面對科技進步帶來的轉變－《富足》讀後感

本文與  益福生醫 合作，泛科學企劃執行

昨晚，你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎？這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾，甚至在腦海中數了幾百隻羊，大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程，讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇：你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠，我們得先認識身體的一套精密防衛系統：下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA axis） 。這套系統原本是演化給我們的禮物，讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時，能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動，腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙)，這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性，讓我們在危機中保持清醒 。

然而，現代人的「劍齒虎」不再是野獸，而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說，身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

在理想的狀態下，人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後，身體會進入「修復模式」，此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點，讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素（Melatonin）接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號，它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素（Orexin）神經元，幫助大腦順利關閉覺醒開關。

然而，當壓力介入時，這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出，長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化，使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌，更會讓食慾素在深夜裡持續活化，強迫大腦維持在「高覺醒狀態（Hyperarousal）」。 這種令人崩潰的狀態就是，明明你已經累到不行，但大腦卻像停不下來的發電機！

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升，而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸，分泌更多皮質醇來試圖消炎，高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期（REM），導致睡眠品質變得低弱又破碎，最終形成「壓力－發炎－失眠」的惡行循環。也就是說，你不是在跟睡眠上的意志力作對，而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關：PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局，科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系：腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路，這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」，而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便，更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話，直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」（Psychobiotics）。

在眾多研究菌株中，發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發，累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」（First Night Effect, FNE），也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難，俗稱認床。科學家在進行實驗時發現，補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期（NREM）的睡眠長度，且入睡更快，起床後也更容易清醒。更重要的是，不同於常見的藥物助眠手段（如抗組織胺藥物 DIPH）容易造成快速動眼期（REM）剝奪或導致睡眠破碎化，PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力，它能有效縮短入睡所需的時間，並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現，即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理（Heat-treated），轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」（Postbiotics），其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點，讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中，科學家觀察到一個耐人尋味的現象：當詢問受試者的主觀感受時，往往會遇到強大的「安慰劑效應」，無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人，主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相，讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而，客觀的生理數據（Biomarkers）卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後，實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人（84.6%）出現了夜間褪黑激素分泌增加，且壓力荷爾蒙（皮質醇）顯著下降，這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統，而不僅僅是心理安慰。

最值得關注的是，對於那些失眠指數較高（ISI ≧ 8）的族群，這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後，不僅生理標記改善，連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間，以及焦慮感也出現了顯著的進步。

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重新定義深層睡眠：構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息，而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠，關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石，始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境，到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統，並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現，身體便能更順暢地啟動睡眠開關，回歸自然的運作節律。

與其將失眠視為意志力的抗爭，不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持，每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始，為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作，泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡，乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生；但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視，那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」（IPF），其預後往往不太樂觀，確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先，我們得先破解一個迷思：肺纖維化並不是單一疾病，而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」，腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象，患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕，像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是，IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性，一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化，是兩種完全不同的概念。

肺部為何會變成「菜瓜布」？

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布？這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織，就是肺部間質組織（interstitium）的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍，包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下，肺部損傷後會啟動修復機制，並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內，這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號，導致負責修復工作的「纖維母細胞」（fibroblasts）被過度活化，進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織，最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現，這個過程之所以棘手，在於它是一個「惡性循環」，肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ，它們相互加乘，演變成難以阻斷的強大破壞力。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ，但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸，特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外，患有自體免疫疾病（如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎，）的患者，他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人，必須特別警覺。

打斷惡性循環的挑戰，為何只對抗「纖維化」還不夠？

面對這個不可逆的疾病，醫學界長年束手無策，直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥：Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺，首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而，這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望，卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看，這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題：既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊，那麼，我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略，從而更有效地打斷這個惡性循環？

找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題，科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素：磷酸二酯酶 4B（PDE4B）。

為什麼鎖定它？讓我們看看它的「雙重作用」機制：

1. 關鍵位置： PDE4B 同時存在於免疫細胞（與發炎有關）與纖維母細胞（與纖維化有關）當中。
2. 作用機制： PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP（環磷酸腺苷） 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
3. 雙重抑制： 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性，細胞內的 cAMP 就不會被分解，濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞，同時產生抗發炎與抗纖維化的雙重效應。

簡單來說，鎖定並抑制 PDE4B，就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程，有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來，全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗，我們相信，在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後，期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

最後，我們必須再次提醒，特發性肺纖維化（IPF）與漸進性肺纖維化（PPF）是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手，雖然現有的治療手段能延緩惡化，但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織，因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

我們可能很難想像未來的生活之面貌，因為總是有意想不到的科技產生，不過科幻小說家還是能讓我們充滿想像。究竟科幻小說家想像的未來又有多真實呢？來讀讀 美國日裔科學家加來道雄（Michio Kaku）的《2100科技大未來：從現在到2100年，科技將如何改變我們的生活》（Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100）這本既科幻又科普的好書吧。

雖然說《2100科技大未來》是要預測未來近一百年的科技發展，不過其大半內容，主要還是要介紹現代最尖端的先進科技，以及那些尖端高科技在未來的發展。 這個任務，最有資格的執行者之一，就是作者加來道雄。和凱文．凱利（Kevin Kelly）的《科技想要什麼》（What Technology Wants）偏重哲學式思考不同的，《2100科技大未來》更在乎的是科技的務實發展；其預測的未來也比《富足：解決人類生存難題的重大科技創新》 （Abundance: The Future is Better Than You Think）預測的還更長遠，而且不像後者還需顧及政策面（請參見〈究竟科技想要什麼？〉和〈理性樂觀的富足〉）。

加來道雄是紐約市立大學理論物理學教授，超弦理論（Superstring）的奠基者之一。他同時是Discovery頻道《科幻成真》（Sci Fi Science: Physics of the Impossible）的節目主持人。他主持了兩個廣播節目：《探索》（Explorations）和《奇幻科學》（Science Fantastic），在超過140個廣播電台播出。他還著有《穿梭超時空》（Hyperspace）、《愛因斯坦的宇宙》（Einstein’s Cosmos）、《電影中不可能的物理學》（Physics of the Impossible）、《NEXT 20 years and after》（Visions）、《平行宇宙》（Parallel Worlds）等書，大多也有繁體中文版。

加來道雄推估，我們人類社會將會在科技大幅飛躍下，在百年內進入第一型行星文明。至於啥是行星文明？加來道雄指出，那是能夠充分控制居住行星能源來源的文 明。我們現在的文明，大概是一個0.7型的行星文明。第二型文明可能開發恆星輸出的全部能量。而進入第三型狀態以後的文明，將已經探索過星系內的多數地 方。

加來道雄探討人類文明的幾個進展方向，分別是「電腦的未來──心靈控制物質」、「人工智能的未來──機器的興起」、「醫學的未來──完美與超越」、「奈米 科技──萬物始於虛無？」、「能源的未來──來自眾星的能源」、「太空旅行的未來──奔向眾星」、「財富的未來──贏家和輸家」、「人類的未來──行星文 明」。

不過，科技始終來自人性，即使未來人類文明進展至行星文明，人類還是會深受穴居人原則的約束，也就是說我們演化千萬年而來的原始慾望（娛樂、情感、社交等），仍然不會受到高科技的改變，而且會繼續影響我們的行為、決策和選擇。

加來道雄指出，在電腦的未來中，軟性電子紙會當道，而類似Google眼鏡的也將進展至隱性眼鏡的地步。晶片將會在功能更為強大下繼續縮小，而且在生活中 各種物品中無所不在。不過加來道雄也提到晶片的縮下有其物理限制，並嚴正警告矽谷該設法準備面對，否則矽谷也會淪落成下一個鐵鏽地帶。未來甚至會出現可以 接收腦波的晶片，然後控制的物體移動和運作，我們就可以念力控制物質，未來人類就會像神話中的天神般！

《2100科技大未來》揭示的未來世界，機器人無處不在，雖然它們未必都以人形現身。機器人漸漸取代單調的工作，並代替我們去從事危險的工作。台灣未來老 齡化社會最大的隱憂是老年照護，而未來機器人可以勝任這個工作。而人工智能，也要對人類友善，以免人類淪為機器人的奴隸。

未來我將可以便宜地取得自已的全基因體（書中用「基因組」一詞）的序列，瞭解自己罹患疾病的風險，還可以為「體質」量身訂做藥物和療法呢（請參見〈從基因標靶藥物，到實現個人化醫藥的未來基因體醫療〉）。生物醫學家還能夠利用幹細胞加上3D列表機印出完整的人體器官（請參見〈第三次工業革命的自造者時代〉）。甚至還利用基因療法來改善自己或下一代的遺傳，不過這在生物倫理學界仍有極大爭議（請參見〈人性正義的反對完美〉），我想加來道雄這位物理學家有點太單純了。

《2100科技大未來》還預測出可以隨時監控癌細胞晶片，在我們吃喝拉撒睡時守護我們的健康。其實，儘管所有動物都難逃一死，不過並非所有動物都會經歷老 化（例如海龜等爬蟲動物，不是老死，而是因為意外、饑餓或被獵食而死），因為只要我們掌握這些動物不老的秘密，我們就能減緩老化、延長壽命。

未來科學家和工程師會開發出利用分子、甚至原子層次的奈米裝置。在醫療方面，癌細胞在被上述晶片測偵出時，就利用奈米裝置巡航我們身體，把癌細胞找出並消 滅它們。雖然晶片可能無法再更為強大下繼續縮小，但是量子電腦或是DNA電腦出現可以取代晶片的不足。可程式化材可能將會讓《魔鬼終結者第2集》 （Terminator 2: Judgment Day）中可以改變形狀的殺手機器人可行，不過與及用來當殺手，我們將會用可程式化材來製造建築、家具等等吧，還可視使用情況或心情調整形狀和結構呢。

《2100科技大未來》指出，受控核融合將完全取代石油的乾淨能源方案，書中清楚並深入淺出地解釋了受控核融合在工程上的可行性及困難處。不少物理學家也對受控核融合在我們有生之年成為實際運作的科技深具樂觀的信心（請參見〈給未來總統的物理課－必須面對的科學真相〉）。還有利用室溫超導體可以做出磁浮科技，未來汽車、列車可以高速在低阻力的情況下行駛。室溫超導體也可以大幅降低電子在纜線內傳輸的耗損，讓未來電力經濟地超長距離傳輸成為可行。

談科技未來，不免俗一定得提到星際旅行。《2100科技大未來》指出，未來利用大空電梯探索《地心引心》（Gravity）中呈現的地球美景，將不再是夢 想而已。而人類下一趟最大探險，將會是火星登陸。我們甚至有可能再利用當時的高科技，改變火星大氣而讓人移居。我們也將會派機器人前往其他太陽系探險。

最後，《2100科技大未來》討論人類的財富未來。加來道雄指出，科學實際上就是經濟繁榮的引擎，也有經濟學家同意並也提出現在的經濟停滯發展就是因為受限科技進展（請參見〈軟柿子不再垂得低低的大停滯〉）。《2100科技大未來》也表示，未來主要的工作將是屬於需要有判斷力與創造力者。機器人將取代只能執行單調重複動作的工人。未來的人生勝利組將是屬於能夠好好用心地利用知識提供有效判斷力的人。

加來道雄卻感嘆現在美國的金頭腦大都跑去華爾街玩財富轉來轉去的炒作遊戲，而非投入科學與工程的研發。當然金融業的資金流動對科技業也很重要，但過猶總是 不及的。再加上，歐美日等先進國政府也因舉債過高而大砍科研預算，而且也有新自由主義論者從沒弄懂，政府才是高風險科研唯一也是最佳的支助者，因為極少有 大企業有能力和心思會想要進行革命性科技的研發，而僅是把政府支持研發出的知識做應用性開發。

我們未來的前途，可能不是科學家和工程師的能力問題，而是政治和經濟能否有足夠的智慧允許科學家和工程師從事未知知識的研究探索。因此，《2100科技大 未來》所樂見的高科技文明的願景，只要在世界各大國政府仍然還有遠見地繼續大力支持和贊助科學研究的情況下，就會是我們人類的實際未來！

本文原刊登於Readmoo.com【GENE思書軒】，並同步刊登於The Sky of Gene。