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未來很近,過去很遠:時間感的都卜勒效應

Jacky Hsieh
・2013/03/19 ・1300字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 537 ・八年級
相關標籤: 時間感 (2)

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Photo by Werner Kunz from Flickr

都卜勒效應指的是,當聲波波源與觀察者相對運動時,因為兩者距離改變造成頻率改變的現象。例如救護車往你的身邊開來,聲音變尖(頻率變高、波長變短),開走時聲音變低(頻率變低、波長變長)。我們說快樂時光過得特別快,痛苦的時光則格外漫長,時間感與感受經驗有關。芝加哥大學的研究者Eugene Caruso一篇發表在最新的《Psychological Science的研究指出,甚至是我們在空間中移動,也影響到對時間的感受。

Caruso說,「似乎心理學家忽略了一個重要的事實,我們每天的生活經驗就可以發現,我們評估衡量過去與未來的標準是不同的。」

在過去空間感知的實驗中,我們已知受試者對於移往自己方向的物件,比起離開自己方向的物件感覺比較近,即使物件的起始/離開距離相對於受試者是等長的。在許多形容時間的詞彙像是「時光飛逝」、「時代的巨輪推往……」或是物理學上的「時間之箭」都清楚的說明時間的「移動」與「方向」,這也表達了我們對時間的感知是建立在空間移動經驗,所以Caruso便假設空間感知同樣的效果也會發生在時間感知上,稱之為「時間感的都卜勒效應」。他們用幾個實驗來驗證這個假說。

首先,他們到波士頓的火車站對大學生與通勤者做調查,要受試者回憶過去(或未來)一個月(或一年)的那一天,在你心中的距離感用1~10標示,結果未來時間的距離比起過去的來得近。

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接著,類似的問題,他們用線上問卷問受試者,一組人在情人節八天前做問卷(未來),一組人在情人節七天後做問卷(過去),用-3~3標示情人節離你近或者是遠。三百多人的問卷結果也得到了一樣的結果,未來時間比起過去時間的心理感受近。

這兩個問卷調查暗示著在空間移動與時間感知之間的關係。不過要真正找出兩者間的關聯,他們用虛擬實境來進行實驗。

受試者帶著頭戴式的顯示裝置,視線被顯示螢幕包裹,看到的畫面是雙線道,道路兩旁有種樹、有路燈、有建築物,有些受試者看到的畫面是正走往道路的終點──噴水池,有些則是看到一步步地遠離噴水池,接著讓受試者回答三周前或三周後的那一天,用1-9回答對他們而言距離多遠。

結果發現,只有看到走往噴水池的受試者,感覺未來比過去近;而空間感覺與時間方向不一致時(例如:看到向後移動畫面,但被問三周後未來那一天的時間距離感)則沒有時間感的都卜勒效應。

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這個結果驗證了他們的假說,而我們感覺未來比較近,因為我們感覺正往未來大步向前。

Caruso的研究團隊主張,我們往未來前行不僅只是一個感知上的藉口,他們相信這扮演著重要角色。人類還沒有成功的駕馭時光旅行,我們還沒有能力改變過去,但可以準備未來。對於未來時間感比較近,可能是心理機制幫助我們向前,然後避免或用其他方式面對遭遇到的困難。

Caruso也強調這個研究的重要性,「心理距離,是心理學每個子領域──社會,發展,認知,臨床──的理論與研究中心;但目前都有一個內含的假設:過去和未來的距離是一樣的。」哲學家可能會辯論時間的方向性,而這個實驗結果便說明我們的主觀時間感受是有方向性的。

資料來源:The Temporal Doppler Effect──Psychological Sience[Mar.8 2013]
參考報導:Events in the Future Seem Closer Than Those in the Past──Science Daily [Mar.13 2013]

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Jacky Hsieh
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中大認知所碩士。使用者經驗工程師。喜歡寫東西分享。

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從PD-L1到CD47:癌症免疫療法進入3.5代時代
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/25 ・4544字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

如果把癌細胞比喻成身體裡的頭號通緝犯,那誰來負責逮捕?

許多人第一時間想到的,可能是化療、放療這些外來的「賞金獵人」。但其實,我們體內早就駐紮著一支最強的警察部隊「免疫系統」。

既然「免疫系統」的警力這麼堅強,為什麼癌症還是屢屢得逞?關鍵就在於:癌細胞是偽裝高手。有的會偽造「良民證」,騙過免疫系統的菁英部隊;更厲害的,甚至能直接掛上「免查通行證」,讓負責巡邏的免疫細胞直接視而不見,大搖大擺地溜過。

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過去,免疫檢查點抑制劑的問世,為癌症治療帶來突破性的進展,成功撕下癌細胞的偽裝,也讓不少患者重燃希望。不過,目前在某些癌症中,反應率仍只有兩到三成,顯示這條路還有優化的空間。

今天,我們要來聊的,就是科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?

科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?/ 圖片來源:shutterstock

免疫療法登場:從殺敵一千到精準出擊

在回答問題之前,我們先從人類對抗癌症的「治療演變」說起。

最早的「傳統化療」,就像威力強大的「七傷拳」,殺傷力高,但不分敵我,往往是殺敵一千、自損八百,副作用極大。接著出現的「標靶藥物」,則像能精準出招的「一陽指」,能直接點中癌細胞的「穴位」,大幅減少對健康細胞的傷害,副作用也小多了。但麻煩的是,癌細胞很會突變,用藥一段時間就容易產生抗藥性,這套點穴功夫也就漸漸失靈。

直到這個世紀,人類才終於領悟到:最強的武功,是驅動體內的「原力」,也就是「重新喚醒免疫系統」來對付癌症。這場關鍵轉折,也開啟了「癌症免疫療法」的新時代。

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你可能不知道,就算在健康狀態下,平均每天還是會產生數千個癌細胞。而我們之所以安然無恙,全靠體內那套日夜巡邏的「免疫監測 (immunosurveillance)」機制,看到癌細胞就立刻清除。但,癌細胞之所以難纏,就在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

免疫系統中,有一批受過嚴格訓練的菁英,叫做「T細胞」,他們是執行最終擊殺任務的霹靂小組。狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,這個偽裝的學名,「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, PD-L1) 」,縮寫PD-L1。

當T細胞來盤查時,T細胞身上帶有一個具備煞車功能的「讀卡機」,叫做「程序性細胞死亡蛋白受體-1 (programmed cell death protein 1, PD-1) 」,簡稱 PD-1。當癌細胞的 PD-L1 跟 T細胞的 PD-1 對上時,就等於是在說:「嘿,自己人啦!別查我」,也就是腫瘤癌細胞會表現很多可抑制免疫 T 細胞活性的分子,這些分子能通過免疫 T 細胞的檢查哨,等於是通知免疫系統無需攻擊的訊號,因此 T 細胞就真的會被唬住,轉身離開且放棄攻擊。

這種免疫系統控制的樞紐機制就稱為「免疫檢查點 (immune checkpoints)」。而我們熟知的「免疫檢查點抑制劑」,作用就像是把那張「偽良民證」直接撕掉的藥物。良民證一失效,T細胞就能識破騙局、發現這是大壞蛋,重新發動攻擊!

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狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,也就是「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, 縮寫PD-L1) 」/ 圖片來源:shutterstock

目前免疫療法已成為晚期癌症患者心目中最後一根救命稻草,理由是他們的體能可能無法負荷化療帶來的副作用;標靶藥物雖然有效,不過在用藥一段期間後,終究會出現抗藥性;而「免疫檢查點抑制劑」卻有機會讓癌症獲得長期的控制。

由於免疫檢查點抑制劑是借著免疫系統的刀來殺死腫瘤,所以有著毒性較低並且治療耐受性較佳的優勢。對免疫檢查點抑制劑有治療反應的患者,也能獲得比起化療更長的存活期,以及較好的生活品質。

不過,儘管免疫檢查點抑制劑改寫了治癌戰局,這些年下來,卻仍有些問題。

CD47來救?揭開癌細胞的「免死金牌」機制

「免疫檢查點抑制劑」雖然帶來治療突破,但還是有不少挑戰。

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首先,是藥費昂貴。 雖然在台灣,健保於 2019 年後已有條件給付,但對多數人仍是沉重負擔。 第二,也是最關鍵的,單獨使用時,它的治療反應率並不高。在許多情況下,大約只有 2成到3成的患者有效。

換句話說,仍有七到八成的患者可能看不到預期的效果,而且治療反應又比較慢,必須等 2 至 3 個月才能看出端倪。對患者來說,這種「沒把握、又得等」的療程,心理壓力自然不小。

為什麼會這樣?很簡單,因為這個方法的前提是,癌細胞得用「偽良民證」這一招才有效。但如果癌細胞根本不屑玩這一套呢?

想像一下,整套免疫系統抓壞人的流程,其實是這樣運作的:當癌細胞自然死亡,或被初步攻擊後,會留下些許「屍塊渣渣」——也就是抗原。這時,體內負責巡邏兼清理的「巨噬細胞」就會出動,把這些渣渣撿起來、分析特徵。比方說,它發現犯人都戴著一頂「大草帽」。

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接著,巨噬細胞會把這個特徵,發布成「通緝令」,交給其他免疫細胞,並進一步訓練剛剛提到的菁英霹靂小組─T細胞。T細胞學會辨認「大草帽」,就能出發去精準獵殺所有戴著草帽的癌細胞。

當癌細胞死亡後,會留下「抗原」。體內的「巨噬細胞」會採集並分析這些特徵,並發布「通緝令」給其它免疫細胞,T細胞一旦學會辨識特徵,就能精準出擊,獵殺所有癌細胞。/ 圖片來源:shutterstock

而PD-1/PD-L1 的偽裝術,是發生在最後一步:T 細胞正準備動手時,癌細胞突然高喊:「我是好人啊!」,來騙過 T 細胞。

但問題若出在第一步呢?如果第一關,巡邏的警察「巨噬細胞」就完全沒有察覺這些屍塊有問題,根本沒發通緝令呢?

這正是更高竿的癌細胞採用的策略:它們在細胞表面大量表現一種叫做「 CD47 」的蛋白質。這個 CD47 分子,就像一張寫著「自己人,別吃我!」的免死金牌,它會跟巨噬細胞上的接收器─訊號調節蛋白α (Signal regulatory protein α,SIRPα) 結合。當巨噬細胞一看到這訊號,大腦就會自動判斷:「喔,這是正常細胞,跳過。」

結果會怎樣?巨噬細胞從頭到尾毫無動作,癌細胞就大搖大擺地走過警察面前,連罪犯「戴草帽」的通緝令都沒被發布,T 細胞自然也就毫無頭緒要出動!

這就是為什麼只阻斷 PD-L1 的藥物反應率有限。因為在許多案例中,癌細胞連進到「被追殺」的階段都沒有!

為了解決這個問題,科學家把目標轉向了這面「免死金牌」,開始開發能阻斷 CD47 的生物藥。但開發 CD47 藥物的這條路,可說是一波三折。

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不只精準殺敵,更不能誤傷友軍

研發抗癌新藥,就像打造一把神兵利器,太強、太弱都不行!

第一代 CD47 藥物,就是威力太強的例子。第一代藥物是強效的「單株抗體」,你可以想像是超強力膠帶,直接把癌細胞表面的「免死金牌」CD47 封死。同時,這個膠帶尾端還有一段蛋白質IgG-Fc,這段蛋白質可以和免疫細胞上的Fc受體結合。就像插上一面「快來吃我」的小旗子,吸引巨噬細胞前來吞噬。

問題來了!CD47 不只存在於癌細胞,全身上下的正常細胞,尤其是紅血球,也有 CD47 作為自我保護的訊號。結果,第一代藥物這種「見 CD47 就封」的策略,完全不分敵我,導致巨噬細胞連紅血球也一起攻擊,造成嚴重的貧血問題。

這問題影響可不小,導致一些備受矚目的藥物,例如美國製藥公司吉立亞醫藥(Gilead)的明星藥物 magrolimab,在2024年2月宣布停止開發。它原本是預期用來治療急性骨髓性白血病(AML)的單株抗體藥物。

太猛不行,那第二代藥物就改弱一點。科學家不再用強效抗體,而是改用「融合蛋白」,也就是巨噬細胞身上接收器 SIRPα 的一部分。它一樣會去佔住 CD47 的位置,但結合力比較弱,特別是跟紅血球的 CD47 結合力,只有 1% 左右,安全性明顯提升。

像是輝瑞在 2021 年就砸下 22.6 億美元,收購生技公司 Trillium Therapeutics 來開發這類藥物。Trillium 使用的是名為 TTI-621 和 TTI-622 的兩種融合蛋白,可以阻斷 CD47 的反應位置。但在輝瑞2025年4月29號公布最新的研發進度報告上,TTI-621 已經悄悄消失。已經進到二期研究的TTI-622,則是在6月29號,研究狀態被改為「已終止」。原因是「無法招募到計畫數量的受試者」。

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但第二代也有個弱點:為了安全,它對癌細胞 CD47 的結合力,也跟著變弱了,導致藥效不如預期。

於是,第三代藥物的目標誕生了:能不能打造一個只對癌細胞有超強結合力,但對紅血球幾乎沒反應的「完美武器」?

為了找出這種神兵利器,科學家們搬出了超炫的篩選工具:噬菌體(Phage),一種專門感染細菌的病毒。別緊張,不是要把病毒打進體內!而是把它當成一個龐大的「鑰匙資料庫」。

科學家可以透過基因改造,再加上AI的協助,就可以快速製造出數億、數十億種表面蛋白質結構都略有不同的噬菌體模型。然後,就開始配對流程:

  1. 先把這些長像各異的「鑰匙」全部拿去試開「紅血球」這把鎖,能打開的通通淘汰!
  2. 剩下的再去試開「癌細胞」的鎖,從中挑出結合最強、最精準的那一把「神鑰」!

接著,就是把這把「神鑰」的結構複製下來,大量生產。可能會從噬菌體上切下來,或是定序入選噬菌體的基因,找出最佳序列。再將這段序列,放入其他表達載體中,例如細菌或是哺乳動物細胞中來生產蛋白質。最後再接上一段能號召免疫系統來攻擊的「標籤蛋白 IgG-Fc」,就大功告成了!

目前這領域的領頭羊之一,是美國的 ALX Oncology,他們的產品 Evorpacept 已完成二期臨床試驗。但他們的標籤蛋白使用的是 IgG1,對巨噬細胞的吸引力較弱,需要搭配其他藥物聯合使用。

而另一個值得關注的,是總部在台北的漢康生技。他們利用噬菌體平台,從上億個可能性中,篩選出了理想的融合蛋白 HCB101。同時,他們選擇的標籤蛋白 IgG4,是巨噬細胞比較「感興趣」的類型,理論上能更有效地觸發吞噬作用。在臨床一期試驗中,就展現了單獨用藥也能讓腫瘤顯著縮小的效果以及高劑量對腫瘤產生腫瘤顯著部分縮小效果。因為它結合了前幾代藥物的優點,有人稱之為「第 3.5 代」藥物。

除此之外,還有漢康生技的FBDB平台技術,這項技術可以將多個融合蛋白「串」在一起。例如,把能攻擊 CD47、PD-L1、甚至能調整腫瘤微環境、活化巨噬細胞與T細胞的融合蛋白接在一起。讓這些武器達成 1+1+1 遠大於 3 的超倍攻擊效果,多管齊下攻擊腫瘤細胞。

結語

從撕掉「偽良民證」的 PD-L1 抑制劑,到破解「免死金牌」的 CD47 藥物,再到利用 AI 和噬菌體平台,設計出越來越精準的千里追魂香。 

對我們來說,最棒的好消息,莫過於這些免疫療法,從沒有停下改進的腳步。科學家們正一步步克服反應率不足、副作用等等的缺點。這些努力,都為癌症的「長期控制」甚至「治癒」,帶來了更多的希望。

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歡樂的時光總是過得特別快?
呂明峻
・2012/09/29 ・1323字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

Credit: CC by Kerb 汪@Flickr

譯/呂明峻

雖然時鐘上的秒針每次都走固定的距離,但我們對時間的感受卻是一點也不一致。當我們在排隊,或身處一場無聊的會議時,時間似乎總是過得特別慢。而當我們的注意力被引人入勝的事物(例如讓人欲罷不能的恐怖電影)吸引時,我們就會完全失去時間感。

那過得特別快的歡樂時光呢?《心理科學》的新研究指出,「時光飛逝」這句話可能沒錯,前提是:當我們享受的事物是目標導向的(goal-motivated)。

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現存的研究顯示,經歷到正向的情感或狀態,會讓我們覺得時間過得比經歷負向情感及狀態時還要快。但是,隨著研究人員的觀察發現,不是所有的正向狀態都有相同的效果。有時候我們感到滿足或平靜。這些感覺是正向的,但是它們卻不能引起相當高的「趨向動機」(approach motivation)──它們不會讓人想要起身追求或做某些事情。另一方面,渴望或興奮就能引起很高的趨向動機──它們會驅使我們做出行動來獲取某些東西。

阿拉巴馬大學(the University of Alabama)的心理學家 Philip Gable 和 Bryan Poole 提出假設:那些能夠引起高度趨向動機的特定心理狀況,會我們感到時間過得飛快。他們決定以一系列的實驗來驗證他們的假說,實驗結果發布在由「心理科學協會」(Association for Psychological Science)所發行的期刊《心理科學》(Psychological Science) 2012 年 8 月的議題中。

在其中一個實驗裡,有兩張圖會呈現出來,其中一張顯示的時間比較短(持續 400 毫秒),另一張則持續比較久(1600 毫秒),受試者要回報兩張圖片的差異。受試者會看到一些中性的圖片(幾何圖形)、正向但引起較低趨向動機的圖片(例如:花朵),或是正向且能引起高度趨向動機的圖片(美食)。受試者要指出圖片的顯示時間是短還是長(每一張都要)。

如同研究人員所假設的,受試者知覺到美食圖片顯示的時間比幾何或花朵圖形都來得短。

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研究人員還發現,知覺到美食圖片的時間長度和受試者當天吃的東西有相關。最近吃過圖片上美食的受試者(對該食物的趨向動機已經降低)所回報的圖片顯示時間,比最近沒吃過該美食的受試者還來得低。這些發現也被第二個研究證實,當該研究的受試者看著美食圖片,並預期他們稍後能吃到那些美食,他們就會感覺時間過得比較快,這也暗示著:趨向動機的確會使時間過得更快。

看來,使我們感到時間變得更短是由我們的渴望所造成的,而不是普遍認為由注意力集中或生理喚起(physiological arousal)所導致的。在第三個研究當中,研究人員發現,觀看會令人引起高度不悅情緒、讓人更警覺的圖片,並不會縮短人知覺到時間的長度。

Gable 和 Poole 表示,能引起高度趨向動機的情況,讓我們覺得時間過得很快,這是因為它們限制了我們的記憶和注意力過程,使我們驅逐不相關的想法和感覺。這種知覺到時間縮短的情況,可以使我們長時間持續追求重要的適應目標,包括食物、水和友誼。

Gable 說:「雖然我們容易認為時光飛逝是因為我們過得很愉快,但這些研究指出,那些快樂的時光的細節才是造成時間過得快的原因。」「真正關鍵的,似乎是尋求某些目標或是成就導向的(achievement-directed)行為。單單感到滿足或滿意可能不會讓時間飛逝,但是感到興奮或積極追求令人渴望的東西可以。」

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資料來源:
Association for Psychological Science (2012, August 21). Time Flies When You’re Having Goal-Motivated Fun.

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