0

1
0

文字

分享

0
1
0

精神個案系列:點眼藥水,這麼 High?!

胡中行_96
・2022/12/19 ・1980字 ・閱讀時間約 4 分鐘

有一名 75 歲的沙烏地阿拉伯婦女,罹患白內障(cataract)。[1]眼球裡水晶體的蛋白質,長年受紫外線照射,變得混濁不清。能穿過水晶體,到達視網膜的光線減少,視力因此衰退。[2]白內障患者其實各個年齡層都有,只是以老人居多。發病早期不太妨礙日常生活,可以考慮配戴眼鏡矯正;幾十年後若病況明顯惡化,就得開刀。[3]該婦人選擇接受手術。[1]

白內障手術的原理,是在眼球上切個小口,移除不堪使用的水晶體,並植入人造的版本。術前,先點抗生素眼藥水。主要的開刀過程,在局部麻醉下進行,長約 45 分鐘,無須住院。如果兩眼都要手術,會先開單邊,間隔幾天或數週,再處理另一邊。[4]下方為真實手術畫面,請慎入!!

【真實手術畫面,請慎入!!】白內障手術的步驟解說。影/Yun-hsuan Lin on YouTube

術後,這名婦人遵循醫囑每日點四次眼藥水,內含的有效成份為一種叫做「腎上腺皮質酮」(prednisolone)的糖皮質類固醇(glucocorticoids)[1]可舒緩並預防紅腫等症狀。其常見的副作用相當輕微,例如:暫時性的灼熱感等。[5]然而用藥第 2 天起,婦人性情大變;第 9 天被家人送醫。她於診間坐立不安,思考跳躍,還歡欣鼓舞地話講個沒完。平時得睡足 7 小時的婦人,最近每晚只剩 3 至 4 小時的睡眠。此外,視力雖然不再模糊,卻多出視幻覺(visual hallucination)的毛病。[1]

糖皮質類固醇與精神疾患

19 世紀時,一名醫師發現糖皮質類固醇,能治療腎上腺素不足所致的疾病。1940 年代,人工萃取和合成的類固醇化合物問世。[6]人工合成的兩種皮質類固醇(corticosteroids):礦物皮質類固醇(mineralocorticoid)和糖皮質類固醇中,後者別具消炎和抑制免疫反應的功能,適用於發炎、過敏和器官移植等諸多情形。[1, 7]可是皮質類固醇卻也會造成神經及精神疾患,像是失眠、恐慌、僵直和強迫症等。其中最常見的,就是出現狂躁症(mania)的病徵,包括:煩躁、亢奮、過動、容易分心,以及說話如連珠炮等。[8]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這是因為人體本身的糖皮質類固醇皮質醇(cortisol,又譯「可體松」),能同時活化礦物皮質類固醇糖皮質類固醇的受器。但是當人工合成的替代品,不僅偏好後者,還減少天然皮質醇的製造,前者便被忽略。這種失衡會損害認知功能,並擾亂情緒,便有機會觸發狂躁症。[8]

值得注意的是,一般得要高劑量的系統性投藥,才會出現這類不良反應。[1]比方說,筆者以前就聽過腫瘤科病人抱怨,短時間內服用的大量類固醇(dexamethasone)藥丸,害她興奮到整晚睡不著。儘管未到狂躁症的程度,她半夜爬起來打掃,還做了隔天三餐的便當。而且講話時肯定藥效未退,語速飛快,旁人光聽都覺得喘。不過話說回來,本文主角是點眼藥水,即局部而非系統性施用。她的精神醫師卻懷疑,眼藥水進入體內循環,而罕見地引起狂躁症。將此個案報告投稿期刊的作者群,表示就他們所知,含本案在內的雷同案例,目前全世界僅有 5 個。[1]

遇到這種情況,最直接的治療方法,就是停止造成該副作用的皮質類固醇。筆者的病人便是停藥後,自然恢復正常。若是阿拉伯婦女這種嚴重的案例,則施予精神科藥物效果更有保障 於是,精神科醫師與眼科溝通後,捨棄腎上腺皮質酮眼藥水,並開立新的處方箋,要她每晚睡前服用 5 毫克奥氮平(olanzapine)口溶錠。[1]

奥氮平

奥氮平是第二代的抗精神病藥物,會影響多巴胺(dopamine)和血清素(serotonin)受器。對前者的作用,是減少幻覺、妄想,以及散亂的言語、思考和行為;之於後者,則改善失語、表情平淡、注意力不足,還有動力和快感的缺乏等症狀。奥氮平有多種形式,口溶錠適合不便吞嚥、躁動或配合度低的病患;而且被身體吸收運用的生體利用率(bioavailability)也較高。口服約在 6 小時內,可於血漿中達到最高濃度。半衰期 21 至 54 小時,平均 30 小時。如果每天使用,通常在一週後,會達到穩定的血漿濃度。[9]

果然,這名阿拉伯婦女的病情,在服用奥氮平口溶錠 1 週後迅速好轉。但為了安全起見,直到 2 個月後才停藥,且前後總共追蹤 3 個月,以確定不再復發。[1]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

  

參考資料

  1. Alsalem M, Alharbi MA, Alshareef RA, et al. (2022) ‘Mania as a Rare Adverse Event Secondary to Steroid Eye Drops’. Case Reports in Psychiatry, 4456716.
  2. Cataracts’. (SEP 2021) Healthdirect Australia.
  3. Nizami AA, Gulani AC. (05 JUL 2022) ‘Cataract’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  4. Cataract surgery’. (OCT 2020) Healthdirect Australia.
  5. Prednisolone Ophthalmic’. (15 SEP 2017) MedlinePlus.
  6. Timmermans S, Souffriau J, Libert C. (2019) ‘A General Introduction to Glucocorticoid Biology’. Frontiers in Immunology.
  7. Johnson JM, Li Y, Ginat DT. (2015). ‘Synthetic Corticosteroids’. In: Neuroimaging Pharmacopoeia. Springer, Cham.
  8. Jasani R, Deacon JW, Sertich A. (2021) ‘Corticosteroid-Induced Mania After Previous Tolerance of Higher Doses’. Cureus, 13(9): e17719.
  9. Thomas K, Saadabadi A. (08 SEP 2022) ‘Olanzapine’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
胡中行_96
169 篇文章 ・ 67 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

1
1

文字

分享

0
1
1
星星之火如何燎原:淺談細胞激素與發燒機轉
活躍星系核_96
・2020/06/24 ・4132字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 584 ・九年級

  • 文/王子維│臺北醫學大學醫學系二年級,SLEK 創辦人

面對千奇百怪的病原,我們的身體並不會輕易就範,且總會為我們的生存拚盡全力一戰,其中一個例子,就是發燒

無論如何,你一定有發燒的經驗。你可能也和我一樣,在感受眼底快被灼傷的同時,只能無助地問上天:「我們到底為什麼要發燒? 」

我問天我問天,甘會凍麥創治,擱再發燒,折磨是我甲治。圖/pixabay

「發燒是為了燒死你身體內的病毒喔!」這個說法,你一定聽過,但它其實並不完全正確。究竟發燒是怎麼發生的呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在高中我們學過,下視丘體溫調節中樞。下視丘是中樞神經系統的一部份,但我們不會等到病毒或細菌本身「入駐」中樞神經系統的當下才開始發燒——相對地,那只是我們的免疫系統正在奮勇應戰,順便發個支援訊號給我們的神經系統的結果罷了。

那麼,發燒是怎麼開始的?這關鍵的生理反應都與免疫系統中的「信號彈」──細胞激素有關。

在本篇文章中將說明身體如何「炮製可發動全面警戒的信號彈」的——要完整解讀這句話,你就必須知道細胞激素的定義、我們發燒的機轉、退燒藥的機制,以及這些細胞激素到底怎麼體現「星星之火,可以燎原」的真締。

警告:閱讀此篇將解開存在你心中的萬年疑惑,並讓你再次嘆服人體的奧秘,請小心服用。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

免疫系統的「信號彈」:細胞激素

「我們體內的免疫細胞是如何溝通的?」

你的體內,共有約 7.5*109 個嗜中性球在血液中隨時巡邏著 1, 註1 。而你知道,你的免疫系統中絕不只有嗜中性球在工作,還有諸如巨噬細胞、自然殺手細胞等細胞也正在高喊著「はたらく!」註2

那麼萬一你的手指被劃傷,這些負責免疫功能的細胞如何感知並迅速聚集,以防止在傷口外面的各式病原趁虛而入?就是靠細胞激素

細胞激素在我們體內打出不同的信號彈,免疫反應隨之而起。圖/pikrepo

細胞激素之於免疫系統,就如信號彈之於軍隊,可以快速、大範圍地通知或召集其他免疫細胞,以產生身體此時所需的免疫反應。說到訊號傳遞,你或許會想到動作電位。對於以動作電位傳遞訊息的神經,不同訊號傳遞的重點在於動作電位的頻率改變,而不在其強度或離子種類。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過細胞激素就不是這麼一回事了——光是著名的大學免疫學課本《 Janeway’s Immunobiology 》的附錄中,就描述了 64 種細胞激素的大小、來源以及其受器、功能等。每種細胞激素就如五顏六色的信號彈,每種信號彈都有其目標、功能以及意義,有時甚至不同的組合還會產生不同的高階功能

雖然細胞激素十分複雜,但對於理解發燒機轉不需要灰心喪志,請放心,我今天只有要提到三種與發燒最相關的關鍵細胞激素:

  • 介白素-1β(Interleukin-1β):主由巨噬細胞、上皮細胞分泌,以下簡稱 IL-1β
  • 介白素-6(Interleukin-6):由淋巴球、巨噬細胞、上皮細胞分泌,以下簡稱 IL-6
  • 腫瘤壞死因子(Tumor Necrosis Factor-α):由巨噬細胞、自然殺手細胞、T細胞 分泌,以下簡稱 TNF-α

IL-1β、IL-6 及 TNF-α 到底是何方神聖?請見下圖。他們的功能令人眼花撩亂,但最重要的是:他們與發燒脫不了關係。

細胞激素如何引發身體「全面警戒」而發燒?

「我們是如何發燒的?」要了解我們是如何達到「發燒」的狀態,那麼就要先了解我們的身體是如何感知並維持現在的體溫。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

首先,皮膚裡、下視丘中的溫度受器「讀取」周遭的溫度後,將訊息傳遞至下視丘前葉。下視丘前葉就像握有考試答案的老師一樣,時刻比對著現在的體溫是否如標準答案所寫的一樣。

如果量測到的體溫比設定值來得低,那麼下視丘後葉則會以提高代謝速度、顫抖、血管收縮等方式使體溫上升;相對地,若下視丘前葉量測到的體溫比設定值高,那麼諸如流汗、血管擴張等等的散熱機制,由下視丘前葉負責活化。

對,我沒有寫錯,降低體溫的指令一樣由下視丘前葉送達各動器。

至於發燒的起點,就不得不提到前列腺素 E2(Prostaglandin E2)­這種激素了,而前列腺素 E2 是由花生四烯酸(Arachidonic acid)透過環氧合酶(Cyclooxygenase,COX)合成的。環氧合酶又可分成較常被表現的 COX-1 ,和較易被物質(如細胞激素)誘導產生的 COX-2

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

剛剛提到下視丘前葉是決定是否調整體溫的中樞,而前列腺素 E2 的功能就是提高「標準溫度」,促進身體產熱。我們於第一段提到的三種細胞激素,都屬於「內在性致熱質」(Endogenous pyrogens),因為是由我們身體自己產生的,並且會促進下視丘前葉產生前列腺素 E2 ,讓後葉負責提高體溫。

既然有「內在性致熱質」,那自然有「外源性致熱質」(Exogenous pyrogens)啦,革蘭氏陰性菌獨有的脂多醣(Lipopolysaccharide,LPS)就是其中一種。外源性致熱質可促使內在性致熱質的產生,也可以直接促進環氧合酶的產生,進而製造更多前列腺素 E2 ,殊途同歸,讓你發燒。

發燒通常對你是有利的,因為大部分的病原適合在較低溫的環境生存,而且後天免疫反應在高溫下會更加強大。在溫度升高的同時, TNF-α 則負責保護你的細胞免受高溫的傷害。

不過,就如免疫系統有可能被過度激發而導致過敏(詳情可見由水過敏淺談過敏機制與症狀(上)),當這些強而有力的信號彈被外源性致熱質過度點燃時,我們的生理機能就會開始產生紊亂。而這,就稱為細胞激素風暴(Cytokine storm)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

除了剛剛提到的革蘭氏陰性菌的脂多醣,近期流行的 2019-nCoV 也屬於能點燃細胞激素風暴的外源性致熱質。在感染 2019 新型冠狀病毒的重症患者血液中,能檢驗出大量促進發炎的細胞激素(例如IL-1β)3;而感染 SARS-CoV 和 MERS-CoV 的患者,血液中也都檢測出了異常大量促進發炎的細胞激素4,5

細胞激素如何解開封印發大招?「炮製」信號彈的起點

「免疫細胞如何決定何時釋放細胞激素呢?」

首先可以想像的是,我們絕對不會允許自己的身體無緣無故生成一堆信號彈(尤其它們還這麼危險),應該要在再三確認需要啟動信號彈後,由上級機關發下「製造信號彈」的命令。在我們的體內,這張命令就稱為 NF-κB

但是,這張命令理所當然地會被包在一個有彌封的信封袋裡(畢竟沒人希望這麼重要的機密被大家一覽無遺),於是要執行這個命令前,還需先拆除這個彌封,這個「彌封」在我們體內稱為 IκBα

IκBα,封印解除。圖/giphy

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在正常狀況下, NF-κB 與 IκBα 這兩個蛋白會鍵結在一起,而當起啟動免疫反應的細胞激素(例如剛剛提到的 TNF-α)與細胞膜上的受器結合,就會讓彌封被打開—— IκBα 改變形狀,使其脫離 NF-κB 。這個變化使身為命令的 NF-κB 可以進入宛如「兵工廠」的細胞核,啟動一段特定基因序列的轉錄轉譯,製造細胞激素。

這些細胞激素,可說是命裡注定捲入一場永無止盡的紛爭——除了製造細胞激素時 NF-κB 與 IκBα 的互相牽制,就連製造出細胞激素後促進發炎與抑制發炎的細胞激素也會相互拮抗,以免任何一方的勢力大到一去不復返。

各種消炎止痛藥,如何「封印」細胞激素

你一定聽過類固醇類藥物可以消炎止痛。其實它們的作用原理很簡單:這些藥物和細胞膜上的受器結合後,會一同進入細胞核,並啟動 IκBα 的生成。隨著「彌封」愈來愈多,被細胞核宣讀的命令數量就會減少,進而抑制細胞激素的產生。

固醇類藥物之所以會惡名昭彰,是因為長期使用可能會造成的副作用。也因為這類副作用較多,非類固醇消炎藥(Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug,縮寫作 NSAID)的需求也就應運而生。

那麼非類固醇消炎藥的作用機轉,也跟前面的發燒機制有關係。

剛剛提到環氧合酶可分成 COX-1 和 COX-2,都會生成造成發燒的前列腺素 E2 。傳統消炎藥(Traditional Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug,縮寫作 tNSAID)的作用機轉是同時抑制 COX-1和 COX-2 的活性,進而降低前列腺素 E2 的生成。而普拿疼這款非常特別的止痛藥,其有效成分乙醯胺酚(Acetaminophen)也會同時抑制 COX-1 和 COX-2 的活性,但其效用較弱,無法對抗發炎,只能止痛、退燒6,7,8

不過由於 COX-1 同時負責了許多的正常生理機能(例如維持黏膜組織的完整性)9,現今的研究方向偏向可專門抑制 COX-2 的活性的消炎藥,但目前此類藥物仍有許多副作用,例如嚴重的心血管疾病10

雖然讀的很累,但別忘了你的細胞們可是非常努力工作呢。圖/pikrepo

讀到這裡,你若感到「人生很難」,那就對了——我的意思是人活著就是件很不容易的事,而你的免疫系統能在大部分的狀況完成其被賦予的神聖使命,都要拜這些對你來說可能無法完全理解的細胞激素們所賜。

事實上,你的身體時刻都在執行著比這還要複雜萬倍的各種生理機能,使用著如細胞激素、荷爾蒙、神經遞質等的各種訊息傳遞物,密切地和別處的自己溝通。所以,在為發燒感到人生很難時,不妨思考一下自己的身體正在為了你進行怎樣的戰爭,對你的細胞們說聲「頑張って」註三

註釋

  1. 本數據計算方式為:體中 65 公斤成年人約有 5 公升血液,根據參考資料1 ,平均嗜中性球密度為 1.5 × 109/L。此數值僅供參考,其實際數量隨血量、性別等因素會有所變化。
  2. 《はたらく細胞》,中譯《工作細胞》,日本漫畫家清水茜所著的日本漫畫作品,後被改編成動漫。主要講述經擬人化後人體內各種細胞於人體內的日常工作。
  3. 頑張って,中文諧音「甘吧爹」,意近「加油吧!」。

參考資料

  1. Haddy, T. B., Rana, S. R., & Castro, O. (1999). Benign ethnic neutropenia: what is a normal absolute neutrophil count?. Journal of Laboratory and Clinical Medicine, 133(1), 15-22.
  2. Smyth, E. M., Grosser, T., Wang, M., Yu, Y., & FitzGerald, G. A. (2009). Prostanoids in health and disease. Journal of lipid research, 50(Supplement), S423-S428.
  3. Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y., … & Cheng, Z. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet.
  4. Wong, C. K., Lam, C. W. K., Wu, A. K. L., Ip, W. K., Lee, N. L. S., Chan, I. H. S., … & Sung, J. J. Y. (2004). Plasma inflammatory cytokines and chemokines in severe acute respiratory syndrome. Clinical & Experimental Immunology, 136(1), 95-103.
  5. Mahallawi, W. H., Khabour, O. F., Zhang, Q., Makhdoum, H. M., & Suliman, B. A. (2018). MERS-CoV infection in humans is associated with a pro-inflammatory Th1 and Th17 cytokine profile. Cytokine, 104, 8-13.
  6. Graham, G. G., Davies, M. J., Day, R. O., Mohamudally, A., & Scott, K. F. (2013). The modern pharmacology of paracetamol: therapeutic actions, mechanism of action, metabolism, toxicity and recent pharmacological findings. Inflammopharmacology, 21(3), 201-232.
  7. Boutaud, O., Aronoff, D. M., Richardson, J. H., Marnett, L. J., & Oates, J. A. (2002). Determinants of the cellular specificity of acetaminophen as an inhibitor of prostaglandin H2 synthases. Proceedings of the National Academy of sciences, 99(10), 7130-7135.
  8. Aronoff, D. M., Oates, J. A., & Boutaud, O. (2006). New insights into the mechanism of action of acetaminophen: its clinical pharmacologic characteristics reflect its inhibition of the two prostaglandin H 2 synthases.
  9. Brzozowski, T., Konturek, P. C., Konturek, S. J., Sliwowski, Z., Pajdo, R., Drozdowicz, D., … & Hahn, E. G. (2001). Classic NSAID and selective cyclooxygenase (COX)‐1 and COX‐2 inhibitors in healing of chronic gastric ulcers. Microscopy research and technique, 53(5), 343-353.
  10. Grosser, T. (2006). The pharmacology of selective inhibition of COX-2. Thrombosis and haemostasis, 96(10), 393-400.

本文轉載自 SLEK,原文標題〈星星之火,可以燎原——淺談發燒機轉

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
活躍星系核_96
778 篇文章 ・ 127 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia