水鑽不是鑽石也不是水晶，是玻璃

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。

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。

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）。

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。

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。

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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。

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。

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作，泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡，乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生；但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視，那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」（IPF），其預後往往不太樂觀，確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先，我們得先破解一個迷思：肺纖維化並不是單一疾病，而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」，腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象，患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕，像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是，IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性，一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化，是兩種完全不同的概念。

肺部為何會變成「菜瓜布」？

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布？這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織，就是肺部間質組織（interstitium）的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍，包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下，肺部損傷後會啟動修復機制，並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內，這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號，導致負責修復工作的「纖維母細胞」（fibroblasts）被過度活化，進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織，最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現，這個過程之所以棘手，在於它是一個「惡性循環」，肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ，它們相互加乘，演變成難以阻斷的強大破壞力。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ，但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸，特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外，患有自體免疫疾病（如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎，）的患者，他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人，必須特別警覺。

打斷惡性循環的挑戰，為何只對抗「纖維化」還不夠？

面對這個不可逆的疾病，醫學界長年束手無策，直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥：Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺，首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而，這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望，卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看，這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題：既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊，那麼，我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略，從而更有效地打斷這個惡性循環？

找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題，科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素：磷酸二酯酶 4B（PDE4B）。

為什麼鎖定它？讓我們看看它的「雙重作用」機制：

1. 關鍵位置： PDE4B 同時存在於免疫細胞（與發炎有關）與纖維母細胞（與纖維化有關）當中。
2. 作用機制： PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP（環磷酸腺苷） 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
3. 雙重抑制： 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性，細胞內的 cAMP 就不會被分解，濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞，同時產生抗發炎與抗纖維化的雙重效應。

簡單來說，鎖定並抑制 PDE4B，就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程，有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來，全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗，我們相信，在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後，期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

最後，我們必須再次提醒，特發性肺纖維化（IPF）與漸進性肺纖維化（PPF）是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手，雖然現有的治療手段能延緩惡化，但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織，因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

（本文同時刊載於 dr. i 部落格 和 Facebook）

還記得小時候你對很多大自然的現象抱有強烈的好奇心，例如星星為什麼會發光？夕陽為什麼是橘色？冰塊為什麼會熔化？長大之後，好奇的卻是新款iPhone有什麼新的功能？最近有什麼新的App好用？奧迪最新款的汽車有什麼特殊的性能？

「科學」變成一個遙遠的概念，而「科學家」像是科幻片中才會出現的人類。

這個國家的科學發展出了很大的問題，造成民眾對於科學的冷感和不了解，而民眾對於科學的冷感和不了解，讓民意代表以致於政府，對於科學研究的不重視。

科學和科技是不同的

一般人分不出「科學(Science)」和「科技(Technology)」有什麼差別。科學重的是概念、態度和方法，通常從大自然的物性或現象為出發點去思考，好比說星星為什麼會發光這個問題，就是一個科學問題。而科技則是從工具或技術面為出發點，重的是性能和效率，好比說為了研究星星為什麼會發光，科學家會用天文望遠鏡來觀測遠的星星，望遠鏡的波長和解析度要如何最佳化，就是科技問題。

科學並不受工具和技術的限制，換句話說，它的出現是在考慮用什麼技術和工具之前；一個科學的研究，會包括科技工具的使用，科技其實是科學的副產物。

所有科技，最初都是從科學研究的過程中延伸出來的，最切身的例子就是，網際網路(WWW)和雲端系統(Cloud Computing)，這兩者都是從歐洲核子研究組織CERN所研發出來的科技，目的分別是為了能夠分享數據資料給起它科學家，以及利用分散的電腦資源來分析處理龐大的實驗數據（當然就是現在所謂的「大數據」）。後續因有人把它們商業化，才演變成為與人密不可分的生活產品。然而，很重要的事情是，專利的申請都發生是在商業化之前或在最開始，掌握了專利，等於掌握了主導這項科技的能力。

科學是國家發展的基礎

科學研究所延伸出的科技能改變人類的生活，也能讓一個國家的產業興盛，領先全世界。一個國家如果不重視科學研究，就只能去學習其它國家的技術，回來做微小的改進，這比起從無到有的突破性發明，是完全不同的概念。

台灣從40年前開始靠高科技產業讓經濟迅速起飛，原因是我們比起其它亞洲國家早和西方國家接軌，加上人力成本低的因素，而這些條件早已經不存在。如果要突破現狀，國家的發展策略必須要回歸到最基礎的層面，培養好的科學環境和人才，才能讓科技產業能夠永續和長遠地發展下去。

科技部？科學部？

2014年中華民國政府將原「國家科學發展委員會」（通常簡稱為「國科會」）升級為「科技部」，但是就我來看，從字面上意義來說卻是矮了一截，這也反映出政府重視「科技」大於「科學」（反而英文名稱「Ministry of Science and Technology」比較完整地包含了科學和科技兩項）。以美國為例，他們掌管基礎科學和應用科學（包括科技和工程，除了生物和醫學之外）研究預算的最高行政和審議單位為「國家科學基金會(National Science Foundation)」。請注意，他們用的是「科學」兩字，甚至沒有「科技」。因為他們很清楚一點，沒有紮實的科學發展，不會延伸出能夠改變人類生活的科技。我反倒支持科技部能夠改名為「科學部」。

從歐洲回國後我發現，台灣有很多好的科學家，不是沒人才，而是政府資源的分配和產業策略發展的方向有問題，以致於大學教授們所提的研究計劃方向多趨保守，因為太前瞻的計劃內容容易被否決，多數看到的提案都是以改進現有的某種工業製程為目標，這和許多其它產業所面臨到的困境，即投資人追求短期回收和短視近利是一樣的。

聽起來蠻慘的，有沒有救？我認為是有的，就從多認識科學，多談科學起。它比你想像中還更接近生活，更有趣！

日前廣州市工商局對國際知名珠寶品牌施華洛世奇 (Swarovski) 要求下架，因為業者在當地聲稱他們的產品是天然水晶，卻被檢驗出是人造水晶。台灣媒體一聽到這個消息也馬上去訪問台灣的業者，標題下的非常矚目，像是《施華洛世奇水晶「人造的」》和《施華洛世奇水晶「人造的」遭下架》。看了這些報導，除了知道施華洛世奇非天然水晶之外，很多消費者還是不知道天然水晶和人造水晶的差別在哪裡，還有市面上常見的「水鑽」和「水晶玻璃」到底又是什麼？

水鑽 = 水晶玻璃 ＝ 人造水晶

「水晶（Crystal）」這個名詞其實原本是指天然的結晶石（如石英），它的結構可以是像上圖左方一樣有規則的排列（稱作「單晶」），或是像中間的結構，排列雖然規則但是有許多不同的介面（稱作「多晶」）。

但是，「水鑽」和「水晶玻璃（Crystal Glass）」的結構看起來則像圖中的右方，和玻璃一樣沒有固定的規則性，因此要說他們是玻璃的一種也是可以的，理所當然他們也都是人造的。也因此，水晶玻璃可以用在製作器皿，尤其它可以做的比一般玻璃還要薄，聲音也清脆所以受大眾喜愛。原因是因為材料內涵了其他礦物質和石英在內。

報導中的廠商品牌其實是從一個奧地利玻璃工廠起家，所以他們的引以為傲的核心技術在於用特殊的成份比例來製造玻璃，自然也不用去藉由混淆消費者的認知來賺錢，而是在美感上創造價值。不過，現在普遍把「水晶玻璃」稱作「水晶」的確是令人容易混淆。因此身為消費者的您我要知道「水鑽」和「水晶玻璃」都是人造的，而且比起鑽石或水晶，它們更像是玻璃！

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