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為什麼會產下雙胞胎?

陸子鈞
・2011/08/14 ・820字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 433 ・四年級

生雙胞胎很辛苦,尤其在農村。雙胞胎媽媽們生下的嬰兒個頭通常較單胞胎的小且虛弱,媽媽在生產的過程也容易併發一些問題。既然如此,演化上為什麼還會出現雙胞胎?一項在甘比亞的調查研究發現,會產下雙胞胎的婦女,當他們產下單胎的時候,也會比一般的單胎嬰兒還重,讓嬰兒比較有機會活下來。

英國醫學研究委員會(the U.K. Medical Research Council)自1950年代起,在甘比亞收集資料,並協助加強當地的醫療照顧。英國德倫大學的演化人類學家Rebecca Sear認為,這組完整且紀錄時間很長的數據極為特殊,尤其是從缺乏良好醫療照顧的人口中獲得。英國雪菲爾大學的演化生物學家 Ian Rickard則想看看這些資料能否告訴我們一些關於雙胞胎的生物學資訊。

Rickard和他的同事,調查了這三十年間,甘比亞婦女產下的1,889名單胎嬰兒,接著調查這些母親是否也產過雙胞胎,並紀錄體重。結果顯示,在雙胞胎之後出生的單胎嬰兒,較沒有的單胎嬰兒,平均出生體重重了226公克,研究團隊於8/9日在生物學通訊Biology Letter上發表了此項研究。研究結果在Rickard的意料之中,他表示,因為懷著雙胞胎會增加子宮的血液流量,為之後的單胎弟妹做好準備,能較容易獲得養分。令研究團隊訝異的是,即使單胎嬰兒在雙胞胎之前出生,體重仍比平均還重134公克。

這項發現顯示懷雙胞胎的種種壞處,會在生育其他單胎嬰兒時得到「補償」,或許這能解釋為何雙胞胎會在演化過程中被留下。

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此外,研究團隊還指出,血液中的IGF-1蛋白會使卵巢排出多個卵子,增加懷雙胞胎的機會。IGF-1蛋白,同時也調控懷孕期間胎兒的發育。

紐約杜魯大學醫學院的婦產科及生化學家Gary Steinman補充,血液中有高濃度IGF的牛,也有較高的機會產下雙胞胎。他認為,Rickard針對出生體重的研究是令人振奮的發現,但若要了解IGF是如何增加產下雙胞胎,則非常困難,因為基因和環境因素,在懷孕期間同時左右著發育雙胞胎的可能性。他說:「故事顯然沒那麼單純。」

資料來源:ScienceNow: Why Do Women Have Twins? [9 August 2011]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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精神個案系列:「沾染」孿生姊妹的妄想?!
胡中行_96
・2022/12/29 ・2089字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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埋葬了母親,這對孿生姊妹就只剩彼此。走到知天命的年紀,能繼續如影隨形,甚是福氣。從小同住的她們加緊相依,少與外界往來,時光荏苒十二載。[1]

孿生姊妹從小同住,母親在她們 50 歲時過世。圖/Ladious on Flickr(CC BY-SA 2.0)

美國紐約州的聖約翰聖公會醫院(St. John’s Episcopal Hospital)裡,時年 62 歲的兩人,正向急診醫師抱怨各自的不適:[1]

A 女士說,性侵她的幽魂已然離去,所以連二週的腹疼轉好;但遠在祖國的法師,仍以黑魔法掌控她們姊妹倆。病歷顯示A女士得過些許生理疾病,並在 18 歲時確診思覺失調症(schizophrenia)。[1]感知錯亂或想法詭譎,算是該疾患的標配,無須驚怪。[2]急診醫師沒以人廢言,安排一系列生理檢查,結果完全不顯著。[1]

B 女士也稱病,說自小被該名法師附體,夜晚又遭幽魂性侵。根據病歷紀錄,52 歲時,得過不明精神疾病。她今天一如 A 女士,做完檢驗,查無生理異常。此前兩位女士已多次進出急診,都是這般模樣:同日就醫,描述一樣的症狀。有時 A 女士真有生理狀況也罷;依賴性重的 B 女士亦表示自己有相仿的毛病。雙雙住進內科病房,後者就是平白折騰,浪費資源。[1]那麼此次兩人都身體健全,又是怎麼回事?

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共有型精神病

聖約翰聖公會醫院的醫師,考慮了共有型精神病(folie à deux)的下列 4 種亞型:[1]

  1. 強制型精神病(folie imposée):某精神病患的妄想(delusions),被轉移給與之親密的正常人。一旦隔離開來,後者就會喪失那些不實的想法。[1]
  2. 同時型精神病(folie simultanée):關係密切的兩人,同時罹患一種精神疾病。[1]
  3. 傳播型精神病(folie communiquée):長期阻抗未果,受精神病患影響後,就是分開也未能痊癒。[1]
  4. 感應型精神病(folie induite):與病友接觸的精神病患,接收對方的妄想。[1]

既然觸發要件是同住;診治關鍵則在於隔離。這對孿生姊妹遂被送入分別的精神病房。[1]

分開治療

醫師給兩位女士開了第二代抗精神病藥物。[1]有異於第一代主要對抗多巴胺受器;第二代抗精神病藥物除了該功能,大多藥效來自阻斷某些血清素受器。[3]儘管還是有鎮靜和體重增加等副作用;其與多巴胺受體若即若離的結合,比較不會造成肢體扭曲、靜坐不能、非自主活動的錐體外症候群(extrapyramidal symptoms,簡稱EPS)。[3, 4](請參見臺劇《村裡來了個暴走女外科》裡,阿梅婆中邪般的經典示範。[5, 6]

《村裡來了個暴走女外科》裡,罹患錐體外症候群的阿梅婆。影/參考資料 6

同採第二代抗精神病藥物,A 女士服用 risperidone;B 女士則被施以 paliperidone。[1]Paliperidone 是 risperidone 的活性代謝物,只多了個羥基(hydroxyl group,又稱「氫氧基」),兩者運作機制雷同。[7, 8]不過,也有研究發覺 paliperidone 的療效似乎勝出,並推測是因為它能長時間在血漿中,維持穩定藥物濃度的緣故。[8]

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Risperidone的化學結構。圖/Fvasconcellos on Wikimedia Commons(Public Domain)
Paliperidone 的化學結構,右上角有個羥基(- OH)。圖/Fvasconcellos on Wikimedia Commons(Public Domain)

療效與預後

住院期間,A 女士的病況逐漸進步;B 女士的妄想,更在二人被隔絕的翌日,立刻改善。看樣子,B 女士的診斷該是「強制型精神病」無誤。然而好景可會長久?孿生姊妹總要離開醫療機構,回歸社會。強制型精神病的患者,性別分佈平均,有夫妻,有手足,也不見得遭長幼關係牽制,唯獨怕跟原發個案合居。[1]

奇幻脫序的思想深根固柢,並非藥物能輕易剷除。出院後,共處一個屋簷下,就難保潛移默化。到時脆弱的 B 女士,若再度感同身受,肯定病得糊塗。[1]《莊子‧大宗師》有言:「相濡以沫,不如相忘於江湖。」[9]將此個案報告投稿至期刊的醫師,文末語重心長,祈願能調整她們的居住形式,才得以治療根本。[1]

  

參考資料

  1. Shaikh A, Lai R. (2022) ‘Delusions of a Magic Man Shared by Codependent Twin Sisters’. Case Reports in Psychiatry, 9126521.
  2. Schizophrenia’. (10 JAN 2022) World Health Organization.
  3. McNeil SE, Gibbons JR, Cogburn M. (17 MAY 2022) ‘Risperidone’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  4. D’Souza RS, Hooten WM. (01 AUG 2022) ‘Extrapyramidal Symptoms’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  5. 村裡來了個暴走女外科」(17 MAY 2022)Facebook.
  6. 公視戲劇PTS Drama.(15 MAY 2022)「蔡淑臻也是乩童?起駕幫治療超有心|《村裡來了個暴走女外科》EP3 精華」YouTube.
  7. Edinoff AN, Doppalapudi PK, Orellana C, et al. (2021) ‘Paliperidone 3-Month Injection for Treatment of Schizophrenia: A Narrative Review’. Frontiers in Psychiatry, 12:699748.
  8. Oh S, Lee TY, Kim M, et al. (2020) ‘Effectiveness of antipsychotic drugs in schizophrenia: a 10-year retrospective study in a Korean tertiary hospital’. NPJ Schizophrenia, 6, 32.
  9. 相濡以沫」國家教育研究院成語典。(Accessed on 17 DEC 2022)
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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新生兒基因檢測及早發現,把握黃金治療期
careonline_96
・2021/07/01 ・2640字 ・閱讀時間約 5 分鐘

在少子化的台灣,每個孩子都是寶,父母親殷切期盼孩子出世,更希望孩子能健康長大。隨著檢測技術的進步,家長們也有越來越多的選擇。

最首要的是國家提供的篩檢項目,包含代謝篩檢與聽力篩檢。目前的新生兒先天性代謝異常疾病篩檢有 21 個項目,這些代謝疾病若未能及時治療,可能造成損害,導致永久性後遺症。禾馨醫療小兒科陳菁兒醫師指出,國民健康署提供的新生兒篩檢主要是篩檢「採檢當下」血液中的代謝產物、酵素,可以找出急性或嚴重程度較高的疾病,以便即早接受治療、減輕症狀。至於聽力篩檢,可以找出當下已經發生嚴重聽力損傷的寶寶。

由政府補助的各項篩檢皆相當重要,但還是有其侷限性,陳菁兒醫師分析,所以有些未列入篩檢的疾病,或者是比較晚發病的寶寶,往往得等到出現症狀、生長遲緩時,才就醫檢查,可能錯過黃金治療期,而造成父母的自責與遺憾。

受惠於醫學的進展,目前已可運用基因檢技術讓新生兒篩檢更加完善,「新生兒基因檢測」只需寶寶採取幾滴血液或是刮取口腔黏膜細胞便能進行檢驗,能夠提早驗出晚發型的寶寶,且涵蓋更多疾病種類。

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新生兒聽力篩檢正常,長大後卻出現聽力損傷!?

新生兒基因檢測的起源與聽力篩檢有關,陳菁兒醫師解釋,以往大家認為只要通過新生兒聽力篩檢的寶寶,聽力應該就沒有問題,但是後來卻發現,部分在 4-5 歲有語言發展遲緩的小朋友,檢查起來其實是聽力損傷造成的學習遲緩,代表仍有部份聽力損傷無法透過新生兒聽力篩檢出來。

台大醫院耳鼻喉科醫師與基因醫學部團隊針對這個問題深入研究,這才發現台灣人具有一些特別常見的聽損基因及點位,於是發展出聽損基因檢測在新生兒的應用。

陳菁兒醫師說明,上圖中藍色圈圈代表由新生兒聽力篩檢所發現當下已經有嚴重聽損的寶寶,橘色圈圈是利用基因檢測所找出來較輕微、以及晚發型的聽損寶寶。研究發現這兩種檢查重疊的部分很小,也就是說新生兒基因檢測可以找到傳統聽力篩檢無法篩檢到的族群,且兩者同等重要,無法互相取代。

這樣的研究開啟了新生兒基因篩檢的應用,在台灣也已經頗為普及,準父母在產檢過程中都可以由醫療院所獲得相關資訊。

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新生兒基因檢測涵蓋更廣泛

不同檢測技術,可以找出的不同疾病特性的族群,陳菁兒醫師說明,「新生兒代謝篩檢」所檢驗的採檢當下寶寶血液中的代謝物質,可以偵測出急性且嚴重的代謝疾病,但輕型或晚發型代謝疾病就不一定驗得出來;「新生兒基因檢測」則可以提早找出高風險寶寶,後續便能加強照護和追蹤。

除了聽力損傷及代謝疾病,目前新生兒基因檢測的應用範圍很廣,還可以進階到找出特定中樞神經、血液、肌肉、心臟、視力等多種疾病,陳菁兒醫師說,透過基因檢測甚至可以了解一些藥物過敏的問題。

「基因檢測可以實現預防醫學與精準醫療的概念。」陳菁兒醫師說,「以藥物過敏為例,輕微的可能只是皮膚搔癢紅腫,但嚴重可能導致死亡。過去大家只能在用藥之後,才從臨床反應知道是否對藥物過敏,現在則可利用藥物基因檢測找出可能引起過敏反應的藥物,就醫時就能提醒醫師避免使用相關藥物,或調整藥物劑量,以降低藥物不良反應發生的機會。」

藥物基因體學包括藥物代謝與藥物不良反應的資訊,陳菁兒醫師分析,因為每個人對藥物代謝的速率不同,所以在相同劑量下可能產生不同的反應,譬如小朋友常用的退燒藥,可能因為代謝速率不同而導致不良反應,嚴重可能造成腸胃道出血。成人常用的降尿酸藥物,在某些人身上可能出現史帝芬強生症候群 (Steven-Johnson Syndrome,SJS) 或毒性上皮溶解症 (Toxic Epidermal Necrolysis,TEN),皮膚會嚴重潰爛,甚至導致死亡。

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「還有知名電視劇「麻醉風暴」中上演的惡性高熱,主要是因為帶有特殊基因的人群,在使用某些麻醉藥物後容易演變成惡性高熱,而危及性命。」陳菁兒醫師說,「以往這些比較特殊的案例,常找不到原因,但是現在透過藥物基因檢測,我們可以提早找出容易對這些高敏感藥物產生不良反應的族群,有助於提升用藥安全。」

因為人體的遺傳基因不會改變,一輩子只需要驗一次即可,這些攸關用藥安全的資訊,長大以後也都非常實用。

基因檢測讓家族成員連帶受益

針對有家族史的寶寶,因為帶有相同疾病基因變異的機率比較高,需要以基因檢測確認是否為高風險寶寶,提早做預防照護。

至於沒有家族史的寶寶,則可以透過基因檢測找出相關疾病,並能藉此找出隱藏的家族史而讓整個家族受益。

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也就是說,新生兒基因檢測的好處其實不只侷限在受檢的寶寶,陳菁兒醫師分析,包含已出生、未出生的兄弟姊妹、其他家族成員,甚至上一代或下一代都可能是受益的對象。

無論是否有已知家族史,如果新生兒驗出疾病基因變異,都應該接受完整遺傳諮詢,必要時再進行相對應基因檢測。「有的家族因為寶寶做了基因檢測,才發現其他家族成員其實也有相同的疾病,因而得以提早接受治療。」陳菁兒醫師說,「另外,了解遺傳疾病的狀況,也可以讓爸爸媽媽在準備生育下一胎時,做好計畫。」

貼心小叮嚀

陳菁兒醫師提醒,基因檢測是一種風險評估的概念,一生只需驗一次,就可以得到終身受用的基因疾病資訊。提早檢測就越能夠提早預防,避免錯失疾病的黃金治療期,甚至其他家族成員也可能連帶受益喔!

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