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災難醫學(三):不可忽視的災區心理衛生

陳妤寧
・2014/06/10 ・2639字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

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採訪編輯 / 陳妤寧

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

災難發生初期,負責急救或處理外傷的醫療援助通常是大家關注的焦點,然而災民所承受的心理壓力,也需要精神科醫生的協助。本專題訪問了曾長期追蹤九二一大地震災民心理健康的高雄市立凱旋醫院副院長周煌智醫師,讓我們更瞭解精神科醫生在災難醫學中所扮演的角色。

災難後的倖存者在災難發生初期容易產生「急性壓力反應」,如恐慌、害怕事件再次發生、焦慮、睡眠障礙(如夢魘)等等現象。而震災相較於其他類型的災難,後續的餘震會對災民形成更大的心理壓力。儘管大多數災民心理所受的創傷會隨著時間逐漸緩解、平復,但部分有持續創傷後壓力疾患症狀的災民,則是精神科醫生需長期瞭解並追蹤的對象。

具有「急性壓力反應」的個案,在其大腦迴路中,將恐懼感和曾遭受的威脅相連結,因此如果再面臨類似的情境,例如餘震再度侵襲,會重新喚起創傷受害者的恐懼記憶,產生希望逃離的強烈生理反應。這種恐懼記憶如果持續數月,約有九二一大地震的倖存者的百分之八至十會出現「創傷後壓力症候群」(post-traumatic stress disorder,PTSD)。

周煌智醫師表示,當年他們在急救站所開設的看診攤位幾乎乏人問津。在九二一地震發生的 1999 年,民眾對於必需到精神科就診仍然抱持相當負面的觀感。「我又沒發瘋!」是聽到精神醫療時最典型的反應。(圖片來源:陳妤寧 )
周煌智醫師表示,當年他們在急救站所開設的看診攤位幾乎乏人問津。在九二一地震發生的 1999 年,民眾對於必需到精神科就診仍然抱持相當負面的觀感。「我又沒發瘋!」是聽到精神醫療時最典型的反應。(圖片來源:陳妤寧 )

 

災難前線的精神科醫師

周煌智醫師表示,災時第一線進入的醫師通常屬於急救科、外科,而精神科醫師通常在第二時間後(亞急性期)才扮演較為重要的角色,若在第一時間就進入,其角色界乎於醫生和志工之間,可以協助急救科做基礎包紮,或者為睡不著的民眾開立安眠藥物或是鎮靜劑。而大約在災後3-6月、第一線醫療人員撤離現場之後,精神科醫師及心理復健團隊接手心理重建和長期觀察格外重要。

九二一大地震之後,台灣的精神醫療界重新檢視未來處理災難時的應變措施,政府決定將精神科拉入二十四小時內進駐的第一線。周煌智醫師並不反對這項政策,因為若可提早進入災區,評估災民需求,並且和災民打好關係,取得信任感,對於精神科醫師日後的長期追蹤也極有幫助。

由急救站走入民眾

周煌智醫師表示,當年他們在急救站所開設的看診攤位幾乎乏人問津。在九二一地震發生的 1999 年,民眾對於必需到精神科就診仍然抱持相當負面的觀感。「我又沒發瘋!」是聽到精神醫療時最典型的反應。

然而,在醫療站隔壁的民間收驚攤位卻是大排長龍,周煌智醫師認為這代表災民的確受到了驚嚇、希望獲得安撫。為此,他決定改變策略,走出定點急救站、親自踏訪家家戶戶,也就是「outreach(拓展)」策略。強調以精簡的問卷,並結合年節活動來宣導災後常見的急性壓力反應,包括恐慌、焦慮、失眠、惡夢、悲傷等症狀,讓民眾更瞭解精神醫療的工作以及自己是否有需要就醫或接受諮詢。改變策略並獲得當地災民的信任後,接受輔導的個案從八人躍升為一百多人,才順利展開災區的心理重建工作。

災後心理重建

在災區著手精神醫療前,需先找出需要幫助的正確對象。某些情緒起伏屬於一般壓力下的正常焦慮,而某些症狀若具有持續性可能就需要觀察。還有某些人可能在災難發生前就已經累積了創傷記憶或具有心理疾病的症狀,延遲數年以後,透過這次災難的誘發才發病或著獲得治療。災難發生之後,除了自殺率,藥物依賴、酗酒或是家庭暴力的比例都有可能在災區增加。

除了面對親人喪生的悲痛之外,社交網絡和生計來源的中斷都對災民形成了心理壓力。一方面需要改善這些外在情境問題,另一方面也要協助災民重新和正常生活重新接軌,避免災民活在冰封的記憶之中。

從生物因素來看,精神科學家持續在研究基因突變和罹患 PTSD 的機率、以磁振造影觀察 PTSD 患者在主司「推理」和主管「情緒」的腦區、以及能夠協助關閉腦內警戒系統的特定賀爾蒙能夠如何發展 PTSD 療法。

但除了生物因素之外,社會情境和心理癥結也都是精神治療的重點,多種不同的創傷研究顯示,社會資源是對抗 PTSD 與其他心理疾病的一大緩衝力量。災民之間的相互安慰若具有正向的引領,會是很好的復原幫助。而周煌智醫師也正向看待宗教在其中扮演的角色,認為宗教的安慰作用與精神醫學的諮商功能並行不悖。

長期而言,絕大多數災民會逐漸恢復,而受創較為嚴重的災民可轉介至一般精神醫療門診,回歸社區心理衛生中心的輔導。以周煌智醫師所追蹤的南投縣魚池鄉而言,急性壓力症候群的比例到災後第三年已經顯著下降,只比一般人的比例稍高一些。

未來的災難醫學 — 處理模式及大眾認知

提到 2009 年的莫拉克風災,周煌智醫師認為不同類型的災難間,在處理上也會有各自獨特的情形,例如震災後的餘震容易再次引起災民恐慌;而風災、水災後續的公共衛生如果沒有做好,也可能對災民心理產生新的壓力。

不過,精神科在這些不同類型災類中所扮演的角色,共通性在於都需要聆聽災民的恐慌、悔恨、甚至是倖存者想到亡者時的自責和罪惡感:「為什麼是我活下來?」「為什麼我沒辦法救他?」。 這些情緒就像水庫一樣需要洩洪,需要他人同理心的聆聽。而災難醫學應該就這些共通的基本原則,建立未來面對災難時的 SOP 處理流程。

當我們開玩笑地說:「你不要在那邊發神經!」這類言語時,其實都在不知不覺中對潛在患者形成壓力、不敢求助。事實上,精神疾病就是一種人腦中的神經傳導物質、或自律神經過度敏感失調,所引起的一種疾病。就好像我們的腸胃系統偶爾也會生病一樣,身體受到壓力時所會產生「正常的異常」。當我們能夠用同理心面對他人所承受的心理壓力時,精神醫療才能幫助更多的人。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威│元智大學資訊社會研究所

延伸閱讀:
《壓力:復原之本》

災難醫學系列專題:

 

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陳妤寧
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熱愛將知識拆解為簡單易懂的文字,喜歡把一件事的正反觀點都挖出來思考,希望用社會科學的視角創造更宏觀的視野。

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金魚的記憶才不只 7 秒!記憶力怎麼回事?好想要超大記憶容量
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/01 ・2720字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 美光科技 委託,泛科學企劃執行。

你是不是也有過這樣的經驗?本來想上樓到房間拿個東西,進到房間之後卻忘了上樓的原因,還完全想不起來;到超巿想著要買三四樣東西回家,最後只記得其中兩樣,結果還把重要的一樣給漏了;手機 Line 群組裡發的訊息,看過一轉身回頭做事轉眼就忘了。

發生這種情況,是不是覺得很懊惱:明明才想好要幹嘛,才不過幾秒鐘的時間就全部忘記了?吼呦!我根本是金魚腦袋嘛!記憶力到底是怎麼回事啊?要是能擁有更好的記憶力就好了!

明明才想好要幹嘛,一轉眼卻又都忘記了。 圖/GIPHY

金魚的記憶才不只 7 秒!

忘東忘西,我是金魚腦?!無辜地的金魚躺著也中槍!被網路流傳的「魚只有 7 秒記憶」的說法牽累,老是被拖下水,被貼上「記憶力不好、健忘」的標籤,金魚恐怕要大大地舉「鰭」抗議了!魚的記憶只有 7 秒嗎?

根據研究顯示,魚類的記憶可以保持一到三個月,某些洄游的魚類都還記得小時候住過的地方的氣味,甚至記憶力可以維持到好幾年,相當於他們的一輩子。

還有科學家發現斑馬魚在經過訓練之後,可以很快學會如何走迷宮,根據聲音信號尋找食物。但是當牠們壓力過大時會記不住東西,注意力分散也會降低學習效率,而且記憶力也會隨著衰老而逐漸衰退。如此看來,斑馬魚的記憶特點是不是跟人類有相似之處。

記憶力到底是怎麼回事?

為什麼魚會有記憶?為什麼人會有記憶?記憶力跟腦袋好不好、聰不聰明有關係嗎?這個就要探究記憶歷程的形成源頭了。

依照訊息處理的過程,外界的訊息經由我們的感覺受器(個體感官)接收到此訊息刺激形成神經電位後,被大腦轉譯成可以被前額葉解讀的資訊,最終會在我們的前額葉進行處理,如果前額處理後認為是有意義的內容就有可能被記住。

在問記憶好不好之前,先了解記憶形成的過程。圖/GIPHY

根據英國神經心理學家巴德利 Alan Baddeley 提出的工作記憶模式,前額葉處理資訊的能力稱為「短期工作記憶」,而處理完有意義、能被記住的內容則是「長期記憶」。

你可能會好奇「那記憶能被延長嗎」?只要透過反覆背誦、重覆操作等練習,我們就有機會將短期記憶轉化為長期記憶了。

要是能有超大記憶容量就好了!

比如當我們在接聽客戶電話時,對方報出電話號碼、交辦待辦事項,從接收訊息、形成短暫記憶到資訊篩選方便後續處理,整個大腦記憶組織海馬迴區的運作,如果用電腦儲存區來類比,「短期記憶」就像隨機存取記憶體 RAM,能有效且短暫的儲存資訊,而「長期記憶」就是硬碟等儲存裝置。

從上一段記憶的形成過程,可以得出記憶與認知、注意力有關,甚至可以透過刻意練習、習慣養成和一些利用大腦特性的記憶法來輔助學習,並強化和延長記憶力。

雖然人的記憶可以被延長、認知可以被提高,但當日常生活和工作上,需要被運算處理以及被記憶理解的事物越來越多、越來越複雜,並且需要被快速、大量地提取使用時,那就不只是記憶力的問題,而是與資訊取用速度、條理梳理、記憶容量有關了!

日常生活中需要處理的事務越來越多,那就不只是記憶力的問題,而是有關記憶力容量的問題了……。圖/GIPHY

再加上短期記憶會隨著年齡增加明顯衰減,這時我們更需要借助一些外部「儲存裝置」來幫我們記住、保存更多更複雜的資訊!

美光推出高規格新一代快閃記憶體,滿足以數據為中心的工作負載

4K 影片、高清晰品質照片、大量數據、程式代碼、工作報告……在這個數據量大爆炸的時代,誰能解決消費者最大的儲存困擾,並滿足最快的資料存取速度,就能佔有這塊前景看好的市場!

全球第四大半導體公司—美光科技又領先群雄一步!除了推出 232 層 3D NAND 外,業界先進的 1α DRAM 製程節點可是正港 MIT,在台灣一條龍進行研發、製造、封裝。日前更宣布推出業界最先進的 1β DRAM,並預計明年於台灣量產喔! 

美光不久前宣布量產具備業界多層數、高儲存密度、高性能且小尺寸的 232 層 3D NAND Flash,能提供從終端使用者到雲端間大部分數據密集型應用最佳支援。 

美光技術與產品執行副總裁 Scott DeBoer 表示,美光 232 層 3D NAND Flash 快閃記憶體為儲存裝置創新的分水嶺,涵蓋諸多層面創新,像是使用最新六平面技術,讓高達 232 層的 3D NAND 就像立體停車場,能多層垂直堆疊記憶體顆粒,解決 2D NAND 快閃記憶體帶來的限制;如同一個收納達人,能在最小的空間裡,收納最多的東西。

藉由提高密度,縮小封裝尺寸,美光 232 層 3D NAND 只要 1.1 x 1.3 的大小,就能把資料盡收其中。此外,美光 232 層 NAND 存取速度達業界最快的 2.4GB/s,搭配每個平面數條獨立字元線,好比六層樓高的高速公路又擁有多條獨立運行的車道,能緩解雍塞,減少讀寫壽命間的衝突,提高系統服務品質。

結語

等真正能在大腦植入像伊隆‧馬斯克提出的「Neuralink」腦機介面晶片,讓大腦與虛擬世界溝通,屆時世界對資訊讀取、儲存方式可能又會有所不同了。

但在這之前,我們可以更靈活地的運用現有的電腦設備,搭配高密度、高性能、小尺寸的美光 232 層 NAND 來協助、應付日常生活上多功需求和高效能作業。

快搜尋美光官方網站,了解業界最先進的技術,並追蹤美光Facebook粉絲專頁獲取最新消息吧!

參考資料

  1. https://pansci.asia/archives/101764
  2. 短期記憶與機制
  3. 感覺記憶、短期記憶、長期記憶  
  4. 注意力不集中?「利他能」真能提神變聰明嗎?

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讓孩子成為冒險王!花更多時間在冒險遊戲,體驗到更少焦慮及憂鬱情緒
Bonnie_96
・2022/06/08 ・3168字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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「不要從鞦韆上跳下來,這樣很危險啦」、「不要爬到這麼高的地方,摔下來怎麼辦?」在成長過程中,爸媽一定會這樣說。有了小孩後,不知不覺地也會對他們這樣說。但看起來有點冒險的遊戲,卻能讓兒童有更好的心理健康?

英國研究就發現,花更多時間在冒險遊戲的兒童,出現焦慮和憂鬱的情況比較少。圖/Pexels

近期,英國埃克塞特大學(University of Exeter)刊登在《兒童精神病學和人類發展》(Child Psychiatry & Human Development)的研究就發現,花更多時間在冒險遊戲的兒童,出現焦慮和憂鬱的情況比較少。

這兩者間的關聯,在英國進行第一次封城時更明顯。研究團隊發現,這些花更多時間在冒險遊戲的兒童,出現以焦慮和憂鬱為特徵的「內化性問題」(internalising problems)更少。

冒險遊戲和兒童心理健康,有什麼關聯?

在這份研究中,冒險遊戲(adventurous play)主要被定義為兒童主導的遊戲。兒童們會在遊戲的過程中,體驗到興奮、刺激、恐懼和不確定性的主觀感受。像是露營過夜、滑板、溜冰,或是騎腳踏車等嘗試各種新技能。

所以這裡的冒險遊戲,指的像是露營過夜、滑板、溜冰,或是騎腳踏車等嘗試各種新技能。圖/Pexels

所以這裡的冒險遊戲,指的不是電玩遊戲,爸媽別擔心。

遊戲對兒童來說,不僅是一種獎勵,更在過程中提供兒童一種與世界互動、表達自己和理解周圍世界的方式。但是,近年來兒童從事戶外遊戲的時間大幅減少外,對兒童的獨立性也有更多限制 。

但是為什麼花時間在冒險遊戲上,和兒童的心理健康狀況有關聯?

主要,過去蠻多篇理論性論文假設了冒險遊戲、兒童心理健康的關聯性。包含學者 Ellen Beate Hansen Sandseter 和 Leif Edward Ottesen Kennair 就提出,兒童有參與冒險遊戲的自然驅力(natural drive)。

他們認為這樣的演化,和「抗恐懼效果」(anti-phobic effects)有關,是有助於兒童暴露在那些本能會害怕的刺激,像是高度和水。學者 Peter Gray 理論則認為,上一代遊戲時間減少和兒童心理健康問題的增加有關。

近來,學者 Helen F. Dodd 和 Kathryn J. Lester 以兒童焦慮發展相關文獻,發展出一個概念模型。也就是說,只要在兒童時期體驗足夠的冒險遊戲,可能有助預防兒童的焦慮情況。

具體來說,他們描述「對不確定性的容忍度」、「解決問題的能力」、「焦慮敏感性」和「迴避」因素,都在引發兒童焦慮上扮演重要角色。於是,他們提出,冒險遊戲讓兒童以健康的方式,接觸不確定性、緊張和恐懼等不同生理激發的機會。因此,當兒童在面對不確定性等因素的適應力提高,未來出現焦慮的風險也就會隨之降低。

研究團隊找來 2000 多名家長進行調查

承接在以上的理論脈絡,雖然假設冒險遊戲和兒童心理健康間的關聯,尤其是焦慮症、恐懼症等內化性問題,但幾乎沒有實務上的調查。

這也是埃克塞特大學的研究團隊想知道,「冒險遊戲是否有助於培養兒童的復原力,甚至能夠預防心理健康問題」。

他們找來兩組不同樣本的父母,使用同份兒童遊戲、心理健康量表,來進行研究。包含居住在北愛爾蘭的 427 名父母,以及住在英國(英格蘭、威爾士和蘇格蘭)具有全國代表性的 1919 名父母。

在兒童遊戲量表(Children’s Play Scale)中,父母需要評估兒童在 7 個不同地點(包含在家、遊樂場、住家附近的街道、靠近水的戶外場所、有樹木、森林的「綠色空間」等),玩耍的冒險程度、頻率和時間長短等。

在兒童遊戲量表中 7 個不同地點:在家、遊樂場、住家附近的街道、靠近水的戶外場所、有樹木、森林的「綠色空間」等。圖/Pixabay

兒童心理健康量表則透過三種不同的量表。包含衡量內/外化性問題的「SDQ」,有情緒症狀、品行問題、注意力不集中、同伴關係問題和親社會行為的分量表。

另外,衡量兒童正負向情緒的 PANAS,主要請父母選擇最符合近幾週兒童有類似情緒的選項。和前面兩者不同的地方,Kessler-6(K6)是用來衡量父母長期的心理健康狀況,請他們回想過去一年內感受到不同情緒的頻率。

投入越多時間在冒險遊戲的兒童,體驗到焦慮、憂鬱的情緒較少

兩項研究結果都發現,在冒險遊戲投入的時間、出現內化性問題,有微小但顯著的關聯。但在行為、注意力方面困難的「外化性問題」(externalising problems)上沒有發現顯著相關性。

花更多時間在冒險遊戲上的兒童,出現內化性問題的情況也比較少。尤其,在英國第一次封城期間,花更多時間在冒險遊戲的兒童,不僅內化性問題少,也會有較多的正向情緒。而且,通常玩得更冒險的兒童比沒有玩的兒童更快樂。

通常玩得更冒險的兒童比沒有玩的兒童更快樂。圖/Pexels

研究團隊也考慮不同的人口統計變量,包括兒童性別、年齡、父母就業狀況等和父母心理健康,結果仍然一致。值得注意的是,和來自高收入家庭的兒童相比,來自低收入家庭的兒童,這個關聯性更明顯。

論文提到,為兒童提供冒險遊戲的機會,對他們的心理健康,可能產生微小但正向的影響,尤其是來自低收入家庭的兒童。而重要的是,這樣微小的影響,可能在現實生活中產生重大的影響,因為會隨著時間推移和累積。

對此,論文也解釋到,在常見的冒險遊戲上,像是童子軍、武術或露營等活動,都提供兒童體驗到各種不確定性、恐懼、興奮等感覺。但對於來自家庭收入較低的兒童來說,這樣的機會可能不太豐富。因此,冒險遊戲對這些兒童來說更重要。

主導這項研究的埃克塞特大學兒童心理學教授 Helen Dodd 提到:「我們的研究結果表明,我們或許能夠協助保護兒童的心理健康,確保他們擁有充足的冒險遊戲機會。」

她強調,遊戲是免費的、本能的,而且對兒童們有益的。更重要的是,每個人都可以進行,也不需要特殊技能。因此,不管是在保護自然空間,或是提供能夠冒險遊戲的公園上都有迫切的需求。

非營利組織 PlayBoard NI 執行長 Jacqueline O’Loughlin 說道,「這項研究,強調了冒險遊戲的重要性」。她提到,兒童和青少年需要自由度和遇到不同風險和挑戰的機會。從這項研究結果也發現,在戶外玩耍、冒險和體驗刺激活動,對兒童的心理健康和情緒健康都有積極的貢獻。

冒險遊戲有助於兒童在充滿挑戰的環境中,適應對不確定性的容忍度,也建立管理壓力所需要的復原力。她也列舉,不用花錢就能進行的冒險活動有,從鞦韆上跳下來、露營、和朋友探索樹林、游泳或划船,以及學習滑板、溜冰或腳踏車等新技能。

較不需花費的冒險遊戲有鞦韆上跳下來、露營、和朋友探索樹林、游泳或划船。圖/Pexels

最後,研究都有限制。在這項研究中,資料主要仰賴父母對兒童遊戲、心理健康的報告,成為它主要的限制。無論如何,在冒險遊戲和兒童心理健康的關聯,有了實務上的發現,也期待未來有更多深入的研究。

參考資料

  1. Dodd, H.F., Nesbit, R.J. & FitzGibbon, L. Child’s Play: Examining the Association Between Time Spent Playing and Child Mental Health. Child Psychiatry Hum Dev (2022). https://doi.org/10.1007/s10578-022-01363-2 
  2.  Dodd HF, FitzGibbon L, Watson BE, Nesbit RJ (2021) Children’s play and independent mobility in 2020: results from the British Children’s Play Survey. Int J Environ Res Public Health 18(8):4334
  3.  Sandseter EBH, Kennair LEO (2011) Children’s risky play from an evolutionary perspective: The anti-phobic effects of thrilling experiences. Evol Psychol 9(2):257–284
  4. Gray P (2011) The decline of play and the rise of psychopathology in children and adolescents. Am J Play 3(4):443–463
  5. Dodd HF, Lester K (2021) Adventurous play as a mechanism for reducing risk for childhood anxiety: a conceptual model. Clin Child Fam Psych 24:164–81
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2021 年《Science》年度十大科學突破
PanSci_96
・2021/12/29 ・5289字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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轉眼就來到 2021 年的尾聲。今年,《Science》雜誌評選的「年度十大科學突破」橫跨眾多領域,包括 AI、天文、物理、生物、醫學,以及備受矚目的能源議題,趕快來看看究竟是哪十項突破吧!

十大突破之首——利用 AI 預測蛋白質結構

AI 預測兩種蛋白質如何在酵母菌中形成參與修復 DNA 的複合物。圖/SCIENCE

蛋白質是組成生物體不可或缺的分子。在 1950 年代,科學家透過分析 X 射線繪製蛋白質結構。然而,既有的方法在繪製成本上過於高昂,往往得耗費數年時間,因此在 1970 年代,科學家開始運用計算機建模,預測蛋白質的折疊方式。直到 2018 年,Google 旗下的 DeepMind 團隊開發了 AI 軟體「阿爾法摺疊」(AlphaFold),使得該領域研究取得突破性進展。

多虧這項 AI 技術,科學家得以精準、快速、大量繪製蛋白質結構。今年 7 月,DeepMind 團隊宣布他們成功分析了 350,000 種人體蛋白質,佔所有已知人體蛋白質的 44%,更預計在明年發布所有已知物種的蛋白質結構,約莫 1 億個。團隊也正在進行更進一步的研究,預測這些蛋白質如何在生物體內相互作用,用來製作新型抗病毒藥物。

在這 COVID-19 肆虐的大疫之年,科學家更利用阿爾法摺疊模擬 Omicron 變種病毒,研究棘蛋白突變帶來的影響,試圖找出中和抗體失效的原因。AI 預測蛋白質結構的技術不僅徹底革新分子生物學領域,也勢必在醫學領域大放異彩!

探勘古代洞穴,解鎖 DNA 寶庫

在墨西哥 Chiquihuite 洞穴記錄沉積物樣本的研究員。圖/SCIENCE

誰說沒有化石就不能研究古生物?科學家今年踏足古代洞穴,採集土壤裡的人類細胞核 DNA,藉此重建古代生態系,釐清世界各地穴居人的身份。在美國,Satsurblia 洞穴存有尼安德塔人未知譜系的女性 DNA;在西班牙,Estatuas 洞穴中的土壤 DNA 揭露 8 萬至 11.3 萬年前人類的遺傳特徵,證實在 10 萬年前的冰河時期結束後,某個尼安德塔人譜系取代了其他眾多人類譜系。

除了人類以外,這種研究方法還可以運用在其他生物上,比如在墨西哥 Chiquihuite 洞穴中,有研究員採集到 1.2 萬年前的黑熊 DNA。與現代熊 DNA 比對後,科學家發現黑熊在上個冰河時期結束後,向北遷徙到阿拉斯加。

「核融合反應」的歷史性突破

192 道雷射光聚在微小的燃料芯塊周圍,準備進行融合反應。圖/SCIENCE

太陽之所以能發光發熱,供給地球能量,都要歸功於太陽內部不斷進行著的核融合反應。長期以來,科學家為了解決地球能源不足的問題,不斷嘗試人工進行核融合反應,可是要達到足夠產生融合反應的壓力和溫度非常困難(請參考:融合能量增益因子/維基百科)。今年,美國國家點火設施(NIF)運用 1.9 兆焦耳的雷射脈衝,壓縮胡椒粒大小的氘(氫的同位素),產出 1.35 兆焦耳的能量,遠高於先前實驗獲得的 17 萬焦耳。

目前,NIF 仍持續進行實驗,試圖藉由更換燃料或調整雷射脈衝數值來提高能量產出,找出能夠最大化能量轉換比例的組合。未來,或許融合反應能夠成為供給地球能源的主流方法!

COVID-19 口服藥「莫納皮拉韋」問世

默克藥廠研發的 COVID-19 口服藥「莫納皮拉韋」。圖/SCIENCE

COVID-19 口服藥終於問世啦!今年秋季,美國默克(Merck)藥廠發布數據,證明其研發的 COVID-19 口服藥「莫納皮拉韋」(Molnupiravir)可將未接種疫苗者的重症和死亡率降低 30%;如果在出現症狀的 3 日內服用輝瑞開發的口服藥 PF-07321332,則可降低 89% 住院率。

雖然口服藥無法取代疫苗接種,卻扮演非常關鍵的角色。若是 Omicron 變異株造成大量突破性感染,或許口服藥就能接棒,防堵病毒擴散。

創傷後壓力症候群的新興療法——搖頭丸

正在進行 MDMA 治療的創傷後壓力症候群患者。圖/SCIENCE

什麼?搖頭丸還能治病?沒錯!這份發表在《Nature Medicine》的研究證實搖頭丸的主要成分「3,4-亞甲基二氧基甲基苯丙胺」(MDMA)可以減輕創傷後壓力症候群(PTSD)患者的症狀,而且效果十分顯著。該研究將 76 名受試者分成 MDMA 組和安慰劑組,接受 3 次療程,發現 MDMA 組有 67% 的病患試後不再符合 PTSD 的診斷標準,而安慰劑組僅有 32%。

可是這項結果也引起了對於雙盲實驗的質疑,因為試後有高達 90% 的受試者表示他們其實知道自己的組別,這可能大幅影響症狀改善的機率。目前正在進行更大型的實驗,若實驗結果確定 MDMA 能治療 PTSD,預計將在 2023 年提交美國食品藥物管理局(FDA)批准上市。

開發單株抗體,對抗各類傳染性疾病

單株抗體(紅色和藍色)對抗 COVID-19 病毒(紫色球狀物)假想圖。圖/SCIENCE

單株抗體(mAb,簡稱單抗)是融合腫瘤細胞與免疫細胞製造而成的人工抗體,不但有腫瘤細胞不斷分裂的能力,也有免疫細胞產生抗體的能力——簡單來說,單抗可以大量製造相同的抗體,更有效地打擊病毒。除了往年的伊波拉病毒、炭疽病、狂犬病單抗以外,今年也順利合成了瘧疾、愛滋病和呼吸道合胞病毒(RSV)的單抗。目前,科學家正在積極開發更多種類的單抗,首要目標是打擊流感、茲卡病毒和巨細胞病毒(CMV),使得這項新技術有望成為打擊傳染病的「標配」。

「洞察號」揭密火星內部結構

地震波顯示火星有一層薄薄的地殼、地函和液態核心。圖/SCIENCE

自 2018 年「洞察號」(InSight)登陸火星至今,科學家蒐集 35 筆地震數據,藉以估計火星的地殼厚度、地函結構和地核大小。今年的數據分析結果出爐後,發現這顆紅色行星的平均地殼厚度不到 40 公里,地函非常淺,而且只有一層(不像地球有上、下兩層地函),地核特別巨大,佔了火星體積一半,主要組成元素是低密度的液態鐵和液態鎳,以及硫、氧、碳和氫等較輕元素。這是人類首次使用地震數據探測其他行星的內部結構,也是探索神秘火星的一大步。

改寫粒子物理學模型的繆子實驗

繆子在美國費米實驗室的磁場中旋轉。圖/SCIENCE

在 1960 年代,粒子物理學家提出理論解釋強核力、弱核力和電磁力,這三種理論被稱為標準模型。然而,科學家今年發現「繆子」(Muon)——一種比電子更重、更不穩定的粒子——其實際測得的 g 值(自旋角動量與磁性大小之間的關係)比標準模型所預測的還要大,且兩者的誤差範圍沒有交集。

目前,眾多科學家正在美國費米實驗室(FNAL)進一步分析實驗數據。假如繆子實驗沒有任何閃失,這樣的結果將撼動物理學界,徹底改寫擁有 50 年歷史的標準模型。

CRISPR 基因編輯——確實能在體內發揮療效!

RNA(藍色)將 DNA 切割酶(白色)引導至目標(橙色)。圖/SCIENCE

去年,科學家運用 CRISPR 基因編輯技術,在實驗室修改造血幹細胞,治癒鐮刀型貧血和乙型(β 型)地中海貧血。今年,科學家更大膽了,直接在人體內部署 CRISPR!研究結果顯示,這種基因編輯技術可以有效減少一種有毒的肝臟蛋白質數量,甚至改善遺傳性失明患者的視力,讓兩名幾乎完全失明的患者能夠感覺到光線,並且在昏暗的光線下避開障礙物。

體外胚胎培養——研究生命體早期發育歷程

在罐中成長的小鼠胚胎可以幫助科學家更了解人類發育的早期階段。圖/SCIENCE

透過研究胚胎,科學家得以找出先天性缺陷和流產的原因,但礙於倫理學和法律規範,目前對於體外胚胎培養的了解並不多。今年,有團隊利用誘導性多能幹細胞(Induced pluripotent stem cell,簡稱 iPS 細胞)成功複製人類的囊胚(受精後準備孵化及著床的胚胎),另外有團隊發現皮膚細胞經 iPS 細胞誘導、轉化後,也可以產生類似囊胚的結構,作為體外胚胎實驗的替代品。

除了十大科學突破以外……

《SCIENCE》今年也特別列出三項影響科學發展的重大阻礙,包括難解的氣候議題、備受爭議的癌症新藥,以及在疫情之下遭受猛烈砲火抨擊的科學家。

越來越熱!減碳目標恐難以達成

這座位於德國博克斯貝格(Boxberg)的燃煤電廠預計 2038 年才會關閉。圖/SCIENCE

自從工業革命以來,全球氣溫升幅達到了 1.2°C,近年極端氣候事件更是層出不窮。對此,今年的聯合國氣候變遷大會(COP26)達成多項協議,包括將全球氣溫升幅限制在 1.5°C 以內、確立碳交易市場架構,以及減少碳排放量。然而,全球經濟現在依然大幅仰賴化石燃料,況且聯合國協議不具約束力,是否能達成減碳目標,必須取決於各國政策制訂。

充滿爭議的阿茲海默症新藥「Aduhelm」

正子斷層掃描(PET)顯示 Aduhelm 能有效清除 β 類澱粉蛋白斑塊。圖/SCIENCE

美國食品藥物管理局(FDA)近 20 年來首次核准阿茲海默症藥物,即百健(Biogen)藥廠開發的 Aduhelm。經臨床實驗證實,這種藥物能清除異常堆積在患者腦內的「β 類澱粉蛋白斑塊」,也就是失智症發病和惡化的原因。照理說,這是患者和家屬期盼以久的好消息,卻被不少大型醫院和醫學中心拒絕採用,因為在兩項大型臨床實驗中,只有一項實驗證明其改善認知功能的療效勝過安慰劑,卻沒有證據顯示 Aduhelm 有顯著的改善效果。

當疫情碰上政治形態——夾縫中求生存的科學家

比利時病毒學家範蘭斯特(Marc Van Ranst)收到來自極右派狙擊手柯寧斯(Jürgen Conings)的死亡威脅後躲避自保。圖/SCIENCE

長期以來,科學家遭受攻擊的事件層出不窮,但在今年,對於 COVID-19 的政治分歧引發大眾對科學家前所未有的敵意,包括各種形式的恐嚇、抗議和死亡威脅。遭受威脅的有美國首席防疫專家佛奇(Anthony Fauci)、英國首席醫療官惠提(Chris Whitty),以及世界各地的學者和防疫工作者。

《Nature》訪問 321 名研究人員,發現有超過 50% 的人信譽受到攻擊,15% 的人收到死亡威脅,甚至有許多人從此辭去他們熱愛的研究工作。

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