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知識大圖解:積體電路如何運作

知識大圖解_96
・2014/11/18 ・568字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 527 ・七年級
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國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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若要細數20世紀最偉大的發明及其價值,很少人會想到積體電路。沒錯,我們往往會說出一些仰賴積體電路運作的裝置(這不難,因為多如牛毛),卻很少想到那在1958年首度以電晶體陽春組成的積體電路。

但你知道嗎,從許多角度來說這都情有可原。積體電路本身非常迷你──或用現代精準的術語來說,屬於奈米規格,自然不太引人注目。積體電路基本上由數種金屬和半導體元件組合而成,執行的又是看不到的功能,然而所有現代電子產品都透過這些電路運轉,從個人電腦、智慧型手機到電視,無不仰賴它來執行各種關鍵程序。

積體電路由許多極微小的主動元件和被動元件組成。主動元件包括電晶體和二極體,被動元件則包括電容器和電阻器;這些組件一起鑲在薄薄的半導體材料上,例如矽(美國製造晶片的地區「矽谷」即因此得名)。

上述元件合起來就成為電腦晶片,大小通常從數公釐到數公分(例如中央處理器)。晶片表面覆有塑膠殼來保護內部的眾多積體電路,而將多種晶片結合在一起,就能製造出許多日常生活中不可或缺的超強力電子產品。

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本文選自《HOW IT WORKS知識大圖解 中文版》第02期(2014年11月號)

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知識大圖解_96
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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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來當個「嗅」外慧中的「嗅」才!——《你聞到了嗎?》書評
臉譜出版_96
・2023/02/07 ・2025字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 文/黃貞祥

作夢時,會有很多畫面,也會聽到許多應該和不該聽到的聲音,就像看電影時一樣,卻不太會聞到什麼氣味,除非看的是 4DX 場吧?

我自己沒印象有做過什麼有氣味的夢,可是說不定我是忘記了,還是害怕想起來?

因為夢幻泡影,如霧又如電,我也無法確定作夢時究竟有沒有感受到氣味,但是如果沒有,我也不感到太意外。說不定,就因為氣味太攸關生死了,夜裡突如其來的怪味,如果還以為是夢中的體驗,那麼在夢中有嗅覺而搞不清楚危機迫在眉睫的人,在遠古時代年紀輕輕就可能死無葬身之地了吧,更遑論傳宗接代。

然而,德國哲學大師康德(Immanuel Kant,1724–1804)卻指出,嗅覺是我們的感官中最不被重視、最容易被認作是可有可無的部分。

嗅覺與記憶的關聯最深

其實,在五官的感受中,嗅覺和記憶的關聯最深,幾乎所有談嗅覺的科普書,都會提到法國文學大師馬塞爾.普魯斯特(Marcel Proust,1871-1922)共計七卷的意識流小說經典——《追憶似水年華》(À la recherche du temps perdu)中的第一卷的開場,他用了整整四頁細緻地描述熱茶的餘韻和瑪德蓮的滋味,讓過往記憶歷歷在目。這本《嗅覺不思議:從變化中的氣味,到人類與各種生物驚人的氣味軼事,探索你不知道的嗅覺世界》(Smelling to Survive:The Amazing World of Our Sense of Smell)也不例外。

然而,沒喝過熱茶和嚐過瑪德蓮,要如何設身處地想像主角的經驗呢?聲音原本在保存上,一直有一個重大的缺陷,就是我們可以用各種顏料和墨水模仿所看見的世界,可是聲音除了口耳相傳或者特製的樂器長期訓練,是難以忠實地記錄和保存的。樂譜也只能讓人再現我們少數能聽見的部分聲音,一直到愛迪生(Thomas Edison,1847-1931)發明了留聲機,才改變了一切。 可是,我們有辦法把我們的嗅覺體驗輕易記錄並複製嗎?

只有依樣畫葫蘆地把能發出那些氣味的東西擺到我們面前,無論它們是天然的,還是需要精心製作的,才能讓鄉民共襄盛舉吧?甚至到了科技發達的今天,我們隨手就能用手機記錄下影音,並且傳送給親朋好友,可是卻還是拿氣味沒辦法。於是,嗅覺這個我們應該很熟悉,甚至更能喚起我們熟悉記憶的感覺,卻真如康德主張的那樣,被我們長期漠不關心。

聞不到也必須要知道

沒關係,這本《嗅覺不思議》肯定能讓你喚起和氣味有關的回憶。作者比爾.漢森(Bill S. Hansson)是瑞典裔神經行為學家。從 2014 年 6 月到 2020 年 6 月,他擔任了德國普朗克研究院的副院長,這是一個類似台灣中央研究院的大型學術研究機構,但規模更龐大,在德國各地設立了八十個研究所。 

漢森在瑞典隆德大學獲得生物學學士學位。1988 年,他取得了生態學的博士。 他在美國亞利桑那大學完成博士後研究後,1990 年回到隆德大學擔任教。從 2001 年起,他在瑞典阿爾納普的瑞典農業科學大學擔任教授和化學生態學系主任,直到 2006 年擔任德國耶拿的普朗克化學生態學研究所的主任並主持演化神經行為學實驗室。

漢森的研究重點是昆蟲間和昆蟲與植物互動的神經生態學。他主要研究昆蟲的嗅覺,他探討昆蟲如何使用觸角及觸鬚探測氣味、這些探測和處理系統如何演化,以及嗅覺如何影響昆蟲的行為。他還把昆蟲的系統與其他陸生節肢動物進行比較,如澳洲聖誕島的強盜蟹。他在書中還坦承,為了得知強盜蟹愛吃的山棕果實的滋味,他偷吃了一顆,中了毒,險些喪命。

當然,那些強盗蟹吃了山棕果實後仍老神在在。漢森實驗室探究了強盜蟹用來處理嗅覺訊息的一大半腦袋。其實,我也是讀了這本《嗅覺不思議》才知道,原來我們在現今旳人類世,在大氣和海洋中產生了大量氣味變化,對野生動物來說造成了多大的困擾,這也是過去環境保護議題較少著墨的。

對氣味不敏感的人類

雖然我們人類相較其他許多動物,尤其是狗,能嗅聞到的氣味較少,可是香氛產業還是靠販售香噴噴的產品發大財。更少人注意到的是,飲食業其實也是如此。《嗅覺不思議》舉例說明,如果把我們的鼻子夾住,很多人根本嚐不出番茄醬和芥末醬的差異。我們能夠品嚐到許多令人食指大動的美食風味,主要是靠我們的鼻後嗅覺,也就是說我們在大快朵頤時,許多美妙的感受不僅來自舌尖,而是飄散到我們鼻腔中的氣味,就因為我們少了一塊把嘴巴和鼻子分開的「橫盤」(transverse lamina)這種骨頭。演化生物學家羅伯.唐恩(Rob Dunn)與愛妻人類學家莫妮卡.桑切斯(Monica Sanchez)在《舌尖上的演化:追求美味如何推動人類演化、演化又如何塑造飲食文明?》對此有許多討論。

另外,雖然我們嗅不到費洛蒙,在我們尋找伴侶時也幫上大忙哦!漢森在《嗅覺不思議》也試圖破除一些迷思,例如鳥類其實沒什麼嗅覺能力這事,搞半天原來純粹是基於早期充滿偏頗的觀察,果真是「盡信書不如無書」。除了嗅聞高手狗狗和原本被誤解的鳥類,漢森還舉了其他大量動物界,甚至還有植物的案例,讓我們了解嗅覺究竟有多重要。

身為一位嗅覺專家,漢森也探討了我們能夠如何利用嗅覺造福人群,讓我們不僅耳聰目明地探索這個多姿多彩的世界,也能在芬芳馥鬱、沁人心脾的環境中怡然自得、心曠神怡。

所有討論 1
臉譜出版_96
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臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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一千年前的地球「聞」起來如何?人類世前後環境氣味的變化——《你聞到了嗎?》
臉譜出版_96
・2023/02/07 ・1853字 ・閱讀時間約 3 分鐘

一千年來氣味景觀發生了很大的變化

走在一千年前的路上,你的感官體驗大概會跟在現代的感覺大不相同。看看西元 1021 年的周遭世界,你舉目所及沒有汽車、飛機或船隻,甚至(以今日的眼光來看)連像樣的道路都沒有。

西元 1021 年的周遭世界,甚至(以今日的眼光來看)連像樣的道路都沒有。圖/elements

過去的世界無疑比今日的世界安靜許多,或許根本可以說是寂靜無聲也不一定。然而這些都是聽覺與視覺的感受,那麼嗅覺呢?

嗅覺也分為許多層面。

嗅覺也分為許多層面。圖/elements

一千年前的人類以及整個環境的氣味與今日是否有所不同?甚至是與一百年前相比,是不是就已經不一樣了呢?

我們周遭的氣味在這段時間以來,究竟有哪些改變?而我們人類又對氣味景觀(smellscape)——也就是你我四周那龐雜交錯的各種氣味所構成的景觀——產生了哪些影響?

我們自己的氣味與對氣味的感知是否有所改變?人類的各種行為是否影響了我們的嗅覺能力呢?是什麼導致了人類與動物產生這些變化?

是什麼導致了人類與動物產生這些變化?圖/elements

人類帶來了新氣味!

首先,1021 年的你絕對不會聞到汽車廢氣或是汙水處理廠傳出的臭味,也不會有撲鼻而來的合成氣味,例如:香水、除臭劑以及新車的味道,自然環境聞起來可能也大不相同。

自從人類開始在地球的每一個角落殖民以來,我們就開始想方設法改變、操控、開發地球環境。隨便舉幾項好了:我們砍伐樹木、種植糧食作物,導致許多植物與動物滅絕,使世界邁入工業化社會。

這個因人類活動產生劇烈變化的全新地質年代,通常被稱為人類世。

人類世確切的起點仍有爭議,有些人主張這段時期是從一萬至一萬五千年前的農業革命開始;也有人認為是在二次世界大戰後,一個由核子試驗、1950 年後的「大加速」(The Great Acceleretion)及其伴隨的社會經濟、氣候鉅變所定義的時期。

目前在世界各地已超過2,000次核試驗。圖/wikipedia

無論選擇哪一個尺度來定義人類世,人類無疑對地球的整體環境產生了巨大的影響,改變了我們與所有動物呼吸的每一口空氣,以及每一次呼吸裡所蘊含的每一個物質分子。

大自然的氣味變了?

我們先來談談自然界的氣味,以及這些氣味可能是如何改變的吧。

一千年前,大自然還未受到人類的劇烈影響,各種植物與動物在原野與森林裡共存,到處都是怒放的野花,松樹、杉樹與各種落葉木錯落生長;當時自然界的大主題就是——物種多樣性。

一千年前,大自然還未受到人類的劇烈影響,各種植物與動物在原野與森林裡共存。圖/elements

隨著時序推進,人類開始砍伐、焚燒森林,將原本野花繁盛、綠草如茵的原野都變成了農田。這些舉措讓人類的版圖開始大肆擴張、繁衍,同時也劇烈改變了周遭的氣味景觀。

一改過去物種繁多、交雜錯落的林相,我們開始大面積種植單一樹種,環境的氣味也因此開始變得單一。就以現代樹種單一的杉樹林與樹種多元的古老森林相比好了,如果各位有機會走進森林就可以聞聞氣味、好好比較,這兩種林相的氣味是否有所差異。

在田野之間,物種單一化的改變同時發生;以往存在各式各樣物種的土地,都變成了種植單一作物的農田。

美國的大草原變成看不到盡頭的玉米田和麥田,歐洲的草地也同樣消失在我們的視線之中。就在我們沉浸於四周所謂的自然氣息時,氣味景觀卻早已大不相同。怎麼會這樣?

——本文摘自《你聞到了嗎?:從人類、動植物到機器,看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》,2023 年 1 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

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