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睡著了也能殺人?—《邊做夢邊冒險:睡眠的科學真相》

PanSci_96
・2014/01/02 ・2223字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

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罹患異睡症的人在睡覺時做的事情,幾乎涵括人類一切基本行為,包括講話、進食、開車、手淫和做愛。有異睡症患者向醫師道出種種情節,好比進入車中開了十多哩路到一個親戚家中,或者奔下街道時被一群狗追咬後腳跟,還有人險些動手把旁人的頸子扭斷。

列張清單來判別某人是不是睡著,那張檢查表會顯得相當簡短。雙眼緊閉,打勾、呼吸速率緩慢,打勾、對周遭沒什麼反應,打勾;或許會出現低語或輕微踢腳,卻絕對不牽涉到開車,也肯定不包括謀殺。然而就如帕克斯無意間發現的事實,我們有可能打破這所有規則,自己卻依然沉睡。依我們如今所知,大腦從來不曾在夜晚真正關機。實際上,分別職司不同執掌的各處腦區,卻會在睡眠循環的不同時點或開或關。這就很像二十四小時營運的汽車工廠,負責噴漆的工人在正午抵達,安裝座位的員工則六點到廠上工。一旦出了某種狀況,讓這種細膩調校的時間循環出現變化,結果就會發生怪事。

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夢遊是所謂異睡症最為人熟知的臨床狀況,異睡症指稱一群包羅萬象的問題,起因是大腦某區在不該上班時現身工作,或者在輪值時間完全缺勤。就某些病例,這就會造就出名副其實半醒半睡的人。某人夢遊時,負責控制運動和空間覺識的腦區都醒著,同時負責意識的腦區,則都依然沉睡。這就表示夢遊人有可能雙眼睜開,還能對周遭事件做出反應,卻沒有意識思維,也不記得任何事情。儘管我們到了一九八○年代早期,才完全清楚異睡症是一類病症,莎士比亞筆下有關馬克白夫人的夢遊描述,卻正確得令人心驚。其中一幕她夢遊進入一個房間,裡面兩名男子正在談話。馬克白夫人走過時,其中一人說道,「你看,她的雙眼都睜著。」另一個回答道,「是啊,不過她雙眼的官能是關閉的。」

儘管原因仍不清楚,每約五人就有一人一輩子至少夢遊過一次。不過等長大到中學階段,多數人都不會再發。夢遊的孩童都比較溫和而且睡意濃烈,至於夜間遊蕩的成人則往往動作很快,彷彿他們急著去做什麼事情。科學家還說不清為什麼有這種差異,夢遊並不是有可能在你夢中出現的唯一複雜行為。事實證明,罹患異睡症的人在睡覺時做的事情,幾乎涵括人類一切基本行為,包括講話、進食、開車、手淫和做愛(這種現象稱為「睡眠性愛症」sexsomnia〕,就我們所知,這種人有的在夢中還比在清醒時更討配偶歡心。有位醫師就曾告訴我,「這種狀況只有在你的枕邊人不喜歡的時候才會造成困擾。」)。唯一的差別是他們並沒有意識察覺自己的所作所為,彷彿他們的身體造反,決定不待大腦輸入就自行其事。

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1980 年代早期,明尼亞波利市明尼蘇達地區睡眠障礙中心(Minnesota Regional Sleep Disorders Center)兩位醫師開始造冊登錄自訴睡覺時傷到自己或枕邊人的患者人數。除了造冊紀錄之外,馬克.馬荷瓦德(Mark Mahowald)和卡洛斯.軒克(Carlos Schenck)兩位醫師決定再納入一個研究部分,為每位睡在醫院實驗室中至少一晚的病人分別拍攝錄影帶。他們的發現為一個奇異世界開啟一道視窗。和藹可親的老先生到了半夜就變成怒髮衝冠的水手,咒罵連連還揮拳猛擊身邊牆壁;另有些患者會突然起身,緊盯著牆壁,接著就一頭栽向床頭櫃;當中還至少有一人會坐在床尾,邊沉睡邊大聲吟唱音樂劇名曲。

這似乎是男性專屬特點。有些患者的太太開始抱怨,前一晚丈夫睡覺時,對她施出一招抱頭鎖,或者想把她勒死。也難怪這些夫妻通常到最後都會分房睡。兩位醫師接連進行訪談,其中一位女性表示,她的丈夫本性敦厚,睡到半夜卻會起床蹲在屋角,像野獸那樣嚎叫。另一位則說,她的丈夫睡覺時會一再破壞家具「他打壞的臥室照明燈太多了,」她說。「你不想再花錢買燈,因為你知道,到時它們都會被甩出去飛越臥房。」其他同樣有異睡症的患者則說,他們曾經在睡覺時把自己甩出二樓窗口。通常這只發生一次:第一次過後,患者深恐自己在不經意間自殺,於是開始在晚上把自己綁在床上。患者向醫師道出種種情節,好比進入車中開了十多哩路到一個親戚家中、或者奔下街道時被一群狗追咬後腳跟,還有人險些動手把旁人的頸子扭斷,全部是在睡夢中做的事情。從這些個案和其他相關事例,馬荷瓦德和軒克醫師成為最早辨識如今所稱暴力異睡症(violent parasomnias)並區分類級的先驅。就如夢遊的情況,這幾乎全都是肇因於大腦局部覺醒所致。

如同金髮或高足弓,異睡症也在某些家族中流傳。舉例來說,我自己的夢遊習性,就有可能是遺傳來的。動手寫這本書之後,我的父親才告訴我,當初在堪薩斯州他長大那家農場發生的種種夢遊情節。他告訴我,不只一次,他醒來時發現自己身穿睡衣待在玉米田中。

從帕克斯家譜不容易找出正常的睡眠模式,還有乾床單。帕克斯氏男性到了十幾、二十多歲都還有令人困窘的尿床習性,科學家給這種狀況起了個好名字,叫做遺尿症(enuresis)。醫師指稱禍首是待在深度睡眠太久所致。隨後長大成人所有人都開始夢遊。肯恩的祖父對消夜有種奇異新解,他經常夢遊進入廚房,點起爐火煎洋蔥蛋,接著卻不吃就上床睡覺。這種家族特質沒有放過肯恩。他十一歲時,祖母曾逮到他夢遊時想爬出六樓窗口。

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睡眠剝奪有可能誘發異睡症,特別是夢遊。當大腦費勁彌補不足的睡眠時數,它待在較深度睡眠的時間就會延伸拉長,卻不見得總是能平順過渡到下一個睡眠階段,這種簡陋的交接過程會引發古怪行為。前兩晚肯恩都失眠,為婚姻和他欠下的債務操心,這就為夢遊事件奠定了理想基礎。


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摘自漫遊者文化出版的《邊做夢邊冒險:睡眠的科學真相》

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揭密突破製程極限的關鍵技術——原子層沉積
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/08/30 ・3409字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 ASM 委託,泛科學企劃執行。 

以人類現在的科技,我們能精準打造出每一面牆只有原子厚度的房子嗎?在半導體的世界,我們做到了!

如果將半導體製程比喻為蓋房子,「薄膜製程」就像是在晶片上堆砌層層疊疊的磚塊,透過「微影製程」映照出房間布局 — 也就是電路,再經過蝕刻步驟雕出一格格的房間 — 電晶體,最終形成我們熟悉的晶片。為了打造出效能更強大的晶片,我們必須在晶片這棟「房子」大小不變的情況下,塞進更多如同「房間」的電晶體。

因此,半導體產業內的各家大廠不斷拿出壓箱寶,一下發展環繞式閘極、3D封裝等新設計。一下引入極紫外曝光機,來刻出更微小的電路。但別忘記,要做出這些複雜的設計,你都要先有好的基底,也就是要先能在晶圓上沉積出一層層只有數層原子厚度的材料。

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現在,這道薄膜製程成了電晶體微縮的一大關鍵。原子是物質組成的基本單位,直徑約0.1奈米,等於一根頭髮一百萬分之一的寬度。我們該怎麼精準地做出最薄只有原子厚度,而且還要長得非常均勻的薄膜,例如說3奈米就必須是3奈米,不能多也不能少?

這唯一的方法就是原子層沉積技術(ALD,Atomic Layer Deposition)。

蓋房子的第一步是什麼?沒錯,就是畫設計圖。只不過,在半導體的世界裡,我們不需要大興土木,就能將複雜的電路設計圖直接印到晶圓沉積的材料上,形成錯綜複雜的電路 — 這就是晶片製造的最重要的一環「微影製程」。

首先,工程師會在晶圓上製造二氧化矽或氮化矽絕緣層,進行第一次沉積,放上我們想要的材料。接著,為了在這層材料上雕出我們想要的電路圖案,會再塗上光阻劑,並且透過「曝光」,讓光阻劑只留下我們要的圖案。一次的循環完成後,就會換個材料,重複沉積、曝光、蝕刻的流程,這就像蓋房子一樣,由下而上,蓋出每個樓層,最後建成摩天大樓。

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薄膜沉積是關鍵第一步,基底的品質決定晶片的穩定性。但你知道嗎?不只是堆砌磚塊有很多種方式,薄膜沉積也有多樣化的選擇!在「薄膜製程」中,材料學家開發了許多種選擇來處理這項任務。薄膜製程大致可分為物理和化學兩類,物理的薄膜製程包括蒸鍍、濺鍍、離子鍍、物理氣相沉積、脈衝雷射沉積、分子束磊晶等方式。化學的薄膜製程包括化學氣相沉積、化學液相沉積等方式。不同材料和溫度條件會選擇不同的方法。

二氧化矽、碳化矽、氮化矽這些半導體材料,特別適合使用化學氣相沉積法(CVD, Chemical Vapor Deposition)。CVD 的過程也不難,氫氣、氬氣這些用來攜帶原料的「載氣」,會帶著要參與反應的氣體或原料蒸氣進入反應室。當兩種以上的原料在此混和,便會在已被加熱的目標基材上產生化學反應,逐漸在晶圓表面上長出我們的目標材料。

如果我們想增強半導體晶片的工作效能呢?那麼你會需要 CVD 衍生的磊晶(Epitaxy)技術!磊晶的過程就像是在為房子打「地基」,只不過這個地基的每一個「磚塊」只有原子或分子大小。透過磊晶,我們能在矽晶圓上長出一層完美的矽晶體基底層,並確保這兩層矽的晶格大小一致且工整對齊,這樣我們建造出來的摩天大樓就有最穩固、扎實的基礎。磊晶技術的精度也是各公司技術的重點。

雖然 CVD 是我們最常見的薄膜沉積技術,但隨著摩爾定律的推進,發展 3D、複雜結構的電晶體構造,薄膜也開始需要順著結構彎曲,並且追求精度更高、更一致的品質。這時 CVD 就顯得力有未逮。

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並不是說 CVD 不能用,實際上,不管是 CVD 還是其他薄膜製程技術,在半導體製程中仍占有重要地位。但重點是,隨著更小的半導體節點競爭愈發激烈,電晶體的設計也開始如下圖演變。

圖/Shutterstock

看出來差別了嗎?沒錯,就是構造越變越複雜!這根本是對薄膜沉積技術的一大考驗。

舉例來說,如果要用 CVD 技術在如此複雜的結構上沉積材料,就會出現像是清洗杯子底部時,有些地方沾不太到洗碗精的狀況。如果一口氣加大洗碗精的用量,雖然對杯子來說沒事,但對半導體來說,那些最靠近表層的地方,就會長出明顯比其他地方厚的材料。

該怎麼解決這個問題呢?

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CVD 容易在複雜結構出現薄膜厚度不均的問題。圖/ASM

材料學家的思路是,要找到一種方法,讓這層薄膜長到特定厚度時就停止繼續生長,這樣就能確保各處的薄膜厚度均勻。這種方法稱為 ALD,原子層沉積,顧名思義,以原子層為單位進行沉積。其實,ALD 就是 CVD 的改良版,最大的差異在所選用的化學氣體前驅物有著顯著的「自我侷限現象」,讓我們可以精準控制每次都只鋪上一層原子的厚度,並且將一步驟的反應拆為兩步驟。

在 ALD 的第一階段,我們先注入含有 A 成分的前驅物與基板表面反應。在這一步,要確保前驅物只會與基板產生反應,而不會不斷疊加,這樣,形成的薄膜,就絕對只有一層原子的厚度。反應會隨著表面空間的飽和而逐漸停止,這就稱為自我侷限現象。此時,我們可以通入惰性氣體將多餘的前驅物和副產物去除。在第二階段,我們再注入含有 B 成分的化學氣體,與早已附著在基材上的 A 成分反應,合成為我們的目標材料。

透過交替特殊氣體分子注入與多餘氣體分子去除的化學循環反應,將材料一層一層均勻包覆在關鍵零組件表面,每次沉積一個原子層的薄膜,我們就能實現極為精準的表面控制。

你知道 ALD 領域的龍頭廠商是誰嗎?這個隱形冠軍就是 ASM!ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商,自 1968 年,Arthur del Prado 於荷蘭創立 ASM 以來,ASM 一直都致力於推進半導體製程先進技術。2007 年,ASM 的產品 Pulsar ALD 更是成為首個運用在量產高介電常數金屬閘極邏輯裝置的沉積設備。至今 ASM 不僅在 ALD 市場佔有超過 55% 的市佔率,也在 PECVD、磊晶等領域有著舉足輕重的重要性。

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ASM 一直持續在快速成長,現在在北美、歐洲、及亞洲等地都設有技術研發與製造中心,營運據點廣布於全球 15 個地區。ASM 也很看重有「矽島」之稱的台灣市場,目前已在台灣深耕 18 年,於新竹、台中、林口、台南皆設有辦公室,並且在 2023 年於南科設立培訓中心,高雄辦公室也將於今年年底開幕!

當然,ALD 也不是薄膜製程的終點。

ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商。圖/ASM

最後,ASM 即將出席由國際半導體產業協會主辦的 SEMICON Taiwan 策略材料高峰論壇和人才培育論壇,就在 9 月 5 號的南港展覽館。如果你想掌握半導體產業的最新趨勢,絕對不能錯過!

圖片來源/ASM

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美國將玉米乙醇列入 SAF 前瞻政策,它真的能拯救燃料業的高碳排處境嗎?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/06 ・2633字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 美國穀物協會 委託,泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎?

2007 年,從台北的八座加油站開始,民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3,指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示,則代表不同濃度,最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10,巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

圖片來源:Hanskeuken / Wikipedia

為什麼要加酒精呢?

單論玉米乙醇來說,碳排放趨近於零。為什麼呢?因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟,接著被採收,發酵成為玉米乙醇,最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環,淨排放都是 0,是個零碳的好燃料來源。

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圖片來源:shutterstock

當然,我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此,美國農業部經過評估分析,2017 發表的報告指出,玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF(永續航空燃料)前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%,而根據國際民用航空組織(ICAO)的預測,這個數字還會成長,2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF,開始成為航空業減碳的關鍵,及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續,都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高,以食用油為原料進行氫化的 HEFA,以及酒精航空燃料 ATJ(alcohol-to-jet)。

圖片來源:shutterstock

每種燃料的原料都不相同,因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料,因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油,再進行「氫化」。

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就引擎來說,我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵,以氫原子佔據這些鍵結,讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高,不易氧化,適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯,接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵,成為長鏈烷烴,性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化,但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外,HEFA 取用的油品來源來自餐廳,雖然是幫助廢油循環使用的好方法,但供應多少比較不穩定。相對的,因為 ATJ 來源是玉米等穀物,通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產,因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF,都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息,例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100% 的 SAF 燃料完成飛行,締下創舉。

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圖片來源:shutterstock

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析,在所有交通工具的碳排放中,航空業佔了其中的 12%,而公路交通則占了 77%。沒錯,航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%,但真正最大宗的碳排來源,還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢?有人擔心,酒精可能會吸收空氣中的水氣,對機械設備造成影響?

其實也不用那麼擔心,畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅,來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說,酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑,當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查,結果發現,由於 E10 汽油摻雜的比例非常低,和傳統汽油的化學性質差異非常小,這 50 年來的車輛,只要符合國際標準製造,都與 E10 汽油完全相容。

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解惑:這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎?

在環保議題裡,這種原本以為是一片好心,最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範,例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明,生質乙醇等生物燃料確實有持續性,但必須符合「永續」的標準,並且因為使用的原料是穀物,因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是,隨著目標變明確,專門生產生質酒精的玉米需求增加,這也帶動品種的改良。在美國,玉米產量連年提高,種植總面積卻緩步下降,避開了與糧爭地的問題。

另外,單位面積產量增加,也進一步降低收穫與運輸的複雜度,總碳排量也觀察到下降的趨勢,讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭,低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外,生質燃料車,是否也是個值得加碼投資的方向?

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參考資料

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鑑識故事系列:Mark Bonnstetter 夢遊無罪
胡中行_96
・2023/11/27 ・3069字 ・閱讀時間約 6 分鐘

睡覺的時候,感覺有人手伸入她的睡褲,輕撫腹部。[1, 2]女子睜開雙眼。輕聲喚不醒身旁的男友,轉而大叫他起來開燈。突然亮起的光線下,一個約莫 178 公分高,85 公斤重的男人,站在床尾,自稱是對面鄰居。[1]

非當事人。圖/Adi Goldstein on Unsplash

感恩節週末

2006 年,38 歲的 Mark Bonnstetter 跟著懷孕的太太回娘家,[1, 2]期間第 3 個小孩誕生。全家多待一週後,[1]只有於東伊利諾大學(Eastern Illinois University)擔任首席運動傷害防護員的他,[1, 3]因為工作而提前在感恩節週末,回到伊利諾州 Charleston 市的 Woodfield 巷。[1, 2]返鄉過節的左右鄰居趁便請託,要他每日代為開燈,佯裝屋主在家,以防宵小。[1]

11 月 25 日那天,[1, 2, 4]Bonnstetter 晚上 6 到 9 點要工作。假期夜間照顧孩子,害他缺乏睡眠,還未及補足。逼得 Bonnstetter 早餐喝 2 杯咖啡;9 到 11 點再 2 杯;下午飲用 2 瓶 Diet Cokes;上班時又灌了大量 Diet Pepsi,好不容易才撐到收工。回到家即便不早,他仍記得幫忙鄰居點燈。終於就寢,卻沒睡好。凌晨 3 點醒來,睡著之後,又被聲音吵醒。[1]

循著噪音的源頭,Bonnstetter 望向窗外:對面沒有請他看家的那戶,燈亮著,前門微開。心懷守望相助的責任感,Bonnstetter 前去查勘。進入屋內,巡過一個又一個房間,關掉廚房的燈,再往主臥室走…。[1]

他聽到女性微弱的說話聲,變成喊叫。房裡的燈光,瞬時明亮。Bonnstetter 被請離,走著、走著,流連於廚房。女子不得不親自把人領到門口,再目送他跨過馬路返家。Bonnstetter 躺回床上,一覺天光。醒來後,整個過程忘得乾淨,照常出門上班。另一邊,女子的母親回來,聽說此事,通報警方。[1]

夢遊病史

Bonnstetter 跟他哥,童年時共睡一房。除了爸媽之外,兩人也是彼此夢遊(parasomnia;sleepwalking)的目擊者。[1]兒童夢遊的人口比例,較成年人高:學齡前約有 1%;學童則為 2% 左右。發生的頻率,通常一週幾次。少數成人受藥物或酒精影響,抑或是睡眠品質不佳時,也會夢遊。[5]Bonnstetter 雖然沒酗酒,但是妻子與岳父母,卻不時見他在夜間晃蕩。有一回到外地參加體育賽事,住同個旅館房間的醫師,發現 Bonnstetter 迷糊地邊走邊咕噥。安全起見,還特別知會當地警方。[1]

以往頂多是在屋裡「巡邏」,或探查窗外情況,Bonnstetter 的動機似乎出於保護家人,避免他們被不存在的危險傷害。這算是成人夢遊的典型之一。[1]眼神呆滯地四處走動之餘,有些人還會執行複雜的動作,像是進食、說話或者操作機器。[6]Bonnstetter 就偶爾會無厘頭地搬弄物品,例如:溫柔地把時鐘擺在嬰兒床上。過去不管是哪種情形,結果都無傷大雅。然而感恩節的意外,竟破天荒地鬧成了刑事案件。[1]

逮捕、起訴

11 月 28 日,Bonnstetter 遭警察逮捕。[2]他放棄保持緘默的權利,反覆否認性侵,只想向受害者致歉。原以為基於先前醫師通報的夢遊紀錄,警方能理解並放人,[1]沒想到 12 月 11 日 Bonnstetter 還是被起訴了。[2]據說罪名包括非法入侵、性侵,以及蓄意強姦未遂。[1]另一說是沒有被控性侵,但加上侵入竊盜。[4]

睡眠檢查

Bonnstetter 的律師建議他做睡眠檢查(polysomnography;sleep study)。[1, 2]廣義來說,涵蓋睡覺時的腦波、血氧、心律、呼吸,以及眼睛和腿的活動等;[7]而這裡大概會著重能提出證據的項目。Bonnstetter 最先拜訪的睡眠實驗室,聽說官司進行中,便拒絕了。於是,他改去若許大學醫療中心(Rush University Medical Center),找專治睡眠障礙的神經科醫師和心理師。[1]

2007 年 8 月 16 日的檢查報告,指出 Bonnstetter 罹患輕微的姿勢阻塞型睡眠呼吸中止症候群(positional obstructive sleep apnoea syndrome),[1]也就是躺著比較吸不到氣,側睡會好得多。[8]隔天計劃要再現出事那天的條件,攝取過多咖啡因,然後觀察睡眠。然而,這種作法須要大學研究委員會核可,訴訟在即,Bonnstetter 跟太太絕不能等。[1]

夢遊的條件

該醫療中心,受辯護律師委託出庭作證的 Rosalind Cartwright 醫師,手邊數據不足,只好拿既有資料,比對診斷標準。[1]睡眠有 4 個階段,前 3 個從 N1 到 N3,為非快速動眼期(non-rapid eye movement cycle;NREM);末了的則是快速動眼期(rapid eye movement;REM)。[9, 10]一般人每晚會以 N1、N2、N3、N2、REM 的順序,重複 4 至 5 輪。[9]典型的夢遊,起始於剛入睡的幾小時,即非快速動眼期的N3。[6, 9]Bonnstetter 不確定意外當天何時就寢,僅從下班時間和幫鄰居點燈等,估計應該是午夜。他可能3點和之後各醒來一次。而根據被害人的說法,Bonnstetter 約莫於早上 4 點半至 5 點之間,擅闖民宅。由此或許能勉強推測,事發時間在第二輪的非快速動眼期。[1]

為求更精確的診斷,Bonnstetter 睡眠檢查的光碟,被送往史丹佛大學(Stanford University)。該校以Christian Guilleminault 為首的 3 名醫師,於 2008 年 3 月 3 日的報告裡,寫道Bonnstetter整晚的第一輪非快速動眼期,腦部慢波活動較一般的平均值低。文獻指出,若再加上下列兩個條件,就有可能導致夢遊:[1]

  1. 之前的睡眠剝奪,讓現在更需要慢波睡眠(slow-wave sleep)[1]也就是非快速動眼期的 N3[9]的確,感恩節那幾天,Bonnstetter 沒睡飽,迫切渴求補眠。[1]
  2. 有某個同步的刺激,提升從慢波睡眠醒來的機會。事發前 Bonnstetter 在 14 個鐘頭內,攝取 826 毫克的咖啡因。咖啡因會阻斷腺苷受器(adenosine receptors),睡眠剝奪後,緩慢接收 600 毫克,就足以促進清醒。甚至有研究認為,夢遊時的暴力行為,跟過量的咖啡因有關。好在他敦親睦鄰,沒有大打出手。至於輕微的睡眠呼吸中止症候群,也是會使他醒來的原因之一。[1]

除此之外,Bonnstetter 在非快速動眼期,睡睡醒醒的循環交替異常頻繁,是夢遊者典型的症狀之一。[1]

無罪釋放

2007年初,東伊利諾大學的實習刊物《每日東部新聞》(The Daily Eastern News),質疑 Bonnstetter 何以持續任職,還討論他是否曾與運動員單獨接觸。文章內容鉅細靡遺,不僅有律師和學校多位主管的名字,連被告與受害者的完整住址,都寫得一清二楚。[2]想必在校內及附近社區,掀起軒然大波。

2008 年 10 月 24 至 27 日,案件開庭。[1, 11]辯護律師以圖表說明,夢遊者跟正常人在非快速動眼期的慢波差異。陪審團專注聆聽,Bonnstetter如何意識矇矓地誤闖民宅。檢察官則以Bonnstetter在燈亮後,還能自我介紹為由,駁斥此番論述。律師隨即強調夢遊後的失憶,證明被告當時的精神狀態不佳。雙方一來一往,嚴密攻防。[1]26日《每日東部新聞》立場轉變,大量引用Rosalind Cartwright醫師等專家證人的說法,解釋夢遊的可能性。[4]27日,陪審團採信醫學證據,在傍晚6點做出無罪判定。[11]

洗清冤屈的Bonnstetter,後來繼續在原部門服務,並逐步升遷。[3]Rosalind Cartwright和Christian Guilleminault醫師,則於2013年7月的《臨床睡眠醫學期刊》(Journal of Clinical Sleep Medicine)上,介紹此案背後的學理根據。[1]

  

參考資料

  1. Cartwright RD, Guilleminault C. (2013) ‘Defending sleepwalkers with science and an illustrative case’. Journal of Clinical Sleep Medicine, 9(7):721-6.
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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。

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睡著了也能殺人?—《邊做夢邊冒險:睡眠的科學真相》
PanSci_96
・2014/01/02 ・2223字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

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罹患異睡症的人在睡覺時做的事情,幾乎涵括人類一切基本行為,包括講話、進食、開車、手淫和做愛。有異睡症患者向醫師道出種種情節,好比進入車中開了十多哩路到一個親戚家中,或者奔下街道時被一群狗追咬後腳跟,還有人險些動手把旁人的頸子扭斷。

列張清單來判別某人是不是睡著,那張檢查表會顯得相當簡短。雙眼緊閉,打勾、呼吸速率緩慢,打勾、對周遭沒什麼反應,打勾;或許會出現低語或輕微踢腳,卻絕對不牽涉到開車,也肯定不包括謀殺。然而就如帕克斯無意間發現的事實,我們有可能打破這所有規則,自己卻依然沉睡。依我們如今所知,大腦從來不曾在夜晚真正關機。實際上,分別職司不同執掌的各處腦區,卻會在睡眠循環的不同時點或開或關。這就很像二十四小時營運的汽車工廠,負責噴漆的工人在正午抵達,安裝座位的員工則六點到廠上工。一旦出了某種狀況,讓這種細膩調校的時間循環出現變化,結果就會發生怪事。

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夢遊是所謂異睡症最為人熟知的臨床狀況,異睡症指稱一群包羅萬象的問題,起因是大腦某區在不該上班時現身工作,或者在輪值時間完全缺勤。就某些病例,這就會造就出名副其實半醒半睡的人。某人夢遊時,負責控制運動和空間覺識的腦區都醒著,同時負責意識的腦區,則都依然沉睡。這就表示夢遊人有可能雙眼睜開,還能對周遭事件做出反應,卻沒有意識思維,也不記得任何事情。儘管我們到了一九八○年代早期,才完全清楚異睡症是一類病症,莎士比亞筆下有關馬克白夫人的夢遊描述,卻正確得令人心驚。其中一幕她夢遊進入一個房間,裡面兩名男子正在談話。馬克白夫人走過時,其中一人說道,「你看,她的雙眼都睜著。」另一個回答道,「是啊,不過她雙眼的官能是關閉的。」

儘管原因仍不清楚,每約五人就有一人一輩子至少夢遊過一次。不過等長大到中學階段,多數人都不會再發。夢遊的孩童都比較溫和而且睡意濃烈,至於夜間遊蕩的成人則往往動作很快,彷彿他們急著去做什麼事情。科學家還說不清為什麼有這種差異,夢遊並不是有可能在你夢中出現的唯一複雜行為。事實證明,罹患異睡症的人在睡覺時做的事情,幾乎涵括人類一切基本行為,包括講話、進食、開車、手淫和做愛(這種現象稱為「睡眠性愛症」sexsomnia〕,就我們所知,這種人有的在夢中還比在清醒時更討配偶歡心。有位醫師就曾告訴我,「這種狀況只有在你的枕邊人不喜歡的時候才會造成困擾。」)。唯一的差別是他們並沒有意識察覺自己的所作所為,彷彿他們的身體造反,決定不待大腦輸入就自行其事。

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1980 年代早期,明尼亞波利市明尼蘇達地區睡眠障礙中心(Minnesota Regional Sleep Disorders Center)兩位醫師開始造冊登錄自訴睡覺時傷到自己或枕邊人的患者人數。除了造冊紀錄之外,馬克.馬荷瓦德(Mark Mahowald)和卡洛斯.軒克(Carlos Schenck)兩位醫師決定再納入一個研究部分,為每位睡在醫院實驗室中至少一晚的病人分別拍攝錄影帶。他們的發現為一個奇異世界開啟一道視窗。和藹可親的老先生到了半夜就變成怒髮衝冠的水手,咒罵連連還揮拳猛擊身邊牆壁;另有些患者會突然起身,緊盯著牆壁,接著就一頭栽向床頭櫃;當中還至少有一人會坐在床尾,邊沉睡邊大聲吟唱音樂劇名曲。

這似乎是男性專屬特點。有些患者的太太開始抱怨,前一晚丈夫睡覺時,對她施出一招抱頭鎖,或者想把她勒死。也難怪這些夫妻通常到最後都會分房睡。兩位醫師接連進行訪談,其中一位女性表示,她的丈夫本性敦厚,睡到半夜卻會起床蹲在屋角,像野獸那樣嚎叫。另一位則說,她的丈夫睡覺時會一再破壞家具「他打壞的臥室照明燈太多了,」她說。「你不想再花錢買燈,因為你知道,到時它們都會被甩出去飛越臥房。」其他同樣有異睡症的患者則說,他們曾經在睡覺時把自己甩出二樓窗口。通常這只發生一次:第一次過後,患者深恐自己在不經意間自殺,於是開始在晚上把自己綁在床上。患者向醫師道出種種情節,好比進入車中開了十多哩路到一個親戚家中、或者奔下街道時被一群狗追咬後腳跟,還有人險些動手把旁人的頸子扭斷,全部是在睡夢中做的事情。從這些個案和其他相關事例,馬荷瓦德和軒克醫師成為最早辨識如今所稱暴力異睡症(violent parasomnias)並區分類級的先驅。就如夢遊的情況,這幾乎全都是肇因於大腦局部覺醒所致。

如同金髮或高足弓,異睡症也在某些家族中流傳。舉例來說,我自己的夢遊習性,就有可能是遺傳來的。動手寫這本書之後,我的父親才告訴我,當初在堪薩斯州他長大那家農場發生的種種夢遊情節。他告訴我,不只一次,他醒來時發現自己身穿睡衣待在玉米田中。

從帕克斯家譜不容易找出正常的睡眠模式,還有乾床單。帕克斯氏男性到了十幾、二十多歲都還有令人困窘的尿床習性,科學家給這種狀況起了個好名字,叫做遺尿症(enuresis)。醫師指稱禍首是待在深度睡眠太久所致。隨後長大成人所有人都開始夢遊。肯恩的祖父對消夜有種奇異新解,他經常夢遊進入廚房,點起爐火煎洋蔥蛋,接著卻不吃就上床睡覺。這種家族特質沒有放過肯恩。他十一歲時,祖母曾逮到他夢遊時想爬出六樓窗口。

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睡眠剝奪有可能誘發異睡症,特別是夢遊。當大腦費勁彌補不足的睡眠時數,它待在較深度睡眠的時間就會延伸拉長,卻不見得總是能平順過渡到下一個睡眠階段,這種簡陋的交接過程會引發古怪行為。前兩晚肯恩都失眠,為婚姻和他欠下的債務操心,這就為夢遊事件奠定了理想基礎。


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摘自漫遊者文化出版的《邊做夢邊冒險:睡眠的科學真相》

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PanSci_96
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