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誰才是你身體的主人?──《我們只有10%是人類》

三采文化集團_96
・2016/04/07 ・4161字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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你的交往對象其實是微生物幫你決定的?

特殊的費洛蒙對動物來說相當重要,不論牠是否有囊袋調製「愛的藥水」。果蠅,牠們的身體只較針頭稍微大一些,但說到交配,牠們可是特別難取悅。二十五年前,演化生物學家迪安娜.陶德(Diane Dodd)做了一個實驗,將同一個物種分開飼養,看能否藉由不同的飼養方式改變牠們的能力,使牠們轉變成兩個不同的物種。她將果蠅分成兩組,並且用兩種不同的食物餵食——麥芽糖及澱粉類食物,就這樣培養了二十五個世代。當她再次將這些果蠅放在一起,發現兩組果蠅不會互相交配,「澱粉組」會和「澱粉組」的果蠅交配,「麥芽糖組」會和「麥芽糖組」的果蠅交配,而且不會搞混。

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果蠅的擇偶對象和牠們腸道裡的細菌息息相關。圖/David Marquina Reyes@flickr

當時人們並不清楚原因,然而到了二○一○年,臺拉維夫大學的吉爾.夏隆(Gil Sharon)對那次實驗的結果有了新的想法。他重做了一次陶德的實驗,並且得到了相同的結果——A 組果蠅拒絕和 B 組果蠅交配——而這次他只培養了三個世代。為什麼會有這種喜好上的改變?夏隆猜測不同的食物不止改變了果蠅腸道的微生物群系,也改變了牠們性費洛蒙的氣味。接著,夏隆使用抗生素殺死了果蠅體內的微生物,那些果蠅果然不再挑選交配的對象。沒有微生物,果蠅無法製造出特殊的氣味。若是重新注入兩組不同果蠅身上的微生物群系,甚至會讓它們恢復原本挑剔的行為。

在你抗議將果蠅的實驗結果套用到人類身上是過度推斷之前,我先來說明事情的來龍去脈。果蠅的微生物群系——事實上是單一菌種:胚芽乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)——顯然改變了覆蓋在牠們身體外層的化學物質,一層性費洛蒙。人類也會受性費洛蒙影響。有一個著名的實驗,研究人員讓瑞士伯恩大學的女同學選擇男同學睡覺時穿過的 T 恤,依照喜好排出順序,結果女生挑出來的最喜歡的男生,往往有著與自己反差最大的免疫系統。這個理論說明女性藉由選擇與自己相異的基因組合,提供後代一個能夠應付雙倍挑戰的免疫系統。也就是說,女孩可以透過嗅覺審查男孩的基因組,替孩子尋找最合適的父親。

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你身上微生物產生的氣味,也許才是你能不能把到正妹的關鍵。圖/nydailynews

男同學在 T 恤上留下的氣味,正是由皮膚上的微生物群系產生。這些居住在腋下的微生物將汗水轉換成味道,四處飄散,不論這味道是好聞或難聞。腋下及鼠蹊部的汗水,以及那裡可能生長的毛髮,的確不太像是人體冷卻系統的一部分,反而比較像是鞘尾蝙蝠翅膀上的香水袋,調製出每個人獨特的味道。若依照小鼠實驗的經驗來判斷,男學生皮膚上的主要微生物群系至少有一部分是來自他基因的結果,包含決定他擁有的免疫系統的基因。儘管女同學不知情,她們仍可利用微生物群系傳遞的訊息,找到對自己最有利的基因組合。

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在 T 恤實驗中,服用避孕藥的女同學選中的,幾乎都是和自己有相似免疫系統的男性。避孕藥中的荷爾蒙顯然徹底反轉了她們下意識的巨大力量,更別提除臭劑及抗生素會帶來什麼樣的毀滅性影響。

如果受微生物影響的性費洛蒙是挑選交配對象的第一步,我們可以考量將親吻做為下一個評估項目。親吻看起來像是人類獨有的行為,也可以說是文化的現象,藉由這個動作來表現佔有欲,甚至像他人宣示主權,但是以一種較溫和的表現方式。事實上,我們並不是唯一會接吻的動物,黑猩猩等靈長類動物,甚至很多其他動物也會,這讓我們可以從生物學的觀點來討論親吻的目的。

接吻,可以看作為了建立關係而交換唾液及細菌,尤其是與某個非親屬的人嘴對嘴,進行舌頭上的接觸。這看起來似乎是一種高風險行為,天曉得他可能會有什麼病。但或許這才是重點,在你可能讓自己以及未來的孩子受到那些細菌攻擊之前,先打探父親候選人身上帶有哪些細菌。不只如此,親吻也可以帶給你對方身上的細菌樣本,藉此嚐一口對方的基因及免疫力。透過親吻,我們也在決定是否要信任眼前這個人,不論是基於情感還是生物學。

如同微生物影響人類行為的想法一樣奇怪,藉由生物學的方法提升自我改善的可能性也漸漸被重視。如果微生物可以解釋這一切,你就不必再花大錢去看心理醫生,而醫生總是期望你去挖掘童年時期令人沮喪的陰暗角落。微生物可以幫助你省下那些金錢和痛苦。

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活菌讓你更快樂

在法國一項臨床實驗中,研究人員將五十五名正常、健康的志願受試者分成兩組——這次是人類——其中一組每天吃一根水果口味的糖果棒,裡頭包含兩種活菌,另一組也吃一樣的糖果棒(安慰劑),但沒有加細菌。一個月後,吃了活菌的受試者比接受實驗前更快樂、更不容易憂慮和生氣,而且這些改變已經超越了安慰劑效應(註:安慰劑效應,又名偽藥效應或代設劑效應,指病人雖然獲得無效的治療, 卻「預料」或「相信」治療有效,而讓病症得到舒緩的現象。)。

儘管這個實驗小而簡單,卻讓我們看見一條值得繼續探索的道路。吃下活菌為什麼可以讓人感到更快樂?這和一個潛在的生物機制與調節情緒的化學物質——血清素(serotonin)——有關。這種神經傳導物質主要存在於我們的腸道內,負責讓一切維持完好運作。大約有百分之十的神經傳導物質存在於大腦內,負責調節情緒及記憶。若是我們吃下肚的活菌可以直接進駐腸道,立刻大量提供神經傳導物質,這將會是多麼簡單的一件事!然而事情當然沒有這麼簡單。當我們吃下活菌,可以增加血液中另一個化合物質——色胺酸(tryptophan)——的濃度,這個可以讓人產生幸福感的小分子會直接轉變成血清素。憂鬱的病人血液中的色胺酸含量確實較一般人低,飲食習慣中色胺酸攝取量(蛋白質含有此物質)較低的國家自殺率較高,身體中的色胺酸若是被用盡了,可能會讓人們感到短暫卻徹底的沮喪。一個人血液中的色胺酸濃度較低,表示他的血清素也較少,進而代表他可能較不快樂。

這項生物機制的迷人之處在於,吃進活菌之所以會造成色胺酸增加,並不是因為細菌製造了色胺酸,而是因為細菌阻止了免疫系統摧毀身體製造的色胺酸。這個驚人的想法不只是生物學上的大進展,在其他領域也是。這讓我們越來越清楚一件事:過敏、肥胖症及憂鬱症都有可能是免疫系統失調所導致。我們待會兒再回來討論這個問題。

我想先告訴你們另一個「細菌能讓人開心」的生物機制,這牽涉到迷走神經——從頭腦延伸到腸道的主要神經,途中分岔出許多分支連接不同的器官。神經就像是電線,藉著傳遞微小的電子脈衝來傳遞指令或改變感覺。迷走神經會將腸道運作的訊息——它正在消化什麼東西,它的活動力如何等等——傳到大腦,其特別之處在於,它也會將腸道的「感覺」傳到大腦,也就是我們所謂的「直覺」。當人們緊張時,會說「胃裡好像有蝴蝶在飛」(butterflies in the stomach),那個胃指的其實是腸子,而緊張的確會讓你的腸子開始蠕動,並且藉由迷走神經將訊息傳遞至大腦。

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或許你聽了不會太訝異,但電子脈衝沿著迷走神經衝上大腦的過程也能夠讓人感到快樂。醫生利用這個方法來治療無法以化學或行為科學治癒的嚴重憂鬱症病患,這個療程稱作迷走神經刺激。他們將一個小型裝置植入病人的脖子,這個裝置周圍有金屬絲線,由外科醫生小心地將線包覆在迷走神經上,再將另一個電池發電器植入胸口,提供電子脈衝以刺激神經。經過幾週、幾月和幾年之後,這個幸福的起搏器使病患變得更穩定且快樂。

將電子脈衝裝置與迷走神經連接在一起,可以促進神經活動、振奮心情。在正常情況下,這些電子脈衝含有一個化學物質,功用類似家用電池。這些啟動神經衝動的化學物質稱作神經傳導物質,而你或許已經聽過血清素、腎上腺素、多巴胺、催產素等等。這些物質大部分都是由我們的身體合成,它們會在神經末梢引發出微小的電位刺激。但是神經傳導物質並不全由人類細胞製造,我們的細菌也參與其中,它們也會製造同樣功能的化學物質,刺激迷走神經並且與大腦溝通。這些微生物就像是天然的電子脈衝裝置,使人心情變好。我們還不清楚它們為何能產生這樣的效果,但我們確定它們的確會這麼做。

一個說法是,藉由影響我們的心情,微生物群可以控制我們的行為以圖利。譬如說,想像一下,某種細菌以我們食物中的某種特別化合物為生,如果我們吃了那種食物,將會供給這些細菌養分,而它們就會生產一劑令我們開心的化學物質來「回報」我們,這麼做對它們來說只有益而無害。它們在我們體內產生的化學物質,會使我們渴望獲得那種食物,甚至讓我們記得是在哪裡吃到的——在從前可能會是一棵果樹,現在可能是某間麵包店——好讓我們再度光臨那個地方。

我們吃越多細菌想吃的食物,菌群就能持續蓬勃生長,產生越多化學物質,越加深我們對那種食物的渴望。

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讓我們回到免疫系統對大腦的影響。當身體為了抵抗外來的惡意攻擊而進入高警戒模式, 免疫系統會分泌一種叫做細胞激素(cytokines)的化學物質,當它們颼颼地在體內飛馳,有時會造成不必要的傷害。細胞激素會鼓動免疫系統的士兵,使它們準備作戰,但如果沒有敵人入侵,它們很有可能會誤傷自己人。

憂鬱症似乎不是好戰的免疫系統對神經系統造成的唯一負面結果,先前提過的其他精神疾病患者,也有免疫系統過度活躍的跡象,例如發炎反應。過動症、強迫症、躁鬱症、精神分裂症,甚至帕金森氏症及失智症,都有類似的現象。法國的臨床實驗則顯示,讓腸道充滿益菌對免疫系統有鎮定的效果,不僅可以防止色胺酸被破壞,使人更快樂,還可以減少發炎。


 

我們只有10%是人類:認識主宰你健康與快樂的90%細菌》,三采出版

腸子裡的細菌會影響我們的個性?
皮膚上的細菌會影響我們挑選喜歡的對象?
如果你覺得這些問題很不可思議,你該繼續看下去。

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過敏、肥胖症、憂鬱症,全是因為免疫系統失調?
自閉症的起因,源自於腸道裡的細菌?
細菌和抗生素,誰才是害你生病的兇手?

你的全身上下,只有百分之十是人類。你的每十個細胞中,就有九個是搭便車的冒充者。我們的身體不僅是由肌肉和骨頭所構成,還有細菌及真菌。

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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神經痛、視力異常,症狀千變萬化——認識多發性硬化症
careonline_96
・2023/06/13 ・2250字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「可能睡一覺醒來,就突然變得視力模糊、肢體無力、手腳發麻,讓人沒辦法正常上班、上課,生活大受影響。你可以想像,多發性硬化症會對患者造成多麼大的心理壓力!」林口長庚紀念醫院神經內科張國軒醫師指出,「幸好現在已有多種藥物可以使用,能夠減少復發的機會,將病情控制得很穩定。只要和醫師好好配合,便能維持良好的生活品質!」

多發性硬化症(Multiple Sclerosis,簡稱 MS)是種自體免疫疾病,因為患者的免疫系統失調,導致中樞神經系統,包括腦部、脊髓多處出現發炎反應,而造成神經系統受損。張國軒醫師指出,多發性硬化症好發在年輕族群,平均發病年齡約 29 歲。女性和男性的比例大概是 2 至 3 比 1 左右。這個族群具有相當高的生產力,對社會非常重要。

目前並沒有特定基因突變被認為會造成多發性硬化症,張國軒醫師說,雖然在父母罹患多發性硬化症時,小孩得到多發性硬化症的風險會稍微增加,不過仍然屬於罕見疾病,所以具有多發性硬化症家族史的民眾,其實不用過度擔心遺傳的問題。

多發性硬化症的症狀詭譎多變

多發性硬化症的症狀與遭到攻擊的部位有關,每一次發作時遭到攻擊的部位不同,產生的症狀也不同。張國軒醫師說,常見症狀包括眩暈、四肢無力、手腳發麻、感覺喪失、失去平衡、複視、視力異常、口齒不清、三叉神經痛等,症狀千變萬化。

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臨床上可依照病程,將多發性硬化症分成幾種類型,包括復發緩解型 RRMS、續發進展型 SPMS、原發進展型 PPMS。張國軒醫師說,七成至八成多發性硬化症患者屬於「復發緩解型 RRMS」,在急性發作後,症狀可能緩解,但會經歷一次又一次的復發,每次復發後會留存一些後遺症,然後維持病況穩定直到下一次復發。

部分復發緩解型 RRMS 患者在持續一段時間後,可能出現漸進式失能障礙的惡化,這類稱為「續發進展型 SPMS」。張國軒醫師說,在復發緩解型發作經過十年之後,大概有四分之一的患者會演變成續發進展型。

另外有極少數病人,在疾病發作後就持續惡化,稱做「原發進展型 PPMS」。

積極治療多發性硬化症,維持生活品質

多發性硬化症的治療可以分成兩方面,急性發作的治療與改變病程的治療。

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前者是在急性發作的時候,使用大量類固醇,或其他比較強效的免疫療法,例如血漿置換術,快速控制腦部或脊髓裡發炎的狀況,讓病人能夠快速恢復,且盡量減少神經的破壞,以避免神經學後遺症持續累積。

改變病程的治療是在兩次發作之間,使用一些特別的藥物,調節病人的免疫系統以避免復發,希望能夠減少發作的次數。張國軒醫師說,因為每次發作都會對腦部、脊隨造成傷害,隨著受傷的區域越來越大,留下來的後遺症就會越來越多,而漸漸導致殘疾、失能。若能減少發作次數,可以有效延緩病程惡化,讓病人能夠維持較好的生活品質。

目前已有多種藥物可用於改變病程的治療,包括干擾素、標靶藥物、免疫調節劑等,每種藥物都有不同的機轉,療效也不一樣。張國軒醫師說,臨床上會根據疾病的狀況與健保署的規定,在跟患者討論之後,向健保署申請不同的藥物。

然而過往在治療兒童或青少年多發性症患者時,因缺乏完善臨藥物試驗,使該群患者能夠使用的藥物種類較少,現已有方便性高的口服藥物可供 13~18 歲之兒童或青少年使用。只要和醫師密切配合,按時回診,積極接受治療,便能減少復發頻率、延緩病程惡化。

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「蠻多病人在使用藥物後,幾乎沒有任何臨床復發,讓疾病能夠穩定下來。」張國軒醫師說,「降低年復發率,是治療多發性硬化症非常重要的指標。」

由於每次復發都很突然,可能睡一覺醒來,視力就出問題、手腳便沒有力氣,而影響工作、學業、生活,讓患者非常擔憂,而承受極大的壓力。張國軒醫師說,現在已經有很好的藥物,大多數病人都可以控制得很好,能夠保持生活品質、工作能力。我們的患者中有醫師、護理師、工程師、律師,已經穩定控制十幾年,狀況相當穩定。

貼心小提醒

日常生活中,患者要維持適量運動,對肌力、心肺功能、精神狀況都有幫助。張國軒醫師叮嚀,運動不可太激烈,要避免體溫升高,也要避免跌倒受傷。

飲食要攝取均衡營養,少吃高脂、高糖的食物,且不要任意進補。泡溫泉、泡熱水澡可能導致疾病復發、惡化,請盡量避免。

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積極接受治療,減少復發機率,便能避免神經系統受損,有效延緩惡化,維持良好的生活品質!

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科學實證「心情不佳真的會造成消化、皮膚發炎、心血管健康問題」,但為什麼?
PanSci_96
・2023/05/28 ・3156字 ・閱讀時間約 6 分鐘

你一定聽過安慰劑效應,但到底為什麼會有呢?這個謎團難倒了好幾個世代的科學家,超過百年依舊未解,直到最近,終於揭開了一部分謎底。

生醫圈非常振奮,認為一旦破解祕密,就能知道壓力為什麼會讓人生病!更棒的是,還有機會打造出嶄新療法,治療困擾無數人的疾病和癌症!?難道可以靠「轉念」來治病嗎?

安慰劑效應,指的是患者即使吃到或注射的不是真正的藥,對於外來病原體或體內病變的抵抗力竟然也會變好,讓身體好轉。有很長一段時間,科學家對這個現象背後的原理一無所知。

有兩個問題和解開安慰劑效應之謎有直接關係,乍聽之下都是非常不起眼的問題,可是只要多想兩三秒鐘,就會發現居然回答不出來。

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小感冒、腸躁症、安慰劑,藏著同一個答案

你一定有過這樣的經驗:感冒以後沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上,為什麼會這樣?不就是因為病原體攻進身體裡才造成我們「覺得」不舒服嗎?但是再仔細想想,細菌或病毒根本沒有直接攻擊到腦部,那為什麼會冒出這些討厭的感覺?

再來,不少人一緊張就容易拉肚子,或是肚子痛、脹氣,也有人相反,一緊張就便祕,這些都是大腸激躁症(irritable bowel syndrome),簡稱腸躁症的常見症狀。但是,為什麼發生在大腦裡面的情緒會直接刺激遠在腹腔裡的腸子呢?

針對第一個問題,2022 年 6 月《Nature》一項研究發現,只要刺激腦部下視丘的特定區域,即使體內沒有病菌,小鼠也會發燒和食慾不振。換句話說,感染會引發免疫細胞攻擊病原體,導致體內發炎,腦部不必碰觸到病原體,只要透過血液等途徑感知到發炎的刺激,就會出現不舒服症狀。

感冒時沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上。圖/Envato Elements

至於第二個,發表在 2021 年 11 月《Cell》期刊的研究指出,小鼠如果腸道曾經發炎,刺激腦島皮質(insular cortex)就可以使發炎狀態重現;也就是說,大腦會保有免疫系統活動的記憶,以後只要活化同一群神經細胞,就能在腸道重啟一樣的免疫反應。

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2023 年 2 月底《Nature》一篇評論文章說,科學家懷疑這種神經機制是身體為了抵抗可能發生的威脅,事先做好準備,但也會聰明反被聰明誤,在沒有原始觸發因素的時候自行啟動,例如壓力使腸躁症的症狀惡化,說不定就屬於這類情況。

這些發現透露了什麼線索呢?

病得輕重、多快復原,是腦在掌控

安慰劑效應和前面這兩個問題都指向一個方向,三個現象裡不斷出沒的——免疫系統。

科學家發現,目前所有的證據都指出,大腦和遍佈全身的神經,實際上是用一種還不太清楚的方式和免疫系統綁在一起。

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也可以換一種說法:喜怒哀樂的情緒及正負面心態究竟是如何和身體連結,已經發現至少有一條路徑是透過神經系統和免疫細胞的緊密互動。

2022 年 5 月底,《Nature》刊登一篇報告,介紹了美國哈佛大學醫學院的研究團隊利用「光遺傳學」和其他技術,畫出小鼠腦部和全身的白血球如何「互動」的地圖,這讓我們有機會進一步揣測人體裡發生的事。

所謂的光遺傳學,可以簡單想像成把設計好的蛋白質基因植入想要觀察的神經元細胞裡,這種蛋白質一旦照到特定波長的光就會啟動,刺激神經細胞跟著活化,這樣就可以非常精細地一次只操作單一種神經細胞,畫出解析度相當高的大腦圖譜。

身心透過神經系統和免疫細胞緊密互動。圖/Envato Elements

團隊很驚訝地發現,腦部透過兩種方式指揮免疫系統,一種是大腦控制身體動作的運動迴路(motor circuits)發出訊號刺激骨骼肌,釋出能吸引嗜中性白血球這種免疫細胞的細胞因子,誘導原本在骨髓裡的嗜中性白血球快速移動到感染或受傷的部位。另一個則是腦部的下視丘腦室旁核(paraventricular hypothalamus)會分泌特定的化學分子,命令腎上腺分泌激素,快速引導單核球和淋巴球從淋巴結、脾臟、血管等位置移動到骨髓。

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無獨有偶,2022 年 4 月底,德國和其他歐洲科學家組成的跨國團隊也在《Nature》上發表研究結果,直接表明動脈發生粥狀硬化的過程可能部分受腦部控制;也就是說,他們發現了神經、免疫和血液循環這三個系統是怎麼樣融合在一起的。

動脈粥狀硬化是血液裡的膽固醇堆積在血管內側,形成斑塊,在局部區域會有慢性發炎,血管也會愈來愈窄。斑塊一旦剝落就變成血栓,是造成中風、心絞痛和心肌梗塞的關鍵因素,目前還沒有醫療技術可以逆轉病人的動脈硬化。

研究團隊發現,小鼠動脈血管壁外層的神經纖維會傳訊號到腦部,也會接收腦部發來的訊號,免疫細胞會大量聚集在神經末梢周圍,人體也有類似的現象。他們以小鼠做試驗,用化學方法或手術切斷神經聯繫,免疫細胞迅速就地解散,血管斑塊的堆積速度也跟著減慢。

懂得向大腦求助

大腦能指揮身體抵抗病痛,這合理的解釋了你我大概都有過的切身之痛,那就是當滿腦子塞滿消極的情緒如壓力、焦慮的時候,特別容易生病,例如感冒、腸胃炎、皮膚癢等等。

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更有趣的是,反過來說,如果創造出積極的情緒,對於抵禦疾病是不是也有用呢?答案可能也是肯定的。

積極的情緒有利於對抗疾病。圖/Envato Elements

過去就有報告指出,加入支持團體和接受一些心理療法的乳癌患者,可以延長存活時間,在其他幾種癌症像是肺癌、惡性黑色素瘤、胃腸道癌症研究上也有提出類似的現象。

因此,現在世界各地有多個研究團隊正在鑽研如何善用「身」和「心」的力量,結合起來一起治好病痛。

例如癌症腫瘤會以釋放神經訊號、分泌化學物質等方式,造成患者的新陳代謝機制和睡眠大亂,美國紐約冷泉港實驗室的團隊發現刺激罹癌小鼠下視丘的特定區塊,可以把代謝和睡眠週期「喬」回來,有助於幫助癌症病人的復原過程變舒服。

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而以色列理工學院團隊則把焦點放在位於中腦的腹側被蓋區(Ventral Tegmental Area, VTA)。VTA 是腦部的獎勵中心,含有分泌多巴胺的細胞,和期望、動機、喜好等情緒有關,也就是讓我們會感到快樂、振奮而去做出實際行動的腦部區域。該團隊發現,刺激 VTA 可以驅動免疫系統,使小鼠肺部和皮膚的腫瘤縮小,他們現在要把成果從小鼠用到人身上。

也有一個團隊是從迷走神經(vagus nerve)下手。迷走神經是副交感神經系統的主要成員,從腦一路向下走過心、肺、胃,一直延伸到大腸,已知和調節免疫反應有關。有一家新創企業 SetPoint Medical 運用他們的技術,研發一種大小像膠囊的神經刺激裝置,植入脖子的迷走神經旁邊,可以無線充電、還可以用 iPad 的程式調整刺激強度,目標是治療類風濕性關節炎、克隆氏症(Crohn’s disease)等自體免疫疾病。

「身心一體」除了個人感受,也有生理學上的意義。圖/Envato Elements

「身心一體」,用比較感性的話來說就是:心靈受苦,身體也受苦。原來,這件事不只是主觀的個人感受,其實它有生理學上的道理。

或許,更重要的是,讓明明覺得不舒服卻一直檢查不出病因的人知道,自己的感受並非無病呻吟,也不是想逃避壓力或做錯事情,而是一體的身心真的在發出警報,或許這就是最大的安慰了。

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