入和記錄腦神經活動。

神經科學對於腦部是如何處理音樂跟語言的,細節仍所知甚少。圖/Image by Harut Movsisyan from Pixabay

簡而言之,在基礎神經科學知識完備之前,應用科技可說毫無用武之地。打個比方來說,單單造出一艘火箭太空梭,仍不足以讓你飛向火星,如果不知道火星的位置(某個認知功能的對應腦區)、如果不知道天體運行的原理(腦區之間的互動連結)、如果不知道牛頓力學(神經細胞之間的訊息傳遞法則),那麼即使你能造出火箭太空梭,也只會迷失在無垠的太空。

近期的目標只是工程突破

Neuralink 近期的走向,應該就是使用改良的自動化手術技術,以及更小的微晶片技術,來進一步推動過去在科學與醫學上已經小有成果的醫療方式(例如使用腦機介面緩解憂鬱症、強迫症、成癮、帕金森、和優化神經義肢等等),至於其他什麼串流音樂、取代語言之類的科幻夢想,只有等到神經科學家把大腦研究清楚後才有機會。

科技的花朵,必然得有基礎科學研究的根,沒有後者,若非假花,就必然凋謝。

References

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謝伯讓_96
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美國達特茅斯學院認知神經科學博士,麻省理工學院腦與認知科學系博士後研究員。曾任杜克─新加坡國立大學醫學院助理教授、腦與意識實驗室主任,現為國立台灣大學心理系副教授。研究主題為人腦如何感知世界。 部落格:The Cry of All。 著作:《都是大腦搞的鬼》《大腦簡史》

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察覺症狀及早治療巴金森病,延緩病程演進、維持生活品質
careonline_96
・2022/11/17 ・2408字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「醫師,最近幾個月我的左手都會抖。」70 多歲的老伯伯說,「這是不是廣播節目在講的巴金森病啊?」

單側手抖是巴金森病常見的動作症狀,南投佑民醫院神經科主任林圻域醫師指出,進一步了解病情後發現,老伯伯已經失眠一年多,而且胃口比較差、心情也比較低落。也就是說,可能在 1、2 年前就開始出現非動作症狀,直到就醫前三個月才出現動作症狀。

「巴金森病的治療會同時考量動作症狀與非動作症狀,並依照病程發展來調整藥物。當時讓他使用多巴胺受體促效劑搭配左旋多巴,動作症狀有明顯改善。」林圻域醫師說,「經過 1、2 個月的用藥,在沒有使用安眠藥或舒緩情緒的藥物下,失眠跟情緒低落這些非動作症狀都有獲得改善。」

到目前為止已經治療 3 年多,老伯伯每天都會外出散步運動,巴金森病幾乎都維持在第 2 期,可以自己回診,行動自如。

從手抖到臥床,及早治療延緩巴金森病程演進

巴金森病的病程通常可分成 5 個階段。林圻域醫師指出,巴金森病第 1 期,剛發病時,可能從單側手腳開始出現顫抖或僵硬,這些症狀通常還不會影響生活。

巴金森病第 2 期,雙側都出現症狀,生活就會受到一些干擾,可能在吃飯時用湯匙、用筷子就沒有那麼靈活。

巴金森病第 3 期,患者走路的平衡能力越來越差,多半需要使用柺杖輔助行走,很容易跌倒。

巴金森病第 4 期,患者的日常生活需要他人協助,包含吃飯、洗澡、自己的衛生需求,都無法獨力完成。

到了巴金森病第 5 期,患者幾乎都是坐輪椅或是臥床,完全仰賴他人照顧。

如果能在早期發現巴金森病,並積極接受治療,能夠延緩病程進展,讓患者保有更多的生活功能。

有耐心的積極治療,延長用藥蜜月期

目前治療巴金森病比較常用的藥物,包括左旋多巴、多巴胺受體促效劑、單胺氧化酶抑制劑等。林圻域醫師解釋,左旋多巴對於動作症狀的效果很明顯,另一個多巴胺受體促效劑的效果也很好,可以同時改善動作及非動作症狀,例如憂鬱、睡眠障礙等。巴金森病的用藥比較複雜,臨床上會根據患者的年紀還有比較明顯的症狀,選擇合適的藥物。

憂鬱、失眠皆是巴金森病常見的非動作症狀,林圻域醫師說,在接受藥物治療時,我們也希望患者能夠養成運動的習慣,每天都能夠外出運動,走一走、曬曬太陽。

「確診巴金森病後,有些患者會期待能夠治癒,」林圻域醫師說,「我們需要跟他們解釋說,這是一種退化性疾病,沒有辦法完全根治,不過若能好好接受治療,可以維持生活品質,幾乎跟正常人一樣,還是可以外出旅遊、運動。」

因為巴金森病的用藥比較複雜,在用藥過程中,不見得隨時都能讓患者感覺狀況很好,林圻域醫師提醒,如果有用藥問題或是覺得身體的靈活度沒有很好的話,請務必回診,與醫師討論是否要調整藥物,千萬不要自己增加藥量,否則會縮短用藥的蜜月期,而且服用左旋多巴的劑量越高,越容易提早出現藥效波動的副作用,例如突然變得很僵硬或出現搖頭晃腦等不自主運動。

關於巴金森病的治療策略,林圻域醫師解釋,如果患者比較年輕,可能先使用多巴胺受體促效劑,延長用藥蜜月期。如果患者年紀較大,可能就使用左旋多巴,再搭配多巴胺受體促效劑。

在家就能做,早期發現巴金森病

巴金森病是退化性疾病,發生率會隨著年紀而越來越高,50 歲以上的民眾,都應該要定期自我檢測。林圻域醫師說,目前常用的檢測方式是手指操,手指操的操作非常方便,檢測靈敏度也不錯。只要伸出左手,張開五隻手指,食指與拇指重複開合 25 下,然後換到右手,食指與拇指重複開合 25 下。

「我們可以請家屬觀察兩側手指開合的速度跟大小,如果兩側差不多,也都蠻靈活的話,大概巴金森病的機率就不高。」

林圻域醫師說,「如果有巴金森症狀,兩側手指頭開合的速度跟節奏就會不一樣,有問題的那一側通常會比較慢,開合的角度也會變小。大部分巴金森病都是從一側開始,通常會變得不靈活,甚至像黏住一樣打不開。出現這樣的狀況的話就要趕緊到神經內科做檢查。」

貼心小提醒

林圻域醫師叮嚀,雖然巴金森病沒有辦法根治,但是透過定期用藥、規律運動,其實可以讓巴金森病患者的生活能力維持得很好,能夠自己照顧自己的狀態。家屬、患者要與醫療團隊密切配合,若觀察到症狀有變化,請務必回診與醫師討論,千萬不能擅自增加藥量!

巴金森病友社團幸福巴士[巴金森‧帕金森病園地] | Facebook,提供許多關於巴金森病的照護、復健與經驗分享,家屬與病友都可以共同學習、交流。

careonline_96
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鑑識故事系列:毒傘刺殺?!德國 Christoph Bulwin 命案
胡中行_96
・2022/11/10 ・2135字 ・閱讀時間約 4 分鐘

前言:2011 年,德國發生一起疑似用傘尖注射毒物的謀殺案件。[1] 2019 年的《重症照護個案報告》(Case Reports in Critical Care)與 2020 年的《鑑識科學、醫學暨病理學》(Forensic Science, Medicine, and Pathology)期刊,分別從不同角度,介紹了某起事故,其細節描述與此案極為神似。[2, 3] 到了 2022 年 8 月,歐洲媒體突然舊事重提,報導警方懸賞緝兇。[1] 雖然兩篇論文都沒有明言死者身份,鑑識期刊的結論又不確定是否為他殺;但基於主角的性別和年齡,還有犯案地點、手法以及化學物質的獨特性,美國社群網站 Reddit 上的「鍵盤偵探們」斷定絕對是同件事情,並且議論紛紛。[4] 本文綜合新聞報導以及專業文獻,在此假設上,試圖重建全案發生的始末。

圖/Massimiliano Sarno on Unsplash

雨傘刺客

2011 年 7 月 15 日下午 3 點 55 分,任職於礦業、化學暨能源工會的軟體工程師 Christoph Bulwin,正在德國北部漢諾威(Hannover)市通勤的路上。一名滿臉坑疤,身材消瘦的年輕男子,用雨傘刺了他的左臀一下。依照《瑞士時報》(Switzerland Times)的講法,Bulwin 擔心感染 HIV,而到醫院檢查。[1] 不過,鑑識期刊說他因為事後身體暫時無恙,所以只告訴太太雨傘刺客的事,沒有報警或就醫。[3]

住院治療

經過一段時日,Bulwin 開始感到疲憊,並出現神經功能障礙。[3] 他先是到地區醫院就診,後來因為失語、嗜睡、虛弱、紅疹、腎衰竭,以及手、腳掌過度角化等問題,轉至教學醫院的加護病房。當時他發燒、心跳飛快、血壓過高、眼瞼下垂、肌肉抽搐、動不了舌頭;而且四肢輕微癱瘓,又幾乎缺乏正常神經反射,但不該有的腳底反射倒是呈陽性。無法與人溝通的他,僅會發出無意義的聲音,並在受到疼痛刺激時,有肢體反應。 [2]醫師認為 Bulwin 得了格林-巴利症候群(Guillain-Barré syndrome),[3]一種自體免疫系統攻擊神經保護層的疾病。[5]因此,以血漿換置(plasma exchange)的方式試圖排除有害的抗體,並用免疫球蛋白療法(immunoglobulin therapy)把健康的補上。[2, 5]

重新診斷

一番努力後,Bulwin 不但沒有好轉,病況還日益惡化。他最後四肢完全癱瘓,呼吸肌無力,並陷入昏迷,不得不插管,再接上呼吸器。這讓醫療團隊開始懷疑原先的診斷,覺得那些皮膚、腎臟和神經系統的症狀,或許是中毒所致。[2, 3]驗血的結果,顯示 Bulwin 血液中的甲基汞(methylmercury),濃度為 4255 μg/L,大約是一般人的千百倍。[2, 6, 7][註]

這回醫療團隊對症下藥,一邊幫他洗腎;一邊投以叫做 DMPS 的藥物,[2]促進汞隨著尿液排出體外[8]雙管齊下的效果顯著,Bulwin 入院 8 週後,終於被轉去住院復健機構,並持續使用 DMPS。不過遺憾的是,他才離開醫院 7 個月,[2]也就是遇刺 10 個月後,[3]便死於用了兩種適當的靜脈藥物,都依然難以控制的腦部異常放電──頑固性癲癇重積症(refractory status epilepticus)。[2, 9]

哪來的汞?

警方於汞中毒的診斷出來之後,得知此案。他們在 Bulwin 車子的儀表板上,找到一支裝滿汞鉈化合物,尚未使用過的皮下注射小針筒;以及一些汞合金製成的珠子。此外,Bulwin 上班處的幾支溫度計,也含有[3]這是否意味著他自殺或意外中毒?難不成還虛構遇刺的故事?

然而,從Bulwin死後的解剖和驗血報告,都查無與鉈相關的線索。比方說,鉈中毒或腎衰竭等疾病患者,指甲會有橫向線條,稱為米氏線」(Mees’ lines),[10]而他壓根沒有此類症狀。但是反過來講,如果 Bulwin 真的是遭人暗殺,警方也不曉得嫌犯是誰,還有殺人動機為何。[3]全案至此,走入了死胡同。

米氏線。圖/Yannick Trottier on Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)

懸案節目

時光匆匆過去,偵辦毫無進展。2022 年 8 月,德國懸案節目《案件號碼XY》(Aktenzeichen XY)又喚起了世人對此事的記憶。歐洲媒體隨後也跟進報導,並提醒大家德國警方懸賞 5 千歐元,希望有人能提供重要線索。[1]

  

更多知名懸案

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鑑識故事系列:為破案結婚?!「Somerton Man 懸案」

備註

人的體內,有從魚類等食物,攝取而來的汞。各國人血液中的汞含量稍有差異,[6]但一般都在10 μg/L以下,而且只要<20 μg/L就算正常。[7]以接受過汞合金補牙的退役美軍為例,其平均數值為2.55 µg/L。[6]相較之下,本案主角的4255 μg/L,不是普通驚人。[2]

參考資料

  1. Unknown kills Germans († 40) with poison umbrella’. (25 AUG 2022) Switzerland Times.
  2. Napp LC, Moelgen C, Wegner F, et al. (2019) ‘Multimodal Elimination for Intoxication with a Lethal Dose of Organic Mercury’. Case Reports in Critical Care, 4275918.
  3. Albers A, Gies U, Raatschen HJ, et al. (2020) ‘Another umbrella murder? – A rare case of Minamata disease’. Forensic Science, Medicine, and Pathology, 16, 504–509.
  4. In 2011, Christoph Bulwin was murdered…’ (AUG 2022) Reddit.
  5. Guillain-Barre syndrome’. (14 JUN 2022) Mayo Clinic.
  6. Biomonitoring Summary – Mercury’. (07 APR 2017) U.S. Centers for Disease Control and Prevention.
  7. Ye BJ, Kim BG, Jeon MJ, et al. (2016) ‘Evaluation of mercury exposure level, clinical diagnosis and treatment for mercury intoxication’. Annals of Occupational and Environmental Medicine, 28 (1): 5.
  8. Aaseth J, Ajsuvakova OP, Skalny AV, et al. (2018) ‘Chelator combination as therapeutic strategy in mercury and lead poisonings’. Coordination Chemistry Reviews, 358, pp. 1-12.
  9. Marawar R, Basha M, Mahulikar A. (2018) ‘Updates in Refractory Status Epilepticus’. Critical Care Research and Practice, 9768949.
  10. Mees’ Lines’. (03 MAY 2022) Cleveland Clinic.
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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鑑識故事系列:娛樂性用藥「六角楓葉」 2C-B 的危險
胡中行_96
・2022/11/03 ・2146字 ・閱讀時間約 4 分鐘

大清早,完全昏迷的 18 歲男子,被發現倒在家中。1 小時之後,救護車將他送達北荷蘭省的西北醫院(Noordwest Ziekenhuisgroep)。[1]

荷蘭救護車。圖/Dickelbers on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

男子發燒,牙關緊閉,心跳飛快,血壓偏高,呼吸急促又阻塞,血氧得靠每分鐘 15 公升的氧氣維持,而且瞳孔放大,雙邊尺寸不等,但對光仍有反應。抵達急診室前,急救人員就已經施予鎮靜兼抗癲癇藥物(benzodiazepines)。然而他現在強直型癲癇(tonic seizures)發作,肌肉僵硬之餘,還尿失禁,口腔中有血液。醫護人員趕緊經由靜脈,給他另一種抗癲癇藥物(levetiracetam),隨後追加鎮靜劑,再為他插管。[1]

荷蘭西北醫院。圖/Jarkeld on Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0 NL)

驗血的結果顯示,他有急性腎損傷(acute kidney injury)或白血球增多症(leucocytosis/leukocytosis)的徵兆(CK >10,000 IU/L);與心臟和肝功能相關的指數異常;還有因呼吸問題引起的代謝性酸中毒(metabolic acidosis)。從腦部電腦斷層掃描,則可見輕微的腦水腫(cerebral oedema)。由於無法排除腦膜炎(meningitis)的可能,醫療團隊決定先投以類固醇(dexamethasone)及抗生素(ceftriaxone 和amoxicillin)。從急診轉至加護病房後,醫護人員又針對他橫紋肌溶解(rhabdomyolysis)的症狀,一邊吊點滴補充水份,一邊用利尿劑促進排尿。[1]把從肌肉分解出來的蛋白質與電解質沖出體外,以避免心臟和腎臟受到傷害。[2]

原本沒什麼顯著病史的男子,為何會有如此複雜的生理問題?根據友人的說法,他平時喜歡抽大麻和嗑LSD(lysergic acid diethylamide),且有飲酒的習慣。他們猜測男子前晚大概使用了某種娛樂性藥物。[1]

隔日,男子的腦部核磁共振顯示細胞毒性水腫(cytotoxic oedema),癲癇不時發作,體溫更往上升。入院第 5 天,腦水腫惡化成腦疝脫(cerebral herniation)。[1]面對這種腦內組織異位的生命威脅,[3]醫療團隊先是採用滲透療法(osmotherapy),[1]用藥物提高血漿的滲透壓,將水份引導至血管內。[4]然而,終究還是得執行開顱術(craniectomy),來降低腦壓。到了第 11 天,男子接受氣管切開術(簡稱「氣切」;tracheostomy),以穩定呼吸。他的神經功能,則要到第 25 天轉至神經科病房時,才有些微好轉。不過,男子就是在出院 1 年後,意識狀態的恢復也依然相當有限(PALOC 5/8),[1]大概僅能對特定刺激,做出本能的行為或情緒反應。[5]

自男子進入加護病房的那一刻起,醫療團隊就不斷努力地從血液與尿液檢體,分析到底是什麼毒品,能把他搞得這般悽慘。他們花了數天,排除所有想得到的物質。最後從警方由藥頭那裏取得的樣本,以及男子的血液,比對鑑識資料庫中的 830 種化合物,終於驗出是合成毒品(designer drug)──「2C-B」。[1]

2C-B 的化學結構。圖/參考資料1,Figure 1(CC BY 4.0)
粉狀的 2C-B。圖/Psychonaught on Wikimedia Commons(Public Domain)

2C- B於 1974 年首度問世,是一種苯乙胺(phenethylamine)化合物。口服約 10 至 30 毫克後,30 到 75分鐘內,藥效便開始作用,並持續 4 至 8 小時。低劑量會增強視覺、聽覺和觸覺感受;高劑量則導致幻覺。嚴重時,可能產生癲癇、腦水腫,以及血清素症候群(serotonin syndrome)。最後一項的症狀,包含盜汗、體溫過高、心跳太快、瞳孔擴張、牙關緊閉、意識不清,還有下肢反射亢進等。本文中的男子,剛入院時幾乎囊括了以上所有項目。[1]

製成藥片的2C-B。圖/Dominic Milton Trott on Flickr(CC BY 2.0)

2C-B 在臺灣的俗名叫做「六角楓葉」,常見於酒館和俱樂部。[6]雖然不是每個使用者,都會病得一塌糊塗,但是為了保障大眾健康,《毒品危害防制條例》將其列為第三級毒品。無論是持有、施用或是販賣 2C-B,都要負刑責。[7]奉勸大家,千萬不要嘗試。

  

延伸閱讀

追尋自我消亡的危險:LSD將我兒子的潛力吸食殆盡

鑑識故事系列:吃錯藥,才自殺?

參考資料

  1. Spoelder AS, Louwerens JKG, Krens SD, et al. (2019) ‘Unexpected Serotonin Syndrome, Epileptic Seizures, and Cerebral Edema Following 2,5-dimethoxy-4-bromophenethylamine Ingestion’. Journal of Forensic Sciences, 64(6):1950-1952.
  2. Rhabdomyolysis. (22 APR 2019) U.S. Centers for Disease Control and Prevention.
  3. Riveros Gilardi B, Muñoz López JI, Hernández Villegas AC, et al. (2019) ‘Types of Cerebral Herniation and Their Imaging Features’. RadioGraphics, 39 (6): 1598-1610.
  4. Freeman N, Welbourne J. (2018) ‘Osmotherapy: science and evidence-based practice’. BJA Education, 18 (9): 284-290.
  5. Eilander H, Van Erp W, Driessen D, et al. (2022). ‘Post-Acute Level Of Consciousness scale revised (PALOC-sr): Adaptation of a scale for classifying the level of consciousness in patients with a prolonged disorder of consciousness’. Brain Impairment, 1-6.
  6. 王勝盟、賴欣宜、魏志嶽、黃偉城(2011)〈層析技術結合質譜法在新興濫用藥物分析之應用〉《科儀新知》第三十三卷第四期
  7. 毒品危害防制條例》全國法規資料庫(Accessed on 21 OCT 2022)
胡中行_96
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