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乾杯的時候,你有沒有想過:一杯啤酒裡究竟有多少顆氣泡?

羅夏_96
・2021/06/17 ・2861字 ・閱讀時間約 5 分鐘

辛苦工作一天後,你準備來杯冰涼的啤酒慰勞一下自己。打開啤酒並往杯子裡倒,氣泡一如往常的大量產生,有時弄不好還會搞得滿桌子都是。不過不知道你有沒有想過,究竟一杯啤酒究竟能產生多少氣泡呢?而來自法國的研究團隊,還真的對這個問題進行理論與實驗上的探討1

啤酒擁有綿密氣泡的關鍵:溶解度與壓力

要知道啤酒會產生多少氣泡,得先知道氣泡是怎麼來的。

啤酒主要由水、穀物和酵母菌發酵而成。在發酵的過程中,酵母菌會分解穀物中的澱粉,產生酒精以及二氧化碳,而二氧化碳這正是氣泡的來源。另外現代的啤酒生產商在裝填啤酒時,也會額外注入二氧化碳。

那為何二氧化碳會變成氣泡呢?這是因為開瓶會導致二氧化碳在啤酒中的溶解度減少,讓二氧化碳在啤酒中從飽合狀態變為過飽和註1狀態,此時多餘的二氧化碳便會逸出啤酒,形成氣泡。

啤酒發酵的過程中,酵母菌會分解穀物的澱粉產生酒精及二氧化碳,二氧化碳正是氣泡的來源。圖/Pexels

那為何開瓶會影響二氧化碳在啤酒中的溶解度?答案是「壓力」。這便要提到亨利定律了,該定律指出:氣體在液體中的溶解度與壓力成正比。前文提到,啤酒商在裝填啤酒時會額外打入二氧化碳,這樣不僅能增加容器的壓力,也能讓更多二氧化碳溶解到啤酒中。一般市售的啤酒,其瓶中的氣壓通常為二至三個大氣壓。

因此當你打開酒瓶時,氣壓會下降回到一個大氣壓。這時,啤酒內溶解的二氧化碳就成了過飽和狀態,多餘的二氧化碳就會逸出形成氣泡了2

形成的氣泡太多了?可能是玻璃杯搞的鬼

上面介紹了啤酒氣泡的來源,但在經歷多次氣泡大爆發的慘痛經驗後,想必你也知道能減少氣泡形成的訣竅—減少外力。例如開瓶前盡量減少對啤酒的搖晃,那就能減少開瓶時產生的氣泡。同樣的,將啤酒倒入杯中時,沿著杯壁緩緩加入,減少啤酒與酒杯的衝擊,也能減少氣泡的產生。

這是為什麼呢?因為外力會讓啤酒內產生氣室,有氣室二氧化碳才能逸出並在氣室中形成氣泡的結核點,讓氣泡生成。而研究團隊根據啤酒與二氧化碳介面的表面張力強度、大氣壓力、二氧化碳在啤酒中的溶解度和濃度等資料,計算出能讓氣泡生成的氣室臨界值,只要氣室的直徑大於 1.4 微米 (或氣室的曲率半徑大於 0.7 微米),二氧化碳就能在氣室中形成氣泡結核點,產生氣泡。

好的,所以現在我盡量減少外力,就能降低氣泡的生成了。不過,就算你再怎麼小心,當你把啤酒倒入玻璃杯時,玻璃杯也不會這麼容易放過你。

雖然玻璃杯表面看上去非常光滑,但如果在顯微鏡下觀察,就會發現上面佈滿在製造過程中留下的細小缺口。而每個缺口都是一個氣室,這些地方正是讓啤酒中的二氧化碳形成氣泡的絕佳場所。一般來說,玻璃杯底部的小孔最多,這也是為什麼大部分的氣泡都會從酒杯底部湧出的原因。

玻璃杯的顯微照片,可看出有小孔。圖中的黑線代表 100 微米。圖/參考資料 1

是什麽決定了氣泡的大小?

現在我們知道,氣室是促成氣泡生成的重要因素。隨著二氧化碳進入氣泡中,當氣泡成長到浮力足以脫離誕生的結核點後,氣泡便會開始上升。而在這個過程中,啤酒中的二氧化碳也會持續逸出到氣泡中,讓氣泡越來越大。因此,一個氣泡的大小會決定其中二氧化碳的含量。

那氣泡的大小受甚麼因素影響呢?先前的研究顯示,氣泡的直徑與氣泡上升高度的三分之一次方成正比。也就是說,往杯中倒入不同體積的啤酒,杯中的氣泡的大小會有所不同。

由高速攝影機所拍下的啤酒氣泡生成過程。圖/參考資料 1

來動手做實驗,計算看看一杯啤酒會產生多少氣泡!

隨著氣泡不斷地生成,啤酒中的二氧化碳濃度也會越來越低,氣泡的生成也會趨緩最終停止。因此只要知道啤酒中初始的二氧化碳的濃度、生成氣泡的大小、氣泡中所含的二氧化碳量和啤酒最終的二氧化碳濃度,理論上就能計算出會有多少氣泡了。

但在科學上這樣的條件仍不夠精確,因為這其中包含太多的變數:啤酒的種類、酒精濃度、裝填時的氣壓、二氧化碳在啤酒中的溶解度,酒杯的形狀與材質、倒入酒杯中的啤酒體積,甚至所在環境的大氣壓等都會影響氣泡的數量。

而研究團隊以酒精濃度 5% 的 250 毫升啤酒,在 6℃ 時倒入 500 毫升的玻璃杯中這個條件做計算,得出了一杯啤酒能產生的氣泡數:20 萬 ~ 200 萬

炎炎夏日,來一杯帶著穀物香氣,充滿沁人心脾涼意的啤酒,再痛快不過了!不過,你可曾想過啤酒綿密的氣泡,是怎麽來的?一杯啤酒裡,到底可以產生多少的氣泡呢?一群充滿實證精神的法國科學家,來爲大家解答這個疑惑。
爲了驗證一杯啤酒能產生的氣泡數,實驗團隊用瓶裝海尼根啤酒在固定條件下進行實驗測試。圖/Pexels

要驗證這個理論值,必須進行實驗。以下是研究團隊設定的實驗條件:

  1. 酒精濃度為 5%,並用玻璃瓶裝填體積為 250 毫升的海尼根啤酒。每瓶啤酒在6℃ 的冰箱中冷藏 48 小時。研究團隊已事先算出該條件下,二氧化碳在啤酒中的溶解度。
  2. 四個同廠牌機械製造的 500 毫升玻璃杯。實驗前需用稀醋酸清洗玻璃杯,再用蒸餾水清洗,清洗過後在 60℃ 的烘箱中乾燥。乾燥後,再將玻璃杯存放在 6℃的環境中。
  3. 使用服務員倒啤酒的輕柔動作,盡可能減少過程中液體的顛簸。

研究團隊在高速攝影機的協助下,偵測到一杯啤酒會產生 20 萬 ~ 200 萬的氣泡,和理論值相近。但這個結果一定要在他們設定條件下才能達成,只要上述的條件稍有變化,那氣泡的數量就不在這個範圍內了。這個氣泡數量的範圍確實很大,研究團隊也認為在啤酒能產生這麼多氣泡前,大部分人可能已經把啤酒給乾了。

看到這兒,不知道你怎麼看這個研究。雖然這個研究看起來好像對現實生活沒甚麼幫助,但我覺得細看這篇研究的過程,就覺得它是科學的典型示範。

對想回答的問題先進行理論上的探討與計算,接著限定條件並進行實驗,最終讓實驗與理論計算的結果進行對比,如果有不符處便修正理論或實驗條件。某種程度上,這就是科學運作的過程。

最後,如果你已成年,給自己來一杯啤酒慶祝自己看完這篇文章吧~

註釋

  1. 過飽和溶液:指一定溫度和壓力下,當溶液中溶質的濃度已超過該溫度、壓力下溶質的溶解度,而溶質仍不析出的現象叫做過飽和現象。

參考資料

  1. Liger-Belair, Gérard, and Clara Cilindre. “How Many CO2 Bubbles in a Glass of Beer?.” ACS omega vol. 6,14 9672-9679. 31 Mar. 2021. 
  2. The fluid mechanics of bubbly drinks
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羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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國中會考即將放榜!自然科時事閱讀題該如何破解?
Student.PanSci_96
・2023/06/07 ・1300字 ・閱讀時間約 2 分鐘

從各種大考的考古題中,我們都能發現「時事」在自然科的重要性,在 108 課綱中,又更強調閱讀素養,重視課程知識與生活概念的結合,可想而知,社會上發生的各種重大事件都有可能融入成為考題。今年(112 年)的國中教育會考,自然科的考題中就拿了三年前的一則真實事件當作考題(圖一),讓學生進行判讀!

(圖一) 112 年國中教育會考自然科第 40 題。圖/台灣師範大學心測中心

這個事件發生在 2020 年三月,俄羅斯一名網紅舉辦泳池生日趴,將 25 公斤的乾冰直接倒入泳池製造氣氛,結果不幸釀成 3 死的意外。這則新聞在社會大眾眼裡可能只是個不幸的意外,但是在自然科教師的眼裡,卻是同學們需要了解的知識,更是個出考卷的絕佳考題(只是沒想到隔了三年才考出來)。

科學生的閱讀任務裡面,搭配八年級上學期的文章「國中理化告訴你:為什麼不該在派對上,將 25 公斤乾冰丟泳池?」(圖二),就針對這個事件做了介紹與科學原理的分析:乾冰的升華、大量二氧化碳對於人體的危害作用機制等,等於同時用理化與生物課程的角度來對事件進行簡單、國中生能夠理解的介紹。

(圖二) 以時事中所含的科學概念來出題,是大考的重要方向。圖/科學生部分截取

雖然這次的考題主要概念,是希望同學們根據空氣的組成成分來進行分析。但如果能對這個事件更有熟悉感,也了解生活時事大概會用哪種方式融入考題,相信碰到類似題型時,就更容易輕鬆作答啦!

今年(112年)的國中教育會考,自然科的考題裡面,由第 43、44 題構成的題組(圖三),設計上包括較長的題幹敘述、圖片與表格,顯然是要考驗學生的閱讀與圖表判讀。主題內容則是兩個嶄新時事議題的結合──燕麥奶和碳排放。

(圖三)112 年國中教育會考自然科第 43、44 題。圖/台灣師範大學心測中心

第 43 題的考點出自於七上的營養,第 44 題則考跟生物、理化、地科都有點關聯的碳排放,這出題方向相當符合 108 課綱所強調的,學生所學的知識概念必須能夠跨科進行統整。

相比之下,43 題只要記得糖會分解成醣,而蛋白質會分解成胺基酸,就能回答;但 44 題碳排放的概念,同學們可能熟悉度較低。幸好,只要讀懂圖表,也看懂題幹沒有被繞暈(問固定碳排量下能生產的量,所以是碳排最低的杏仁奶生產量最多),還是能夠回答。

延伸閱讀:燕麥奶為什麼這麼好喝?如牛奶般微甜、絲滑的口感是怎麼來的?——解析燕麥奶的加工原理

在科學生的閱讀任務裡面,也提供了許多最新時事與課程結合的閱讀練習,例如:題組中的燕麥奶與碳排放議題。透過練習,可以降低同學們對陌生內容、長篇文章的恐懼感,並且逐漸了解科學文章的構成,而能更快抓住文內的重點。

想要進一步了解更多內容的話,閱讀任務內也有連結可以直通 PanSci 泛科學的原文。透過科學生的閱讀練習,訓練了素養能力,更提升了會考成績。

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Student.PanSci_96
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最安全的核電廠?小型核電廠 SMR 用發電量換安全性,遇到停電也不怕?
PanSci_96
・2023/06/03 ・2582字 ・閱讀時間約 5 分鐘

隨著核電廠陸續退役,台灣也逐漸邁向零核家園,郭台銘突然提出的「一縣市一核電」把核能議題的熱度重新炒到高峰。

雖然看似激進,但有人認為如果是郭董提到的「小型核電廠 SMR」的話,或許就有可能。這個 SMR 到底是什麼?它安全嗎?再者,它真的是核電的未來嗎?

實際上已經有人成功運行小型核電廠,並且已經併網發電了,他們是怎麼做到的?

小型核電廠是什麼?

台灣現在僅存,還在運作的核電廠就是核三廠,核三有兩部機組,每個機組的發電量大約為 950MW。

小型核電廠正式的名稱是「小型模組化反應爐」SMR(Small Modular Reactor),發電量通常在 20~300 MW,比一般核電廠小上許多。還有甚至更小,發電量 1~20 MW 的 MMR(Micro Modular Reactor)的反應爐。

奇怪,發電量怎麼越發展越小了呢?這樣不就得要蓋更多核電廠?

小型核電廠的特點就是小發電量,因為這能創造三個優點:安全、造價便宜、易組裝。

核能那麼危險,為什麼還要用?

這三個優點實際上就是現在核電發展的最大瓶頸。核能發電也已經有 60 年歷史了,但至今全世界的發電量中,核電也只佔大約 10%。最大的問題不外乎就是安全性、造價昂貴和建造時間久。

就算撇除安全性,漫長的建設時間與昂貴的發電成本,是讓許多電力公司卻步的原因之一。根據能源研究公司 BNEF(彭博新能源財經)的調查,從 2009 年到 2021 年,12 年間核能的建設成本增加了 36%;加上核電廠動輒 5~10 年的建設時間,就算核能是屬於低碳排的發電方式,大家也都更傾向選擇發展成熟的再生能源。

核能有一個最大的優點,那就是穩定持續發電。太陽能與風力這些再生能源容易隨天氣與時間影響發電量,反之核能屬於基載電力,本來就與風力、太陽能定位不同。

太陽能與風力等再生能源易隨天氣與時間影響發電。圖/Envato Elements

小型核電廠如何克服安全性?

要好要快也要便宜,除了穩定與低碳,還想要兼顧安全跟造價低的核電,小型核電廠真的是那個完美的選擇嗎?

小型核電廠 SMR 主打的特點就是一個字,小!只要夠小、功率降低,反應爐就不會一口氣釋放太多的熱,甚至能免除外部冷卻設備,靠自然循環降溫。

福島核電廠發生意外的主因就是海嘯破壞了核電廠中做為緊急電源設備的發電機與電池,導致冷卻系統失效,最後反應爐內的溫度無法抑制、不斷竄高,將水分解成了易燃的氫氣,產生爆炸。

如果 SMR 的反應爐可以撇除對外部冷卻系統的依賴,靠自己就能降溫,就能最大程度避免發生爆炸以及爐心熔毀的事故。

我們以目前 SMR 發展最成熟的美國公司 NuScale 為例,在他們發展的 60MW 反應爐中,含有 37 個燃料束,整個反應爐高約 17.8 公尺,直徑約 3 公尺。這個大小甚至可以在工廠製造,透過貨車或火車運送至預定地再快速組裝起來,大幅減少建造的時間與成本。

NuScale 把水循環系統都包在了反應爐,一次冷卻劑藉由熱對流上下循環,完全不需要幫浦,減少停電時產生的風險,一次冷卻劑的熱則會傳給二次冷卻劑,讓二次冷卻劑變為蒸氣推動渦輪發電。

如果真的遇上斷電事故,反應爐也有緊急冷卻系統,直接將整個反應爐泡在大水槽中;根據計算,水會在 30 天後完全蒸發,而此時的反應爐功率已經降低為原本的 4% 以下,只要靠空氣循環就能穩定溫度。

福島第一核電廠事故主因是由於海嘯破壞了做為緊急電源設備的發電機與電池。圖/維基百科

中國的小型核電廠是怎麼做到的?

而現在,在中國已經有第一座陸上 SMR 併到電網了!2021 年年底,中國山東省「石島灣高溫氣冷堆核電站示範工程」正式併網發電,發電功率 200MW,雖然發電廠的總體積不小,但以它的發電功率及主打安全的設計,是實實在在的一座 SMR。

所謂的「高溫氣冷堆」,指的是流經燃料棒,充當冷卻劑與熱交換的材料,所使用氣體如:氦氣。與壓水式反應爐用水作為冷卻劑的最大差別在於不僅熱轉換效率更好,也不用擔心水因高溫氣化而有爆炸風險,故可承受更高的反應溫度。

比起傳統反應爐,高溫氣冷堆可以用更少的鈾 -235 進行反應,也就是能在燃料棒中有更多的鈾 -238 可以在溫度飆高時吸收掉多餘中子,加上高溫氣冷堆本身就能承受高溫的特性,如果真的遇到失去電力的情況,整個反應堆的溫度,也會穩定在 1600℃ 上下。

除此之外,石島灣核電廠的設計十分有趣,是球狀反應爐。在如同沙漏般的大反應爐中,燃料棒被做成了一顆顆直徑約 6.7 公分的燃料球,兩萬七千顆燃料球像沙漏中的沙子一般填充在反應爐內。

鈾燃料會被包裹在球狀構造的中心,外頭則是作為中子減速劑的石磨;作為冷卻劑的高溫氦氣會從球的中間通過帶走熱量,燃料球可從下方取出,並從上方填充。

不過,高溫氣冷堆能否成功,還需要許多時間觀察,例如石磨包裹的燃料球是否容易摩擦造成破裂,都是需要進一步注意的。

燃料棒被做成直徑約 6.7 公分的燃料球。圖/PanSci YouTube

小型核電廠的未來?

除了中國外,各國也都在發展不同形式的 SMR,甚至有人在發展功率 20MW 以下的微型核子反應爐 MMR。例如美國愛達荷國家實驗室正在建造的 MARVEL 反應爐,以及核能公司 Radiant,它們正在打造貨櫃大小、可以隨拉隨走的 MMR,希望能取代社區停電時使用的高污染柴油緊急發電機。

不論是小型還是微型核電廠,除了技術還有待發展,成本是否能壓低,也是個重要指標。當然,還有另一個大魔王,就是核廢料問題,還等著被解決。

根據研究推算,NuClear 各種機型每單位能量產生的核廢料可能會是傳統核電廠的 5.5~30 倍不等,球狀反應堆的體積因為球狀包裹物的設計,核廢料的體積也是明顯可見的變大,而這些核廢料的處置問題也是全球都在面對的問題。

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科學實證「心情不佳真的會造成消化、皮膚發炎、心血管健康問題」,但為什麼?
PanSci_96
・2023/05/28 ・3156字 ・閱讀時間約 6 分鐘

你一定聽過安慰劑效應,但到底為什麼會有呢?這個謎團難倒了好幾個世代的科學家,超過百年依舊未解,直到最近,終於揭開了一部分謎底。

生醫圈非常振奮,認為一旦破解祕密,就能知道壓力為什麼會讓人生病!更棒的是,還有機會打造出嶄新療法,治療困擾無數人的疾病和癌症!?難道可以靠「轉念」來治病嗎?

安慰劑效應,指的是患者即使吃到或注射的不是真正的藥,對於外來病原體或體內病變的抵抗力竟然也會變好,讓身體好轉。有很長一段時間,科學家對這個現象背後的原理一無所知。

有兩個問題和解開安慰劑效應之謎有直接關係,乍聽之下都是非常不起眼的問題,可是只要多想兩三秒鐘,就會發現居然回答不出來。

小感冒、腸躁症、安慰劑,藏著同一個答案

你一定有過這樣的經驗:感冒以後沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上,為什麼會這樣?不就是因為病原體攻進身體裡才造成我們「覺得」不舒服嗎?但是再仔細想想,細菌或病毒根本沒有直接攻擊到腦部,那為什麼會冒出這些討厭的感覺?

再來,不少人一緊張就容易拉肚子,或是肚子痛、脹氣,也有人相反,一緊張就便祕,這些都是大腸激躁症(irritable bowel syndrome),簡稱腸躁症的常見症狀。但是,為什麼發生在大腦裡面的情緒會直接刺激遠在腹腔裡的腸子呢?

針對第一個問題,2022 年 6 月《Nature》一項研究發現,只要刺激腦部下視丘的特定區域,即使體內沒有病菌,小鼠也會發燒和食慾不振。換句話說,感染會引發免疫細胞攻擊病原體,導致體內發炎,腦部不必碰觸到病原體,只要透過血液等途徑感知到發炎的刺激,就會出現不舒服症狀。

感冒時沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上。圖/Envato Elements

至於第二個,發表在 2021 年 11 月《Cell》期刊的研究指出,小鼠如果腸道曾經發炎,刺激腦島皮質(insular cortex)就可以使發炎狀態重現;也就是說,大腦會保有免疫系統活動的記憶,以後只要活化同一群神經細胞,就能在腸道重啟一樣的免疫反應。

2023 年 2 月底《Nature》一篇評論文章說,科學家懷疑這種神經機制是身體為了抵抗可能發生的威脅,事先做好準備,但也會聰明反被聰明誤,在沒有原始觸發因素的時候自行啟動,例如壓力使腸躁症的症狀惡化,說不定就屬於這類情況。

這些發現透露了什麼線索呢?

病得輕重、多快復原,是腦在掌控

安慰劑效應和前面這兩個問題都指向一個方向,三個現象裡不斷出沒的——免疫系統。

科學家發現,目前所有的證據都指出,大腦和遍佈全身的神經,實際上是用一種還不太清楚的方式和免疫系統綁在一起。

也可以換一種說法:喜怒哀樂的情緒及正負面心態究竟是如何和身體連結,已經發現至少有一條路徑是透過神經系統和免疫細胞的緊密互動。

2022 年 5 月底,《Nature》刊登一篇報告,介紹了美國哈佛大學醫學院的研究團隊利用「光遺傳學」和其他技術,畫出小鼠腦部和全身的白血球如何「互動」的地圖,這讓我們有機會進一步揣測人體裡發生的事。

所謂的光遺傳學,可以簡單想像成把設計好的蛋白質基因植入想要觀察的神經元細胞裡,這種蛋白質一旦照到特定波長的光就會啟動,刺激神經細胞跟著活化,這樣就可以非常精細地一次只操作單一種神經細胞,畫出解析度相當高的大腦圖譜。

身心透過神經系統和免疫細胞緊密互動。圖/Envato Elements

團隊很驚訝地發現,腦部透過兩種方式指揮免疫系統,一種是大腦控制身體動作的運動迴路(motor circuits)發出訊號刺激骨骼肌,釋出能吸引嗜中性白血球這種免疫細胞的細胞因子,誘導原本在骨髓裡的嗜中性白血球快速移動到感染或受傷的部位。另一個則是腦部的下視丘腦室旁核(paraventricular hypothalamus)會分泌特定的化學分子,命令腎上腺分泌激素,快速引導單核球和淋巴球從淋巴結、脾臟、血管等位置移動到骨髓。

無獨有偶,2022 年 4 月底,德國和其他歐洲科學家組成的跨國團隊也在《Nature》上發表研究結果,直接表明動脈發生粥狀硬化的過程可能部分受腦部控制;也就是說,他們發現了神經、免疫和血液循環這三個系統是怎麼樣融合在一起的。

動脈粥狀硬化是血液裡的膽固醇堆積在血管內側,形成斑塊,在局部區域會有慢性發炎,血管也會愈來愈窄。斑塊一旦剝落就變成血栓,是造成中風、心絞痛和心肌梗塞的關鍵因素,目前還沒有醫療技術可以逆轉病人的動脈硬化。

研究團隊發現,小鼠動脈血管壁外層的神經纖維會傳訊號到腦部,也會接收腦部發來的訊號,免疫細胞會大量聚集在神經末梢周圍,人體也有類似的現象。他們以小鼠做試驗,用化學方法或手術切斷神經聯繫,免疫細胞迅速就地解散,血管斑塊的堆積速度也跟著減慢。

懂得向大腦求助

大腦能指揮身體抵抗病痛,這合理的解釋了你我大概都有過的切身之痛,那就是當滿腦子塞滿消極的情緒如壓力、焦慮的時候,特別容易生病,例如感冒、腸胃炎、皮膚癢等等。

更有趣的是,反過來說,如果創造出積極的情緒,對於抵禦疾病是不是也有用呢?答案可能也是肯定的。

積極的情緒有利於對抗疾病。圖/Envato Elements

過去就有報告指出,加入支持團體和接受一些心理療法的乳癌患者,可以延長存活時間,在其他幾種癌症像是肺癌、惡性黑色素瘤、胃腸道癌症研究上也有提出類似的現象。

因此,現在世界各地有多個研究團隊正在鑽研如何善用「身」和「心」的力量,結合起來一起治好病痛。

例如癌症腫瘤會以釋放神經訊號、分泌化學物質等方式,造成患者的新陳代謝機制和睡眠大亂,美國紐約冷泉港實驗室的團隊發現刺激罹癌小鼠下視丘的特定區塊,可以把代謝和睡眠週期「喬」回來,有助於幫助癌症病人的復原過程變舒服。

而以色列理工學院團隊則把焦點放在位於中腦的腹側被蓋區(Ventral Tegmental Area, VTA)。VTA 是腦部的獎勵中心,含有分泌多巴胺的細胞,和期望、動機、喜好等情緒有關,也就是讓我們會感到快樂、振奮而去做出實際行動的腦部區域。該團隊發現,刺激 VTA 可以驅動免疫系統,使小鼠肺部和皮膚的腫瘤縮小,他們現在要把成果從小鼠用到人身上。

也有一個團隊是從迷走神經(vagus nerve)下手。迷走神經是副交感神經系統的主要成員,從腦一路向下走過心、肺、胃,一直延伸到大腸,已知和調節免疫反應有關。有一家新創企業 SetPoint Medical 運用他們的技術,研發一種大小像膠囊的神經刺激裝置,植入脖子的迷走神經旁邊,可以無線充電、還可以用 iPad 的程式調整刺激強度,目標是治療類風濕性關節炎、克隆氏症(Crohn’s disease)等自體免疫疾病。

「身心一體」除了個人感受,也有生理學上的意義。圖/Envato Elements

「身心一體」,用比較感性的話來說就是:心靈受苦,身體也受苦。原來,這件事不只是主觀的個人感受,其實它有生理學上的道理。

或許,更重要的是,讓明明覺得不舒服卻一直檢查不出病因的人知道,自己的感受並非無病呻吟,也不是想逃避壓力或做錯事情,而是一體的身心真的在發出警報,或許這就是最大的安慰了。

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