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猴痘有可能會大流行嗎?帶你一窺猴痘的症狀、傳播途徑與可能的防範措施

Karel Chen
・2022/06/24 ・3739字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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猴痘這個傳染病,在5月7日現身英國後,短短不到一個月的時間內已經擴散到 29 個國家、患者數破千,世界衛生組織(WHO)在 6 月上旬警告,指出目前的病例數可能是被低估的。現在台灣也出現了案例,不禁讓人思考猴痘到底會不會全球大流行呢?

本篇文章整理了猴痘的各種症狀、傳染途徑,以及是否有防範措施。

1. 為什麼叫「猴」痘?

猴痘(Monkeypox)取名為「猴」痘,是因為它最初是從猴子身上分離出來的,但後續調查指出,猴痘在大自然中不只感染猴類,還有多種小型囓齒動物也是宿主。

猴痘的原生地在非洲中部及西部,過去很少離開非洲,但在 2022 年 5 月 7 日,英國出現了第 1 例。這名患者剛從中非的奈及利亞入境回到英國。原本以為這大概是一個單一事件,畢竟旅遊史很明確,但誰也沒想到,這只是一場風暴的開端而已。

2. 猴痘的傳播方式

猴痘主要透過感染者的唾液或膿液傳播,比如共用被沾染的床單、毛巾或衣服;或是直接碰觸到患者或感染動物的血液、體液、黏膜、傷口而感染,吃沒煮熟的動物肉也是風險之一,被感染動物咬或抓傷也會感染疾病。

3. 2022 年猴痘不尋常的傳播途徑

5 月 14 日,英國又出現 2 個病例,怪異的是,疫調顯示這兩人和第 1 個病例一點關係也沒有。這下子可讓人嗅到有點不對勁了。隨即在 5 月 16 日,英國又冒出 4 例,這 4 例竟然又跟前幾例沒有關聯!從流行病學角度來解讀,等於告訴我們有一條或甚至好幾條隱形傳播鏈存在。

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由此開始,猴痘病例連環爆,5 月 13 日到 5 月 21 日間,至少有 12 國出現病例,包括西班牙、葡萄牙、法國、比利時、美國、澳洲等,92 例確診、28 例疑似,這已經超過近 50 年發生在非洲以外的所有病例數總和了。《Lancet Infectious Diseases》一篇報告認為,這個病例驟增現象背後的科學、環境和社會原因仍是一個謎,而且是非常不尋常和值得擔憂的。

猴痘屬於正痘病毒屬(Poxvirus),球形的蛋白質外殼裡包著雙股 DNA,病毒除了在宿主動物間傳播,以往出現在非洲境外的案例,排除掉有旅遊史的患者,幾乎 100% 是由動物傳給人,例如 2003 年發生在美國的 47 例小規模爆發,便是由寵物土撥鼠傳給人。

因此,2022 年的這波感染就顯得十分詭異,因為絕大多數的患者都沒去過非洲、也沒有跟動物接觸,換句話說,這一次猴痘明顯顯示出「人傳人」感染鏈,不禁令人疑心是不是病毒發生了某種異常的突變?這也是挑動各國敏感神經的另一個警報。

DNA 病毒有一個特性,就是比起像是 SARS-CoV-2 這種 RNA 病毒來說,突變速率要緩慢許多。因此只要研發出一款有效的疫苗,就能連續使用許多年,不必擔心像 SARS-CoV-2 疫苗般失效。

4. 猴痘與天花是近親,但症狀比天花溫和

猴痘另外一個讓人疑慮的點,在於它是天花的近親。

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天花是人類的老朋友了,糾纏了人類 3000 年以上,古埃及法老王的木乃伊就有天花留下的痘疤,死亡率估計高達 30%。猴痘患者會發燒、頭痛、淋巴結腫大、背痛、肌肉痛和無力,發燒後 1~3 天(有時候更長),皮膚開始有一點一點的疹子鑽出來,通常最先出現在臉上,然後蔓延到其他部位,疹子接著凸起變成透明的水泡,再變成含有淺黃色膿汁的膿皰。幸好,兩相比較之下,猴痘比起天花的確是溫和很多。

猴痘分成剛果盆地株(也稱為中非株)以及西非株兩種主要的病毒分支,這一次在全球擴散的是西非株,它的毒性比起剛果株來的弱。刊登在《Lancet Infectious Diseases》的另一份研究指出,因為調查取樣方法不同的關係,剛果株的推估死亡率差異很大,從 1% 到 10% 都有,西非株則一直維持在 3% 以下。

5. 萬一猴痘爆發的話,人類有反攻武器嗎?

說到大流行,現在大家最關心的議題就是疫苗了。那麼有沒有專門針對猴痘的疫苗呢?

答案是「沒有」,原因如下:

  1. 猴痘過去被認為是非洲的地區性傳染病,沒有侵襲到先進國家。
  2. 非洲當地的人窮,沒有足夠的市場誘因。所以儘管猴痘的近親例如天花,早已經有了疫苗,照理說研發近似病毒的疫苗會簡單很多,但因為不划算,沒有人特別針對猴痘再去開發疫苗。
  3. 猴痘死亡率比起天花低很多,「只有」1%~10%,也導致了沒有那麼迫切要開發疫苗的壓力。

如果沒有專用疫苗,那是不是有其他的武器可以抵擋一下?

有的。如果預先接種天花疫苗,約有85%的保護力,這數字是從第一代天花疫苗估計而來的。

聽起來相當不錯,這在生物學上是有道理的,因為人體如果感染正痘病毒屬的任一個成員,如天花、牛痘、猴痘,產生的抗體也可以抵抗其他病毒,這在免疫學上稱為「交叉保護」效應。

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另外,猴痘也已經有治療藥物,例如 Tecovirimat。這些都是可以立即派得上用場的武器。如果猴痘萬一爆發,還可以作為一條抵擋的防線。  

但是也有一個壞消息,天花的第一代疫苗早就停產了,幸好現在國際上已經有新的第 2 和第 3 代疫苗,例如 Jynneos 疫苗,含有改造過的牛痘病毒,在人體裡不會複製,但可以引發抵擋天花及猴痘的免疫反應。

6. 台灣需不需要擔心猴痘?該不會又要封邊境了吧!

全球國家都在問一個問題:會不會變成大流行?

按照目前歐盟疾病管制與預防中心,以及美國疾管中心專家的估計,認為造成大流行的可能性不大。這個結論真的是讓我們大大鬆了一口氣。他們根據 3 個理由來判斷出這個結論:

  1. 由目前的流行病調查結果看起來,猴痘人傳人的效率並不高,所以不至於像新冠肺炎那樣,可以透過空氣傳播而患者數激增。  
  2. 猴痘發病的症狀非常明顯,一眼就看得出來這個人生了病,所以也馬上會被察覺通報隔離。不像 SARS-CoV-2 具有輕症、甚至無症狀,這種狡猾的藏匿方式,使得感染擴張一發不可收拾。 
  3. 我們知道猴痘如何傳染。猴痘主要透過接觸感染,因為了解傳播途徑,因此能夠採取有效的預防措施,不像 SARS-CoV-2 剛現身的時候,我們連它會不會空氣散播都糊里糊塗,被殺了個措手不及。

7. 如果,猴痘真的發生大流行該怎麼辦呢?

可能的做法是採取雙管齊下措施。首要是優先防護高危險群,像是慢性病人、小朋友、孕婦,先隔離病患,讓這些抵抗力比較弱的族群不會接觸到患者。再來,既然天花疫苗對猴痘有交叉保護力,要趕快進行接種,並且因為天花在全球已經絕跡了 40 年,世衛組織在 1980 年宣布根除天花,因此如今年紀在 40~45 歲以下的世代,是沒有接種過天花疫苗的。如果發生大流行,必須要趕快補打疫苗。到時候,疫苗的搶購、長途輸送、跨國進口、保存等等問題,可能會再重演。

根據歐洲國家目前處理猴痘的經驗,並不是每一個病患都住院,大多是在家自主隔離,患者會在2到4週內痊癒。美國官方建議患者的隔離期限是「到皮膚病變消失、膿皰結痂脫落並且長出新皮膚」為止。包括英國在內的幾個國家也同時建議,跟患者有密切接觸的人也需要自主隔離21天。

8. 所以猴痘會大流行嗎?

很幸運的是,到目前為止,各國都動了起來,紛紛啟動防疫措施,但猴痘到底從哪裡開始、又是什麼原因導致病毒突然開始大舉散播,仍然不清楚。

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儘管大流行機會不高,台灣仍然必須謹慎,保持警覺,因為猴痘目前還有很多問題沒找到解答,比方說,病例突然增加是不是因為猴痘病毒已經突變,導致病毒比過去更容易傳染?或是使得病毒能在不被察覺的情況下無聲散播?現在的病例是不是全來自同一個感染源?或者其實是有好幾條感染鏈同時存在?在這些疑問沒有水落石出之前,我們就不能高枕無憂。

需不需要在這個時間點就開始準備疫苗、藥物等預防措施,也是一個難題,是要像COVID-19一樣超前部署,或是沉住氣按兵不動,等待疫情自然平息?這也十分考驗我們的智慧。你覺得呢?

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Karel Chen
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本行是研究蛋白質3D結構及蛋白質間交互作用的分子生物學家,先後在國立交通大學生物資訊研究所、衛福部疾病管制署及臺北醫學大學醫學資訊研究所擔任博士後研究員。 後來,一咬牙換了跑道,在醫療健康媒體一待7年,從菜鳥編輯和記者做起,現在在自行創業之餘,想盡辦法擠出時間投入最愛的科普。

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從門得列夫到 118 種元素:元素週期表是怎麼出現的?
F 編_96
・2025/01/04 ・2302字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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F 編按:本文編譯自 Live Science

「氫鋰鈉鉀銣銫砝、铍鎂鈣鍶鋇镭…」相信很多人離開高中很多年,都還朗朗上口。

列著 118 種已知化學元素的「元素週期表」(Periodic Table),雖然唸起來像咒文,但有了它之後便能夠快速查詢原子序(proton number)、價電子(valence electrons)數量,以及元素可能的化學性質,成為各領域科學家與工程師設計實驗、預測物質反應必不可少的工具。

有趣的是,元素週期表並非一蹴可及。縱觀歷史,化學家們歷經數世紀的摸索、爭論與資料整理,才在 19 世紀後半葉逐漸確立。

我們現在看到的元素週期表,是在 19 世紀後半才逐漸確定。 圖/unsplash

週期表之父:門得列夫的突破

19 世紀中葉,已知的化學元素約有 63 種,許多化學家嘗試找出元素間的共同點,卻苦無系統性整理。當時能區分「金屬」與「非金屬」,或利用價電子概念將一些元素歸類,但要涵蓋大多數元素仍顯不足。俄國化學家門得列夫在撰寫《化學原理》教科書時,因接觸各元素的資料而產生新思路。他索性把已知元素各種性質寫在紙卡上,再一一比對它們的原子量(類似當今的原子量或原子序概念)與化學性質。

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確切的靈光乍現時刻,如今已無從完全重現,但我們知道門得列夫最後觀察到:「如果按照原子量(或後來的原子序)由小到大排列,某些化學性質就會呈週期性重複。」進一步來看,元素的價電子數量通常也會對應到表格的「欄位」或「族群」。於是,在 1869 年,他將研究結果發表,提出了第一版週期表的雛形,更大膽預言了尚未被發現的元素「eka-aluminium」(後來證實即鎵 gallium)及其他四種元素的性質。

讀懂週期表:原子序、符號與原子量

今日的週期表之所以能快速讓人獲得豐富資訊,關鍵在於三個核心欄位:

  1. 原子序(Atomic Number)
    代表該元素核內所含質子數。如果一原子核有 6 顆質子,就必定是碳(C),無論其他中子或電子數如何。此序號由上而下、由左而右遞增,貫穿整張表格。
  2. 元素符號(Atomic Symbol)
    多為一至兩字母縮寫,如碳(C)、氫(H)、氧(O)。但也有如鎢(W,因「Wolfram」得名)或金(Au,取自拉丁文「Aurum」)等較不直覺的符號。
  3. 原子量(Atomic Mass)
    表示該元素在自然界中各同位素的加權平均值,故通常是帶小數的數字。對合成元素則標示最常見或最穩定同位素的質量,但由於這些元素壽命極短,數值往往會被不斷修正。

舉例來說,硒(Se)在週期表中顯示原子序 34,屬於第 4 週期、第 6A 族,表示它有四層電子軌域,其中最外層(價電子層)有 6 顆電子。有了這些資訊,科學家可快速判斷硒的化學傾向、可形成何種化合物,乃至於在生物或工業應用中可能扮演的角色。

週期表的內部結構:週期、族與軌域

門得列夫最初按照原子量遞增排列元素,現代則依靠原子序(即質子數)來分類。橫向稱為「週期」(Period),從第 1 週期到第 7 週期;縱向稱為「族」(Group),目前總共有 18 組。週期數量在於顯示該元素電子軌域有幾層;而同一族則代表外層價電子數相同,故有相似化學性質。

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例如,第 18 族常被稱作「貴氣體」或「惰性氣體」,如氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)等皆不易與其他元素起反應。另一個顯著群體是位於第一族的鹼金屬(Alkali Metals),如鋰(Li)、鈉(Na)等,因外層只有 1 顆電子,極容易失去該電子而形成帶 +1 價的陽離子,故與水猛烈反應。

此外,在表格中央有一塊「過渡元素」(Transition Metals)區域,包括鐵(Fe)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)等。它們具有部分填充的 d 軌域,使得該區域的元素呈現多樣性質,例如具有金屬光澤、可塑性或導電性等,被廣泛應用於工業及工程領域。

同一族的外層價電子數相同,因此大多有著相似化學性質。圖/unsplash

再進化:從 63 種到 118 種

當門得列夫在 1869 年發表週期表時,已知元素只有 63 種,表格中甚至留有空白以預留「未來或存在尚未發現的元素」。他果然預測到了鎵(Ga)以及日後證實的日耳曼ium(Ge)等新元素性質,贏得舉世矚目。隨後,有越來越多元素透過科學發展,尤其是光譜分析與放射性研究而被發現,例如鐳(Ra)和氡(Rn)等。

到 20 世紀後期,隨著粒子加速器的誕生,人類可以合成更重的超鈾元素(Atomic Number > 92)。這些人工合成元素往往極度不穩定,壽命僅能以毫秒或微秒計,但仍證實存在、並填補週期表後段空白。如今,週期表已收錄到第 118 號元素「鿆(Og,Oganesson)」,但科學家預測或許還能繼續向上延伸;只要能合成更重、更穩定的原子核,我們就能拓展週期表的新邊境。

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一般認為,隨原子序遞增,原子核內部的質子數目激增,原子愈趨不穩,往往在極短時間內衰變成較輕元素。然而,一些理論物理學家提出「島狀穩定性」(Island of Stability)的概念:也許在某特定質子與中子數量組合下,能出現意外長壽的「穩定」重元素。

是否真能在表格上方再增添「第八週期」甚至更高週期的列,仍有待更多實驗來驗證。但無法否認的是,週期表一直是科學家檢驗自然規律的試驗場,也見證了人類探索未知的無盡熱情。

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人類的「長跑」很厲害?靠「跑」在荒野中脫穎而出
F 編_96
・2024/12/26 ・3048字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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F 編按:本文編譯自 Live Science

在美國加州死亡谷(Death Valley)「魔鬼鍋爐」般的炙熱溫度下,每年夏天都舉行一場被稱為「世上最極端越野賽」的經典賽事:Badwater 135。選手需在攝氏 49 度、下方為北美洲海拔最低的地帶上,跑步或走完 217 公里的山路,一路衝向位於美國本土最高峰(聖女峰)附近的終點。這聽來猶如天方夜譚,但每年仍有近百人勇敢挑戰。許多四足動物在此高溫下可能早已中暑倒地,為何人類卻能憑藉一雙腳在此環境中堅持下去?

事實上,速度上我們遠不及同等體型的動物,例如豹或馬,然而要比拼耐力,人類卻常能大放異彩。我們能在大草原中與野生動物「天荒地老」地消耗,即使我們在短程衝刺中會被輕易超越,仍可以憑藉馬拉松般的堅韌一路追趕,最終讓速度更快的對手因高溫與疲勞而甘拜下風。究竟人類為何會進化出這般特殊的耐久力?。

在跑步上,人類以耐力著稱,可透過拉長距離讓速度更快的動物因高溫與疲勞而屈服。圖/envato

人類長程奔跑的演化起源

人類的體質在遠古時期並非天生就能輕鬆長跑。據一種假說推測,大約 700 萬年前,類人猿的祖先於非洲開始「離開樹梢」,轉而在地面上覓食、移動。早期的兩足行走雖然看似笨拙,卻逐漸在持續的氣候變遷與草原化過程中展現優勢:

  1. 更廣闊視野:直立行走時,頭部位置提高,有利於觀察周遭環境,提早發現危險或獵物。
  2. 省力遷徙:兩足步態下,移動同樣距離所需能量相對降低,足以在開闊平原上長距離跋涉。

隨著數百萬年的進化,人科動物(hominids)在骨骼、肌肉與生理機制上更趨於適應長時間行走和奔跑。他們在廣袤的非洲大地上,並非以速度壓倒對手,而是依靠「耐力與持久追蹤」取得優勢。考古學家曾提出「持久狩獵」(Persistence Hunting) 的假設:古人類可能利用高溫時段在大草原上追趕羚羊或其他動物,待獵物體溫過熱而力竭之際,人類再上前制伏。一方面依靠長距離奔跑耐力,另一方面倚仗強大的散熱能力。

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足部與下肢結構:為奔跑而生的細節

哈佛大學的人類演化生物學家丹尼爾‧李伯曼(Daniel Lieberman)指出,人類的奔跑能力「從腳趾到頭頂」都有演化專門化的痕跡,稍加留意便能發現許多奧祕。

  1. 短腳趾與足弓結構
    • 人類的腳趾較短,是為了減少長距離奔跑時的折損機率。若腳趾過長,每次著地都更容易造成骨折或扭傷。
    • 足弓(包括足底肌腱與韌帶)則具備彈簧般的功能,可在踩踏地面時儲存彈性能量,接著釋放推力,減少肌肉能量消耗。
  2. 強力肌腱與韌帶
    • 跟腱(Achilles tendon)和髂脛束(IT band)都能吸收並釋放大量彈力,在跑步時有效節省體力。
    • 透過肌腱的彈性能量回饋,跑者在每一步落地與蹬地之間,都能減少額外的肌肉耗損。
  3. 臀部肌群的角色
    • 人類相較於猿類擁有更發達的臀大肌(gluteus maximus),能夠穩定軀幹,使身體不致向前傾斜或晃動得過於劇烈。
    • 這種「穩定性」非常關鍵,它能支撐直立姿勢,維持跑步時的協調和平衡。
人類發達的臀大肌穩定軀幹,得以支撐直立姿勢,提升跑步時協調與平衡的能力。圖/envato

軀幹與上肢:不容忽視的穩定器

奔跑並不只是腿部的事。上半身及頭部在跑動中也扮演著不可或缺的穩定與協調角色。

  1. 擺臂對頭部穩定的影響
    • 當我們在跑步時,雙臂自然擺動,有助於平衡腿部擺動帶來的轉動力矩;換言之,手臂的擺動能對沖下肢動量,讓我們在快速移動時仍保持穩定,頭部不至於過度搖晃。
    • 猿類上肢肌肉發達,卻沒有像人類一樣的大範圍肩關節「解耦」特性(能讓肩膀與骨盆分開晃動、頭部保持前方視線),這使得牠們在直立奔跑時更顯笨拙。
  2. 脊椎靈活度與呼吸節奏
    • 人類的脊椎與骨盆並非僵直連接,跑步時,骨盆能與肩部做出相對扭轉運動,使軀幹整體更靈活。
    • 這種結構也幫助人類在奔跑過程中匹配呼吸節奏:腳步落地的頻率能自然與肺部換氣形成同步節拍。

冷卻系統:靠「排汗」征服烈日

人類藉遍布全身的汗腺大量排汗散熱,透過蒸發有效降低體溫。人類藉遍布全身的汗腺大量排汗散熱,透過蒸發有效降低體溫。圖/envato

在非洲大草原上奔跑,面臨的最大挑戰之一便是高溫。人類為何可承受長時間高溫壓力,甚至能在午後與動物「耐力大戰」?

  1. 排汗與體溫調節
    • 大多數動物主要依賴氣喘(如狗的哈氣)或有限的汗腺冷卻。人類則擁有遍布全身、數量龐大的汗腺;這使我們可藉由大量流汗帶走熱量,再透過汗液蒸發達到降溫效果。
    • 雖然我們也會因此流失水分與電解質,但只要能適度補充,便能持續散熱。而某些大型哺乳動物,在持續奔跑一段時間後,往往因過熱而只能停下休息。
  2. 無毛皮膚與蒸發效率
    • 相較於其他哺乳類,人體毛髮主要集中在頭部與部分身體區域,大片皮膚裸露,有助於排汗時的蒸發散熱。
    • 這種「裸皮」極可能是長距離奔跑與日間活動的選擇性演化結果,確保人類能在炎熱的白天進行移動或狩獵,而不因過熱而必須在陰涼處長時間停留。

呼吸方式:維持長距離的關鍵

另外值得注意的是人類高效率的呼吸節奏。四足動物在奔跑時,呼吸通常與四肢步態高度耦合,比如馬或犬類在衝刺中必須配合四肢的震動節奏吸氣和吐氣,較難隨意變換節拍。而人類因直立姿態,使得呼吸與跑步步伐能保持更大程度的自主調控。

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  • 獨立呼吸調節
    • 能依跑者自主需求來決定吸氣與吐氣的頻率,不一定要剛好配合腿部的落地次數。
    • 這讓人類在長時間奔跑或耐力賽中,能以相對節能的方式調節氧氣和二氧化碳的交換量。
  • 嘴巴與鼻子的雙重進氣
    • 為支撐長時間有氧運動,跑者多半會同時用鼻子與嘴巴呼吸,以便快速補充氧氣並排出二氧化碳。
    • 相較之下,某些動物在喘氣散熱時犧牲了進氣效率,一旦體溫飆升,便難以同時維持高強度奔跑。

即使進入現代社會,大多數人不必再於烈日下持久追蹤獵物,我們仍可在馬拉松、越野超馬等各式比賽中看見古老遺傳「跑步基因」所迸發出的潛力。從波士頓馬拉松、超級鐵人三項,到極端氣候下的 Badwater 135,人類透過持續的鍛鍊與後勤補給,一次又一次突破極限。

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運動員的大腦跟一般人不一樣?從腦科學看體力之外的奪冠秘笈
F 編_96
・2024/12/17 ・2098字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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F 編按:本文編譯自 Live Science

是不是常聽人家講「運動天賦」?這種天賦到底是什麼?運動員哪裡跟我們不一樣?這個問題現在科學家或許可以給你一個答案。近年透過腦科學研究發現,運動員的大腦與普通人的大腦存在顯著差異,這些差異塑造了他們在比賽中的敏捷反應、精確動作及卓越判斷能力。

所以現在運動選手不只比體力,還要比腦力了嗎?這些差異具體差在哪裡?

快速反應:視覺處理能力

在團隊運動如足球或籃球中,快速處理視覺資訊並作出決策對勝負至關重要。一項 2013 年發表於《Scientific Reports》的研究發現,職業運動員比起業餘運動員或一般人更擅長處理動態視覺場景,例如追蹤快速移動的物體。這種能力能夠幫助運動員在瞬間解讀賽場上的複雜資訊,並迅速做出反應。

擁有快速的視覺處理能力,對團體運動來說至關重要。圖/envato

視覺處理能力的測試還可用於判斷運動員是否適合回歸賽場,例如在傷後復健階段,確保運動員在完全恢復判斷能力之前不會貿然上場。

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肌肉記憶:動作的自動化編程

對於體操選手或跳水運動員而言,肌肉記憶是完成複雜動作的關鍵。2023 年《Journal of Neuroscience》的一項研究表示,大腦如何通過訓練快速「壓縮」和「解壓縮」動作資訊,最終將動作序列整合成一個流暢的過程。這種訓練過程使運動員能夠無需刻意思考,便能完美執行複雜動作。

肌肉記憶的形成依賴於大腦皮層神經元的網絡活動,這種神經編程能力也同樣適用於訓練有素的音樂家或舞蹈家。

預測能力:球場上的決策利器

運動員擁有卓越的預測能力,例如棒球擊球手能根據投手的動作,快速判斷球的速度與方向。2022 年發表於《Cerebral Cortex》的研究發現,當擊球手預測投手的投球軌跡時,大腦左腹側顳葉皮質的神經元活動會根據預測結果而改變。

這種高效的預測能力源來於運動員在比賽中,學會透過關聯視覺線索與物體運動軌跡的技能。研究還發現,潛水選手等專業運動員的大腦中與動態運動解讀相關的區域,如上顳溝(STS),比普通人更厚,這也反映了運動訓練對大腦結構的塑造。

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平衡與空間感:身體控制的高峰

對體操選手來說,擁有非凡的平衡感與空間感知能力,兩者缺一不可,而這在科學上被稱為「本體感覺」(proprioception)。位於小腦的神經網絡讓運動員能迅速調整身體姿態,即使在空中失誤也能及時修正動作。

對體操選手來說,平衡感與空間感知能力非常重要。圖/envato

然而,當這套「安全網」失靈時,可能導致嚴重後果。如 2020 年東京奧運中,體操選手西蒙·拜爾斯(Simone Biles)因「扭轉失靈」而一度無法控制動作,凸顯了平衡能力在高風險運動中的重要性。

注意力與認知靈活性:多任務處理的關鍵

團隊運動要求運動員能快速在不同思維模式間切換,例如足球選手需在控球時預測對手動作並調整策略。2022 年《國際運動與運動心理學期刊》的一項研究顯示,運動員,特別是參與高強度間歇訓練的選手,擁有更強的認知靈活性和注意力分配能力。

研究也指出,這些能力的提升可能與長期訓練相關,但確切機制仍需進一步研究。

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抗衰老的秘密:運動對老年大腦的保護

這些運動訓練對大腦的影響,可不是只有相關區域的提升。運動對大腦健康的影響,可能會持續一生。一個典型例子是加拿大田徑選手奧爾加·科特爾科(Olga Kotelko),她在 95 歲時仍保持驚人的腦部健康,其白質結構完好程度甚至接近比她年輕三十多歲的普通人。科學家認為,持續的運動訓練可能是她保持記憶力與認知敏銳的原因之一。

運動不只是對身體的鍛鍊,對維持大腦健康也有影響。圖/envato

下一代的訓練策略:腦力與體力並重

隨著運動科學的不斷進步,科學家也開始呼籲教練更注重對年輕運動員的腦部訓練,例如提升記憶力與決策能力。西悉尼大學的運動科學家凱莉·斯蒂爾(Kylie Steel)指出,運動員的身體或許會訓練至極限,但在認知能力上仍擁有巨大的潛力提升。例如,足球訓練中可以鼓勵球員使用非慣用腳進行射門,以提升大腦靈活性,幫助他們在成年後更加出色地應對比賽挑戰。

近年研究讓我們重新認識了體育訓練對人體的深遠影響,運動改變的不僅是肌肉,還包括大腦。從視覺處理到肌肉記憶,再到抗衰老的腦部結構,透過運動與科學的結合,將為未來的運動員開啟全新可能性,也提醒我們,持續鍛煉不僅益於身體,也有助於大腦的健康。

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