嚴重酒精成癮與神經傳導物質GABA有關

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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。

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。

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。

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。

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。

過去的許多研究已經發現，並不是每個人都對成癮性物質（如煙、酒、毒品）有興趣。有的人接觸一次以後就敬謝不敏，有的人則不僅是「一試成主顧」，而且還欲罷不能。由於人們在對於成癮性物質的反應差距如此之大，因此科學家們一直認為，酒精成癮–尤其是嚴重的酒精成癮–一定跟遺傳有關；而到目前為止，也找到了幾個基因，但是這些基因如何操控酒精成癮的機制，仍然不清楚。

最近，在美國Scripps研究所的研究團隊發現，有一個基因Nf1 (neurofibromatosis type 1)，與酒精成癮有關。研究結果顯示，Nf1透過調整γ-氨基丁酸（GABA，gamma-aminobutyric acid）的分泌，使個體在初次接觸酒精之後的重複接觸，是否會漸次地提高飲用酒精的量；而這個行為與酒精成癮相關。

研究團隊使用部分剔除Nf1的小鼠，來測試接觸酒精之後的行為。結果發現，部分剔除Nf1的小鼠，在飲酒之後，中央杏仁核（central amygdala）的GABA濃度並未上昇，而過後這些小鼠對於酒精也並不特別感興趣。

相對的是，表現正常量的Nf1的小鼠，在飲酒之後，中央杏仁核的GABA濃度上昇，而當研究人員重複給予酒精時，這些小鼠的飲酒量也漸次增加。

研究團隊在檢視人類的Nf1基因時，也在9,000個人裡面發現，人類對酒精成癮的行為，似乎也跟Nf1基因相關。

但是，在小鼠的實驗中，野生種（即未剔除Nf1基因的小鼠）會對酒精成癮，這部分跟人的成癮性行為要怎麼解釋呢？若以小鼠的例子看來，似乎人人都可以成為酒鬼；但是以人來說，只有5%的人視酒如命，另外12%的人經常飲酒，而其他的人並不常喝酒，或根本滴酒不沾。所以，Nf1在小鼠上的結果，是否能用來解釋人類的成癮性行為，這就有待後續研究了。

原刊載於作者部落格Miscellaneous999 

參考資料：

1. 2014/8/27. Alcohol-dependence gene linked to neurotransmitter. Science Daily.

酒精也會發酵，指的是酵母菌、糖、碳水化合物一起經過發酵作用而轉化成能量、乙醇和二氧化碳的過程。但對酵母菌而言，十五度以上的酒精就是毒藥。發酵後的產物竟然會害死發酵作用功臣，這真是悲劇啊！因此，酒廠不採用發酵法來製作高濃度酒精，而改用蒸餾法。

我自己雖然與酒無緣，卻很有興趣觀察人類的酒醉行為。一群不受控制的酒徒事實上還挺恐怖的，但飲酒文化已源遠流長數千年之久，人們對於酒精這款毒藥早習以為常。大家都討厭酒品差的人發酒瘋。但我必須承認：與滴酒不沾相比，杯觥交錯的夜晚時光顯得更其樂融融。

喝醉是怎麼ㄧ回事？酒精其實像鎮靜劑

酒精讓恐龍寶寶彷彿變成了另一個人。他平時沉默寡言，今晚幾杯黃湯下肚之後卻變得超級幽默。這究竟是怎麼一回事呢？為什麼酒精讓人變得不再畏縮、充滿自信呢？讓我們一起從化學觀點來瞭解喝醉這件事：

乙醇被腸胃吸收後，大部分隨著血液流動到肝臟，肝臟會分泌酵素開始分解乙醇。小部分的乙醇和乙醛則抵達肺臟進行氣體交換，這就是酒氣沖天的原因。滿身酒味令人嫌，卻方便警察臨檢執法。可見我們的身體會想方設法盡速排出酒精及其代謝物，但排出速度遠比不上豪爽的乾杯速度，因此會有一部分酒精隨著血液被帶到大腦。

好玩的事就從這裡開始。對大腦而言，酒精就像鎮靜劑或麻藥。怎麼會？發酒瘋的人經常扯開嗓門大叫或跳上桌子手舞足蹈，哪裡顯得鎮靜呢？雖然酒精讓人們行為脫序，但從神經科學的角度來看，酒精的確具有抑制效果。準確地說，酒精抑制的是神經細胞之間的互動，而神經細胞之間互動的推手就是神經傳導物質。

酒精抑制的是神經傳導物質

第七章曾介紹過神經傳導物質血清素。現在和大家聊聊另一種神經傳導物質，好讓大家更瞭解喝醉這件事的來龍去脈。

之前提過組成蛋白質的二十種胺基酸，其中之一是麩胺酸（Glutamic acid）。從功能來看，麩胺酸也扮演著神經傳導物質的角色。神經傳導物質主要可分為激發型及抑制型兩大類。麩胺酸屬於激發型神經傳導物質。當麩胺酸與其受體結合之後，會促進神經細胞互動，釋放出更多的訊號。

第十二章提過另一種神經傳導物質 GABA（4- 胺基丁酸）（又碰到它了！還記得嗎？催產素下令給大腦分泌 GABA）。它屬於抑制型神經傳導物質，在大腦中的作用與麩胺酸恰恰相反。當 GABA 與其受體結合之後，會抑制神經細胞互動，減少神經細胞之間的訊號傳遞。

談起大腦裡的神經傳導物質，經常也會提到「受體」。還記得我們之前將受體比喻成停車格嗎？酒醉狀態裡的神經傳導歷程究竟是什麼樣子呢？讓我們仔細探討一下。首先，大腦裡有許多由蛋白質組成的受體，請把它們想像成平常狀況中被封閉的隧道。一旦神經傳導物質與神經細胞表面的受體結合之後，隧道將暫時開放，讓離子進入（例如鈉離子、鉀離子、鈣離子或氯離子）。帶電價離子的移動使得細胞膜的電位出現了變化。神經細胞透過電位差來傳遞訊息。以麩胺酸為例，麩胺酸與受體結合之後會讓正離子往細胞內流入，使得膜電位大幅上升，激發神經元細胞興奮。相反的，當 GABA 與其受體結合之後，神經元細胞的細胞膜表面呈現負電價，訊息的傳遞便受到抑制。

喝酒之後，一部分的酒精隨著血液進入大腦。乙醇其實就是來攪局的。乙醇分子「雙面玲瓏」，既能與麩胺酸受體結合，也可以和 GABA 受體結合。也就是說，乙醇分子會掀起一場和麩胺酸及 GABA 的「受體搶奪大戰」，妨礙上述兩種神經傳導物質與受體的結合。如此一來，原本麩胺酸應當產生的激發效應會受到抑制，而原本 GABA 神經傳導物質在釋放過程中應當產生的抑制作用卻因為喝了酒而被增強。隨著血液中的酒精濃度越來越高，乙醇分子會減少及阻斷神經元的傳導。

當體內酒精超過某特定濃度時，大腦的運作速度會變得緩慢。因為大腦功能下降，讓人逐漸失去自制力，也不怕丟臉。藉此，即可解釋跳到桌子上並載歌載舞的發酒瘋行為。腦神經系統的各種機能越來越受到抑制，運動功能變得越來越差。神經元細胞彼此的互動減少，所以連走路都不穩。這時開始變得口齒不清，反應速度變得更慢。腦筋顯得越來越不靈光，當然不可能做出聰明的決定。大家或許都有過喝醉的經驗，肯定故事一籮筐吧？黃湯下肚醺醺然，酒醉者經常腦筋當機，感覺麻痺，不太記得當下發生的事。

GABA 的抑制作用

正常情況下，GABA 的重要性來自於它在釋放過程當中所產生的抑制效應。當然，我們需要大腦神經元靈活地執行功能，但也不宜照單全收全數環境裡的訊息，並加以分析。「越多越好」這句話，在這裡並不適用。GABA 神經傳導物質的主要作用就是在協助我們將外界訊息分門別類，以利大腦「分級處理」。

外在環境時時刻刻都在對我們傳送超大量的訊息。如果不是 GABA 踩剎車，每個人都必須捉狂地忙著接收與分析訊息，哪有可能冷靜思考？因此，某些治療腦部不正常放電的癲癇藥物有助於提高患者體內的 GABA 濃度，避免患者情緒過於高亢興奮。我偶爾會想：酒精的確會放緩大腦轉速，但醉鬼會不會想得更仔細、更透徹，只是速度緩慢而已呢？我自己不喝酒，沒有相關經驗，不過根據我的觀察，有些人總是在酒酣耳熱之際一昧地重複相同的說詞或想法。或許這才是他們真正深思熟慮後的想法？

酒精對大腦的影響不僅於此，它還會促進一種名為多巴胺（Dopamine）的神經傳導物質分泌。多巴胺主要負責情緒、學習、注意力，以及對於肌肉動作的控制能力。大腦的獎勵功能也與多巴胺有關，例如投身興趣且樂此不疲時，大腦會非常活躍地分泌出大量多巴胺，讓我們願意更加投入。多巴胺分泌過量，則可能導致行為衝動、上癮，甚至思覺統整失調。體內多巴胺濃度越高，我們就越需要自制能力，方可免於菸酒上癮。不過，如果酒精早已經長驅直入地攻占了負責自我控制的腦區，那就真的很難堅持。這是為什麼喝醉酒的人隔天都後悔自己貪杯誤事的原因。

──本文摘自《手機、咖啡、情緒的化學效應——一日24小時的化學常識》，2020 年 5 月，商周出版。