0

0
0

文字

分享

0
0
0

黑白卡片能促進嬰兒視覺發展?

林希陶_96
・2014/11/03 ・1003字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 470 ・五年級

Credit: thejbird via Flcikr
Credit: thejbird via Flcikr

當父母之後,才赫然發現荒謬的事情還真的不少。但對於這些坊間流行,其實仔細思考起來都不堪一擊,包含這次要談的這件事:黑白相間的東西會促進嬰兒視覺發展。

我的學生生涯與職業生涯從未聽聞過這件事,直到我當上了父親,有一次坐月子中心安排了講座,講員是出版社業務,內容說穿了就是推銷,反覆說明黑白卡片可以如何刺激嬰兒的視覺神經。我先前就有預感這是件不妙的事,所以我藉口頭髮太長了要去修剪,從頭到尾未參與。但太太比我很認真許多,用心參加,並且帶回來一大堆資料。我簡單聽她說完這件事情,覺得非常不可思議,決定自己先查查再說。

我本來還以為我學生時代是不是都在睡覺了,怎麼這麼重要的事我從來沒聽說過(我承認我很常睡覺是沒錯,但睡到學過的事情都不記得了是不太可能的)。我想辦法拿到發展心理學原文課本,把關於視覺發展那一大段重複看了一次,發現課本的說法與坊間傳說有很大的落差。這一段中,有兩個研究與此議題有關。第一個研究是說明嬰孩是喜歡系統性與對比性的東西,若真要計算停留時間長短的話,第一名是人臉,第二名是報紙,第三名是同心圓;而較不喜歡沒系統性的東西,如只有單純紅、白、黃等顏色(R.L. Fantz, 1963, p125)。第二個研究嬰兒喜歡將他們的視線固定在物體的周圍,以及黑白交界處(Salapatek & Kessen, 1966, p125)。但這些研究並未告訴我們「黑白卡可以刺激視覺發展」這件事。假如刻意要誤讀上述研究,那也應該要選擇人臉及報紙來刺激嬰孩,而非選擇排名第三的同心圓來當商品。人臉與報紙到處都是,很難商品化。真要有人臉刺激的話也很容易,你就多抱抱自己的小孩就行了,哪需要多花錢買一些對他們根本毫無助益的東西。

這真是很不可思議的事情,很多不需要刻意訓練的能力,也被當成商品來大力販售。父母一時不察,就成為待宰羔羊。養育嬰孩真的不需要過度干擾,讓小孩自然的長大,就是最好的禮物。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

(我手上有書商送的樣品黑白卡數張,我回家之後很有實驗精神的用在自己小孩身上。在她們滿一個月時,她們根本對此卡片毫無興趣,甚至一看就打哈欠或是閉上眼睛。她們兩個真有父親的風格。到後來,黑白卡成為讓她們睡著的方法之一。精神很好嗎?來看看這個會讓人眼睛花掉的東西吧。)

參考資料:Schickedanz, J. A., Schickedanz, D. I., Forsyth, P. D. & Forsyth, G.A.(1998).Understanding Children and Adolescents. (3rd Ed.-revised). MA: Allyn and Bacon.

本文轉載自作者部落格暗香浮動月黃昏

文章難易度
林希陶_96
80 篇文章 ・ 53 位粉絲
作者為臨床心理師,專長為臨床兒童心理病理、臨床兒童心理衡鑑、臨床兒童心理治療與親子教養諮詢。近來因生養雙胞胎,致力於嬰幼兒相關教養研究,並將科學育兒的經驗,集結為《心理師爸爸的心手育嬰筆記》。與許正典醫師合著有《125遊戲,提升孩子專注力》(1)~(6)、《99連連看遊戲,把專心變有趣》、《99迷宮遊戲,把專心變有趣》。並主持FB專頁:林希陶臨床心理師及部落格:暗香浮動月黃昏。

0

3
3

文字

分享

0
3
3
圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
文章難易度

討論功能關閉中。

賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

0

2
1

文字

分享

0
2
1
養出寶寶的免疫力!HMO 母乳寡糖與核苷酸是母乳保護力的關鍵
careonline_96
・2021/07/29 ・2265字 ・閱讀時間約 4 分鐘

寶寶還在肚子裡的時候會由臍帶供應大部分養分及少部分藉由胎兒嘴巴吃羊水供給營養,一旦出生後,便得開始進食,透過母乳或配方奶獲得各種營養。母乳中因蘊含牛奶或配方奶所缺乏的活性物質與免疫因子等營養素,被各界視為哺餵寶寶的最佳來源。義大醫院兒童醫學部楊生湳教授指出,母乳的成份包括水、蛋白質、母乳寡醣、脂質、乳糖等,除了提供蛋白質、能量,特別的是母乳還具多項能夠幫助寶寶生長發育、健康成長的重要成份,一直是營養學界關注的焦點。隨著技術進步,母乳中的重要成份陸續被發現,對於寶寶的生長、神經功能、免疫功能等都有幫助。

中國醫藥大學兒童醫院兒童腸胃科主任陳安琪醫師分享,我們可以發現喝一般配方奶的寶寶比喝母奶的寶寶容易生病、拉肚子與感冒,遭到呼吸道病毒感染的風險更是母奶寶寶的兩倍。這是因為母乳具有多種特殊成份,能夠對寶寶發揮保護作用。近年來許多專家學者都朝這個方向研究,歷經 20 年,發現母乳中第三大成分的母乳寡醣(Human Milk Oligosaccharides, HMOs)扮演免疫力養成的關鍵角色。

母乳保護力關鍵:HMO母乳寡醣與核苷酸幫助先天免疫與後天免疫

楊生湳教授表示 HMO 母乳寡醣是母乳中的重要成份,含量比脂質還要多。目前已知的 HMO 母乳寡醣約有兩百種,其中含量最豐富的是 2′ – 岩藻糖基乳糖(2′-FL HMO,2′-Fucosyllactose)。

HMO母乳寡醣幫助腸道菌叢發展

HMO 母乳寡醣是腸道菌叢的營養品,也就是益菌生,有利於腸道菌叢的養成與發展,陳安琪醫師解釋,腸道菌叢長得好,可以預防壞菌過度增生,幫助腸胃蠕動,減少寶寶腸絞痛、躁動、脹氣、哭鬧等狀況。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我們的身體具有雙重保護系統,分別是先天免疫與後天免疫,楊生湳教授解釋,先天免疫系統會佈署在腸道黏膜、呼吸道黏膜、血液中,當發現細菌入侵時,先天免疫系統便會啟動,消滅入侵者。後天免疫系統則會辨識、記憶入侵的病原體,然後製造出相對應的抗體。

進入腸胃道的細菌通常會先附著在黏膜細胞上,然後再經由細胞間隙侵入人體。因為 HMO 母乳寡醣的分子結構與腸道表面上的受體分子結構相似,所以當腸胃道中存在 HMO 母乳寡醣時,細菌會與 HMO 母乳寡醣結合,而降低附著在黏膜細胞、侵入人體的機會,發揮先天保護作用。

陳安琪醫師分析,HMO 母乳寡醣可以降低輪狀病毒對寶寶的危害。對早產兒來說,在母乳哺育推行後,壞死性腸炎的發生機會有明顯降低,HMO 母乳寡醣在預防壞死性腸炎佔有一定程度重要角色!

HMO母乳寡醣有保護作用且可調節免疫

「腸胃道是一道天然防線,人體的免疫細胞,有超過 7 成都在腸胃道,所以腸胃道健康,與免疫系統非常有關係。」陳安琪醫師說,「母乳中的 HMO 母乳寡醣與核苷酸可以參與免疫調節,有助免疫系統發展。」

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「寶寶剛出生的時候,免疫力較弱,我們都希望寶寶的免疫系統趕快發展起來,」楊生湳教授說,「工廠需要原料才能製造產品,而核苷酸便是 DNA 的重要原料,身體要製造細胞、血球、合成抗體都需要核苷酸。提供足夠的核苷酸,對寶寶很有幫助。」

HMO母乳寡醣有助降低感染機率

母乳中的核苷酸濃度大約是 68 – 72 mg/dL,陳安琪醫師解釋,曾經有研究發現如果讓寶寶攝取含有類似母乳濃度核苷酸的配方奶,有助提高腸胃道裡的 IgA 免疫球蛋白分泌量,約增加 23% 分泌濃度 [3]。IgA 是一種對抗細菌、病毒的重要免疫球蛋白,倘若 IgA 的量提升,對抗細菌、病毒的能力會較佳。另外,在為寶寶常規接種流行性感冒嗜血桿菌疫苗後,足量的核苷酸,也有助於增加流行性感冒嗜血桿菌抗體的含量,給寶寶更好的防護。

寶寶免疫力養成小撇步 – 「攝取貼近母乳的成分營養」、「良好運動刺激」,延續母乳保護力

「大家常說,母乳最好!母乳最好!」楊生湳教授提醒,「但是,後面要記得加上第二句,就是『媽媽妳要準備好!』,媽媽們務必攝取均衡、充足的營養,而且千萬不可以抽菸、喝酒、每天熬夜。先把身體照顧好,才有辦法分泌高品質的母乳。」

如果因為種種因素,不得已需要配方奶銜接時,家長們一定要多加留意,楊生湳教授提醒,請務必選擇國家核准的產品、較有信譽的品牌,而且配方奶的成分多種,盡量挑選接近母乳的成分,諸如 HMO 母乳寡醣、核苷酸等,幫助銜接母乳的保護力。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

陳安琪醫師補充,營養攝取相當重要外,讓寶寶養成規律作息,並培養良好適度的運動刺激,以利免疫細胞正常代謝,以鞏固免疫系統的成熟與發展,若有哺育不了解的問題,記得跟醫師討論喔!

資料來源:

  • Reverri E, et al. Review of the Clinical Experiences of Feeding Infants Formula Containing the Human Milk Oligosaccharide 2’-Fucosyllactose, Nutrients 2018, 10 (10), 1346
  • Marriage BJ, et al. Infants fed a lower calorie formula with 2’-FL show growth and 2’-FL uptake like breastfed infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2015;61(6):649-6583. Yau, KIT, et al. Effect of Nucleotides on Diarrhea and Immune Responses in Healthy Term Infants in Taiwan, Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition. 2003; 36 (1) : 37 – 42

1

1
0

文字

分享

1
1
0
新手爸媽必知的母乳營養新觀念——免疫因子 HMO 母乳寡醣
careonline_96
・2021/07/15 ・2366字 ・閱讀時間約 4 分鐘

新手爸媽必知!母乳營養新觀念:母乳中的免疫因子 HMO母乳寡醣  醫師圖文解說

母乳是寶寶最好的營養來源,裡頭含有許多牛奶缺乏的成份,台灣新生兒科醫學會理事長暨中國醫藥大學兒童醫院新生兒科主任林鴻志教授表示,因為母奶中含有很多活性物質、關鍵免疫因子與營養素,是難以被配方輕易取代的!

根據成分分析,母乳中包括水、蛋白質、寡醣、脂質、乳糖等,其中母乳寡醣(Human Milk Oligosaccharides, HMOs)是母乳裡面的第三大的成分,在寶寶成長過程中扮演了重要免疫功能的角色。

母乳中的獨特好物

母乳免疫成分解密: HMO 母乳寡醣

寡醣是由三個以上單醣組合而成的碳水化合物,HMO 母乳寡醣多達兩百種以上,結構相當複雜,其中含量最豐富的是 2′ – 岩藻糖基乳糖(2′ – FL HMO,2′-Fucosyllactose)。林鴻志教授解釋,HMO 母乳寡醣有 3 個作用,可幫助寶寶建立腸道免疫力與維持健康體質!

第一,進入腸胃道的 HMO 母乳寡醣,可以當成誘餌,病毒、細菌會直接跟 HMO 母乳寡醣結合在一起,壞菌較不會附著腸道的上皮細胞並侵入寶寶體內。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「有研究發現,寶寶的飲食中含有 HMO 母乳寡醣,使用抗生素的機會或者使用退燒藥的時間,相對較少。」中國醫藥大學兒童醫院新生兒科蔡明倫醫師說明,「雖然還是可能會生病,但是生病、感染的風險較低,且嚴重度也較輕。相較於沒有攝取 HMO 母乳寡醣的寶寶,減少 63% 拉肚子〔1〕與 52% 的感染風險〔2〕。」

HMO母乳寡醣可降低病原侵入腸道的機會

第二,HMO 母乳寡醣屬於益菌生,能夠幫助腸道菌叢生長。腸道的好菌數量夠多,較能避免壞菌過度繁殖。「母奶很特別,裡頭有益菌生,也有益生菌。益菌生即 HMO 母乳寡醣,而益生菌主要是比菲德氏菌(Bifidobacterium species)為多,HMO 母乳寡醣可以幫助比菲德氏菌生長。」林鴻志教授分享,「早產兒的壞死性腸炎(Necrotizing Enterocolitis,NEC)是一種腸道嚴重受損的急症,與寶寶腸道尚未發育成熟、腸黏膜損傷、細菌感染、腸道發炎物質等因素有關,我們的研究發現,多元化健康腸道菌叢可以減少早產兒出現壞死性腸炎的機會。」

HMO母乳寡醣與核苷酸幫助免疫調節

第三,HMO 母乳寡醣能夠調節免疫功能,避免免疫 T 細胞過度活化。腸胃道黏膜的面積很大,遍布免疫細胞,是人體的重要免疫防線。倘若 T 細胞過度活化,可能導致慢性發炎反應,也可能產生過敏反應,而形成過敏體質。

蔡明倫醫師強調,人體免疫系統分為先天與後天,先天免疫系統無特異性;後天免疫系統具有專一、記憶性的免疫細胞,能夠針對特定病原體發動攻擊。HMO 母乳寡醣於先天與後天免疫系統的建立、成熟都扮演重要角色,提供多項有益寶寶的生理活性,是其他乳源難以取代的免疫調節因子!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
HMO母乳寡醣可減少發炎介質分泌

後天免疫力調節:核苷酸

除了 HMO 母乳寡醣,母乳中還含有核苷酸,據分析母乳中核苷酸濃度大約為 72 mg/L,蔡明倫醫師解釋,核苷酸也具備免疫調節、後天免疫系統活化的功能,可以幫助寶寶發展出健全的免疫系統。常見的過敏問題包括異位性皮膚炎、過敏性鼻炎和氣喘,這幾個問題會隨著年紀陸續出現,而被稱為過敏三部曲。透過免疫調節的效果,有助減少發炎反應的產生。減少過敏性疾病,讓腸胃道黏膜、呼吸道黏膜處於健康的狀態,也有助於減少感染的機會。

家長們都希望寶寶能健康長大,減少遭到細菌、病毒感染的機會。林鴻志教授表示,我們可以從幾個方向著手,首先務必按時接種疫苗,避免染上一些嚴重且能夠預防的疾病;再來可藉助 HMO 母乳寡醣,減少細菌附著於腸道黏膜、伺機入侵的機會、並可以幫助好的菌叢生態發展,進一步抑制有害病菌的繁殖。另外,母乳中的 HMO 母乳寡醣與核苷酸皆能在寶寶成長的過程中,發揮免疫調節的功能,幫助形成健全、平衡的免疫系統。

給新手爸媽的貼心小提醒 – 配方奶挑選「三要一不」

在狀況許可時,母乳是寶寶哺育的最好選擇,哺餵母乳的媽媽請記得要攝取均衡營養,林鴻志教授提醒,由於較少曬太陽,多數媽媽都有維他命 D 缺乏的狀況,而母乳也較容易缺鐵,建議與醫師討論、適時補充。

如果因為奶水不足、或受限於工作而需要以配方奶輔助時,家長要謹慎挑選成分,蔡明倫醫師叮嚀,挑選配方奶可採「三要一不」挑選:要選擇「貼近母奶成分」、「大品牌」與「具有科學臨床實證佐證功效」的配方奶,以獲得品質、保障與近似母乳的好處;媽媽對於寶寶母乳哺育「不」需承受過大壓力,維持好心情一同陪伴寶寶健康長大。若有哺育問題,建議與醫師討論喔!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

資料來源:

  1. Jaz & Rubino. Impact of infectious disease on cognitive development in childhood and beyond: potential mitigational role of hygiene. The Open infectious Diseases Journal. 2012.6.65 – 702.
  2. Reverri E, et al. Review of the Clinical Experiences of Feeding Infants Formula Containing the Human Milk Oligosaccharide 2′-Fucosyllactose Nutrients. 2018; 10 (10).

所有討論 1