0

4
0

文字

分享

0
4
0

當美食家不是會吃就可以,有美食基因才是關鍵?——《DNA 國度》

商周出版_96
・2021/03/11 ・2042字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 500 ・六年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

位於義大利北部摩德納 (Modena) 的米其林三星級餐廳 Osteria Francescana 曾兩度被評為世界最佳餐廳。我在義大利旅行時,有幾次經過了它前門,欣賞著穩重到幾乎樸素的入口風格,幻想著與朋友們圍坐在一張桌子旁,分享著世界上最好的現代美食經驗,並且受到名人廚師馬西莫.博圖拉 (Massimo Bottura) 的款待。我不知道自己是否能夠品嘗出他們要價 120 歐元的羅西尼鵝肝黑松露嫩煎牛菲力 (Filetto alla Rossini) 的每一口細微差別,但是我知道我的 DNA 會對我試菜的方式產生明顯的影響。如果我和我的朋友有幸在 Osteria Francescana 的同一張桌子用餐,要是我們還點了相同的食物和飲料,根據我們的遺傳背景,我們的個人經驗可能會完全不同。

位於義大利北部摩德納 (Modena) 的米其林三星級餐廳 Osteria Francescana。圖/Wikipedia

吃不了苦?都是基因惹的禍!

味覺的遺傳學是營養基因體學裡最吸引人的部分,它的第一篇研究還比 DNA 的發現更早發表。這一切的故事都始於一個有著奇怪名字的化合物——苯硫脲 (Phenyl-Thio-Carbamide, PTC),以及一個偶然的事件:

1932 年的某一天,美國化學家亞瑟.福克斯 (Arthur Fox) 在將一些苯硫脲粉末倒入瓶中時,有些粉末飄散到空氣中。有一位同事發現粉末在他口中留下了苦澀的味道,但是福克斯什麼也沒嘗到。

這兩位科學家對此很感興趣,在進行了許多苯硫脲實驗之後,他們得出結論,認為人類可以分為辨味者(可以感受到苯硫脲苦味的人)和非辨味者(對苯硫脲苦味沒有感覺的人)。我們現在知道對苯硫脲的敏感性是由單基因所控制的,並且取決於稱為 TAS2R38 的基因,這個基因編碼舌頭味蕾表面上的受體。我們還知道非辨味者對朝鮮薊、球芽甘藍甚至酒等多種食物和飲料的苦味也不敏感,這點提供跟 DNA 相關的烹飪學研究基礎。

美國化學家亞瑟.福克斯。圖/Wikipedia

TAS2R38 基因上的一個變異可以預測你是否為辨味者。由於辨味相對於非辨味是顯性性狀,因此大多數人對苦味敏感。儘管有不同的敏感度,卻都是取決於各自精確的遺傳組成。大約四分之一的人對苯硫脲極為敏感,因此被稱為「超級辨味者」。科學家們對這些超強的辨味能力是否適用於所有口味,還是僅限於苦味,目前還沒有共識。在公眾會議上,我總是帶著一些苯硫脲試紙,並邀請現場觀眾進行實驗。辨味者的厭惡表情和旁邊對苦澀無感者的一臉困惑,提供了一個很好的對比,說明我們的遺傳組成在我們與食物的關係上扮演著多重要的角色。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

推薦 DNA 配對的專屬葡萄酒

某些研究顯示,辨味者不喜歡某些食物和葡萄酒,甚至像 Vinome.com 這樣的消費公司都會分析 TAS2R38 基因,並推薦一系列可能與你的 DNA 配對的酒。但是仍然很難確定苦味特徵和食物偏好是否相關,因為教養、文化和地理因素在這方面都能很輕易地超越基因而有更強的影響。在此強調一下,雖然我是個會對苯硫脲產生令人尷尬的強烈反應的辨味者,但我仍然喜歡苦味食品,用風乾葡萄釀成的阿瑪羅內 (Amarone) 是我最喜歡的葡萄酒之一,但它可能是世界上最苦的葡萄酒!如果僅憑我的 DNA 組成,Vinome 公司絕對不會把它推薦給我品嘗。

Vinome 公司運用客戶 DNA 檢測結果,推薦可能最適合消費者的葡萄酒。圖/Pexels

DNA 檢測餐桌,訂製客製化的高檔美食

味覺的遺傳學提出了美食家一定會提出的質疑,例如,是否可以聘請一位天生就對苦味或其他味道不敏感的廚師?不論男女,這名廚師會不會就像個盲人畫家或聾啞鋼琴演奏家一樣?他是否能夠理解大多數人對食物的看法?高檔餐廳是否應該根據對苦味的敏感度來篩選與聘用廚師和侍酒師?並根據客戶的遺傳背景提出不同的菜單?如果我無法區辨口感較為柔順的梅洛紅酒 (Merlot) 與酸度較高的赤霞珠葡萄酒 (Cabernet),或者如果我眼也不眨地就把一瓶超級劣酒給喝了,我可以拿遺傳學來當擋箭牌嗎?

專業的葡萄酒專家似乎對這些情況不太滿意。葡萄酒的鑑定權威《葡萄酒觀察家》(Wine Spectator) 在 2012 年陳述葡萄酒專業知識的遺傳學故事時,雜誌總編輯哈維.斯泰曼 (Harvey Steiman) 做出了如下評論:「葡萄酒評論家未必是超級侍酒師,誠如音樂評論家並不需要具備完美的歌喉。」儘管有《葡萄酒觀察家》的意見,但是 DNA 檢測有一天可能會運用到我們的餐桌上:除了辨味者變異之外,還包括其他會影響我們對咖啡的感知、通寧水中的奎寧、香菜,以及感知甜、鮮味和酸味能力的認知。有了關於這些變異的更多知識,一系列的檢測可以對人們的品嘗能力做更好的評測,並且讓高檔餐廳提供 DNA 訂製美食的美夢成真。

本文摘自《DNA 國度:基因檢測和基因網路如何改變你的生活》,2020年12月,商周出版。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
商周出版_96
123 篇文章 ・ 364 位粉絲
閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。

0

2
1

文字

分享

0
2
1
ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

2
0

文字

分享

0
2
0
從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

行路出版_96
21 篇文章 ・ 8 位粉絲
行路為「讀書共和國」出版集團旗下新創的出版社,出版知識類且富科普或哲普內涵的書籍,科學類中尤其將長期耕耘「心理學+腦科學」領域重要、具時代意義,足以當教材的出版品。 行路臉書專頁:https://www.facebook.com/WalkPublishing

0

0
0

文字

分享

0
0
0
肺癌治療不悲觀,精準抗癌交給基因檢測!
careonline_96
・2024/04/05 ・2556字 ・閱讀時間約 5 分鐘

給 每一位剛踏上抗癌路上的鬥士與戰友
精準醫療的發展,在肺癌治療發揮良好的成效,一旦診斷了晚期肺腺癌後,只要可以選用到對的藥物,病情就能得到很好的控制,在標靶藥物的治療過程中,病友也大多可以維持原有的生活品質,建議病友在治療的旅途中,積極面對,勇敢的對抗它,是最好的方式。若能持續穩定控制下去,後續就有更多的新藥,更多的機會。

——中山醫學大學附設醫院胸腔腫瘤科主任陳焜結醫師

肺癌進入精準醫療時代 基因檢測扮演重要角色

近年來標靶藥物已突破晚期肺癌的治療瓶頸,具有 EGFR 突變的晚期肺腺癌病友,一般來說使用標靶藥物就能夠發揮良好治療成效,可是仍是會有一小部分病友,對於標靶藥物有效的時間特別短,若是在出現抗藥後,建議病友可以接受次世代基因定序(NGS),就有機會找到可能的原因。陳焜結醫師分享一名病友,一開始吃標靶藥物沒有效,在根據次世代基因定序檢測結果調整藥物後,病情便穩定下來,治療至今已一年半,成效維持得很好。

肺癌治療已進入精準醫療的時代,基因檢測扮演非常重要的角色。陳焜結醫師說,如果基因檢測顯示病友具有 EGFR、ALK 等驅動基因,便可選擇相對應的標靶藥物,我們能夠讓對的病友,使用對的藥,就可以得到很好的治療成效,也是提升治療成效的重要關鍵。

在進行基因檢測時,現階段較常使用的方法是每次檢驗一個基因。陳焜結醫師表示,臨床上會從常見的 EGFR 開始檢驗,如果沒有 EGFR,再依序檢驗 ALK、ROS1 等基因。這樣的做法對健保而言,較有經濟效益,但可能較為耗時,因為每驗一個基因,病友就需要等待 1 週至 2 週的時間,且每次檢驗都必須使用一部分從腫瘤取下來的檢體,在經過多次檢驗後,就有可能出現沒有足夠的檢體可以使用的情況。

 標靶藥物未發揮效果或抗藥後 可利用次世代基因定序(NGS)找線索

而次世代基因定序(NGS)是透過大量篩檢基因的方式,雖然需要使用較多的檢體,但是一次可以檢驗多個基因,從送出檢體到收到報告,大概需要 2 週至 3 週,卻可以提供比較多的資訊,幫助調整治療策略。陳焜結醫師說,針對驅動基因使用標靶藥物後,大部分病友都很有效,但是約有兩成的病友在使用標靶藥物後,沒有發揮預期效果,這時候我們就可以從次世代基因定序中找到一些線索。

過去即遇過一些病友,明明有驗到 EGFR 基因,但是卻對標靶藥物沒有反應,且惡化很快。我們從次世代基因定序(NGS)裡發現,病友其實還有其他基因的突變,像是 MET 基因,於是加上 MET 抑制劑後,就得到很好的控制。此外,次世代基因定序(NGS)還有另一個用處,就是在癌細胞出現抗藥性、病情變化之後,醫師會需要知道是否出現新的基因突變,便需要用到次世代基因定序(NGS)。

初確診晚期肺癌的病友通常都會很徬徨,陳焜結醫師說,假如一位沒有抽菸的肺腺癌病友,利用健保給付進行幾項基因檢測後,都沒有發現驅動基因,則建議可以考慮做次世代基因定序(NGS),在找到所屬的基因突變後,接下來的重點則是了解病友的體能狀態,心臟、肺臟、肝臟、腎臟等器官功能,以及是否有糖尿病、高血壓等慢性病,再把整個治療計畫與病友討論清楚,協助病友開始進入治療,建立信心。

 她的故事 談自我照顧

 肺癌治療藥物種類多 沒有悲觀的需要

什麼是圓滿的人生?當生命走到盡頭,在天堂門口回憶一生時,幸福過,也為別人帶來過幸福,就沒有遺憾。電影「一路玩到掛」兩個男主角完成一件又一件的人生清單,最後都回歸家庭。因著罹癌,我發現過去沒有善待身體,沒有好好陪伴家人,罹癌讓我更看重家庭,增加與爸媽相處的時間。

2021 年 1 月,因為腰痠、腸胃不適和體重減輕,確診肺癌四期加上腦轉移,才 51 歲的我,簡直五雷轟頂難以置信。剛罹癌時,太太瞞著我逼問醫師還有多久的時間,醫師給了標準答案「3 到 6 個月」。從醫師口中被宣判掛點的我,卻在後來發生了兩件讓我感動到飆淚的事,一是透過基因檢測我們找到了對應的標靶藥物,二是未來有機會可以動手術。

了解疾病的走向與治療策略對病友有益,也會使人生出信心。一位心理科醫師把癌症比喻為身上的壞小孩,我們要想方設法把壞小孩變好,而不是想要把它趕出去,然後就是面對它、接受它、處理它、放下它。

我以前喜歡在外亂跑,熬夜晚睡經常外食,現在改吃原型食物,登山步道練體能提升肺活量,降低工作量,調整身體狀況。標靶藥物的副作用讓我的皮膚變得脆弱,洗澡時容易在鼻頭附近滲點血,甲溝炎大約一個月要找皮膚科醫師剪指甲,腹瀉時而出現,調養後次數減少,體重也慢慢回穩。

老天爺把門給關了,但留了一條縫給我,在病友社團裡學習到人生的意義,是愛和給予。提醒正在讀這封信的你,剛確診時情緒不免慌亂,為了調養身體就想把工作辭掉,我的勸告是「不要」,沒工作容易胡思亂想,少了經濟收入會成為日後治療的隱憂,最好先請假,治療穩定後回到職場,經濟穩定能建立自信心,對治療也很有幫助。

快樂掌握在自己手上,簡簡單單過生活,也能把生活過得有滋有味,生命中的受苦事件,會引導我們踏上有意義的旅程。治療肺癌的藥物很多,所以真的沒有悲觀的需要!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

0

4
0

文字

分享

0
4
0
當美食家不是會吃就可以,有美食基因才是關鍵?——《DNA 國度》
商周出版_96
・2021/03/11 ・2042字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 500 ・六年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

位於義大利北部摩德納 (Modena) 的米其林三星級餐廳 Osteria Francescana 曾兩度被評為世界最佳餐廳。我在義大利旅行時,有幾次經過了它前門,欣賞著穩重到幾乎樸素的入口風格,幻想著與朋友們圍坐在一張桌子旁,分享著世界上最好的現代美食經驗,並且受到名人廚師馬西莫.博圖拉 (Massimo Bottura) 的款待。我不知道自己是否能夠品嘗出他們要價 120 歐元的羅西尼鵝肝黑松露嫩煎牛菲力 (Filetto alla Rossini) 的每一口細微差別,但是我知道我的 DNA 會對我試菜的方式產生明顯的影響。如果我和我的朋友有幸在 Osteria Francescana 的同一張桌子用餐,要是我們還點了相同的食物和飲料,根據我們的遺傳背景,我們的個人經驗可能會完全不同。

位於義大利北部摩德納 (Modena) 的米其林三星級餐廳 Osteria Francescana。圖/Wikipedia

吃不了苦?都是基因惹的禍!

味覺的遺傳學是營養基因體學裡最吸引人的部分,它的第一篇研究還比 DNA 的發現更早發表。這一切的故事都始於一個有著奇怪名字的化合物——苯硫脲 (Phenyl-Thio-Carbamide, PTC),以及一個偶然的事件:

1932 年的某一天,美國化學家亞瑟.福克斯 (Arthur Fox) 在將一些苯硫脲粉末倒入瓶中時,有些粉末飄散到空氣中。有一位同事發現粉末在他口中留下了苦澀的味道,但是福克斯什麼也沒嘗到。

這兩位科學家對此很感興趣,在進行了許多苯硫脲實驗之後,他們得出結論,認為人類可以分為辨味者(可以感受到苯硫脲苦味的人)和非辨味者(對苯硫脲苦味沒有感覺的人)。我們現在知道對苯硫脲的敏感性是由單基因所控制的,並且取決於稱為 TAS2R38 的基因,這個基因編碼舌頭味蕾表面上的受體。我們還知道非辨味者對朝鮮薊、球芽甘藍甚至酒等多種食物和飲料的苦味也不敏感,這點提供跟 DNA 相關的烹飪學研究基礎。

美國化學家亞瑟.福克斯。圖/Wikipedia

TAS2R38 基因上的一個變異可以預測你是否為辨味者。由於辨味相對於非辨味是顯性性狀,因此大多數人對苦味敏感。儘管有不同的敏感度,卻都是取決於各自精確的遺傳組成。大約四分之一的人對苯硫脲極為敏感,因此被稱為「超級辨味者」。科學家們對這些超強的辨味能力是否適用於所有口味,還是僅限於苦味,目前還沒有共識。在公眾會議上,我總是帶著一些苯硫脲試紙,並邀請現場觀眾進行實驗。辨味者的厭惡表情和旁邊對苦澀無感者的一臉困惑,提供了一個很好的對比,說明我們的遺傳組成在我們與食物的關係上扮演著多重要的角色。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

推薦 DNA 配對的專屬葡萄酒

某些研究顯示,辨味者不喜歡某些食物和葡萄酒,甚至像 Vinome.com 這樣的消費公司都會分析 TAS2R38 基因,並推薦一系列可能與你的 DNA 配對的酒。但是仍然很難確定苦味特徵和食物偏好是否相關,因為教養、文化和地理因素在這方面都能很輕易地超越基因而有更強的影響。在此強調一下,雖然我是個會對苯硫脲產生令人尷尬的強烈反應的辨味者,但我仍然喜歡苦味食品,用風乾葡萄釀成的阿瑪羅內 (Amarone) 是我最喜歡的葡萄酒之一,但它可能是世界上最苦的葡萄酒!如果僅憑我的 DNA 組成,Vinome 公司絕對不會把它推薦給我品嘗。

Vinome 公司運用客戶 DNA 檢測結果,推薦可能最適合消費者的葡萄酒。圖/Pexels

DNA 檢測餐桌,訂製客製化的高檔美食

味覺的遺傳學提出了美食家一定會提出的質疑,例如,是否可以聘請一位天生就對苦味或其他味道不敏感的廚師?不論男女,這名廚師會不會就像個盲人畫家或聾啞鋼琴演奏家一樣?他是否能夠理解大多數人對食物的看法?高檔餐廳是否應該根據對苦味的敏感度來篩選與聘用廚師和侍酒師?並根據客戶的遺傳背景提出不同的菜單?如果我無法區辨口感較為柔順的梅洛紅酒 (Merlot) 與酸度較高的赤霞珠葡萄酒 (Cabernet),或者如果我眼也不眨地就把一瓶超級劣酒給喝了,我可以拿遺傳學來當擋箭牌嗎?

專業的葡萄酒專家似乎對這些情況不太滿意。葡萄酒的鑑定權威《葡萄酒觀察家》(Wine Spectator) 在 2012 年陳述葡萄酒專業知識的遺傳學故事時,雜誌總編輯哈維.斯泰曼 (Harvey Steiman) 做出了如下評論:「葡萄酒評論家未必是超級侍酒師,誠如音樂評論家並不需要具備完美的歌喉。」儘管有《葡萄酒觀察家》的意見,但是 DNA 檢測有一天可能會運用到我們的餐桌上:除了辨味者變異之外,還包括其他會影響我們對咖啡的感知、通寧水中的奎寧、香菜,以及感知甜、鮮味和酸味能力的認知。有了關於這些變異的更多知識,一系列的檢測可以對人們的品嘗能力做更好的評測,並且讓高檔餐廳提供 DNA 訂製美食的美夢成真。

本文摘自《DNA 國度:基因檢測和基因網路如何改變你的生活》,2020年12月,商周出版。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
商周出版_96
123 篇文章 ・ 364 位粉絲
閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。