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為了維繫年長者的認知功能:運動好?認知訓練好?還是雙管齊下好?

銀髮心理科普知識推廣_96
・2013/08/07 ・1748字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 554 ・八年級

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人老了除了生理上的退化外、心理上也是會退化的,很多年長者都會抱怨看不清楚、聽不清楚、記性不好等等,這些其實跟心理也有關係。對於這些心理功能上的退化,過去研究主要認為有兩個解決方式:

  • 進行認知訓練,也就是說針對不同的認知功能進行練習,例如可以練習記東西,透過反覆的練習企圖改善記憶力(去看一則進行針對香港華人的研究成果);
  • 透過運動的方式,過去有研究指出快步走舞蹈等都有助於提升認知功能,甚至可以改變大腦的硬體結構。

但究竟哪一個方法比較好呢?有一個研究者嘗試比較究竟運動有效還是認知訓練有效,或是兩者都訓練最有效(Shatil, 2013)。研究中共有四組實驗參與者

  • 有認知訓練,有運動訓練
  • 有認知訓練,沒有運動訓練
  • 沒有認知訓練,有運動訓練
  • 沒有認知訓練,沒有運動訓練 – 讀書會組

這些實驗參與者是來自Lakeview退休社區的年長者,參與的平均年齡為80歲,MMSE的分數超過24分(有接受六年以上教育程度的年長者,若得分在23分以下,則會被認為有失智風險),在研究中採用的認知訓練為:CogniFit公司的遊戲,每周需要進行三次訓練,每次訓練維持40分鐘,在這40分鐘內,有一半的時間,實驗參與者要玩特定的三個訓練遊戲,另一半的時間,他們可以自行選擇三個他們想要進行的訓練遊戲。運動訓練則是使用Fitness Forever公司為年長者製作的運動影片,每周進行三次訓練,每次訓練45分鐘。同時接受認知訓練及運動訓練的實驗參與者,則是每周接受六次訓練,認知和運動訓練是間隔來訓練的。讀書會組則是每周要參加一次一個小時的讀書會。

在進行四個月的訓練後,他們接受了CogniFit公司的一個神經心理評估,這個評估測驗需要進行15分鐘,包含15種不同的認知相關作業,這些作業的分數又被細分為17種基本認知功能 (非語音的聽覺工作記憶、語音的聽覺工作記憶、自我警覺、分散注意力、避免干擾物、手眼協調、一般記憶、抑制、命名、規劃、反應時間、移轉、空間知覺、視覺知覺、視覺掃描、視覺工作記憶、時間預估)。

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實驗參與者的認知功能在幾個項目有高度的相關,因此在結果分析時,實驗者決定把高度相關的分數合併處理。整體記憶:包含了兩種聽覺工作記憶、一般記憶;訊息處理速度:包含了反應時間、空間知覺、視覺知覺。結果顯示,只要有接受運動訓練的實驗參與者,在手眼協調、整體記憶、訊息處理速度、視覺掃描、命名,以上幾個能力上較沒有接受認知訓練的實驗參與者好。再者,有無接受運動訓練,並不會對於認知功能造成影響;同時接受認知及運動訓練的實驗參與者,認知功能也沒有比僅接受認知訓練的來的好。換言之,這個研究中所採用的運動訓練,對於認知功能的提升沒有幫助。

針對運動無法提升認知功能,實驗者有幾個解釋:首先,這個運動的訓練比較溫和,因為對象的平均年齡為80歲,較大部分運動訓練研究的實驗參與者年紀大,所以不適合用太劇烈的運動;再者,運動訓練的研究通常要經過較長的時間,才會發現運動訓練能夠提升認知功能,在這研究中僅用了四個月,所以可能僅是訓練時間不足。

最後,雖然這個研究顯示運動對於認知功能的提升似乎沒有幫助,但因為研究的一些限制,所以無法完全推翻運動對於認知的幫助。但至於他們所採用的認知訓練是否真的那麼厲害,這點也是待商榷的,畢竟實驗者本身是CogniFit公司的員工,研究是否很獨立、嚴謹的進行,這是不得而知的。不過,在投稿審查時,委員們應該有針對這點去詢問作者,所以除非作者存心欺騙,否則結果還是有一定的可信度。

目前有多家國外的公司都有認知訓練的平台,除了CogniFit外,Lumosity也是相當熱門的。中文的認知訓練至少有下列幾個

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銀髮心理科普知識推廣_96
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如何靠溫度控制做出完美的料理?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/06/21 ・2705字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 Panasonic 委託,泛科學企劃執行。 

炸雞、牛排讓你食指大動,但別人做的總是比較香、比較好吃?別擔心,只要掌握關鍵參數,你也可以做出完美料理!從炸雞到牛排,烹調的關鍵就在於溫度的掌控。讓我們一起揭開這些美食的神秘面紗,了解如何利用科學的方法,做出讓人垂涎三尺的料理。

美味關鍵 1:正確油溫

炸雞是大家喜愛的美食之一,但要做出外酥內嫩的炸雞,關鍵就在於油溫的掌控。炸雞的油溫必須維持在 160 到 180℃ 之間。當你將炸雞放入熱油中,食物的水分會迅速蒸發,形成氣泡,這些氣泡能夠保證你的炸雞外皮酥脆而內部多汁。

水的沸點是 100℃,當麵衣中的水分接觸到 160℃ 的熱油時,會迅速汽化成水蒸氣。這個過程不僅讓麵衣變得酥脆,也能防止內部的雞肉變得乾柴。

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如果油溫過低,麵衣無法迅速變得酥脆,水分和油脂會滲透到食物中,使炸雞變得油膩。而如果油溫過高,水分會迅速蒸發,使麵衣變得過於硬或甚至燒焦。

油炸時,麵衣水分會快速汽化。 圖/Envato

美味關鍵 2:焦糖化與梅納反應

另一道美味的料理——牛排。無論是煎牛排還是炒菜,高溫烹調都會帶來令人垂涎的香氣,這主要歸功於焦糖化反應和梅納反應。

焦糖化反應是指醣類在高溫下發生的非酵素性褐變反應,這個過程會產生褐色物質和大量的風味分子,讓食物變得更香。而梅納反應則是指醣類與氨基酸在高溫下發生的反應,這個過程會產生複雜的風味分子,使牛排的色澤和香氣更加迷人。

要啟動焦糖化反應和梅納反應的溫度,至少要在 140℃ 以上。如果溫度過低,無法啟動這些反應,食物會顯得平淡無味。

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焦糖化反應


焦糖化反應與梅納反應。圖/截取自泛科學 YT 頻道

油溫與健康

油溫不僅影響食物的風味,也關係到健康。不能一昧地升高油溫,因為每種油都有其特定的發煙點,即開始冒煙並變質的溫度。當油溫超過發煙點,會產生有害物質,如致癌的甲醛、乙醛等。因此,選擇合適的油並控制油溫,是保證烹調健康的關鍵。

說了這麼多,但是要怎麼控制溫度呢?

各類油品發煙點 。圖/截取自泛科學 YT 頻道

科學的溫度控制

傳統電磁爐將溫度計設在爐面下,透過傳導與熱電阻來測溫,Panasonic 的 IH 調理爐則有光火力感應技術,利用紅外線的 IR Sensor 來測溫,不用再等熱慢慢傳導至爐面下的溫度計,而是用紅外線穿透偵測鍋內的溫度,既快速又精準。

而且因為紅外線可以遠距離量測,如果甩鍋炒菜鍋子離開爐面,也能持續追蹤動態。不會立即斷開功率關掉,只要鍋子放回就會繼續加熱,效率不打折。

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好的溫度感測還要搭配好的溫度控制,才能做出一流的料理。日本製的 Panasonic IH 調理爐,將自家最自豪的 ECONAVI 技術放進了 IH 爐中。有 ECONAVI 的冷氣能完美控制你的室溫,有 ECONAVI 的 IH 調理爐則能為你的料理完美控溫。

有 ECONAVI 的 IH 爐不只省能源、和瓦斯爐相比減少碳排放,更為料理加分。前面說了溫度就是一切的關鍵,但是當我們將食材投到熱鍋中,鍋中的溫度就會瞬間下降,打亂物理與化學反應的節奏,阻止我們為料理施加美味魔法。

所以常常有好的廚師會告訴我們食物要分批下,避免溫度產生太大變化。Panasonic IH 調理爐,只要透過 IR Sensor 一偵測到溫度下降,就能馬上知道有食材被投入並立刻加強火力,讓梅納反應與焦糖化反應能持續發揮變化。而當溫度回到設定溫度,Panasonic IH 調理爐也會馬上將火力轉小,透過電腦 AI 的迅速反應,掌握溫度在最完美區間不劇烈起伏。

不僅保證美味關鍵,更不用擔心油溫超過發煙點而導致油品變質,讓美味變得不健康。

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透過 IR Sensor 精準測溫並提升火力。圖/截取自泛科學 YT 頻道
IH 調理爐完美控溫 。圖/截取自泛科學 YT 頻道

舒適的烹飪環境

最後,IH 爐還有一個大優點。相比於瓦斯爐,因為沒有使用明火,加熱都集中在鍋具。料理過程更安全,同時使用者也不會被火焰的熱氣搞得心煩意亂、汗流浹背,在廚房也能過得很舒適。而且因為熱能集中,浪費的能源也更少。

因為沒有使用明火,料理過程安全又舒適。圖/截取自泛科學 YT 頻道
Panasonic IH調理爐火力精準聚集在鍋內。圖/Panasonic提供

為了更多的功能、更好的效能,我們早已逐步從傳統按鍵手機換成智慧型手機。一樣的,在廚房內,如果你想輕鬆做出好料理,同時讓烹飪的過程舒適愉快又安全。試試改用 Panasonic IH 爐,一起享受智慧廚房的新趨勢吧!👉 https://pse.is/649gm5

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資訊量過大啦!我們其實不擅長處理複雜的資訊?——《生物轉大人的種種不可思議》
商周出版_96
・2023/11/21 ・1330字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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誰不接受多樣性?

我們的成長方式具有多樣性。有人長得快,有人長得慢;有人長得高大,有人長不高。這種多樣性是「生物的策略」。不過有個東西並不接受多樣性。就是我們的大腦。

人腦不善於處理複雜的訊息。

有一個法則叫做「神奇數字七法則」,意思是:人類一次頂多只能記住七樣東西。

這是真的嗎?我們來試試看。

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請記住以下插圖,限時三十秒。

接著再看下面的圖,什麼東西不見了?

答案是不倒翁。為什麼明明十樣物品也不多,我們就是記不住呢?

再來試試下一題吧。

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雖然超過七個圖,但是這一題可能大家都記得住,因為這些圖都與《桃太郎》的故事有關。先找出關聯性,再加以歸納整理,大腦才有辦法勉強記住超過七樣東西。

大腦不擅長處理太多資訊

記憶圖畫或許比較困難,試試看數字吧。

請記住旁邊的數字,限時五秒。

怎麼樣? 是不是太簡單了點!

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下面這一組數字呢? 也是限時五秒。

上面這一題是不是也太簡單了!

下一組數字呢? 限時同樣五秒鐘。

如何?

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前兩題應該可以輕輕鬆鬆記住,但是第三題就比較不容易了吧?

你知道第三題有幾個數字嗎?

答案是八個。

只有八個!

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人類厲害到發明了電腦,我們優秀又傑出的大腦照理說應該能理解一百、一萬,甚至一億個數字。然而實際上,人腦必須費盡力氣才能記住兩隻手數得完的數字。我們的大腦本質上不擅長處理「大量」的資訊。

理解「大量」的方法

如同上述的例子,當題目是文字(圖像)時,只要歸納出《桃太郎》的故事,我們的大腦就更容易理解。

那麼數字呢?

我們來看看下面的數列。

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把亂七八糟的數字排成一列,是不是就好記很多?

如果再排成下面這樣呢?

這次是依照數字的大小排序。

我們可以看到「3」有兩個,而 1 到 9 中間缺少了「7」和「8」。經過排列和整理順序之後,人腦就比較能夠理解這些資料。我們的大腦最喜歡把東西排成一列或排順序。學校排成績也是這樣的關係吧?

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——本文摘自《生物轉大人的種種不可思議:每一種生命的成長都有理由,都值得我們學習》,2023 年 8 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

商周出版_96
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閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。

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阿斯巴甜傷鼠父,認知缺陷傳幼鼠
胡中行_96
・2023/10/09 ・2818字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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前美國總統川普曾經在社群媒體上,寫道:「我沒看過瘦子喝健怡可樂。」[1]雖然此話僅是他的個人觀察,沒什麼科學根據;但是這款標榜無糖,零卡路里,憑著阿斯巴甜走天下的飲品,[2]的確能帶來不怕變胖的滿足感。佛羅里達州立大學醫學院的研究團隊,不曉得是太為大眾著想,還是見不得人好,於 2023 年 8 月底的《科學報告》(Scientific Reports)期刊上,[3]不帶歉意地拿出實驗證據,剝奪世人平凡的喜悅。

川普:「我沒看過瘦子喝健怡可樂。」圖/參考資料 1

阿斯巴甜

美國食品藥物管理局(FDA)於 1981 年,核准人工甜味劑阿斯巴甜(aspartame)上市;之後又分別在 1983 與 1996 年,開放讓碳酸飲料及其他食品添加。不過,近來國際衛生組織(WHO)卻指出,包括阿斯巴甜在內的代糖,可能提高癌症以及代謝和心血管疾病的風險。佛羅里達州立大學醫學院的研究團隊,發覺上述警訊沒有涵蓋認知功能,所以還有他們可以強化威嚇的空間。[3]

阿斯巴甜經過腸胃道,分解成苯丙胺酸(phenylalanine)、天門冬胺酸(aspartic acid)和甲醇(methanol)。其中苯丙胺酸能穿過血腦屏障(blood brain barrier),進入腦部,而且是多巴胺、腎上腺素和血清素等的前驅物,[3]也就是經歷化學變化後,能成為這些單胺類神經傳導物質(monoamine neurotransmitters)。[3, 4]既然其產物負責調節記憶、情緒、動機和運動功能,科學家不免好奇阿斯巴甜是否會,以及如何對中樞神經系統,帶來特定效果。[3]

代糖透過活化人類感覺甜味的味覺受器,影響神經傳導物質的釋放。過往的文獻,曾測量攝取阿斯巴甜後,血液及腦部的苯丙胺酸與單胺類神經傳導物質的濃度。它們所得的數據並不一致,顯示阿斯巴甜干擾中樞神經的關鍵,根本不是單胺類神經傳導物質。然而,這回佛羅里達州立大學醫學院的團隊,買來味覺受器對阿斯巴甜無感的實驗動物,[3]還能發揮作用,並瞭解背後的機制嗎?

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C57BL/6 品系的實驗小鼠。圖/Lum JS, Brown ML, Farrawell NE, et al. (2021) ‘CuATSM improves motor function and extends survival but is not tolerated at a high dose in SOD1G93A mice with a C57BL/6 background’. Scientific Reports, 11, 19392.(CC BY 4.0)

實驗設計

研究團隊將一票 8 週大,C57BL/6 品系的雄性成年小鼠,隨機拆成3組,分別供應普通飲水,或是 0.03%、0.015% 的阿斯巴甜水溶液,讓牠們無限暢飲。FDA 建議攝取上限為每天 50 mg/kg,而一般人通常不會超過 4.1 mg/kg小鼠既嚐不出阿斯巴甜的甜味,對兩種濃度也沒有特別偏好或厭惡。牠們平均體重約26 g,每天差不多喝下7 ml的水份。換算成人類的情形,大概是 FDA 標準的 7–15%,即一天喝 2 至 4 小罐,8 oz(237ml)裝,含有阿斯巴甜的氣泡飲料。[3]

雄鼠的任務:Y 型迷宮(Y-maze)、交配、巴恩斯迷宮(Barnes maze)和懸尾測試(TST)。圖/參考資料 3,Figure 1A(CC BY 4.0)

這3組雄性實驗小鼠,在全長 16 週的實驗中,總共參加 3 個測驗:[3]

  • Y 型迷宮(Y-maze):前 12 週,雄性小鼠每 4 週走一次 Y 型迷宮。每條路的盡頭皆有獨特的視覺記號,以利辨識,[3]考驗小鼠是否會依序探索不同的路徑,展現空間工作記憶的能力。[3, 5]喝阿斯巴甜溶液的小鼠,無論攝取的濃度,從第 4 週起表現就比單純喝水的組別差。[3]
Y 型迷宮示意圖。圖/參考資料 5,Figure 1b(CC BY 4.0)
  • 巴恩斯迷宮(Barnes maze):雄性小鼠在第 14 週,被放到沿邊挖了一排小洞的圓盤上,其中一個洞是下方裝有逃脫盒的正確出口。[3, 6]遠處牆面設有視覺記號,以供辨識。研究團隊計算牠們順利離場所需的時間,還有嘗試錯誤的次數。最初讓小鼠自由探索,從錯誤中學習;一段時日後,取消出口,看小鼠是否直奔原處,並在附近逗留;到了最後階段,出口則被調換至對角。在空間學習方面,3組的表現都逐漸進步,只是喝阿斯巴甜溶液的2組比較緩慢;不過記憶保留回憶,還有逆轉學習的能力,則不受影響。[3]
非本研究的巴恩斯迷宮:盤面洞數與牆上記號,依各實驗而異。圖/參考資料 6,Figure 1(CC BY 4.0)
  • 懸尾測試(tail suspension test):在第 16 週貼住雄性小鼠的尾巴,將牠們倒吊,結果3組一樣無助,狀似憂鬱的反應沒有差別。[3](延伸閱讀:〈逼小鼠游泳,還怪牠放棄掙扎?〉)

禍延子孫?

3 組雄性小鼠於走 Y 型和巴恩斯迷宮之間的第 13 週,抽空去跟喝普通飲水的雌性交配。阿斯巴甜組小鼠的子女,從出生就不接觸代糖,沒有發育問題,卻遺傳到父親在空間工作記憶和學習方面的缺陷。研究團隊考慮該用下列哪種可能的機制,來解釋這個現象:[3]

  1. 表觀遺傳變化(epigenetic changes):尼古丁、古柯鹼、酒精、大麻等內分泌干擾物質,會在不改變DNA排序的情況下,影響精子的基因表現。[3, 7]如果阿斯巴甜引發同樣的作用,雄性小鼠確實能把問題傳給子代。[3]
  2. 基因突變(genetic mutation):倘若阿斯巴甜直接使精子基因突變,雄性小鼠的認知功能障礙,自然會代代相傳。[3]

這個實驗裡,阿斯巴甜對雄性小鼠認知功能的危害,只延續了一代,不會禍及孫輩,可以推測屬於表觀遺傳變化。而在研究團隊先前的另一個實驗中,阿斯巴甜所致的類焦慮行為,從第一代的雄性小鼠,一路不分性別地傳到第三代。不過該特徵逐代遞減,因此機制理應相同。此外,他們以前的研究發現,阿斯巴甜改變相關基因的表現後,神經傳導物質 GABA 和麩胺酸(glutamate),會向腦部傳遞受影響的訊號。這或許就是認知功能減損的肇因[3]

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儘管目前尚處動物實驗階段,研究團隊認為阿斯巴甜的危險,遠遠超越過往的理解,[3, 8]並嚴正呼籲要在關注孕婦飲食與所處的環境之餘,也正視父親健康對後代的影響。[3]

  

參考資料

  1. Trump DJ. (15 OCT 2012) ‘I have never seen a thin person drinking Diet Coke’. X (a.k.a. Twitter).
  2. Diet Coke®’. Coca-Cola. (Accessed on 27 SEP 2023)
  3. Jones SK, McCarthy DM, Stanwood GD, et al. (2023) ‘Learning and memory deficits produced by aspartame are heritable via the paternal lineage’. Scientific Reports, 13, 14326.
  4. American Psychological Association. ‘Precursor’. APA Dictionary of Psychology. (Accessed on 30 SEP 2023)
  5. Song S, Yu L, Hasan MN, et al. (2022) ‘Elevated microglial oxidative phosphorylation and phagocytosis stimulate post-stroke brain remodeling and cognitive function recovery in mice’. Communications Biology, 5, 35.
  6. Gawel K, Gibula E, Marszalek-Grabska M, et al. (2019) ‘Assessment of spatial learning and memory in the Barnes maze task in rodents—methodological consideration’. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology, 392, 1–18.
  7. What is Epigenetics?’. (15 AUG 2022) U.S. Centers for Disease Control and Prevention.
  8. Thomas R. (18 SEP 2023) ‘College of Medicine researchers discover learning and memory deficits after ingestion of aspartame’. Florida State University News, U.S.
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胡中行_96
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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。