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玩三滴記

timd_huang
・2011/05/18 ・2940字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

有人這麼說,大人和小孩的差異在哪裡?答案是「玩具的不同」,比方說,大人玩大車,小人玩小車,都還是車;對我來說,此說真是受用,人生嘛!如果從腦神經的結構來說,會玩的人,人生才會過得有趣,活得愉快,微笑過人生,沒有浪費在世走一趟。

不過,我們老中,卻有很(太)多扳著面孔太嚴肅過人生的,他們對於「玩」這個字很過敏,想是被一個成語所害,人生苦短,怎可「玩物喪志」呢?聖賢書不是教導我們要:「勤有功、戲無益」嗎?所以整天從早到晚,神經緊繃得兮兮的,還沒有幾歲,身體就開始討債,各種毛病接二連三,蒙主恩報到去,唯恐不及。

其實,科學家們研究小狗狗發現,如果小狗狗從小就不讓牠們好好的玩,整天玩,這種小狗學習不了謀生的伎倆,長不大,也會很快夭折;我們人類,不也只是千萬生物的一種?難道我們可以逃得開大自然生物的宿命嗎?自從體會到這一點之後,我的人生態度有了很大的轉變,雖然不見得別人能理解、肯理解,我都以「玩」的心情來面對人生,「玩」中文電腦、「玩」催眠、「玩」石頭,好家在,在這三個不是我大學本行的領域,我這烏手老「玩」童,都還出「玩」了一點點名堂來,看來人生沒有虛度。

最近從亦生亦友借到了一台桌上型三滴(3D)雷射掃描機,當然非常的興奮,也宣佈了「桌上三維數位化(Desktop 3Digitizing)革命」時代的來臨,從今之後,想將某個物件,透過雷射三維掃描,變成數位化的模型,甚至利用三維列印技術,製作出各種放大縮小的複製品出來,已經不是高不可攀的學術象牙塔科目,你我小老百姓,只要有興趣,都可好好地「玩」「玩」。

所以,當借到了這個設備之後,雖然需要使用那個被我罵得臭頭非人用的視窗,我還是花了好多天,好好地「玩」它一「玩」,把手邊的一些化石,從大的到小的,都拿出來「玩」它一「玩」,看到這些實體的化石,在自己的桌上「蛻變」成虛擬的三滴模型,在電腦上任我把玩,放大縮小、左轉右旋、切片貼皮、…,太爽了,比做愛還爽。

從學習製作桌上三滴模型的過程中發現,對於雞蛋大小以上的化石物件,這台桌上型三滴掃描機的操作,只要照著所附軟體的指示一步步做,就可以得到所要的虛擬三維模型,我所得到的成果,已經放到網路我的「臉書(FaceBook)」和「你管(YouTube)」,歡迎大家也去「玩」,過過乾癮;在此,我也把它們列出來。

不過,我是個鐵齒的「玩」家,從小就很調皮,讓親友大人們非常頭痛,既然要「玩」,我總要(會)「玩」出一點名堂來,總像頑童那樣,想測試一下這套系統的極限,試試看它最小能掃描到什麼程度;哈!在到目前為止所做的十多個學習製作當中,就以這個長度只有5.12 mm、中央直徑只有2.1 mm的恐龍胚胎脊椎骨(以下第14個視訊檔案),花了最多的時間,超過兩個禮拜,老是得不到可以接受的成績單來,真是苦惱;不過,經過這家公司的工程人員不停地討論和指導,加上自己不停地摸索,終於得到雖不絕對滿意、但可以拿出來給人看的成品;在這過程中,當然學習到了一兩招祕招,如該怎麼樣把樣本放在掃描架子上,如何防止轉盤所引發的震動、…等等,也得到一個很有用的參考資料:這台三滴掃描機的最小掃描物件極限,也就是所謂的邊界條件(Boundary Condition),大約在5 mm左右,若比此更小,就有可能無法完成。

1. 檔案名稱:Ediacaran3D.m4v
這個樣本是我第一個取得的埃迪卡拉紀巨型實體化石,其上的生物,我紀念媽媽特別命名為「黃楊清蓮體」;化石物件長度:15.7 cm,寬度8 cm,厚度4.7 cm;影片展示X, Y, 和Z軸的旋轉。

2. 檔案名稱:Ediacaran 2.mov
這個樣本是我第二次到現場取得的埃迪卡拉紀巨型實體化石,其上的生物也是「黃楊清蓮體」的一部份;化石物件長度:8 cm,寬度7 cm,厚度4.3 cm。

3. 檔案名稱:Ediacaran3.mov
這個樣本是我第一次到現場取得的埃迪卡拉紀巨型實體化石,其上的生物也是「黃楊清蓮體」的一部份;化石物件長度:10.7 cm,寬度6.7 cm,厚度4.2 cm。

4. 檔案名稱:Ediacaran4.mov
這個樣本是最早期老鄉給的埃迪卡拉紀巨型實體化石,其上有「朵西繩蟲(Funisia dorthea)」的小片段,約2 cm 長,整塊上面還很多種有待鑑定命名的生物,這塊化石和下面那塊,原本連在一起;化石物件長度:16.2 cm,寬度11.4 cm,厚度4 cm。

5. 檔案名稱:Ediacaran5.mov
這個樣本是最早期老鄉給的埃迪卡拉紀巨型實體化石,其上有很多種有待鑑定命名的生物,這塊化石和上面那塊,原本連在一起;化石物件長度:25.2 cm,寬度17.2 cm,厚度4.5 cm。

6. 檔案名稱:Ediacaran6.mov
這個樣本是最早期老鄉給的埃迪卡拉紀巨型實體化石,也是到目前為止所採集最大塊的樣本,其上有「黃楊清蓮體」的一部份,也有很多種有待鑑定命名的生物;化石物件長度:26.4 cm,寬度20 cm,厚度6.5 cm。

7. 檔案名稱:Ediacaran – 7 DoubleTubes.mov
這個樣本是第二次到現場取得的埃迪卡拉紀巨型實體化石,兩個管狀生物直徑一大(3.6 cm)一小(1.9 cm)並排在一起,也有一些有待鑑定命名的生物;化石物件長度:15.5 cm,寬度7.6 cm,厚度4.4 cm。

8. 檔案名稱:Ediacaran – 8 BigTube.mov
這個樣本是最早期老鄉給的埃迪卡拉紀巨型實體化石,也是到目前為止所採集最大的管狀生物樣本,該管的直徑有6 cm,也有些有待鑑定命名的生物;化石物件長度:18.2 cm,寬度10.3 cm,厚度9.6 cm。

9. 檔案名稱:Chinglian_huangyangMockUp.mov
這是完整「黃楊清蓮體」的重建模型,透過研究多次到現場考察採集到的眾多片段,推論出此生物可能的整體形狀;模型物件長度:17.1 cm,寬度9.5 cm,厚度1.4 cm。

10. 檔案名稱:Phalange.mov
這個樣本採集於2006年「黃大一生日點」,其形狀顯示骨頭病變,可以看出這個趾骨的恐龍,當時是活得痛苦的頗腳恐龍,它和下一個爪子在一起;化石物件長度:7.9 cm,寬度6.5 cm,厚度4.6 cm。

11. 檔案名稱:Claw2.mov
這個樣本採集於2006年「黃大一生日點」,它和上一個病變趾骨的在一起,可以看出這個趾骨的恐龍,當時是活得痛苦的頗腳恐龍;化石物件長度:10.7 cm,寬度4.6 cm,厚度4 cm。

12. 檔案名稱:UpperJaw.mov
這個樣本是2005年我帶著喜願兒阿德到雲南祿豐大洼、完成他短暫人生中與恐龍面對面的願望過程中,我和他一起挖到的,特別感心有意義;牠是原蜥腳類恐龍(很可能是祿豐龍)的上頜骨,裡面還有兩根沒有長出來的牙齒;化石物件長度:16.3 cm,寬度6.2 cm,厚度3 cm。

13. 檔案名稱:EmbryoCast.mov
這是我2003年撿到、2009年鑑定出來,我所發現世界上最古老恐龍胚胎樣本的複製品,(原樣本研究中,暫時不在我手中,先以複製品做三滴掃描);此恐龍胚胎化石,與南非所發現大椎龍的胚胎化石,同屬於晚三疊紀早侏羅紀地層,意義非常重大;化石物件長度:7.1 cm,寬度6 cm,厚度2.2 cm。

14. 檔案名稱:Embryonic Vertebrae.mov
這個世界最古老恐龍胚胎的脊椎骨,長度 5.12 mm,中央部份直徑 2.1 mm;在骨頭旁邊的紅塊為 0.5 mm的參考標誌;用NextEngine 3D Scanner HD掃描很(太)小,花了大約兩個禮拜;樣本採集於2010年3月,發現該化石點是個世界最古老恐龍孵育場所;正在進行國際兩岸合作科研計畫;本視訊短片,也以X, Y, 和Z軸的旋轉展示。

15. 檔案名稱:Bauculite.mov
這個樣本是2008年暑假帶著台灣小朋友和家長到美國蒙大拿挖恐龍行程中撿到的,回來之後清理拋光,六千五百萬年前桿菊石的紋路非常漂亮;化石物件長度:9 cm,寬度4.7 cm,厚度2.6 cm。

16. 檔案名稱:echino.mov
這個樣本是十多年前在台年玉井採集到的「台灣林西海膽(Linthia taiwanensis)」,記得當時發現的時候,它就如此的乾淨溜溜躺在大塊石頭上,不用任何工具,只用手把它撿起來;化石物件長度:6.2 cm,寬度5 cm,厚度3.4 cm。

本文原發表於催眠恐龍[2010-11-08]

相關標籤: 3D 動畫 化石
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timd_huang
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跟我玩恐龍去!


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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。

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