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局部麻醉及古柯鹼

蘇 上豪
・2014/01/13 ・3365字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

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李先生是位「末期腎病變」(俗稱的尿毒症)的患者,最近這半年來,因為他手上用以「血液透析」(俗稱的洗腎)的動靜脈瘻管老是出問題,已反覆接受了我三次的外科手術治療。

這類手術的原因通常是來自動靜脈瘻管的老舊以及使用頻繁而造成(一年大概要接受三百六十次以上的穿刺)。外科醫師經常要將沒有搏過的動靜脈瘻管切開,將其中的血栓盡量清除乾淨,除此之外,大部分的病人還得在之後接受汽球擴張術──將動靜脈瘻管裡引發栓塞的狹窄部位用汽球擴大,避免栓塞再度發生。

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動靜脈瘻管示意圖。圖/By BruceBlaus. “Blausen gallery 2014”. Wikiversity Journal of Medicine. DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 20018762. – Own work, CC BY 3.0, wikipedia.

聽起來這樣的手術似乎很恐怖,但是熟練的外科醫師通常只要在「局部麻醉」的幫忙下就可以完成,並不需要繁瑣的氣管內插管及全身麻醉的輔助。

不過,替李先生手術卻令我印象十分鮮明及深刻。

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李先生是一位十分緊張又非常怕痛的病人,每次在施打局部麻醉前,不只他的呼吸會急促,心跳會加快,監測器上的血壓更會不正常飆高,尤其奇怪的是,我還可以在他的皮膚上看到泛起的「雞皮疙瘩」,不過這都不是最恐怖的。

當我把針頭扎進他的皮膚時,我可以看到電影【驚聲尖叫】裡的場景──歇斯底里的叫喊,加上類似痙攣的身體抖動。還好手術室的燈光一直非常明亮穩定,沒有閃爍不定,否則你一定會以為我是「開膛手傑克」或是「疤面煞星」。

如果你以為這是手術中最慘烈的部分,那你可就錯了。替李先生手術令我印象最深刻的部分並非他有如「鬼哭神號」般的叫聲及悲壯的場面,而是他對於接受局部麻醉的用量及代謝速率。

通常外科醫師只要幾C.C.的局部麻醉劑就可以讓病患接受無痛的小範圍手術,而且它的效用可以持續一個小時以上。但是要割開李先生的皮膚需要用到平常人二到三倍的藥劑,不只如此,我發現不到一刻鐘的工夫,它的功用就慢慢失去效力。

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麻醉醫師。圖/By U.S. Navy photo by Photographer’s Mate 2nd Class Jeffrey Russell, Public Domain, wikipedia.

第一次替李先生做手術時我還不明就裡,以為是糊塗的護理人員誤把「生理食鹽水」遞給我當麻醉劑使用,為此竟然還賞給她幾個白眼。直到我後來親自抽取麻醉藥注射時,才驚覺箇中蹊蹺,知道我錯怪了別人。

仔細詢問李先生之後,才知道他為了減低動靜脈瘻管的針扎之痛,接受洗腎這十幾年的光景,每次洗腎前,他都會在下針部位塗上一層厚厚的止痛軟膏。因此,局部麻醉對他而言已逐漸失去應有的效力,以至於他需要更高的劑量才能達到和一般人相同的效價。

李先生的情形在藥理學上稱為「Tolerance」,意即他對局部麻醉的「耐受性」已經增加,如果要達到常人一樣的藥效,他使用的劑量會比較高,而且代謝的時間也相對較快。

聽到我這樣的解釋你可能會覺得似曾相識,好像在哪裡看到相同的狀況?假設你腦筋動得快,沒錯,就是「毒蟲」的身上可以發現。對藥物的「耐受性」增加是「成癮(Addiction)」的必要條件之一,不過是否有「成癮」或「濫用(Abuse)」,還要觀察使用者對該藥物是否有所謂「依賴性(dependency)」的情形來決定。

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「蘇醫師,我對局部麻醉是否上癮了?」在第三次替李先生手術時,他終於忍不住問我了。

「不是啦!你這是長期使用局部麻醉軟膏的結果,造成你對它的代謝速度增加,如果你試著少用點,那慢慢就不會有這種情況發生……」

我一面手術一面安撫李先生,深怕有什麼不得體的言論刺激到他。原本要向他講個有關「局部麻醉」的歷史故事,但最後還是忍了下來──因為他生性緊張,如果聽到我說的故事而會錯意,那豈不又製造了另一個恐慌。

會有這樣的想法不是空穴來風,現今使用的局部麻醉劑叫「Lidocaine」,是在一九五○年代左右合成的藥劑,目的是在取代惡名昭彰的「古柯鹼(Cocaine)」。因為在十九世紀末期開始,從古柯葉提煉出的古柯鹼一直都是外科醫師在做局部手術時的最愛,直到它的副作用造成惱人的藥物成癮與濫用之後,它才被列為禁藥不准使用。

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為何古柯鹼能夠成為外科手術中「局部麻醉」的寵兒?如果想追根究底,就不得不在歷史的事件裡去看它崛起的經過,你會發現,它是兩位名醫推波助瀾的結果,而且也很不幸,這兩位名醫最後都成為古柯鹼的愛好者,以及毒品濫用的犧牲者。

古柯鹼是古柯葉的萃取物,它是南美洲特有的植物。雖然人類的考古發現,在五千年前的厄瓜多爾地區已有人類使用它的證據,但書面的相關文獻卻要等到「大航海時代」,哥倫布等探險家登陸美洲之後才陸續出現。

在西班牙的法蘭西斯可‧皮羅(Francisco Pizarro’s)征服印加帝國之前(約西元一五三三年),僅有零星的書信往來敘述到有關南美洲土著使用古柯葉的紀錄。最先提到古柯葉的人是跟隨西班牙探險家阿隆索‧德‧奧赫達(Alonso de Ojeda)造訪南美洲的旅遊作家Florentine Amerigo Vespucci。他發現在今天委內瑞拉的瑪格麗特島(Island of Margarita)上的土著嚼食含有某種白色粉末的樹葉(據信這就古柯葉及貝殼粉調製的碳酸鈣,原理似乎和今天在臺彎嚼食檳榔的人要加石灰一樣,以增強檳榔提神的效用),只不過他沒有提到古柯葉的效用。

當然之後也有Pedro de Gasca及 Pedro Cieza de Leon兩人在書信中提到上述相同的情況,不過都不約而同提到了更生動的描述──他們發覺土著在嚼食了這種神奇的樹葉之後,不僅不會感到飢餓,力量也會變強,顯得更有男子氣概。

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在印加帝國滅亡之後,古柯葉的祕密才似乎有更多人做詳盡的紀錄,甚至當時兩位有名的醫師Nicolas Bautista Mondares Alfaro和Francisco Hernandez(西班牙皇帝菲利浦二世的御醫)將古柯葉及其種子帶回西班牙研究。

為什麼在印加帝國滅亡之後,研究古柯葉的人才逐漸多了起來?根據史學家的說法,原來嚼食古柯葉在印加帝國是貴族才能享用的特權,一般的民眾並沒有這樣的「福利」,直到帝國滅亡之後古柯葉在平民之間才流傳開來,讓外來客容易見識這種神奇的植物。

可惜十六世紀以降對於古柯葉的研究都只是皮毛,除了發覺它有提神及止痛的功能之外,並沒有人從事更深入的研究,以致對於它的了解停滯不前,直到在一八六○左右,它的主要成分「古柯鹼」被德國生化學家Albert Niemann萃取出來後才逐漸改變。

Coca Wine Advertisement古柯鹼被萃取之後,相關的麻醉作用研究多止於動物實驗,但很快人們就發現,古柯鹼是種很棒的提神劑,可以加在精油、噴鼻液(止牙痛滴劑,如圖一)、酒類(如圖二)及鼻菸裡,甚至早期的可口可樂的處方中含有微量古柯鹼。一般民眾都在討論使用它之後產生的「超能力」,以及它神奇地治療感冒、減輕鼻塞及令精神愉悅的神奇功能。

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至於古柯鹼能應用於醫療的局部麻醉,還要拜心理學大師佛洛依德向眼科醫師卡爾‧柯勒(Carl Koller)的建議。因為他發現此藥可以引起黏膜麻痺的效果,所以將此發現分享給柯勒。

柯勒接受了佛洛依德的建議,成功完成了幾次利用古柯鹼做為局部麻醉的眼科手術,並且在一八八四年九月十五的海德堡眼科大會中發表,至此柯勒逐漸蜚聲國際,讓其他科醫師開始也跟著使用古柯鹼溶液做為局部手術的麻醉藥。

這股風潮很快吹到美國,結果美國外科界的傳奇人物霍斯德醫師,也就是約翰霍普金斯醫院的外科創辦人,跟著開始對它的廣泛研究。

精通神經解剖的霍斯德首先在數十個醫學院學生身上展開測試,有系統地在手臂、腿、臉的神經上注射,成功地讓這些被神經支配的部位造成麻木感,失去痛覺。不過他同時也發現,高濃度的古柯鹼會有令人發昏、意識迷惑、盜汗、瞳孔放大等等副作用,因此他也藉此調低濃度,以達到最大的麻醉效果,讓它和副作用之間取得平衡。

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不斷測試與實驗讓霍斯德累積相當多的經驗,使得他能夠用比別人濃度低的古柯鹼溶液做局部麻醉,完成了上千例的門診手術。同時他更難能可貴指導了牙齒醫師在口腔附近的神經節施打局部麻醉,讓牙科的處置不需用在乙醚或笑氣等等的全身麻醉下施行,避免了它們造成不適的術後難過症狀。

故事寫到這裡必須要有個中斷,因為鑑於古柯鹼有害人體的副作用,以及無數人因為它造成的「濫用」情形,美國政府不得不在一九一四年將古柯鹼列為禁藥,同時禁止它在醫療上使用,才將局部麻醉的研究打回原形,直到Lidocaine被合成後,才又開始了另一個新紀元。

同時,令人洩氣的是,「古柯鹼使用的提倡者」佛洛依德,以及在局部麻醉上使用古柯鹼很有心得的霍斯德醫師,兩人因為捨不得古柯鹼帶來的欣快感,雙雙變成毒蟲,終身毒癮纏身,無法自拔。

你是否也被嚇出一身冷汗?相信你一定了解我為何不敢把上述的故事講給李先生聽,我可不敢想像,他會錯意的時候,恐怕又會有驚聲尖叫跳下手術檯、落荒而逃的情形發生!

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蘇 上豪
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高雄人。1985年進入國防醫學院醫學系就讀,在繁忙的課業之餘從事文藝創作,曾連續獲得國防醫學院「源遠文學獎」1988及1989年小說獎第一名。 2010年起,受邀於網路「散文專欄作家交流平臺」,以「島國良民」為筆名,透過簡短的故事,發表有關醫學的科普散文迄今。現為臺北市博仁綜合醫院心臟血管外科主任。著有《開膛史》

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家人的處方藥可以吃嗎?注意用藥安全,避免成癮!
careonline_96
・2024/07/03 ・876字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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每到考試前,小華總是緊張到睡不著覺。

「要不要來吃一顆媽媽的安眠藥呢?既然是醫師開的藥,應該很安全吧。」

「等等!千萬不可以擅自服用處方藥喔!」

出現頭痛、生理痛或失眠時,很多人會擅自服用家人的藥物。但是未經醫囑使用處方藥,可能發生危險,或因為產生生理及心理的依賴,而有成癮的風險。

成癮性處方藥多半為中樞神經抑制劑及中樞神經興奮劑,容易因為濫用而對心理、生理造成危害,且會影響家庭、工作與人際關係。所以必須經過醫師診斷,開立處方箋後才可領用,以確保用藥安全。

對藥物成癮後,便必須反覆使用,否則可能出現各種戒斷症狀,例如緊張、焦慮、易怒、厭食、失眠、打呵欠、注意力不集中等。若過量使用藥物,可能傷害身體,甚至導致死亡。

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根據聯合國毒品和犯罪問題辦公室的統計資料,處方藥濫用主要集中在青少年,其致死人數遠遠超過使用海洛因、古柯鹼等傳統非法毒品的致死人數。

日常生活中,如果出現頭痛、生理痛或失眠等狀況,請尋求醫師的協助,千萬不能隨意使用他人的藥物。

如果在使用藥物後,發現有疑似藥物成癮的狀況,一定要盡快就醫治療,脫離藥物依賴!

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睡眠不足來杯咖啡?小心!這可能是個惡性循環——《人類文明》
天下文化_96
・2024/06/19 ・2251字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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咖啡因對大腦的影響

咖啡因是一種分子上的模仿大師。人類醒著的每一分鐘,腦中都會不斷增加腺苷(adenosine)這種化學物質,像是沙漏的沙子不斷累積,能夠告訴我們已經醒著多久,且會讓大腦運作逐漸放緩,創造出一種睡眠壓力,讓人體做好入眠的準備。所以醒著 12 個小時到 16 個小時,人就會感受到一種難以抗拒的誘惑,想回臥室躺著進入夢鄉。

然而,咖啡因的分子結構十分類似腺苷,能夠搶先一步與腺苷的受體結合,卻不會活化受體;這樣一來,反而是對這些腺苷受體形成一種化學封鎖。所以,只要你的腦中有大量咖啡因,腺苷就無法與受體結合,難以傳遞正常的訊號咖啡因就是靠著這種藥理作用來抑制睡意,使大腦保持警覺與專注。雖然腺苷依然不斷在大腦中堆積,只不過所發出的訊號就這樣被咖啡因給堵住了。但是,等到身體分解了咖啡因,腺苷就會宛如大壩潰堤,讓人感受到沛不可擋的睏意——這就是可怕的咖啡因崩潰(caffeine crash)。

植物合成咖啡因,原本是做為一種天然的殺蟲劑,避免葉子或種子遭到啃食,甚至還能殺死昆蟲。但奇怪的是,像是包括幾種咖啡類與柑橘類植物在內,有些植物的花蜜也含有咖啡因,花蜜原本該是用來吸引昆蟲授粉的。實驗結果顯示,咖啡因能夠增強蜜蜂的嗅覺學習能力,讓蜜蜂更能記得這些花的氣味,於是不斷回訪這些有著咖啡香氣的花朵。也就是說,這些植物等於是讓蜜蜂吸了興奮劑,引誘它們成為自己忠實的授粉者;可以說,正是咖啡因讓蜜蜂願意不斷嗡嗡嗡上工。

研究顯示,咖啡因是蜜蜂的興奮劑,可以讓他們願意不斷嗡嗡嗡上工。圖/envato

咖啡因的另一個作用是增加依核裡的多巴胺濃度,同時也會提高多巴胺受體的敏感性。這會刺激我們前面提過的中腦邊緣報償路徑,讓人在喝到一杯好茶或咖啡的時候,感受到愉悅的好心情;但也會讓人上癮。人類之所以愛喝咖啡或茶之類的飲料,是因為這能夠刺激大腦、抑制睡意;而且只要一開始喝了,就會因為咖啡因成癮而讓人維持這樣的習慣。於是回過頭來,我們就看到咖啡因對歷史產生了長久的影響。

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在啟蒙時代,咖啡在歐洲咖啡館裡刺激了知識份子的思想與話語;到了不斷變化的工業時代,則是茶讓英國工人階級的身心得以調適。工業革命淘汰了像是編織、打鐵這些傳統工藝,以龐大的機器加以取代。從煤氣燈到電燈泡,各種人造光源讓工廠開始能夠一路運作到深夜。而咖啡因不但能讓工人在單調無趣的工廠環境裡,維持清醒專注,連那些營養不良造成的飢餓感也能一併排除。茶裡面加的糖也能提供熱量,讓人在長時間的輪班期間維持體力。咖啡因就這樣將工人變成了更好的零件,更能配合那些永遠不知疲倦為何物的鋼鐵機器。

〔附注:出於類似的原因,戰爭時期的軍隊也會運用各種精神藥物。像是希特勒速度驚人的閃電戰,先是在 1939 年 9 月橫掃波蘭,接著在 1940 年初攻下法國與比利時。這一方面靠的當然是德意志國防軍裝甲師的機動性,坦克既配備了無線電裝置用於協調,還能得到德意志空軍轟炸機的空中支援。但另一方面,這項成功的背後還有另一項技術的支援:靠著合成興奮劑「甲基安非他命」(methamphetamine,分子結構類似腎上腺素),德軍能夠戰得更猛更久,而不會感覺精神倦怠或身體疲勞。安非他命的化學作用讓人進入高度警覺狀態,也大大提升了自信與攻擊性。閃電戰的成功,靠的其實也是部隊嗑了藥。就連希特勒本人也同時混打多種藥物(古柯鹼、甲基安非他命、睪固酮),提供作戰指揮時的體力。〕

咖啡因不但能讓工人在單調無趣的工廠環境裡,維持清醒專注,連那些營養不良造成的飢餓感也能一併排除。圖/envato

所以講到工業革命,工廠與磨坊的動力靠的是蒸汽機,但如果是操作機器的工人,靠的燃料就是東印度公司帶來的茶葉、加上來自西印度群島的糖。於是,茶的歷史深深植根於對勞工的剝削——從印度的茶園、加勒比海的甘蔗栽培園、再到英國的工廠,都壓榨著這些工人所有清醒的時分。

如今,若想要控制我們的睡眠清醒週期(sleep-wake cycle),咖啡因仍然是一項重要工具。這個科技社會的步調太過急促,不允許我們被動順應自己的生物時鐘,得主動加以調整,適應數位時鐘的要求。而很多人靠的就是自行攝取咖啡因,在每天上班途中把自己叫醒、讓自己能在辦公桌前熬夜趕工,或是在長途飛行後,把生理時鐘同步到新的時區。很多咖啡因成癮者都能自己調整這種藥物的劑量,一方面巧妙發揮咖啡因的正面作用,讓自己更能面對現代世界對專注力的需求,另一方面也能避免過度攝入造成的負面作用,像是焦躁不安、心跳加速、胃部不適。

然而,咖啡因雖然讓我們得以抑制大腦發出的睡意訊號,卻也成了現代人常常睡眠不足的一大主因。咖啡和茶就這樣和人類玩著兩面手法:我們喝咖啡和茶,是為了緩解長期的嗜睡;但造成這種情形的元凶也正是咖啡因。事實上,我們早上會想趕快來杯咖啡,讓腦子清醒一點、或是提振精神,很多時候其實是在緩解一夜難眠的戒斷症狀。

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——本文摘自《人類文明:生物機制如何塑造世界史》,2024 年 05 月,天下文化出版,未經同意請勿轉載。

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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快樂的事物令人上癮?為什麼多巴胺讓你成「癮」?——《人類文明》
天下文化_96
・2024/06/18 ・2126字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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多巴胺與大腦的愉悅中心

腦幹是大腦最早演化出的區域之一,也是連結脊髓的關鍵。腦幹頂部有一組稱為腹側被蓋(ventral tegmentum)的神經元,而大腦中有一個控制行為的區域,稱為依核(nucleus accumbens),腹側被蓋與依核的溝通,是透過一群會釋放多巴胺的神經元,稱為中腦邊緣路徑(mesolimbic pathway);雖然這些神經元只占了大腦所有神經細胞的一小部分(不到 0.001%),卻對激勵人類生存與繁殖的行為至為關鍵。

人吃東西、解渴或做愛的時候,都會讓中腦邊緣路徑釋放多巴胺。而且觀看、甚至只是去想些色色的事情,就足以刺激多巴胺的分泌。某些讓人覺得心滿意足的事,例如第一章〈文明背後的軟體〉談過的復仇、或是打電玩獲勝,也能刺激我們的多巴胺系統。

人腦接收到這些報償訊號,就會感覺愉悅,因此常有人說多巴胺是大腦裡的快樂物質。在動物界,不是只有人類具備這樣的多巴胺釋放機制。所有哺乳動物都有這樣的中腦邊緣報償路徑,可說是大腦運作最古老而基本的其中一項功能。事實上,整個動物界都很常看到這種用多巴胺或相關神經傳遞物質,來影響行為的系統。

人類遇到快樂的事,中腦邊緣路徑就會大量分泌多巴胺。為了讓我們順利生存,大腦就會想去重複那些上次啟動多巴胺系統的行為,並避開那些曾經抑制多巴胺系統的舉動。圖/envato

只要遇上對人有利的情形,例如有吃有喝,或特別是意外之喜,中腦邊緣路徑就會大量分泌多巴胺;相對的,遇上對人不利的情形,例如接受到負面經驗,或是沒有得到預期的報酬,則會讓多巴胺濃度下降。所以,為了調整人類行為,好讓我們在自然棲地成功生存,大腦就會讓我們想去重複那些上次啟動多巴胺系統的行為,並避開那些曾經抑制多巴胺系統的舉動。所以,這套關於快樂與報償的神經化學系統,其實也就是一套關於學習的神經化學系統。

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這條多巴胺路徑也連結了腹側被蓋與前額葉皮質;前額葉皮質是大腦前側一個有皺摺的區域,人類的這個區域明顯大於其他動物。前額葉皮質掌管各種高階的「執行」功能,例如對特定目標做出決策與規劃,因此也同樣受到多巴胺報償系統的控制。

這套由多巴胺引導的機制,很有效的讓人類表現出有利於在自然界生存的行為。然而,等到人類發現可以用其他方式(也就是各種藥物)來刺激這套機制,目的並不是為了生存,那就開始出問題了。酒精、咖啡因、尼古丁、鴉片,這四種藥物會有效讓人腦的報償系統出現短路,引誘中腦邊緣路徑釋放多巴胺(或是抑制多巴胺的消退、又或是讓神經元表面的受體更加敏感),於是讓人感受到愉悅、甚至是狂喜,強度遠遠超出自然界能給人的快樂。然而,相較於像是「進食」這種自然觸發多巴胺的因素,由這些藥物產生的愉悅永遠不會讓人覺得已經滿足。

這些藥物會在中腦邊緣路徑產生錯誤的訊號,讓人誤以為這種行為大大有益於生存繁衍,於是推動學習機制,重新設計大腦的連線,來反覆追求這些行為。人的癮頭正是由此而生,讓人產生渴望與強迫的行為,追求立刻就要得到的滿足感,不像是在自然世界當中,總得付出一些代價(例如花時間狩獵),才能得到多巴胺的報償。

人類現在可能也困在成癮的快樂陷阱裡。圖/envato

科學家曾在 1950 年代做過實驗,以手術將電極植入大鼠的大腦深處,讓大鼠只要每次按下某個開關,就能刺激依核。結果發現大鼠開始出現強迫性按開關的行為,每小時高達兩千次。牠們不喝水、不吃飯、不睡覺,不做任何正常的行為,就只為了讓自己不斷感受那純粹的歡愉,直到最後不支倒地。

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可悲的是,人類現在可能也困在類似的陷阱裡,只不過並不是有個電極埋在大腦裡直接發出刺激,而是有些化學物質同樣瞄準了提供報償的中腦邊緣路徑。更糟的是,原本的天然植物產品現在還能提煉濃縮,甚至用化學手法提升效力,像是從鴉片原料合成海洛因(heroin)。比起過去口服的方式,現在透過口吸、鼻吸、甚至是直接注射到血管裡,就會讓活性物質更快對大腦發送一波衝擊,不但讓人更為狂喜,也讓人更容易成癮。

由於多巴胺系統會重新校正,經過幾次感受到重大報償後,多巴胺的釋放還是會回到基本水準。這稱為對藥物的習慣化,也是因此,才讓癮君子(不管習慣化的是咖啡因、還是古柯鹼)總會需要愈來愈高的劑量,才能感受到原本的興奮程度。正如神經內分泌學家薩波斯基(Robert Sapolsky)所言:「昨天還覺得是意想不到的快感,到今天就覺得理所當然,再到明天還會覺得怎可以此為滿。」於是不用多久,藥物曾經能夠帶來的愉悅就這樣消逝不再,繼續用藥只是為了避免戒斷時的種種不適。到頭來,這幾種藥物極有效的侵入大腦,劫持了原本能夠調整行為以利生存的報償系統,藥物濫用也成了人類普遍的弱點。

——本文摘自《人類文明:生物機制如何塑造世界史》,2024 年 05 月,天下文化出版,未經同意請勿轉載。

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