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玩電玩提升認知功能不是年輕人的專利

銀髮心理科普知識推廣_96
・2013/09/05 ・2015字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

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過去大家對於電玩總是帶有比較負面的印象,但其實若有規劃地去玩電玩,其實對人們是有幫助的。日前就有研究發現玩策略遊戲,可以提升年輕人的智商,之前我們介紹過香港的研究,發現使用認知訓練的遊戲,也能夠提升年長者的認知功能及幸福感。

那這次要介紹的研究有甚麼驚人之舉呢?最重要的就是,這個電玩訓練的成效是可以移轉到其他認知能力的(在這個研究中,訓練多工作業,也可以提升工作記憶及持續注意力的表現),過去研究發現認知訓練的成果是沒有辦法移轉的(也就是說如果訓練記憶力,就只會對記憶有幫助) (Owen et al., 2012 )。再者,這個研究發現,電玩訓練在腦功能的運作上也有變化。

到底是甚麼訓練這麼神奇?其實是一個很簡單的多工作業訓練,實驗參與者要同時進行兩個作業,其中一個作業是實驗參與者會在畫面上看到賽車,他們要透過搖桿讓這輛車跑在路的中央;另一個作業則是,他們會在畫面上看到不同的刺激材料,只有在看到綠色圓圈的時候,他們需要按鍵做判斷。過去諸多的研究都發現,同時進行兩個作業,會比起單獨做一個作業困難,通常多工作業會有一個耗損。下方的影片中有訓練使用的素材介紹:

他們在第一個實驗中,就比較不同年齡層的實驗參與者(20-79歲),在多工作業時的耗損,為了確保是多工作業本身造成的耗損,而非其他因素,在正式開始實驗前,每位實驗參與者都要進行適性測驗,將單一作業的難度調整到,實驗參與者可以達到80%的正確率。之後,比較不同年齡層的實驗參與者,在多工作業的耗損程度,結果顯示這個耗損隨著年齡會線性的上升,顯示隨著年紀的增長,越沒有辦法進行多工作業。

在第二個實驗中,他們比較針對年長者進行多工及非多工的訓練,是否會對於認知功能有不同的影響,於是他們將實驗參與者分成三組:

研究主要分成三組:

  1. 多工作業組:進行開車遊戲時,同時要監控畫面中是否有個綠色的圓圈出現。
  2. 單作業訓練組:有一半的時間訓練開車、一半的時間訓練監控畫面是否有綠色圓圈出現,但不是同時進行兩個作業的訓練。
  3. 沒有訓練組:完全沒有接受訓練,僅跟其他兩組一樣,有接受前後測。

有接受訓練的組別,每周接受3次訓練,每次訓練1個小時,為期4周,所以總共僅接受12個小時的訓練。每次訓練都會是性調整難度,讓訓練維持是有某種挑戰性的,如果年長者在測驗中表現提升80%,他們會獲得額外的獎賞。

在測驗的前後,所有的參與者都會進行多個認知作業,包括:工作記憶(延遲再認作業)、持續注意力作業、改變偵測作業、視野大小測驗、數字符號取代作業及最單純的信號偵測作業(詳細內容,請參考附件資料檔) 。在這些作業中僅有工作記憶作業及持續注意力作業,會明顯受到多工作業訓練,而有明顯的提升。雖然不是特別驚人,但有別於過去研究發現認知訓練的成效不能移轉,這個研究證實了多工作業訓練的成效,是可以有部分移轉的。

除此之外,實驗參與者在訓練前後,也接受了腦波的紀錄,結果顯示,有接受多工訓練的年長者,在前額葉中線theta波的強度會增強,這個位置的theta與認知功能的控制有關係,所以越強表示認知功能越好。他們也發現前額葉中線theta波的強度會和前額葉的腦部活化相互制衡,也就是說經過訓練會降低前額葉的活化程度。這個現象其實是好的,因為年長者會透過前額葉過度活化來彌補腦功能退化的缺失,但前額葉長期過度活化,對認知功能是有害的。

在市面上或許還買不到這個遊戲,但其實很容易就可以做類似的訓練,例如用撲克牌來做分類的作業,可以根據是梅花、紅心等來做分類,然後同時要注意,是否有10這個數字出現,只要有數字出現,就需要做一個特別的動作,這就是最基本的多工作業了。只是值得提醒大家的是,在這個研究中,他們有持續調整作業的難度,讓年長者都進行感覺略有難度的作業,要有挑戰性才能夠提升訓練的成效。

認知訓練在國外進行得如火如荼,在台灣也有越來越多的研究團隊在朝這個方向努力,例如東吳大學的汪曼潁教授的團隊之前就開發了一個煮菜遊戲,透過遊戲來訓練年長者的執行功能,台大智慧生活中心的智齡研究群也開發了一些在ipad上可以玩的遊戲,臺灣大學的葉怡玉教授及輔仁大學的黃揚名教授也在著手規劃適合年長者的認知訓練素材。雖然認知功能在不同社會文化下,不會有明顯的差異,但不同的社會文化,確實會影響年長者對於認知訓練的接受度,若能針對台灣年長者的需求為出發點,規劃適合他們、他們也願意接受的認知訓練,才會事半功倍!

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參考文獻

  • Owen, et al. (2012). Putting brain training to the test. Nature, 465, 775-78.
  • Anguera, et al. (2013). Video game training enhances cognitive control in older adults. Nature, 501, 97-103
  • 推薦大家閱讀美國國家地理雜誌針對這個研究做的深入報導

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銀髮心理科普知識推廣_96
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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。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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