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智商並非固定不變

陸子鈞
・2011/11/21 ・861字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

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一項新的研究證實了長久以來家長的假設-青春期對孩子的腦袋有諸多影響。科學家發現智商(IQ)會在青少年時期升降,且腦部結構也反映了這現象。這項研究結果是首次證實智商在童年早期之後還會改變,為腦力開發帶來新的希望。

即使科學家仍在爭辯到底智商在測什麼?(請參考來自松鼠會的譯文:智商測試不靠譜?)但他們同意,測驗的分數能預測我們學習及表現的能力。許久以來,智商被認為在我們生命中相對穩定不變。部分研究也發現,智商的差異無法排除來自測驗的誤差及測驗時環境的干擾。

英國大學(University College London)的神經學家凱西‧普里斯(Cathy Price)和同事深入分析智商分數。他們在2004年找來33位12歲受測者-19位男孩,14位女孩,四年後,當他們16歲及20時,再作一次智商測驗。同時,利用核磁共振(magnetic resonance imaging, MRI)記錄受測者在測驗語言能力(像是閱讀或者叫出物體名稱)及非語言能力(像是用手指破解圖像迷宮)時的腦部活動。而腦部顯影的結果,每次都能符合測驗得到的分數。

兩次測驗的成果有戲劇性的差異-進步或退步達20分之多!(平均為100分)部分的青少年受測者只有非語言能力,或語言能力分數有進退;或者一個進步,另一個退步。

分數的改變,也反映在腦部掃描的結果上。舉例來說,智商分數中語言能力增加的受測者,腦部掃描也顯示他大腦語言區的灰質密度增加;而非語言能力進步的受測者,則和手部活動有關的腦區有改變。

研究成果發表於《Nature》。普里斯提到:「(智商的)改變真的存在,而且能反應在大腦上」,「人們的態度會在早期決定這位小孩是聰明或不是,但這並不能套用在青春期的小孩上。」

未參與這項研究的神經學家約翰‧加布里(John Gabrieli)認為這普里斯的研究結果「真的令人振奮」。他表示,「人們認為智商是固定不變的,或者在早期就趨於穩定。但現在有證據顯示改變確實在發生,而且會持續到青春期。」

研究並未透漏為何智商會改變,不過卻顯示了藉由訓練或其他方式,提高智商的可能性。

資料來源:ScienceNow: IQ Is Not Fixed in the Teenage Brain [19 October 2011]

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陸子鈞
295 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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鑑識故事系列:青春期抽大麻會怎樣?
胡中行_96
・2022/12/01 ・2407字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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前言:美國密蘇里州於 2022 年 11 月 8 日,投票通過修正案,使該州成為第 21 個合法化娛樂性大麻的州。此案在 12 月生效後,成人便能以非醫療目的購買並使用大麻。[1]然而,此前該州的醫師已經注意到,全國各地逐漸開放的管制,令當地非法呼麻而送醫的青少年人數攀升。[2]以下是他們在 2020 年《急診臨床實踐與病例》(Clinical Practice and Cases in Emergency Medicine)期刊上,分享的案例。

大麻葉。圖/Elsa Olofsson on Unsplash

大麻成份 THC 與 CBD 的差別

人不輕狂枉少年,勇於冒險是天性。多數的大麻慣用者,從青春期首度嘗試,逐漸培養成習。偏偏此時為腦部發育的關鍵,脆弱又容易受外因塑造。[3]這裡兩名分別個案的主角:16 歲的男性和 17 歲的女性,都抽了加熱過的丁烷哈希什油(butane hash oil,簡稱BHO),其含有濃縮的娛樂性大麻有效成份──四氫大麻酚(tetrahydrocannabinol,縮寫 THC)。[2]同樣是大麻萃取物,醫療用的大麻二酚(cannabidiol,即CBD能嘉惠腦缺血、阿茲海默症和多發性硬化症等疾病的患者[4]THC 卻具備心毒性與神經毒性,[2]並對腦部有諸多與 CBD 完全相反的影響。[5]

大麻和血清素症候群

果不其然,這兩個案例均是呼完麻,不久便出事了。二人抵達醫院時的情形略有差異,不過尿液檢測都驗出 THC,且呈現某些與血清素症候群(serotonin syndrome)雷同的症狀,例如:躁動、顫抖、瞳孔放大、心跳過速、血壓偏高、肌肉僵硬、疑似癲癇、精神狀態異常、意識不完全清醒,以及雙腳陣攣等。[2]最後一項是指個案少女的深層肌腱在受到刺激時,[2]出現規律性震盪(如下方影片),意味著中樞神經系統異常。[6]血清素症候群的發生,通常是因為多種藥物同時作用,使神經細胞製造出來的血清素,在腦部的濃度大增。[7]

根據少女的病歷,她平時每天服用抗憂鬱的舍曲林(sertraline),[2]一種選擇性血清素再回收抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitors,簡稱 SSRI)。[7]難怪當高濃度的 THC 活化了血清素受器,也抑制血清素的再吸收,她的病情明顯比少男嚴重。[2]

陣攣示意影片,此非當事人。影/NEJM Group on YouTube

世界上許多國家和地區,陸續合法化或除罪化醫療或娛樂用大麻;人們對它的態度,亦是愈來愈開放。[4]這些法令的年齡限制,能保護未成年族群嗎?血清素症候群嚴峻起來足以致命[7]所幸案例中的兩人並未展現全部病徵,而且病情還算可控。少男於急診室待了 6 小時便返家;少女則在兒童加護病房過夜後出院。後者要離開時,才坦言自己入院前 30 分鐘呼過麻。雖然她就是不說,醫療人員看驗尿的結果也早知道了,但能誠實面對問題總是好事。比較遺憾的是,隔天晚上她又重蹈覆轍,再次就醫。[2]

以大麻取代鴉片類毒品?

儘管 THC 對健康有諸多壞處,有些人仍視它為會成癮的物質中,相較無害的選擇。2021 年《毒品、成癮暨健康新興潮流》(Emerging Trends in Drugs, Addictions, and Health)的研究,訪問14 至 22 歲的 18 名男性與 8 名女性,是否覺得 THC 有助他們戒斷鴉片類毒品。[8]一般常見的鴉片類化合物,包括:羥考酮(oxycodone)、氫可酮(hydrocodone)、吩坦尼(fentanyl)、曲馬多(tramadol)和海洛因(heroin)等。[9]該論文未提及受訪者個別依賴的種類,反正結果相當一致:他們都想靠抽大麻所達到的精神狀態,緩解原本的癮頭;哪曉得到頭來徒增渴望,一點幫助也沒有。[8]

大麻對年輕人的影響

本文前言提到密蘇里州的醫師,目睹當地因呼麻送醫的未成年病患人數,隨著其他各州法令的開放而增長。他們因此在期刊裡強調,急診醫療人員遇到狀似血清素症候群患者時,務必把 THC 中毒的可能列入考量。[2]2020 年《BMC 公共衛生》(BMC Public Health)的分析,也指出美國青少年與年輕成人的大麻使用人口比例,自 1950 年代起,明顯隨著政府政策變化(見下圖)。[10]只是反駁此種論調的學者也不少,比方說《BMJ Open》、《PLOS ONE》和《JAMA Network Open》的研究,儘管有的語帶保留,覺得娛樂性大麻開放後的趨勢有待長期觀察,他們基本上都不認為青少年會受到政策影響。[11-13]

另一方面,吸食大麻不僅會產生各種暫時性的症狀,2020 年的《精神病學前沿》(Frontiers in Psychiatry)的文獻回顧更指出,對腦部發育尚未完全的個體,會提高罹患精神疾病的機率,並造成永久性的神經認知傷害。[3]所以無論法律和社會風氣是否推波助瀾,都要小心防範未成年者接觸大麻。

紅、藍兩條虛線,分別代表美國醫療(MML)和娛樂(RML)用大麻合法化後,年輕使用者的人口比例趨勢。圖/參考資料 10,Figure 3(CC BY 4.0)

參考資料

  1. Cunningham M. (09 NOV 2022) ‘FAQ: What happens now that Missouri legalized recreational marijuana?’. U.S. National Public Radio.
  2. Baltz JW, Le LT. (2020) ‘Serotonin Syndrome versus Cannabis Toxicity in the Emergency Department’. Clinical Practice Cases in Emergency Medicine, 4 (2): 171 – 173.
  3. Blest-Hopley G, Colizzi M, Giampietro V, Bhattacharyya S. (2020) ‘Is the Adolescent Brain at Greater Vulnerability to the Effects of Cannabis? A Narrative Review of the Evidence’. Frontiers in Psychiatry, 11: 859.
  4. Testai FD, Gorelick PB, Aparicio HJ, et al. (2022) ‘Use of Marijuana: Effect on Brain Health: A Scientific Statement From the American Heart Association’. Stroke, 53 (4): e176-e187.
  5. Batalla A, Bos J, Postma A, et al. (2021) ‘The Impact of Cannabidiol on Human Brain Function: A Systematic Review’. Frontiers in Pharmacology, 11: 618184.
  6. Zimmerman B, Hubbard JB. ‘Clonus’. (08 AUG 2022) In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  7. Heller JL, Zieve D, et al. (28 MAR 2020) ‘Serotonin syndrome’. Medline Plus.
  8. Jaffe SL. (2021) ‘Case Reports on the Failure of Smoking Marijuana to Prevent Relapse to Use of Opiates in Adolescents/Young Adults With Opiate Use Disorder’. Emerging Trends in Drugs, Addictions, and Health, 1, 100011.
  9. Safe Opioid Use’. (28 AUG 2018) Medline Plus.
  10. Yu B, Chen X, Chen X, et al. (2020) ‘Marijuana legalization and historical trends in marijuana use among US residents aged 12–25: results from the 1979–2016 National Survey on drug use and health’. BMC Public Health, 20, 156.
  11. Melchior M, Nakamura A, Bolze C, et al. (2019) ‘Does liberalisation of cannabis policy influence levels of use in adolescents and young adults? A systematic review and meta-analysis’. BMJ Open, 9: e025880.
  12. Anderson DM, Rees DI, Sabia JJ, et al. (2021) ‘Association of Marijuana Legalization With Marijuana Use Among US High School Students, 1993-2019’. JAMA Network Open, 4 (9): e2124638.
  13. Montgomery BW, Roberts MH, Margerison CE, et al. (2022) ‘Estimating the effects of legalizing recreational cannabis on newly incident cannabis use’. PLOS ONE, 17 (7): e0271720.
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胡中行_96
66 篇文章 ・ 24 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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真的能「感同身受」嗎?我感受到了你的感受——《我是誰》
啟示
・2022/11/11 ・2543字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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感同身受真的存在嗎?

有些人在看到卡爾.梅(Karl May)的小說拍成的電影裡溫尼圖(Winnetou)死去的那一刻掉下淚來;有些人為電影《油炸綠番茄》裡蘿絲(Roth)的死而哭;還有一些人在看到小說《哈利波特》裡鄧不利多(Dumbledore)教授被殺時流淚。

我們在看悲傷的電影或書的時候會哭,是因為我們設身處地去想像故事裡那些英雄們的感覺,彷彿他們的痛苦就是我們自己切身的痛苦一般;我們跟著笑,我們也為影片中的怪物和心理變態情節感到害怕,就好像他們威脅到了我們一樣。

我們在電影或書的時候會跟著劇情有情緒起伏,是因為我們設身處地去想像故事裡那些英雄們的感覺。圖/pixabay

這些是每個人都有過的經驗,但它們是如何產生的呢?為什麼我們能夠了解他人的感覺?為什麼我們會在電影院裡起雞皮疙瘩,雖然在那裡一點也不危險?為什麼他人的感覺會感染到我身上呢?

答案很簡單:我們能夠感同身受,是因為他人(在現實世界或電影裡)的感覺喚起了我們心中相同的感覺;而這很可能不僅存在於人類。

根據德瓦爾在麥迪森研究中心的觀察,母獼猴法恩的姊姊顯然也感覺到法恩的痛苦和恐懼。然而,即使能與他人「感同身受」或「心有戚戚焉」是如此理所當然,對科學界來說,直到近幾年,這仍是個完全無解的謎。令人驚訝的是,第一位提出具有科學說服力的學者,在其所屬的專業領域之外仍然鮮為人知。

腦部研究的佼佼者:賈科莫.里佐拉蒂

賈科莫.里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)經常被人們和愛因斯坦相提並論:蓬亂的白髮、嘴上同樣蓄著的白鬍子,以及臉上狡黠的微笑。不過他們的相似處不僅止於外表。

賈科莫.里佐拉蒂。圖/Wikipedia

對許多腦部學者來說,這位活潑開朗的義大利人是學界裡的佼佼者;他將腦部研究推向一個新的層次。不過,他的研究領域並不是最熱門的。里佐拉蒂探究控制行為的神經細胞,即所謂的行為神經元,已經超過 20 年了。

這個比較無趣的領域,因為啟動行為的「運動皮質」始終被視為比較遲鈍的腦區。大部分的學者都想:如果我們能夠研究像語言、智力或感覺等複雜的領域,又何必對簡單的肢體動作感興趣呢?

看來似乎是如此。不過,情況在 1992 年有所轉變,而且這個轉變令大家都跌破眼鏡。里佐拉蒂工作的所在地帕瑪(Parma)是歐洲最古老的大學,位於城市邊緣的醫學院卻是個非常前衛的雪白色建築樓群。

1990 年代初期,里佐拉蒂身邊的腦部學者從事一項很不尋常的研究。他們知道,特定的行為具有「傳染」的效果,發笑、打哈欠、甚至談話者的身體姿勢,都能立刻引起對方的模仿。在某些猿猴也出現相同的現象,某些種類甚至以喜歡模仿聞名。

不過研究人員偏偏決定以一種一般來說不會模仿同伴的豬尾獼猴作為研究對象。里佐拉蒂和幾位較年輕的同事伽列賽(Gallese)、佛格西(Fogassi)和迪派勒吉諾(di Pellegrino),將電極接到一隻豬尾獼猴的腦部,然後把一粒核桃放在地上,並觀察當猴子快速伸手抓取核桃時某個行為神經元如何反應。

研究者將電極接到一隻豬尾獼猴的腦部,然後把一粒核桃放在地上,並觀察當猴子快速伸手抓取核桃時某個行為神經元如何反應。圖/Wikipedia

鏡像神經元的發現

至此一切都算正常,不過,這時驚人的情況發生了:研究人員把同一隻猴子放到一片玻璃後方,這次牠抓不到核桃了,只能眼睜睜看著里佐拉蒂的助手伸手抓取核桃。這時猴子的腦部發生了什麼現象呢? 當牠注視別人拿牠的核桃時,相同的神經元產生反應,就像牠之前自己伸手去抓核桃一樣,雖然牠的手並沒有移動,牠的精神卻想像了這個動作。

科學家們無法相信自己所看到的:無論猴子是親手完成某個動作,亦或只是精神想像了訓練師所做的動作,其神經細胞都做了完全一樣的工作。

在此之前,從未有人觀察腦部如何模擬現實裡沒有發生的動作,而李奧那多.佛格西(Leonardo Fogassi)則是第一人。不過成功應該是屬於整個團隊的。里佐拉蒂發明一個新的概念,他把這個在被動想像時卻如真實行為般於腦部引發相同反應的神經細胞稱為「鏡像神經元」,一個新的神奇術語就此誕生了。

「親身經歷」和「感同身受」的差別

首先是義大利,接著是全世界大學和研究中心的腦部學者,都立刻投入鏡像神經元的研究行列。如果人的腦部對於我們的「親身經歷」和只是「認真觀察並感同身受」的反應沒有差別的話,那麼這不正是了解我們社會行為的關鍵嗎?

至少鏡像神經元是其中一個重要部分。它位於額葉的前額葉皮質,一個稱為「腦島」的區域。然而這個腦島卻不同於「社會中心」,也就是到目前為止所說的「腹側區」。

大腦額葉和頂葉的位置,從左側看。額下葉是藍色區域的下部,頂葉上葉是黃色區域的上部。圖/Wikipedia

其中的差別也很清楚,因為鏡像神經元雖然和無意識的「移情作用」有關,卻和更大範圍的計畫、決定或意願無關。到目前為止,我們還不很清楚這些腦區如何交互作用。

里佐拉蒂於 6 年前以圖像程序說明,人類的鏡像神經元顯然也位於負責語言的兩個腦區之一(布羅卡區)附近,這使得學界特別振奮。

荷蘭格羅寧根(Groningen)大學的腦部學者不久前在「聽到聲響」和「鏡像神經元發出信號」之間發現了有趣的關聯。當人聽到開飲料罐氣泡冒出的聲音時,腦中的反應就跟他自己開飲料罐完全一樣;也就是說,單憑聲音就足以讓人經歷到整個情況。

——本文摘自《我是誰:對自我意識與「生而為人」的哲學思考》,2022 年 10 月,啟示出版,未經同意請勿轉載。

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覺得自己忘東忘西,怕是大腦老化?其實只是記憶超載,導致資訊編寫失敗——《顛峰心智》
大塊文化_96
・2022/10/31 ・2810字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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我婆婆最近打電話給我,說她有點害怕自己的記憶出了毛病。隨著年紀增長,她愈來愈常因為難以專注而感到沮喪。她認為這可能代表她哪裡出了問題,所以很緊張。我問她最近發生了什麼事。

她開始描述前一天去購物的經過。她開車去超市途中才發現自己忘了拿購物清單,於是在腦中回想要買的東西。到了超市她停好車,下車,記住車位,然後進超市購物,買完後再把購物車推到車子邊。但是她把東西搬進行李廂時,她發現車身有一道刮痕,不由得生起自己的氣。什麼時候刮到的?她竟然沒發現!

她想著那道刮痕,先去還手推車,然後坐上車,這才發現這輛車是手排車,而她的車是自排車。

她上錯車了。

應該很多人都有遇過,在賣場裡忘記自己車子停哪的情況。 圖/envato.elements

後來,她在同一排車位過去兩格找到了自己的車(一模一樣的車款和顏色,只是沒有刮痕),困窘地把東西移上車。她說完之後,我們都笑了——她竟然從頭到尾弄錯了車子!

我跟她說,我不認為她的記憶出了問題,或者這跟大腦老化有關。

大腦確實跟其他器官一樣會老化,部分大腦會變薄,密度變低,包括海馬迴和形成清楚記憶所需的其他內側顳葉結構。老化確實會讓記憶出問題。但是在這個事件裡,她的白板只是超載罷了。停車時,她一面在複習忘了帶的購物清單,以為自己記住了車子的位置,其實她的白板塞了太多東西,已經沒有多餘的空間。

很多我們以為跟記憶和老化有關的問題,其實是別的原因造成的。問題不在於你「記憶變差」,而是「你不夠專注,導致記憶編寫失敗」。

這個故事告訴我們一件事:記住車子停哪裡不是你想長期記住的事。

忘東忘西不一定是因為大腦老化,也可能是大腦判定那則訊息不需要被記住。 圖/envato.elements

事實上,這正好是你希望自己能夠忘記的一個例子。想像你可以記住每次停車的位置,於是每次從雜貨店出來,都得過濾一遍所有的停車位。記憶力跟專注力一樣,必須具有過濾功能,挑選哪些相關、哪些不相關,哪些該凸顯、哪些該捨棄。

我舉這個例子,只是要說明工作記憶塞得太滿,可能有礙資訊以有效的方式存入長期記憶。

再者,要是工作記憶超載,你需要用到長期記憶裡的內容時,就不一定能提取成功。美國近代史上最致命的一次「誤擊」,就是這個原因。

壓力過大也可能導致大腦提取失敗,想不起來

二○○二年,阿富汗戰爭戰火正熾,一名美國軍人利用全球衛星定位系統(GPS),將重達兩千磅的炸彈導向預定目標:反叛軍的前哨基地。這個系統的運作方式是,先在營地將空襲目標的座標輸入 GPS 手持系統,之後炸彈就會落在確切的位置上。然而,發動空襲之前,他發現 GPS 快沒電了,於是他先換了電池才送出發射座標——結果飛彈落在他自己部隊的位置。

這是怎麼回事?

GPS 系統一旦更換電池,系統重新啟動的預設畫面會顯示自身位置的座標。負責操作該系統的士兵本來就知道這點,也受過多次訓練。換過電池後,你必須重新輸入發射座標。這項資訊儲存在他的長期記憶裡,他複習過很多次。但不知什麼原因,這個資訊沒有在他需要時「載入」他的白板。

他看著錯誤的座標並將它送出,當天很多人因此喪命。問題就出在,這名士兵的長期記憶和工作記憶之間連結失敗。我只能大致猜測,但原因可能簡單到令人心痛:工作記憶若是因為壓力導致的大腦神遊而超載,那麼資訊可能無法在你最需要的時候浮現腦海。

在壓力下,可能導致大腦神遊而超載,資訊可能無法在你最需要的時候浮現。 圖/envato.elements

這個例子很極端,但任何人在編寫和提取記憶的過程中,都可能有類似的失敗經驗。編寫和提取記憶的過程包含許多步驟,每一個都需要用到專注力以及工作記憶。

如何創造記憶

記住一件事有三個關鍵步驟。

第一是複誦(rehearsal),描繪你要記住的內容,例如新同事自我介紹時報上的名字、職業訓練時得知的重要資訊、美好經驗的種種細節。在學校裡,用字卡背單字就是一種複誦。回味開心時刻的點點滴滴(兒女婚禮上的敬酒、蛋糕的味道),也是複誦。即使是不自覺回想起痛苦或尷尬的時刻,(很不幸地)也會變成一種複誦。

描繪你要記住內容,就如同複誦,可以幫助記憶。 圖/GIPHY

第二是精緻化(elaboration)。類似於複誦,這需要將新經驗或新知識跟既有的記憶或知識連起來。若你原本就擁有一定的知識基礎,能夠儲存的記憶會更深刻。

舉例來說,想像一隻章魚。現在我告訴你:章魚有三個心臟。如果你不是本來就知道,你讀到這裡會把這項新知跟腦中既有的章魚形象綁在一起。下次你在水族館或電視節目上看到章魚,你或許會突然想起這件事,對旁人說:「你知道章魚有三個心臟嗎?」

最後是固化(consolidation)。執行了以上兩種功能,記憶就會固化,直到最後被儲存起來。大腦重播資訊時,就是在鋪設新的神經路徑並複習路徑,鞏固新的連結。

基本上,資訊是這樣從工作記憶變成了長期記憶:大腦的結構產生改變,鞏固特定的神經表現(neural representation),而這需要非強制的自發性想法才能辦到。所以我們認為讓大腦休息和睡眠都很重要,因為那都是記憶固化的機會。

適當休息與睡眠,也可以幫助固化記憶。 圖/GIPHY

這也是我們的大腦會神遊的部分原因。大腦之所以四處遊蕩,跟大腦重播經驗時引起的神經活動有關。重播愈多次,雜訊就會消失,留下清晰的訊號,形成大腦的記憶痕跡。

假如你的專注力時常被占據,大腦完全沒有空閒讓自發性想法浮現,你可能正在破壞工作記憶和長期記憶之間的連結。重要的固化過程也無法正常運作。

——本文摘自《顛峰心智:每天練習 12 分鐘,毫不費力,攀上專注力高峰》,2022 年 10 月,大塊文化出版,未經同意請勿轉載。

大塊文化_96
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由郝明義先生創辦於1996年,旗下擁有大辣出版、網路與書、image3 等品牌。出版領域除了涵括文學(fiction)與非文學(non-fiction)多重領域,尤其在圖像語言的領域長期耕耘不同類別出版品,不但出版幾米、蔡志忠、鄭問、李瑾倫、小莊、張妙如、徐玫怡等作品豐富的作品,得到讀者熱切的回應,更把這些作家的出版品推廣到國際市場,以及銷售影視版權、周邊產品的能力與經驗。