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你相信手指長度可將你一眼看穿嗎?

科學新聞解剖室_96
・2015/04/06 ・3570字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 537 ・八年級
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科學新聞解剖室-案件編號10

11111
圖片來源:http://ppt.cc/DD~Z

案情:奇怪耶,「手指長度」有這麼神嗎?

農曆春節過後,還沉浸在開工不適應症的解剖員,看到聯合晚報一則以「研究:男性手指長度 反映對女性好壞」的新聞,整個人都清醒了。新聞中提到「食指與無名指長度比率較小的男性,與女性相處時更可能注意傾聽、微笑和大笑、妥協或稱讚對方。」過幾天,解剖員在中時電子報又看到類似報導:「無名指長愛偷吃 食指短強勢」,這什麼東西?!

老實說,「比較食指及無名指的長度」算是一個古老的命題,每隔一段時間就會在台灣的科學新聞中出現。猶記得在天真無邪的兒童時期,同學間也不時會流傳關於手相的算命傳說,例如生命線、感情線、事業線(當時的事業線還很單純)等,時至今日,「食指」和「無名指」好像變得很重要,時不時攻佔新聞版面,到底無名指、食指的長短和這些行為之間有甚麼關係?光看手指長短就能評斷一個人的某些特徵嗎?這也太神奇了吧!?就讓解剖員帶著大家一一揭開手指長短背後的真相。

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解剖

科學疑點一:為什麼是手指長度和某些人類行為有關?

為什麼光看手指長度就可以判斷某些行為?為什麼不是耳朵、嘴巴或眉毛呢?經過解剖員的研究,發現國外確實有相當多針對第二手指(食指)與第四手指(無名指)比率(2D:4D)所進行的研究,例如「手指比率與人格特質的關係」、「手指比率和性取向」、「手指比率與發育穩定性的關係」等等,當然,也少不了手指比率與各種社會行為的對照研究。

原來這類型研究是有所本的,依照解剖員親訪的心理學者指出,主要的依據是有的研究支持胎兒在子宮中接受的雄性素(睪固酮)濃度差異會顯現在手指上,幼兒在成長過程中接觸雄激素的環境會影響大腦的發展,也會導致日後的某些社會行為。所以說,胎兒接觸雄激素的多寡是影響日後某些行為的主要因素,而手指比率則是判斷接觸雄激素的可能參考指標。不過心理學者也指出,目前也有研究並不完全支持這樣的看法,所以比較好的報導方式,是讓讀者知道手指長度差異可能是睪固酮造成,而睪固酮這個性荷爾蒙會造成一些行為與生理上的差異。科學新知應該讓讀者瞭解這三者之間的可能連結,如此才完整。

雖然在聯合晚報、中時的內文中都有簡單交代胎兒接觸激素與手指比率的關係(拍手稱好),如聯合晚報提到「食指與無名指長度比率較低,顯示曾置身於濃度較高的男性荷爾蒙。」而中時報導也說「所謂的指頭比率(即食指對比無名指),與胎兒在母親子宮接觸到的睪酮有關。」重點是在於食指與無名指的長度比率,可不是像新聞標題所說手指長、食指短這麼簡單或絕對的事,它確實是心理學研究裡面的一項重要課題,也是眾多詮釋人類行為背後的一項可能原因。記者朋友們,可以不要這麼衝動嗎?

科學疑點二:實驗如何進行?合理嗎?

這兩則前後發佈的手指新聞,引用的研究分別來自加拿大麥基爾大學以及俄國的研究大學,這些研究又是如何進行的呢?讓我們來瞧一瞧。

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解剖員發現加拿大麥基爾大學研究的研究是找來155名的參與者,要求參與者在20天內完成規定的社交活動,每一項至少需持續5分鐘以上,然後參與者必須將過程紀錄下來,再將紀錄寄回給研究單位。研究人員再將這些行為對照手指比率進行解釋。研究結果指出,男性手指比率可以顯示出男性對待女性態度的不同,但是在男性對待男性、或女性本身就沒有明顯的差異性。但是,每一個人的生活環境都不一樣,會接觸到的人與情境當然也都不同,若要將他們這些應對行為當作標準,就還需要考慮過程中許多無法控制的干擾因素。這個實驗或許有學理上的重要性,但是要從一個實驗情境的研究結果直接推演至真實的生活環境,恐怕還有許多需要填補的空間。

而另一則俄國的研究表示,對女性來說,在胎兒期接觸較多睪固酮者,自信心、進取心及勇於冒險的特徵更明顯。研究的執行過程是,找來一群1527名年齡從25到60的成年人(男性680名、女性847名),研究人員先測量受試者的左右手的指頭比率之後,再請受試者填寫一份工作型態問卷,研究人員將答案結果對照他們的指長比率。結果發現,手指比率低(接觸較高睪固酮)的女性較可能從事傳統男性的職業,例如律師或企業主。研究結果也指出這項實驗僅在女性的左手比率得到印證,但是女性右手手指比率與男性雙手手指比率則沒有明顯的差異性,研究論文的最後也提出可以再進一步發展的可能性。

這兩則研究報告雖然都肯定本身研究的重要性,但也都提出日後進一步發展的可能,以彌補其他沒有明顯差異的實驗數據。但我們的新聞報導卻往往把單一的一則科學研究結果就毫不保留地當成真理般的聖旨,這並非科學知識累積與進展的常態,讀者千萬要冷靜啊!

接著來看媒體上的問題:

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媒體疑點一:操弄標題、收視至上

這兩則手指系列新聞,都是在標題直接將「手指長度」搭配聳動的結論,試圖藉機炒熱話題的動機強烈,這是國內媒體最愛的簡化因果手法。即便內情是激素濃度差異,但用手指長度來呈現似乎就很酷炫、很吸睛,而且在第一時間就能引起讀者驚呼並想一探究竟。解剖員隨手一抓就有好幾個案例,例如:「無名指比食指長的男性 生育能力也比較強!」、「研究:食指與無名指長度相差大的人 說話就凶!」、「無名指比食指長 較易賺大錢」、「無名指比食指長 易為性愛冒險」等等,這類「神奇手指頭」的新聞層出不窮,幾乎每隔一段時間就出來亮相,娛樂效果十足,網路轉載率爆高。

更令人三條線的,中國時報這篇「無名指長愛偷吃 食指短強勢」報導,根本是來自兩個不同的國外研究,前段是來自英國牛津大學的研究,後段則是俄國研究。但中時報導中對於牛津大學的研究只有短短兩行,卻出現在新聞標題的前半段,這篇新聞稿的拼貼操作手法真讓人瞠目結舌,厲害厲害!

回顧國內媒體對於科學新聞的處理方式,大都以「趣聞」或是「恐懼」等誘發讀者情緒的方式來呈現。主要是讓讀者「有感」而非「有收穫」,於是盡是從國外報導中擷取一些聳動誇張的內容來餵養讀者,但這種做法可是完全忽略科學研究者發現問題、解決問題的精神,更可能讓讀者產生錯誤的認知。這些年來這個手指主題一直以相同的面貌重複出現,各家媒體屢試不爽,實在太沒長進了!(痛心)

媒體疑點二:編譯失真、品質低劣

解剖員在比對國外新聞原文、原始研究之後發現,台灣媒體的編譯功力實在慘烈。逐字逐句翻譯的方式,不但忽略前後文的脈絡,也導致讀者摸不著邊際。

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以中時的報導為例,該篇新聞稿是翻譯自英國《每日郵報》的報導,在新聞標題語氣的使用上,中時報導的「食指短強勢」,是多麼斬釘截鐵、不容辯駁的氣勢啊!但在《每日郵報》的標題可是用了「hint」(暗示)、「likely」(或許)等有待討論的語氣喔;再加上《每日郵報》在標題上已經點名這研究是女性食指長短與職業選擇、職場企圖心可能相關,但中時的標題會讓人誤以為這是男女通用的結論,而且食指長等於強勢,可算是男生女生傻傻分不清楚的狀態。

接著看看用詞的部份,會發現研究中是以「2D:4D比率」來說明,即是第二手指、第四手指的比率,而新聞報導卻簡化為食指長短,再次忽略真實研究所使用的專有用語與實際狀況,也許撰稿者認為食指長短比研究用語更加讓人易懂,解剖員只能說記者真貼心啊!

再加上中時的報導不僅牽扯中國傳統的「男左女右」:「指頭比例差異大,而出現不同生涯選擇,此一現象只在女性身上觀察得到,而且大多流露在左手。這一點,與中國傳統說的男左女右,並不吻合。」,還直言人類食指與無名指的比例「可以幫大家瞧出誰較愛劈腿,偷吃小三、小王」,東扯西扯,張冠李戴。解剖員心想,這麼有創意的台灣媒體如果可以改行為徵信社,或許對社會的貢獻會大一些。

解剖總結:太過神奇的手指要小心!

總結前面的解剖結果,這系列的手指研究新聞報導,不但從國外新聞原文照抄,且翻譯過程草率,沒做功課之外還有多處誤解。對於科學研究的推論過程也簡單帶過,大都聚焦在手指長度所帶來的戲劇效果,對提升讀者科學素養根本毫無助益,甚至有害(仔細看還會因為翻譯太糟而看不懂)。綜合這一次的分析,本解剖室會診結果,給這一系列新聞報導評價如下(14顆骷髏頭):

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綜合剖析評比-科學偽新聞指數(滿分五顆)

「忽略過程」指數:☠☠☠☠

「戲劇效果」指數:☠☠☠☠

「不懂保留」指數:☠☠☠

「便宜行事」指數:☠☠☠

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(策劃/寫作:黃馨慧、賴雁蓉、黃俊儒;心理學顧問:蔡宇哲)

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文章難易度
科學新聞解剖室_96
37 篇文章 ・ 12 位粉絲
「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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腦中那首歌停不下來?可能是「耳蟲」找上你!
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2025/08/20 ・3373字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文 / 雅文基金會聽語科學研究中心 林旻萱 助理研究員

在你的日常生活中,是否也有過這樣的經驗呢?四周一片寂靜,你坐在書桌前,試圖專心準備即將到來的考試,卻發現怎麼樣都無法靜下心來,因為腦袋裡正不受控制地播放同一首歌,甚至有時候還會不自覺的哼唱起旋律。那也許是你在商店裡無意間聽到的廣告歌曲,也或許是喜歡的歌手發的新歌,無論你有沒有刻意去回想,它都會佔據你的腦海,像是腦中的背景音樂,不斷重播。

像這樣被一首歌「洗腦」的狀況,到底為什麼會發生呢?

為什麼我們會被歌曲洗腦?原來是耳蟲搞的鬼

事實上,上述的這種現象稱為不自主音樂意象(Involuntary Musical Imagery, INMI),也稱為卡歌症候群(Stuck Song Syndrome, SSS),在口語上常被稱為耳蟲(earworm),是指一段旋律在大腦中自發浮現,並不斷重播的現象 [1][2]。耳蟲這個詞是從德文的詞彙 “ohrwurm” 而來 [3],”ohr” 是指耳朵,而 “wurm” 則是小蟲子的意思,用以形容像小蟲子爬進耳朵一般,在腦中揮之不去的音樂。根據研究,耳蟲最早的文學來源,或許可以追溯到 19 世紀 [3]。在 1845 年美國出版的一部短篇小說《悖理的惡魔》中,故事的角色就遭遇了「腦中自發響起旋律而無法擺脫」的困擾,這與現代常被提起的耳蟲現象極為相似。這顯示出,即使當時尚未明確定義耳蟲現象,人們也早已在日常生活中有過這種音樂入侵大腦的經驗,甚至為此感到困擾。

心理學教授 Philip Beaman 指出,2008 年就曾有研究針對芬蘭約 12000 名網路使用者進行大規模的問卷調查,結果顯示,有 33% 的受試者表示耳蟲會每天出現,且有超過 90% 的受試者表示至少每週會發生一次耳蟲現象 [2][4],由此可見,耳蟲現象其實相當普遍。那麼,究竟是什麼原因導致耳蟲現象呢?

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旋律在腦袋裡重播,讓人也忍不住地哼唱起來。 圖 / AI創建

常見的耳蟲現象,與大腦構造息息相關

為了探討大腦結構與耳蟲現象之間的關聯,Farrugia 等人於 2015 年進行了一項研究 [1],他們調查了 44 名受試者接觸音樂的經驗,並透過問卷了解受試者對耳蟲現象的看法,包括耳蟲的出現頻率及其對生活的影響等等。結果顯示,曾學習音樂或經常接觸音樂的人,更容易出現耳蟲現象,而且這些音樂片段可能對他們產生更強烈的情緒與心理影響。

另一方面,研究也透過磁振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)對受試者進行腦部掃描,分析大腦的灰質體積與皮質厚度。結果發現,耳蟲現象的頻率可能與某些特定腦區的結構有關。大腦右側的額下回(Inferior Frontal Gyrus, IFG)不僅與音高記憶有關 [1][5-7],也負責抑制機制,當右側 IFG 的皮質厚度降低,抑制能力便會減弱 [1]。研究者發現,耳蟲現象發生時,IFG 的活動或許能夠抑制耳蟲出現 [1][8-9]。此外,耳蟲出現的頻率與大腦的前扣帶迴皮質(Anterior Cingulate Cortex, ACC) 厚度也有顯著的關聯,當耳蟲出現得越頻繁,ACC 的皮質厚度越薄 [1]。ACC 位置所在的大腦網絡區域,即使是大腦處於「非任務狀態」時,仍在進行各種思維活動 [1][10]。也就是說,在人們處於放空、發呆,甚至沉浸在白日夢中的時候,ACC 並不會休息停滯,反而呈現高度活躍的狀態。一項研究顯示,ACC 的皮質厚度與非任務狀態的思維活動比例有關 [11]。若將耳蟲視為一種非刻意但可感受到的意識活動,則 ACC 在耳蟲現象的神經機制中,可能扮演重要的角色。

有些人會對耳蟲感到困擾,而有些人則會擁有正向的情緒。 圖 / AI創建

對某些人而言,耳蟲能喚起愉快回憶,帶來正面影響;但對另一些人來說,強烈情緒反而可能使耳蟲成為困擾。先前已有研究指出,聆聽音樂時較容易產生正向情緒的人,其海馬旁迴(Parahippocampal Cortex, PHC)體積通常較大 [1][12], Farrugia 等人也進一步發現,認為耳蟲對自己有幫助的人,其 PHC 的灰質體積也相對較大。他們推測,PHC 灰質體積較大可能喚起與耳蟲相關的記憶,激發情緒,讓耳蟲產生較正向的作用。此外,右側顳極(Temporal Pole, TP)則被認為與情感處理相關 [1][13],若 TP 灰質體積較大,個體對情緒的刺激反應可能更為敏感,而這一類的人也較難抑制耳蟲經驗所連結到的負向情緒反應。這些結果顯示,大腦結構與功能互相影響,使每個人對於耳蟲的感受都有所不同。

那些「洗腦神曲」是怎麼來的?這些特徵是關鍵!

除了大腦結構與自身情感機制會使得耳蟲現象發生之外,歌曲本身的特徵也扮演了重要角色。根據研究,歌曲若具備某些特徵,會更容易引發耳蟲現象 [14],如下所示:

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  1. 節奏較快:INMI 歌曲的節奏通常比非 INMI 歌曲快,輕快的節奏更容易吸引注意力並留下記憶。
  2. 旋律輪廓常見:若旋律的起伏模式符合人們熟悉的音樂結構,更容易在腦中重播。
  3. 特殊旋律轉折:即使旋律不常見,只要具有獨特且引人注意的起伏變化,也可能成為耳蟲。
  4. 近期曝光與流行程度:最近聽過或正在流行的歌曲,更容易成為耳蟲。
經常聽的流行音樂,更容易引起耳蟲現象。圖 / freepik 

重複的旋律,能夠促進兒童語言發展嗎?

根據研究,使用兒歌作為教學素材,能有效提升 4 至 5 歲兒童的詞彙量,且兒童在理解與運用新詞彙方面皆有明顯進步 [15]。兒歌是兒童日常生活中最常接觸的音樂形式之一,而且具備了引來耳蟲的特性:旋律輕快、有節奏感,常見且具記憶點。若兒歌能透過耳蟲現象在兒童腦中自發性地重現,利用這種「非刻意但頻繁回想」的特性,或許能在自然語境中提供兒童額外的語言練習機會,使語言學習不僅僅是限於教學情境中,甚至能夠延伸至日常生活的潛意識層面。

研究也指出,透過兒歌進行學習,不僅能提升幼兒的詞彙量,亦能增強其語言學習的自信心,自我表達也會更為積極 [15]。因此,若能善用兒歌作為語言學習的媒介,並考量耳蟲現象可能帶來的記憶強化效果,也許有助於促進兒童在語言學習上的發展。

耳蟲現象,其實有跡可循

總而言之,當你腦中突然浮現一段旋律,反覆播放、揮之不去時,其實不必感到意外。這正是大腦運作與音樂特性交互作用的結果,是一種相當普遍且自然的現象。即使你沒有刻意記住某首歌,它仍可能在潛意識中悄悄留下痕跡。

所以下次當某首歌又悄悄佔據你的思緒時,不妨放鬆心情,靜靜欣賞它的旋律與節奏。你之所以忍不住想哼唱,並不是因為分心,而是因為這段旋律剛好觸發了大腦中的某個開關,也許還會勾起某些情緒或回憶呢!

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耳蟲,是音樂在我們腦海中留下的溫柔印記,時刻提醒著我們:大腦與音樂之間,總有著令人著迷的互動。

  1. Farrugia, N., Jakubowski, K., Cusack, R., & Stewart, L. (2015). Tunes stuck in your brain: The frequency and affective evaluation of involuntary musical imagery correlate with cortical structure. Consciousness and cognition35, 66-77.
  2. Liikkanen, L. A. (2008). Music in everymind: commonality of involuntary musical imagery. In 10th International Conference of Music Perception and Cognition. Sapporo, Japan, August 2008 (pp. 1-5).
  3. Beaman, C. P. (2018). The literary and recent scientific history of the earworm: A review and theoretical framework. Auditory Perception & Cognition1(1-2), 42-65.
  4. Beaman, C. P., & Williams, T. I. (2010). Earworms (stuck song syndrome): Towards a natural history of intrusive thoughts. British Journal of Psychology101(4), 637-653.
  5. Albouy, P., Mattout, J., Bouet, R., Maby, E., Sanchez, G., Aguera, P. E., … & Tillmann, B. (2013). Impaired pitch perception and memory in congenital amusia: the deficit starts in the auditory cortex. Brain136(5), 1639-1661.
  6. Hyde, K. L., & Peretz, I. (2004). Brains that are out of tune but in time. Psychological science15(5), 356-360.
  7. Hyde, K. L., Lerch, J. P., Zatorre, R. J., Griffiths, T. D., Evans, A. C., & Peretz, I. (2007). Cortical thickness in congenital amusia: when less is better than more. Journal of Neuroscience27(47), 13028-13032.
  8. Aron, A. R., Robbins, T. W., & Poldrack, R. A. (2004). Inhibition and the right inferior frontal cortex. Trends in cognitive sciences8(4), 170-177.
  9. Aron, A. R., Robbins, T. W., & Poldrack, R. A. (2014). Inhibition and the right inferior frontal cortex: one decade on. Trends in cognitive sciences18(4), 177-185.
  10. 廖泊喬。(2024/3/13)。DMN腦神經科學研究:好好躺平有助潛能發展。觀點同不同。取自:https://issues.ptsplus.tv/articles/7927/
  11. Bernhardt, B. C., Smallwood, J., Tusche, A., Ruby, F. J., Engen, H. G., Steinbeis, N., & Singer, T. (2014). Medial prefrontal and anterior cingulate cortical thickness predicts shared individual differences in self-generated thought and temporal discounting. Neuroimage, 90, 290-297.
  12. Koelsch, S., Skouras, S., & Jentschke, S. (2013). Neural correlates of emotional personality: A structural and functional magnetic resonance imaging study. PLoS One8(11), e77196.
  13. Royet, J. P., Zald, D., Versace, R., Costes, N., Lavenne, F., Koenig, O., & Gervais, R. (2000). Emotional responses to pleasant and unpleasant olfactory, visual, and auditory stimuli: a positron emission tomography study. Journal of Neuroscience20(20), 7752-7759.
  14. Jakubowski, K., Finkel, S., Stewart, L., & Müllensiefen, D. (2017). Dissecting an earworm: Melodic features and song popularity predict involuntary musical imagery. Psychology of Aesthetics, Creativity, and the Arts11(2), 122.
  15. Christina, Y., & Pujiarto, P. (2023). The Effectiveness of Nursery Rhymes Media to Improve English Vocabulary and Confidence of Children (4-5 Years) in Tutor Time Kindergarten. Journal of Education Research, 4(3), 1326-1333.
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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3D組織學技術突破舊有視野:專訪銀獎得主簡宏任
顯微觀點_96
・2025/08/18 ・4337字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文轉載自顯微觀點

畫面中以腫瘤與腸道的交界處作為分割,上方為十二指腸的腸絨毛血管和神經網絡,下方則是侵襲的胰臟癌腫瘤,呈現出生命與疾病在邊界對峙的氛圍

2024台灣顯微攝影競賽評審都忍不住讚嘆:「影像具有魄力與情緒渲染力,讓人直觀感受到人體對抗癌症的不適和緊張。」

這幅「劍拔弩張」的影像由中研院基因體中心的博士後研究員簡宏任所拍攝。他目前的研究主題之一為探討胰臟癌的漸進發病過程中,出現的病變(lesion)和微環境變化。

他提到拍攝這張影像契機是當時正在做腫瘤轉移的試驗,正巧收到這個小鼠胰臟樣本。

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「那隻老鼠的胰臟腫瘤剛好長在十二指腸的旁邊」,簡宏任表示,胰臟有很多神經,而胰臟癌特別之處在於腫瘤長大後,神經也會跟著長進去。

「但腫瘤中的神經從哪裡來?是從胰臟裡面自己長進去,還是從旁邊的器官?以概念上來說,你各自的器官神經理論上應該不會交錯吧!」但過去很少有人做過這樣的觀察和研究,而透過顯微鏡的觀察,發現神經從十二指腸的肌肉層,沿著血管長到胰臟腫瘤裡面。

「下面這是腫瘤範圍,神經會長進去耶!這還滿神奇的」,簡宏任一邊對著影像比劃,一邊興奮地分享研究發現。

胰臟癌很難治療的原因之一是腫瘤中沒有或是很少具有免疫細胞浸潤,即無免疫源性的腫瘤-「冷」腫瘤。但從影像中看到標記成藍色的免疫細胞順著血管和神經的網路進到腫瘤生長區域。「可見免疫細胞其實是可以進去的,但是為何這些免疫細胞無法發揮殺死癌細胞的作用或是僅駐留在腫瘤中的局部位置」,簡宏任坦言目前還沒有答案。

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雖然對於免疫細胞和癌症之間的作用尚無明確解答,但影像的呈現仍然多少解開過去對於神經、血管和腫瘤之間如何交錯的疑惑。簡宏任表示,這都得歸功於3D組織學技術的發展。

器官很大病變很小 從2D走向3D找目標

胰臟癌又稱為「癌王」,因為癌症初期病人沒有任何不適,加上胰臟在腹腔深處,難以用超音波早期發現癌症病變,等到壓迫到其他器官出現腹痛、胃口差等症狀,腫瘤都已長得很大或是出現轉移,惡化速度快。

簡宏任研究的一部分就是觀察癌前病變的病理樣態。

胰臟很重要的功能分為內分泌和外分泌。內分泌為分泌胰島素調解血糖,外分泌則是分泌胰液含有多種消化酵素,進行醣類、蛋白質、和脂肪的消化作用。

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簡宏任表示,胰臟腺泡細胞分泌的消化液需要透過導管結構送到消化系統,而研究發現這種導管結構可能會出現癌前病變,這些病變稱為胰臟上皮內瘤樣病變(pancreatic intraepithelial neoplasia, PanIN)。而PanIN也可能會由胰腺泡到導管化生(acinar-to-ductal metaplasia, ADM)發展而來。病變的進展是多重步驟的過程,除了病變細胞本身基因層面的改變之外,外在的微環境也會影響這些PanIN的發育。

因為胰臟組織裡細胞種類眾多,不同種類細胞的組成可能塑造出適合病變成長的環境;雖然這些病變並不一定最後都會走向癌症。而他所待的胡春美老師研究室,就在關注病變過程微環境的變化。

另一方面,胰臟癌難以早期發現,通常是轉移到肝臟,發現肝臟腫瘤後才回頭找出胰臟腫瘤。而發生遠端轉移之前,從原位胰臟腫瘤脫離的細胞團可能在血液中循環,這些細胞團被稱為循環腫瘤細胞簇(Circulating tumor microemboli, CTM)。

簡宏任另一部分的研究重心便是放在這些循環腫瘤細胞簇的特徵及其是否有喜歡的微環境,藉以找出可能的轉移熱點,以更好地了解癌症轉移並尋找治療的契機。

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然而微環境「長成什麼樣子」,難以用一般分子生物的技術觀察,必須整合病理學的技術來「看見」其真實的樣態。

「但問題又來了,要怎麼找到這些小小的、開始發生病變的位置?」簡宏任說,在模式小鼠中,胰臟病變的平均直徑僅約100至200微米(µm,micrometer),以老鼠胰臟2公分乘以1.5公分的面積、厚度0.5公分來看,一個病變保守估計可能只佔胰臟體積的十萬分之一到百萬分之一。

過去受限於常規組織學技術的切片方法,研究者只能製備厚度3到5微米左右的樣本,以觀察組織薄片上二維(2D)空間的訊息。而且切片過程不僅得破壞樣本,對於無法明確知道起始位置、難以定位的目標來說,也無法準確擷取到想要的影像。

但是組織透明化技術允許研究者在不切片或是增加切片厚度的方式下製備出「厚」樣本,如此一來樣本就能保有立體的三維(3D)空間訊息。使用3D組織學技術便可以看到整體結構,再去找尋「不一樣」、「可能是病變」的部位加以觀察、分析。

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簡宏任表示,3D組織學技術對於觀察隨機分布或是網狀、網路性質的結構特別有利。

組織透明化技術

使用光學系統觀察生物組織時,常會面臨因為光散色(light scatter )的問題,觀察深層樣本時會因為難以對焦而模糊。就算使用連續薄切片再3D重建,不僅耗時費力也常發生影像對位不易或是資訊不連續的問題。組織透明化技術則是將組織內部不同構成物質的折射率趨近一致化,將組織呈現出透明的效果。

圖片來源:擷取自湯學成團隊發表之Transparent tissue in solid state for solventfree and antifade 3D imaging

不過3D組織學技術並不是這麼簡單,其中組織透明化是十分關鍵的步驟。2010年代初期第一代透明化技術出世後,應用這項技術的研究開始變得熱門,但主要都是以大腦為研究主體並加以改良。然而像是胰臟或是其他器官,當時應用此技術的研究較少且製備高品質樣本的過程充滿挑戰。

簡宏任提到,以胰臟為例,製備透明胰臟樣本的難處在於,作為消化器官的胰臟本身會分泌消化液。當實驗進行,老鼠一犧牲,血液停止循環時,那些消化液就「停留在原地,開始消化牠自己」。一旦前置處理不理想,看到有點缺損的器官就無法判定是已經發生病變,還是被消化液破壞,影響後續的影像品質。

除了胰臟外,肝臟也是不易製備出透明化樣本的器官之一。因肝臟受到膽紅素(Bilirubin)影響而有顏色,這些色素一方面會阻擋雷射激發組織內的標定結構,也會限制激發出的螢光訊號回到偵測器。如何漂白可以達到透明化效果又不會去除掉標定的抗原,便成為一大學問。因此,透明化技術必須對應不同器官建立合適的前處理流程以提升樣本品質。

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前處理之外,折射率也是需要考量的因素,簡宏任碩博班期間的指導教授湯學成提出將組織「固化」的想法。

「90%以上的透明化技術最後都處在溶劑中漂浮的狀態,雖然可以從四面八方觀察,但折射率固態大於液態,液態大於氣態。若能把折射率提升,透明度更好便能看到更多資訊」,湯學成教授的團隊反覆試驗後研發出可同時將生物樣本透明化與固化的技術。

由於光在不同介質中的因不同折射率導致光的散射。他們依據流體折射率與密度之間所滿足的Gladstone-Dale關係式,以高折射率的高n丙烯醯胺共聚物(high-n acrylamide-based copolymer)來填充組織的空隙,使折射率一致,達到透明化目的。

再進一步用紫外光(UV)照射成為固態高密度共聚物,提高折射率並成為穩定的透明樣本。

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這樣的透明化技術相較過去,不僅克服組織放在溶劑裡攜帶不易、蒸發等問題,在實驗過程中也發現固體透明組織具有抗螢光淬滅(antifade)的特性。

由於使用共軛焦顯微鏡觀測時,需要使用雷射激發抗體螢光,如果照射多次可能因為螢光強度衰減而漸漸觀測不到訊號。

但是湯學成教授團隊所開發的固態透明化技術,儘管進行500次雷射掃描,螢光訊號僅下降9% ± 2%;相比其他液態透明化技術的樣本下降幅度在55%至95%,可說是非常穩定,適合長時間、多次成像。

「當別人對研究存疑時,以往只能就影片或是拍好的圖片討論,但有了這個材料,就可以將樣本直接寄給對方」,除了上述的優勢,簡宏任認為新材料還能促進學術交流。

簡宏任介紹固態透明化技術,攝影/林任遠

點滿技能樹 喜獲銀獎

不過,組織透明化後雖能更加輕易找到病變位置,但拍攝「有拍照」跟「拍好照」是天差地遠的事。

「既然已經花了那麼多的精力、資源,做了這麼好的片子(樣本),那你要怎麼吸引『觀眾』(論文審查者、同儕),讓人家覺得研究、看到的東西,有那麼重要?」簡宏任認為安排顏色對比、構圖,以突顯影像中的重點是非常關鍵的。

以「對峙」這幅作品來看,簡宏任解釋,他通常將畫面面積最大的部分以白或灰等顏色處理,因此佔據畫面最大的腸道細胞以白色呈現並降低對比。至於神經與血管是他想強調的部分,便用較亮的紅、黃等色系,尤其大部分的人直覺認為血管是紅色,因此血管套上紅色,神經便給予黃色標示。免疫細胞則選擇藍色,在紅、黃色當中得以突顯,也避免以為是組織間交疊出的疊加色。紅、黃與藍的選色也應用了消減型的三原色(subtractive mixing color model)的概念,以不交疊的原色(primary color)凸顯不同結構的特色。

對於顏色、構圖呈現的敏銳度,也源自簡宏任過去的學經歷。簡宏任並非一開始就走上研究之路。國中畢業後選擇高職就讀的他,選修科目的平面設計與視覺藝術奠定了他美學的基礎;但在學術學程的課程中,他也發現自己對生物也挺感興趣,因此大學選擇分子生物暨人類遺傳學系就讀。

只是相較於「看不見」的分子生物,簡宏任更喜歡「看得見」的生物(顯微)影像。投身固態組織透明化技術的研究後,當中有些需要用到紫外光等儀器設備,也因為簡宏任高職時曾參加微控制相關的社團,喜歡動手操作,因此可以自己架設一些小型機台。

簡宏任笑說:「這次得獎算是把過去學的技能串在一起,技能樹剛好都點滿。」不過他也謙稱,得獎是運氣,在作品展看到其他人的作品時,可以看到不同技術在製備上也都有其厲害之處;銀獎抑或優選還是看評審的選擇,只能把自己最好的部分拿出來展現。


簡宏任介紹固化系統。攝影/楊雅棠

固化過程若是讓液態慢慢凝固,一方面時間漫長,另一方面容易出現不均勻的問題。因此簡宏任索性運用過去社團習得的技術,自行動手製作「固化系統」。從選擇適合波長的紫外線光源和照射時間,以避免蛋白質變性或是氣泡跑進透明化樣本,到組裝焊接,簡宏任全都自己來。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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精準醫療新里程碑:免疫療法如何改變晚期頭頸癌一線治療格局?
careonline_96
・2025/08/16 ・2646字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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免疫治療大幅推進了晚期頭頸癌的治療成效,義大癌治療醫院腫瘤科主任謝孟哲醫師表示,「在開始任何第一線治療之前,務必進行PD-L1 CPS檢測,幫助醫師判斷該使用單獨免疫治療,還是免疫治療合併化療,才能發揮較佳的療效!」

頭頸癌是指發生在頭頸部的癌症,例如舌癌、口腔癌、臉頰癌等。謝孟哲醫師指出,根據衛生福利部國民健康署《111年癌症登記報告》,台灣每年有超過8000例新個案,其中近九成為男性,男性患者的年齡中位數為59歲。頭頸癌與吸菸、飲酒及嚼檳榔有很強的關聯性。

頭頸癌常對外觀、語言、吞嚥、呼吸功能造成損害,嚴重影響生活品質,而且可能導致失能。經過治療後,約5成的頭頸癌病灶會復發或轉移。

晚期頭頸癌的治療大多需要使用全身性治療,例如化學治療、免疫治療、標靶治療等。北榮腫瘤科主任楊慕華醫師指出,相較於傳統化學治療,免疫治療的治療機轉較精準,能夠顯著提升治療成效。免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitor,ICI)已是晚期頭頸癌重要的治療工具。

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人體免疫系統的T細胞具有辨識並毒殺癌細胞的能力,但是癌細胞能夠與T細胞的免疫檢查點接合,進而抑制T細胞功能。ICI免疫檢查點抑制劑可以阻斷癌細胞與T細胞的免疫檢查點接合,讓T細胞能夠辨識並毒殺癌細胞。

針對晚期頭頸癌,ICI免疫檢查點抑制劑可「先發使用」,在疾病復發或轉移時即開始啟用,或「後援使用」在其他標準治療無效後才開始使用。楊慕華醫師表示,最近幾年的研究顯示,免疫治療如果能夠在病人接受其他藥物治療之前使用,效果會比較好。甚至在術前先行給予免疫治療,能夠獲得明顯的臨床效益,包括整體存活期的延長。

可能的原因是當腫瘤尚未接受其他治療時,其抗原表現較清晰、免疫系統辨識力較強。楊慕華醫師解釋,在經歷過其他治療後,腫瘤微環境可能已經改變,而影響免疫治療的成效。因此,將免疫治療提早應用到治療的前線,對患者會比較有利。

目前在復發或轉移性頭頸癌的治療中,免疫療法與標靶治療皆已被列為第一線標準治療,不過台灣的健保限制兩者僅能擇一使用。謝孟哲醫師說,根據國際大型第三期臨床試驗,比較免疫治療與傳統化療合併標靶治療在第一線的治療成效,結果顯示免疫治療的整體存活期(Overall Survival,OS)優於化療合併標靶治療。

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根據PD-L1 CPS(Combined Positive Score)表現分數進行的次族群分析,若CPS 在20以上,單獨使用免疫治療的效果明顯優於化療合併標靶治療,不僅存活期更長,副作用也較少。若CPS介於 1至19,化療合併免疫治療的效果優於化療合併標靶治療。若CPS小於1,化療合併免疫治療與化療合併標靶治療的效果相當,差異不顯著。因此,臨床實務上,醫師會依據病人的PD-L1 CPS表現分數,來擬定合適的治療策略。

免疫治療的特點是反應時間相對較慢。楊慕華醫師指出,如果病況急迫,例如有大範圍的內臟侵犯或重要器官的壓迫(如氣管),可以採用免疫治療合併化學治療,有助於快速縮小腫瘤體積,同時發揮免疫治療的長期維持效果,為後續的根除性療法(如手術或放射治療)爭取更好條件。這種策略在多種癌症類型的研究中已證實具有效益,也逐漸成為臨床考量的重點。

若病人的腫瘤較小,且經檢測發現其PD-L1 CPS表現分數達20以上,這類病人非常適合單獨使用免疫治療。因為單用免疫治療能達到較佳的整體存活率,且副作用較小。謝孟哲醫師說,若腫瘤體積較大、轉移範圍廣或病情進展迅速,醫師就會傾向採用免疫治療合併化學治療。希望能在短時間內有效縮小腫瘤、穩定病情,避免因腫瘤惡化而導致的併發症。

另一個關鍵因素是患者的整體身體狀況,相較於傳統化學治療,免疫治療的副作用較低,對高齡或虛弱的患者而言耐受性較好。持續治療後,腫瘤可能逐步受到控制,不僅能改善症狀,也有助於改善生活品質、延長存活時間。

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精準醫療的發展,讓晚期頭頸癌的治療成效顯著提升,請務必與醫師詳細討論,共同擬定更有效且個人化的治療策略!

筆記重點整理

  • 頭頸癌常對外觀、語言、吞嚥、呼吸功能造成損害,嚴重影響生活品質,而且可能導致失能。經過治療後,約5成的頭頸癌病灶會復發或轉移。
  • 晚期頭頸癌的治療大多需要使用全身性治療,例如化學治療、免疫治療、標靶治療等。最近幾年的研究顯示,免疫治療如果能夠在病人接受其他藥物治療之前使用,效果會比較好。甚至在術前先行給予免疫治療,能夠獲得明顯的臨床效益,包括整體存活期的延長。
  • 目前在復發或轉移性頭頸癌的治療中,免疫療法與標靶治療皆已被列為第一線標準治療,不過台灣的健保限制兩者僅能擇一使用。根據國際大型第三期臨床試驗,比較免疫治療與傳統化療合併標靶治療在第一線的治療成效,結果顯示免疫治療的整體存活期(Overall Survival,OS)優於化療合併標靶治療。
  • 若病人的腫瘤較小,且經檢測發現其PD-L1 CPS表現分數達20以上,這類病人非常適合單獨使用免疫治療。因為單用免疫治療能達到較佳的整體存活率,且副作用較小。若腫瘤體積較大、轉移範圍廣或病情進展迅速,醫師就會傾向採用免疫治療合併化學治療。希望能在短時間內有效縮小腫瘤、穩定病情,避免因腫瘤惡化而導致的併發症。

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