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為什麼大家聽到臉書改名都笑了?綜觀科學界的一個 Meta 各自表述!

PanSci_96
・2021/11/06 ・3588字 ・閱讀時間約 7 分鐘

文/儀珈、A 編

2021 年 10 月底,Facebook 執行長馬克.祖克柏(Mark Zuckerberg)宣布公司將改名為 「Meta」 ,以此呼應「元宇宙」(Metaverse)的野心,象徵公司將全力達成虛擬世界的未來願景。此消息一出,立刻引起全世界熱烈的關注與討論。

然而,當大家正在暢談元宇宙的理想、驚嘆於宏達電股票因此狂漲的同時,也有很多人正看著「Meta」這個名字,歪著頭,露出了謎樣的笑容。

也許對大部分人而言, 「Meta」 看起來有點玄乎玄乎的,是個陌生又新鮮的字眼,但事實上在科學界裡面,這個詞不僅常見,甚至在許多學科都有著不同的意思喔!

醫學:既是癌症轉移,又是新陳代謝科

當醫生說:「喔不,這個 Meta 了?」到底是什麼意思?為什麼 Meta 聽起來像是個動詞一樣?

實際上,當人們在醫院提到「Meta」時,其實大多是「 Metastasis 」這個名詞的簡稱,也就是大家熟知的癌症轉移

當癌症患者身上的癌細胞從原本的部位,藉由血液、淋巴擴散到身體其他部位時,例如乳癌細胞蔓延到骨頭、肺癌細胞轉移至腦部,醫界會把這個狀況稱為癌症轉移。

癌症一旦轉移,存活時間與存活率將會大幅地降低。圖/Pixabay

當癌症出現轉移,通常代表患者的血液和淋巴系統中都已經有癌細胞了,癌細胞可能早已偷偷蔓延到身體的四處,預後(Prognosis)情形並不樂觀,存活率會大幅降低,也因此癌症轉移在癌症的治療中占有相當關鍵又轉折性的意義。

從癌症的分期中,我們也可以一窺轉移在癌症處治上的重要性。

「腫瘤、淋巴結及轉移分期系統」(TNM staging system)是最常見的癌症分期,其中的 T 代表腫瘤(Tumor)、 N 是淋巴結(Nodes)、 M 為轉移(Metastasis)。

而在此分期制度中,一旦患者發生癌症轉移,從 M0 變成 M1 ,就會被列為癌症的第四期。

除了癌症轉移之外,Meta 也是新陳代謝科(metabolism)的簡稱。

如果大家簡單 Google 一下,就會發現各大醫院新陳代謝科的網頁網址、電子信箱,常常都是以 Meta 當作科別代表,像是臺北榮總內分泌新陳代謝科的網址是「https://wd.vghtpe.gov.tw/meta/Index.action」,電子信箱是「meta@vghtpe.gov.tw」。

化學:雙取代基在苯環上的位置

大家還記得高中學過的「苯環」嗎?這個香香的、有毒的六角形環狀結構。

苯環結構示意。圖/Wikipedia

除了苯環,高中化學還有學過不少「單取代」的苯衍生物,像是掛了一個甲基的甲苯(toluene)、掛了一個羥基的酚(phenol),或是硝基苯(nitrobenzene)、乙苯(ethylbenzene)等等。

說到這裡,那苯跟 Meta 到底有什麼關係?那就要來介紹「雙取代」的苯衍生物啦!

既然是雙取代,由於有 2 個取代基,因此在命名時,化學家就必須使用前置詞來說明這 2 個取代基彼此間的位置關係。

前置詞共有 3 種,分別為:

  1. (ortho-,簡寫 o-):取代基分別位在苯環上 1、2 的位置
  2. (meta-,簡寫 m-):取代基分別位在苯環上 1、3 的位置
  3. (para-,簡寫 p-):取代基分別位在苯環上 1、4 的位置
二甲苯(Xylene)的三種型態,由左至右為:鄰-二甲苯、間-二甲苯和對-二甲苯。圖/Wikipedia

也就是說,在有機化學的領域中,meta 是命名這類芳香烴時的關鍵用詞,表示兩個取代基互相「間隔了一個位子」,一個取代基在 1 ,另外則在 3 的位置。

地科:重新蛻變後的我們,不一樣

Meta 在岩石學與礦物學分別有著不同的意義1

在岩石學中,變質岩的英文為「Metamorphic rock」,即為原岩經過高溫、高壓而變質(metamorphose)的岩石,因此,meta- 這個字首有著「變質」的意思。

在太魯閣國家公園中,有相當知名的大理岩景觀。圖/Pixabay

我們在高中地科學過的變質岩,如大理岩(marble)、片麻岩(Gneiss)、板岩(Slate)、片岩(Schist)、蛇紋岩(Serpentinite)等等,它們都擁有自己特有的名字,但也有像是變質砂岩(Meta-sandstone) 、變質粉砂岩(Meta-siltstone)、變長石砂岩( Meta-arkose)這類型的命名,讓人一眼就知道:啊!它們是變質岩!

在礦物學中,Meta 指的是礦物脫水(dehydration)後產生的新礦物,例如變鈣鈾雲母(Meta-autunite)即是鈣鈾雲母(Autunite)脫水而成,抑或是如同素異形體 (polymorph)般多種型態的礦物。

物理與哲學:那個玄之又玄的形上學

除此之外, Meta 甚至可以從希臘智者亞里斯多德的兩本著作《物理學》(Physics)與《形上學》(Metaphysics)開始說起。

亞里斯多德的《物理學》與我們現在的「物理學」有很大的差異,此書涵蓋了各式自然科學的實際觀察,像是各種物體運動的紀錄、動植物的型態、人體的結構…等等,全都記錄在《物理學》中,而《物理學》中對現象的解釋也較為實際,一般都是就事論事提出可能的解釋。

形上學 (Metaphysics) 其實就是將 Meta 加上物理學(Physics) 。圖/ Pixabay

而《形上學》,則是亞里斯多德以《物理學》做為基礎,追問更為抽象的概念與問題,試圖給出更全面的解答,例如他認為「所有運動(改變)都能追朔到一個不會運動(改變)的原因」,這個概念後來被稱為「原始推動者」或「第一因」,對後世教會的經院哲學(神的概念),以及自然科學發展(牛頓的宇宙觀),有著重要影響。

《物理學》就像一篇正常的期刊論文,忠實紀錄實驗數據,根據實驗數據得到結論,而《形上學》則類似一篇文獻回顧論文(稱為「後設分析」),把過去的研究結果梳理說明,並給出更高層次(更抽象)的見解,因此,也可以將 Meta 解釋為「從實際資料中抽出重要資訊」。

追本溯源,Meta 的原意

在不同學科中,雖然 Meta 這個字根的用法看起來都非常不一樣,但實際上,如果我們真正搞懂 Meta ,你會發現其實這一切都其來有自。

現在上網搜尋 Meta,可能會出現「後設」或「元」之類的翻譯,或是用「超越、變化」來說明,譬如心理學的「後設認知」(Metacognition)就是「超越認知的認知」, 「後設資料 / 詮釋資料」(Metadata) 是「資料背後的資料」。

舉個例子,打 LOL 或傳說對決會說的 Meta,代表的是特定版本下某些角色或隊形較為強勢,回到上述定義,可以將官方的改版說明當作「資料」,在玩家試玩評估後,才提出「現在 Meta 誰比較強」的結論,而這個結論就是從改版說明拉出的「重要資訊」。(這的確是超越改版說明的改版說明)

每次比賽前,各個戰隊與賽評主播都會針對當前的遊戲版本進行分析,並找出最強勢的「Meta」。圖/截自 PCS 官方 Youtube 頻道「特別企劃!PCS 主播賽評 賽前預測 | ft. Section, Zod, Egg, Clement | Worlds 2021」

回顧前面所提到的例子,若我們拆開這些英文字,就可以明顯的看出 meta- 這個字根帶來的影響2,例如:

Metabolism 新陳代謝

  • meta 變化、ball 球、-ism 行為
  • → 體內的的循環、變化
  • → 新陳代謝

Metastasis 癌症轉移

  • meta 變化、stasis 停滯的、平衡的
  • → (癌症)轉移

Metaphysics 形上學

  • meta 超越、physics 物理學
  • → 形上學

此外,變質岩也是「改變」原岩而成的新岩石;化學的間位定位基,我們可以嘗試理解成 1 「超越」 2 而形成 1,3 關係。

由此可知,雖然這些 Meta 看似天差地遠,骨子裡卻是大同小異。

同樣的字碰上不同的學科,迸出新滋味!

以上這篇文章簡單的整理了來自醫學、化學、地科、物理和哲學的各種 Meta ,相信還有很多遺珠並沒有被呈現出來。

很多人都說,讀了一門新學問,就像是學了一門新語言一樣,鑽研不同學科的過程中,不僅會改變我們使用語言的習慣,也會改變我們的思維模式,而同樣的字詞,在不同的學科中,也會有著「入境隨俗」的用法,迸出別樣的火花。

請問你還知道哪些異常有趣、或是不為人知的「Meta」嗎?如果有的話,請趕快留言跟我們分享,讓我們一同領略來自不同專業領域的魅力吧!

延伸閱讀

  1. Definition of meta
  2. 臉書改名 meta 是什麼意思?原來你早就看過這個字根!
  3. Metastasis – definition of metastasis by The Free Dictionary

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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。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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