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星際瘋狂——太空會讓你失去理智嗎?@《打包去火星》

貓頭鷹出版社_96
・2012/08/11 ・3543字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 498 ・六年級

一份一九五七年四月在《航空醫學》期刊發表的研究指出,在受訪的一百三十七位飛行員裡,百分之三十五的人在高海拔飛行時都曾出現脫離地球的奇怪感覺,而且幾乎都是單獨飛行時發生的。一位飛行員這麼說:「我覺得我和地球這個球體的聯繫已經切斷了。」這種現象非常普遍,因此心理學家將之命名為「脫離效應」。對於這些飛行員來說,這種感覺大多不是恐慌,而是一種興奮。在一百三十七人中,只有十八人會用恐懼或焦慮來形容這種感覺。「感覺很平靜,好像你身在另外一個世界。」「我覺得自己是個巨人。」另外一個人說:「像是國王。」有三個人說他們覺得自己更接近神了。飛行員羅斯在一九五○年代駕駛實驗飛機,創下一系列的飛行高度紀錄,他兩度回報自己有一種奇異的「狂喜感受,想要一直繼續飛下去。」

在《航空醫學》那篇文章刊載的當年,基廷格上校搭乘一個掛在氦氣球下,電話亭般大小的密封座艙,垂直升高到約三萬公尺的高度。此時座艙內的氧氣含量低得危險,基廷格的長官賽門命令他開始下降。「來抓我啊。」基廷格用摩斯電碼一個字一個字這麼回答。基廷格說他是開玩笑的,但賽門不這麼想(摩斯電碼從來不是表現幽默的好媒介)。賽門在回憶錄《人類高飛》裡回憶,他當時覺得「古怪但又有點可理解的脫離現象可能占據了基廷格的心智……以至於他……陷入了這種詭異的幻想中,想拚命地不斷飛行,完全不顧後果。」

賽門將這種脫離現象和「深海暈眩」相比。「深海暈眩」是一種醫學症狀,潛水員潛到約三十公尺深的地方時,會有一種平靜、覺得自己無所不能的感覺占據他的思緒。比較沒有想像力的說法是「氦氣麻醉」,或者「馬丁尼效應」(像是到了二十公尺深度之後,每十公尺就喝一杯酒的效果)。賽門推測,航太醫師很快就會來到要討論「所謂『太空暈眩』」症狀的一天*。

*註:每一種旅行方式都有專屬的心理失常症狀。單獨在靜止、如玻璃的水面上狩獵的愛斯基摩獵人會受「空間扭曲」所苦,他們會出現船隻進水、前端沉沒,或是從水面上升起的幻覺。有興趣的話可參考〈格陵蘭西部愛斯基摩人『空間扭曲』初探〉,裡面討論了愛斯基摩人自殺的動機,並且指出在五十起自殺案件調查中,有四起是「認為他們的生命因年老而無用」的年長愛斯基摩人。裡面沒有提到他們是否像有時會聽見的案例那樣,自我放逐到浮冰之間,也不知道在浮冰間流浪是否會出現獨特的焦慮症狀。

他是對的,不過NASA喜歡使用這個比較樸實的說法:「太空喜樂。」太空人塞爾南在回憶錄裡提到:「有些NASA精神科醫生警告我,如果我往下看到地球快速往下方移動,我可能就會陷入太空喜樂的症狀。」當時塞爾南很快就要在雙子星九號計畫中進行史上第三次的太空漫步。心理學家都很緊張,因為前兩次的太空漫步者不只表現出奇異的狂喜感,還抗拒回到太空艙裡,這點相當令人憂慮。列昂諾夫是一九六五年第一位在太空的真空中自由漂浮的人類,他身上只有一條空氣管與日出號太空船相連。他曾寫下:「我的感覺好極了,心情非常愉快,一點也不想離開這個自由的空間。至於準備獨自面對深不可測的宇宙時應該會產生的難以克服的『心理障礙』,我根本一點都感覺不到,甚至忘記可能會有這種障礙。」

在NASA第一次的太空漫步進行四分鐘後,雙子星四號太空人懷特脫口而出他覺得「超爽的」。他簡直找不到其他的話語來描述。「我……真是太棒了。」任務紀錄裡有些部分讀起來就像是一九七○年代的交心治療小組的對話紀錄。這裡有一段懷特與指揮官麥克迪維特在太空漫步後的對話,他們兩個都是空軍成員:
懷特:那是最自然的感覺,麥克。

麥克迪維特:……你看起來像剛剛待在媽媽的子宮裡一樣。

NASA擔心的不是他們的太空人陷入極端的喜樂,而是這種陶醉狀態可能會讓他們失去理智。在懷特二十分鐘的狂喜當中,任務控制中心不斷試圖介入其中,最後太空艙通訊員格里森和麥克迪維特通上話:

格里森:雙子星四號,回來!
麥克迪維特:他們要你現在就回來。
懷特:回去?
麥克迪維特:回來。
格里森:沒錯,我們已經試著聯絡你一陣子了。
懷特:啊,長官,再讓我拍幾張(照片)。
麥克迪維特:不行,快回來吧。
懷特:……聽著,你不用硬把我拖回去,我就快進去了。
但他沒有進太空艙。又過了兩分鐘,麥克迪維特開始求他了。
麥克迪維特:你就進來吧……
懷特:其實我只是要拍一張更好的照片。
麥克迪維特:不行,進來吧。
懷特:我現在要拍一張太空船的照片。
麥克迪維特:懷特,快進來!

又過了一分鐘,懷特才開始朝太空艙門移動,一邊說著:「這真是我人生中最悲傷的一刻。」

與其擔心太空人不想回來,太空總署更該擔心他們有可能回不來,因為懷特後來花了二十五分鐘才成功從艙門安全回到太空船裡。對他的整體心智狀態更雪上加霜的是他知道萬一他的氧氣耗盡,或者他因為任何理由昏厥,麥克迪維特接到的命令是切斷他的聯繫繩,而不會冒著自己的性命危險去把他拖進艙門。

據說列昂諾夫曾在類似的掙扎中瘦了五公斤多。他的太空衣加壓的程度太大,以至於他的膝蓋無法彎曲,不能如訓練般地讓腳先進艙門,反而得讓頭先進;當他試著把身後的艙門關起來時,他的身體卡住了,所以必須要降低太空衣的壓力,才能移動身體進來,但減壓很有可能會致命,與潛水員太快往上游會造成的危險相似。

NASA歷史辦公室的紀錄中,有一條很符合冷戰時期氛圍的有趣小細節,當中宣稱列昂諾夫有一顆自殺藥丸,萬一他無法回到太空船,而他的隊友貝爾西耶夫必須「將他留在軌道上」時,就是藥丸的使用時機。一般觀念中的自殺藥丸都是氟化物,而這樣的致死方法比缺乏氧氣供應而死還要緩慢而且驚懼,所以應該不太需要這種藥丸。(隨著腦細胞缺氧而死,人會開始出現狂喜的感受,產生持續的強烈勃起。)

太空心理學專家強.克拉克告訴我,自殺藥丸的故事不太可能是真的。我曾寄信到克拉克在美國國家太空生物醫學研究所的辦公室,詢問在太空裝裡彈出藥丸的詭異裝備*,他也四處問了別人,結果他的俄國消息來源對另外一項太空人配槍傳聞同樣嗤之以鼻:若列昂諾夫不能回來,貝爾西耶夫必須要槍殺他。事實上只是因為列昂諾夫和貝爾西耶夫未按照計畫降落在原定的地點,而是落在狼群盤踞的地區,所以至少在後來的一段時間裡,輕型手槍也被列為俄國太空人野外求生的裝備之一。

*注:彈出藥丸的裝置和頭盔內的點心棒一樣,必須固定在頭盔內的支架上。成分與水果捲相同的點心棒必須固定位置,好讓太空人只要一低頭就能咬到,或者像太空人哈德菲爾德說的,一低頭就會黏在他們的臉上。水果棒旁邊還裝著飲料管,通常都會有點漏,所以會把水果搞得「黏糊糊」的。哈德菲爾德說:「我們只好停止使用這些裝備。」

在懷特的太空漫步之後,太空喜樂的報告就少了很多。沒多久,心理學家就不再擔心這件事了,因為他們有新的問題要擔心。「艙外活動俯視暈眩」(艙外活動就是俗稱的太空漫步)是親眼看見地球在下方三十二萬公尺處,可能會帶來讓人腿軟癱瘓的恐懼感。和平號太空站太空人列寧格在回憶錄裡寫到這種「可怕又持久」的感覺;他覺得自己「往地球落下的速度……」比他過去在跳傘降落時的速度「快了十倍或一百倍」。的確也是如此(不一樣的地方當然在於太空人掉落的路徑是圍著地球繞圈子,而且不會撞到地面)。

列寧格如此描述他掛在長約十五公尺的望遠鏡機械手臂上痛苦的片刻:「我繃緊神經地抓著把手……強迫自己睜著眼睛,不要尖叫。」一名在漢勝航太設備公司工作的太空衣工程師說,曾有某位太空漫步者出了艙口後,就用穿著太空衣的兩隻手臂緊抓著同事的腿不放。

在美國國家太空生物醫學研究所研究太空暈眩與俯瞰暈眩的專家歐門指出,艙外活動俯視暈眩並不是種恐懼症,而是對一個新的、可怕的認知現實─以時速兩萬八千公里的速度在太空中墜落,所產生的正常反應。儘管如此,太空人還是不願意分享這種心情。歐門說:「回報是個大問題。」

訓練太空人太空漫步的方式,是讓他們穿上艙外活動衣,在巨大的室內游泳池內漂浮演練,這個游泳池稱為「中性浮力室」。漂浮在水中和漂浮在太空中的狀況不盡相同,但就練習作業與熟悉太空船外環境來說,已經是很恰當的模擬了。(國際太空站的部分模擬設施就躺在休士頓太空總署的水池底部,像是沉船的遺跡一樣。)但是訓練並不能避免艙外活動俯視暈眩發生。虛擬現實的訓練也許能有某種程度的幫助,但你終究無法有效地「模擬」在太空中呈自由落體的感覺。要稍微體會那是什麼樣的感覺,你可以爬到一根電線桿上(要綁好安全繩),然後試著站在平坦的、大約一個派大小的電線桿頂,有點像參加自我成長活動的人,或是應徵電話公司工作的人有時候必須做的事。歐門說:「電話公司受訓期的前幾周裡,大約有三分之一的人會放棄。」

(全文未完)

摘自《打包去火星:太空生活背後的古怪科學》第三章 〈星際瘋狂——太空會讓你失去理智嗎?〉。本書由貓頭鷹出版社出版,獲2012年8月PanSci選書推薦

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貓頭鷹出版社_96
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貓頭鷹是智慧的象徵。1992年創社,以出版工具書為主。經過十多年的耕耘,逐步擴及各大知識領域的開發與深耕。現在貓頭鷹是全台灣最重要的彩色圖解工具書出版社。最富口碑的書系包括「自然珍藏、文學珍藏、台灣珍藏」等圖鑑系列,不但在國內贏得許多圖書獎,市場上也深受讀者喜愛。貓頭鷹的工具書還包括單卷式百科全書,以及「大學辭典」等專業辭典。貓頭鷹還有幾個個性鮮明的小類型,包括《從空中看台灣》等高成本的視覺影像書;純文字類的「貓頭鷹書房」,是得獎連連的知性人文書系;「科幻推進實驗室」則是重新站穩台灣科幻小說市場的新系列,其中艾西莫夫的科幻小說,已經成為台灣讀者的口碑選擇。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》