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正式宣告:大腦專屬的排泄系統!

Y. H. Sun
・2012/08/15 ・1077字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 553 ・八年級

老鼠腦動脈近照圖。綠色和黃色為在動脈外流動的腦脊髓液,紅色則為在動脈內的細胞。在動脈外圍,藍色的部分則為調節腦脊髓液的特化神經膠細胞水通道(special glial water channels)Image: Jeffrey Iliff, University of Rochester

我們的大腦內堆滿了排泄物,但感謝老天,它有一個良好的抽水馬桶(plumbing)。來自羅切斯特大學(University of Rochester)、奧斯陸大學(University of Oslo)以及紐約州立大學石溪分校(Stony Brook University)的科學家們,發現了大腦內的淨化系統——一個可以將阿茲海默症和其他神經退化症相關的蛋白質沖走的排水系統,這項研究刊載於Science Translational Medicine,並指出星狀膠細胞(astrocytes)在維持神經系統的運作上,扮演極重要的角色。

在我們的身體,有一網狀分布的淋巴(lymph)管道,移除體內多餘的血漿、死亡的血球細胞、細胞碎片以及其他廢物——但大腦可不是這麼運作的。由於大腦是浸泡在腦脊髓液(cerebrospinal fluid)中,科學家們數十年來都認為大腦排出廢物的方式,是利用濃度——那些溶於腦脊髓液中的廢物,慢慢滲透出組織(tissues),然後被腦脊髓液帶出神經系統,最後歸於身體的血流。

但在這篇研究中,科學家們發現第二個、甚至更為快速的大腦清潔系統(brain-cleansing system)。利用注射了放射性分子當追蹤劑(radioactive molecules)的活體老鼠,研究者們觀察其腦脊髓液承載著廢物流動的情形。這趟旅程的起點始於注入分子的蜘蛛膜下腔(subarachnoid space),一個位於包覆大腦和脊髓的膜之間的空腔。就像一條河一樣,科學家觀察到腦脊髓液帶著這些分子快速流過一些特化的管道,這些管道由腦動脈周遭的神經膠細胞所形成,使得腦脊髓液可以沿著大腦的血流流動。除此之外,神經膠細胞亦調節管道的活動,協助腦脊髓液流過這些管道。

順著動脈旁的管道,含有追蹤劑的腦脊髓液流經大腦組織。而在組織的另外一端,腦脊髓液在腦靜脈周遭有同樣的管道可以流過。順著靜脈,腦脊髓液可以流回蜘蛛膜下腔或進入血流,讓排泄物得以從身體的淋巴系統排出。科學家們將這套系統命名為「神經膠細胞類淋巴系統(glymphatic system,暫譯)」,因其為神經膠細胞所構成,但其功能類似於淋巴系統。

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對腦脊髓液協助排除廢物的最早概念,是它為單一的通道,也就是含有廢物的腦脊髓液從大腦流向身體,但在這項研究中,科學家們發現大約有40%的腦脊髓液會流回大腦。為了驗證他們的成果,研究者在分別在正常老鼠和因基因缺陷使得神經膠細胞無法協助腦脊髓液流動的老鼠腦內,注射了β澱粉樣蛋白(amyloid beta)——一個所有健康大腦都會有的蛋白質,但被認為因其堆積聚合而造成神經細胞受損,而形成阿茲海默症。他們發現,在正常老鼠中,這些蛋白質會很快就被清除,但是基因受損的老鼠則否。

原文:Scientific American: Brain’s Drain: Neuroscientists Discover Cranial Cleansing System [Aug 15, 2012]

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Y. H. Sun
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不專業翻譯,閱讀涉獵廣泛,主要領域在心理學、認知神經科學,以及相關的生物醫學。

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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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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瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤治療全解析:標準療法、復發因應與 CAR-T 新突破
careonline_96
・2025/10/06 ・2002字 ・閱讀時間約 4 分鐘

劉育志醫師:大家好,我是劉育志醫師,歡迎王銘崇醫師來到照護線上。

王銘崇醫師:大家好,我是高雄長庚血液腫瘤科王銘崇醫師。

劉育志醫師:請問瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤好發在哪些族群?

王銘崇醫師:在台灣,瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤主要好發的年齡大概是在 60 到 65 歲。高風險群的病人包括有一些病毒感染,譬如說 EB 病毒的感染,或者是 HIV 病毒的感染,還有一些是免疫低下的病人,包括有一些風濕免疫科的疾病。

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劉育志醫師:請問瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤的症狀有哪些?

王銘崇醫師:瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤可能長在全身所有有細胞的位置,比較常見的大概就是在淋巴結腫大,有六成是在脖子上,當然有一些是在非淋巴結的器官上面,譬如說包括腦部、胃、骨髓、脾臟、肝臟等等。除了局部的症狀以外,可能還會有一些全身性的症狀,包括體重減輕、發燒、皮膚癢、盜汗等等。

劉育志醫師:請問要如何確定診斷瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤?

王銘崇醫師:切片檢查是非常重要的部分,因為有了切片檢查才會有正確的病理報告。接下來我們就是要做分期,或者是分他的危險因子,包括了抽血、影像學的檢查,全身的正子攝影掃描,對於瀰漫性大B細胞淋巴瘤來說,是非常重要的檢查。

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劉育志醫師:請問目前的第一線治療方案為何?

王銘崇醫師:目前標準的治療就是單株抗體加上化學治療。如果是比較早期的,痊癒的機會有 90%,但是如果比較晚期的,痊癒的機會可能降到了 40%。但是整體而言,如果可以接受標準完整的治療,整體的成功率大概是在六成左右。

劉育志醫師:如果疾病復發,臨床上會採取何種治療策略?

王銘崇醫師:如果年紀比較輕,考慮的就是做自體幹細胞移植。但是可以接受自體幹細胞移植的病人比例不高,所以有一些病人他就得要接受其他的藥物的治療。新的療法分四大類,第一大類是新的單株抗體的治療,第二大類是所謂的 ADC,第三大類就是雙特異性抗體,第四大類就是 CAR-T 的治療。

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劉育志醫師:請問 CAR-T 治療適合用在哪些族群?

王銘崇醫師:目前在台灣的 CAR-T 治療,是使用在不適合造血幹細胞移植的病人,或者是造血幹細胞移植復發之後,或者是第三線以上的病人。

劉育志醫師:請問在進行 CAR-T 治療前有哪些準備事項?

王銘崇醫師:所謂 CAR-T 的治療,就是把病人自己本身的T細胞收集下來。如果越早收集,效果就會越好。我們會希望能夠在二線治療的之前,就考慮把病人的T細胞收集下來,一旦復發,就可以趕快去做 CAR-T 細胞的製造,也可以增強 CAR-T 細胞毒殺的能力。

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劉育志醫師:請問 CAR-T 治療在瀰漫性大B細胞淋巴瘤的治療成效?

王銘崇醫師:大概有 50% 的病人,在以前認為說是藥石罔效的病人,(透過 CAR-T 治療)有 40%,它可以讓這些細胞完全消失掉,所謂的完全緩解。

劉育志醫師:請問醫院可以提供患者哪些支持與資源?

王銘崇醫師:現在很多醫院都有癌症中心,會有不同的個管師,個管師可以提供病人相當多的協助,包括治療上實質的協助、心靈的支持,甚至包括費用、保險方面的諮詢。也有一些網路上的平台,在介紹這些惡性淋巴瘤,或者是一些病友他們的分享。其實最大、最大的支持,是要跟病人講清楚,他為什麼不用開刀,不是因為不能開刀,讓他免於恐懼。我也常跟病人講,瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤,雖然是第三期、第四期,它不叫末期,它叫晚期。治療痊癒的機會,在以前大概是三到四成,現在我們朝向超過一半以上的病人,希望能夠治癒成功,讓病人免於恐懼,對病人來講,是最大最大的幫助。

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王銘崇醫師:CAR-T 的治療,有四成到一半的再復發的病人,可以得到痊癒的機會。這樣的療法,對瀰漫性大B細胞淋巴瘤的治療,是非常非常的有前景。

劉育志醫師:感謝王醫師接受我們的訪談,我們下次再見,掰掰。

王銘崇醫師:掰掰。

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