胭脂紅是怎麼來的？

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。

了解更多PS150助眠益生菌：https://lihi3.me/KQ4zi

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。

• 作者：洪秉驊、張皓崴、陳澔龍／國立新竹科學園區實驗高級中等學校

「數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後，一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習，運用數學知識，培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力，盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。
本文為 2021 數感盃青少年寫作競賽 / 高中組專題報導類佳作之作品，為盡量完整呈現學生之作品樣貌，本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

壹、前言 

網際網路是現代生活不可缺少的一部分，人們都依賴網路來完成生活中的大小事。若不幸地沒有網路，在科技產品中，我們還能從何找到樂趣呢？相信許多人在網路斷線時， 都會手癢而打開谷歌裡的小恐龍遊戲吧！

這個經典的作品是由 google chrome 在 2014 年推出的，在 chrome 瀏覽器網路斷線情況下，點擊圖中的恐龍圖案，恐龍便會開始奔跑。

沙漠中，迎著飛奔的小恐龍而來的是仙人掌、翼手龍等阻礙，玩家便需要透過空白鍵（往上跳）、向下鍵（往下躲），帶著小恐龍在無邊無際的沙漠中奔馳。而若不慎碰到以上障礙物，使小恐龍受了傷，遊戲便會結束。

這個遊戲在早期行動網路缺乏的時代，成為了用戶最喜歡的遊戲之一。甚至，還有人以外掛程式賦予小恐龍辨別阻礙的智慧，讓牠得以憑一己之力奔向天涯海角！ 

然而，隨著我們逐漸熟悉這個遊戲，我們不禁懷疑：遊戲中的設定是否可能真實存在？為了揭開其謎底，我們便開始探究小恐龍的奔跑歲月！

貳、正文 

主題一、小恐龍的身形與體態 

眾所皆知，小恐龍是一隻暴龍。暴龍的學名是 Tyrannosaurus rex，在分類上為暴龍屬（Tyrannosaurus）目前唯一一個有效物種。

以最知名的暴龍化石——「蘇」為例，其身高（站立時垂直離地高）為 4.5 公尺。然而，考慮到並非每一隻暴龍的體型都相同，且小恐龍的站姿又與其他暴龍有相當的差異，我們希望能尋求更客觀的標準來測量其身高。

搜尋資料後， 我們發現以暴龍之前肢進行比較似乎是理想的選擇。維基百科中提到，每隻暴龍的前肢皆約 1 公尺長；另外在出土的成年暴龍化石中，其前肢化石長度皆大約為七十公分，加上軟組織後也將近一公尺長，我們便以此為基準來推測小恐龍的身高。

由上圖可發現，小恐龍的身高約為前肢長度的 9.98 倍，因此其身高為 9.98 公尺。 雖然在前階段得出了身高，但我們並無法從小恐龍的外貌推算出其體重，畢竟粗略地估計小恐龍有多少軟組織、組織有多厚、骨架有多重……顯然都會造成不可忽略的誤差。據此，我們決定以公認的暴龍平均體重── 9 噸，作為我們對小恐龍體重的假設。

主題二、身手矯健的小恐龍 

我們疊合了小恐龍在平地奔跑以及起跳至最高點時的高度差，得到上圖，可發現小恐龍在跳到最高時，若一樣以前肢計算高度，則腳和地面的距離約為 20.8 m。為了以人類為標準，做出更精準的比對，我們令 K =( 跳高高度 / 身高 )，則可得到下表。 

由此可見，幼童恐龍圖鑑中的龐然大物，其實擁有驚人爆發力！ 此外，如果恐龍要達到 20.8 m 的高度，由位移公式  \( s=\frac{1}{2}at^{2} \) 可知  \( t=\sqrt{\frac{20.8}{0.5\times 9.8}}= 2.06s \)

則小恐龍起跳的初速度約為 0.5*2.06*9.81=10.1 m/s！

綜上，我們已經得知小恐龍起跳後可達到的高度與起跳之初速。小恐龍一躍而起後落地，從遊戲畫面中看不出落地所需要的緩衝時間，假設恐龍落地至靜止之時間為 0.01 s，若其動能完全轉換為落地時所受的正向力，根據牛頓第二運動定律，可知小恐龍的瞬間受力為  \( F=ma=9000\times (10.1/0.01)=9090000N \)

 \( \Rightarrow 9090000N/9.81ms^{2}=926605kgw \)

以此推算，小恐龍優異的身體素質能使其背負約 103 位同伴。將成年人體重以 70kg 進行估算，則小恐龍更能夠承載 13237 名成人的體重！

主題三、小恐龍的移動速度 

小恐龍遊戲是以遊戲得分作為計算遊戲進程的標準。然而，一分究竟代表幾公尺呢? 為解決單位換算的問題，以手機設定影片幀率 60FPS 並錄影，將影片匯入 tracker 程式，以先前計算出的恐龍身長作為基準，取遊戲得分 39 分的最後一幀影像與分數 42 分的最後一幀影像，測量恐龍與仙人掌的距離差。

結果可發現，在 39-42 分的過程中，恐龍距仙人掌的距離變化量為 35.39-7.85=27.54m。

由此可知，在小恐龍遊戲中每得一分，相當於使恐龍前進了 (27.54/3)=9.18m。

接著以遊戲分數 100 分為單位，測量小恐龍每移動 100*9.18=918 m 所需要的時間。最後以 v-t 作圖，可發現小恐龍遊戲在前 120 秒左右不斷加速，至 120 秒後，恐龍的速度趨為定值 160 m/s = 576 km/hr。

這個速度已是高速公路上車輛的 5 倍，甚至達到波音 747 飛行航速的一半！綜合前一主題所得出的結論，一隻能夠承載上萬名成人，速度又能超越高鐵的敏捷生物，無疑是作為陸上交通工具的優質選擇。

主題四、仙人掌的巨大阻礙

這張截圖中的四株仙人掌，囊括了小恐龍遊戲中所有出現的仙人掌的大小。以恐龍身 高 9.88 m 作為基準，可看到仙人掌叢中最高的仙人掌，高度達 11.16 m！

如此巨大的仙人掌究竟要在哪裡才找得到呢？經過查詢，美國與墨西哥西部的沙漠中，存在兩種巨型仙人掌：墨西哥巨型仙人掌（Pachycereus pringlei）與巨人柱（Carnegiea  gigantea）。

墨西哥巨型仙人掌是目前記錄到植株最高的仙人掌，高度可達 19.2m。而巨人柱仙人掌得植株高度最高亦能達到 16m。將小恐龍的仙人掌外貌與前述二物種做比較， 我們認為遊戲中的品種較有可能是巨人柱（下左），因為墨西哥巨型仙人掌的分支在根部附近（下右），與遊戲中仙人掌分支較高的外貌不符。

主題五、天空中翱翔的巨獸

仿照主題四，以恐龍身高比對翼手龍體長，得到其體長為 10.20 m。我們經查詢發現白堊紀末期（小恐龍存在的時期），存在著翼龍目中已知最大的翼龍——阿拉姆波紀納龍 （Arambourgiania philadelphiae）。

根據網路上的假想圖，這隻恐龍不含喙長便有約 5 m。加上其約 2 m 長的喙，體長可能超過 7 m，已經接近小恐龍遊戲中翼手龍的體長。因此我們推測，遊戲中的翼手龍可能確實存在。

主題六、小恐龍所奔馳的時空

至此已經求得仙人掌與翼手龍的可能品種，我們便好奇遊戲中的物種有無可能出現在相同時空。

巨人柱的分布範圍在美國加利福尼亞州、亞利桑那州，以及墨西哥索諾拉州索諾拉沙漠（下圖左），暴龍主要分佈的範圍，在美國的西部地區與加拿大西南部（部分區域如下圖右），阿拉姆波紀納龍在美國一帶則可能有分布。

此外我們更發現，以上的生物在白堊紀末期都有存在的可能。綜合以上三個物種的分布時空，我們推測小恐龍遊戲中，恐龍應是奔馳在白堊紀的索諾拉沙漠一帶。

小恐龍作為網路世界中的虛擬遊戲，在 6500 萬年前的地球上，卻可能真實上演著！

參、結論 

仔細分析了小恐龍遊戲後，我們得到以下結論： 

一、遊戲的真實性 

如主題六的討論，翼手龍、暴龍與仙人掌都有在同一時空存在的可能。不過遊戲中的翼手龍，其實是沒有隨著畫面移動的。換句話說，翼手龍在當地的強風吹拂之下，竟成了靜止於空中的運動狀態，此現象實在令人驚訝！ 

二、恐龍的存在，是利是弊？

6500 萬年前，廣闊的沙漠是小恐龍生活的絕佳地點。但時至今日，除了少數未開發的沙漠或人煙罕至的山地，人類社會恐怕沒有充足空間供牠活動了。若執意將小恐龍融入人類生活，考慮到其驚人的爆發力與實然上不「小」的身軀，牠勢必會對社會造成無法復原的破壞。

固執的人們若以特製圍欄將其囚禁，恐龍將失去自由奔馳的空間，更無法載著人類四處郊遊。21 世紀的我們，或許還是欣賞恐龍在 Chrome 世界奔馳的英姿即可。

參考資料

• 小恐龍遊戲 
• 維基百科｜暴龍屬 
• 維基百科｜墨西哥巨型仙人掌 
• 維基百科｜巨人柱 
• 維基百科｜阿拉姆波紀納龍