故事從人類開始太空冒險之前講起—NASA特展搶先看（一）

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。

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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。

文／蕭俊傑（科學 X 博士）｜國家太空中心任務科學家

J 編按：在上一篇中，X 博士告訴我們原來看 NASA 不能只是看非常壯觀的「假」火箭、太空船，還有很多看似不起眼但超級重要的「真品」，需要大家去展覽中搜尋。接下來要帶大家看的是太空人的生活日常，各種太空必需品到底跟我們在地球用的、吃的有什麼不一樣？

5. 堅忍的耐力 ENDURANCE

原來，太空人要包尿布？！

太空探索的任務相當嚴苛，所以需要各種裝備配合太空人執行任務。首先從解決太空人生理問題的裝備開始，這個一看就知道是什麼東西吧？像是這一件白短褲其實就是「太空尿布」。當然尿布不是這個展區最重要的東西，擺放的地方也不是非常顯眼或突出，但是大家走過去時都會對它指指點點說上幾句，我聽不懂韓文，但是從語氣和表情大概可以猜到說話的人是驚奇加上好笑吧！

其實我沒有要大家看展都像我看這麼認真，休閒的看也不錯。不過如果在過程中誤會了某些展品的意義，而讓自己在特展中吸收到錯誤的知識那就不好了。

為什麼這麼說，我回台灣時會給我朋友看我拍回來的照片，很多人看到太空尿布這張照片的反應是：「原來太空人在太空尿尿都是尿在尿布裡喔～」。我相信也有很多人知道現代的太空船裡是有廁所的。我想強調的是，如果這些人沒看到這張照片，可能根本沒有想過太空人尿尿的問題，被問到太空人怎麼尿尿時也會回答「不知道」。知道自己不知道很好啊，不知為不知，是知也。但看到尿布之後，忽然就覺得太空人應該要穿尿布，如果沒有進一步去想這個問題，那可能就真的以為太空人只能尿在尿布上。自己引用一句我在科博館「科學的態度，決定你明日的高度」演講中所講的話：「科學學習中最危險的，不是無知、而是誤會」。錯誤的知識才是最可怕的。

早期的太空任務太空人的確需要太空尿布的幫忙，但新一代的太空船就裝設了「便器」可以使用，而太空尿布就只會在發射、降落，還有進行太空船外的太空漫步時才會穿。尤其是發射過程常常會因為天侯或是其他因素延遲，但這時太空人得乖乖坐好，不能亂跑，如果發射過程延遲太久，太空人們也就只能這樣尿下去了。

最後強調一下，尿布兩個字不是我亂亂講的，我在韓國展的英文說明上真的看到它寫 diaper 這個說明，但它正式名稱應該是 Maximum Absorption Garment，翻成「高容量吸收服」好了。

那大家一定會想再問，發射、降落或太空漫步時想小便可以尿尿在尿布裡，那如果想大便怎麼辦？那……就忍著吧。

圖片中另外一個東西就是「屎袋」（這是我自己翻譯的），早期執行阿波羅任務時使用。屎袋用的時候就是貼在屁股上，便完後混入殺菌劑再包起來。因為用屎袋實在太麻煩，所以在上太空之前跟任務執行中都會吃一些消化完殘留較少，也就是比較不會變成糞便的食物。其實有些問題不一定要有人告訴你才會有答案，從常理判斷，如果明天早上就要坐飛機去美國了，今天消夜應該就會避免去吃可能會拉肚子的麻辣火鍋。

太空食物好不好吃啊？（流口水）

生活另一件大事就是吃，也就是太空食物，這個展示櫃中有各色各樣的太空食物。

太空食物指的是為了配合太空人執行任務時，不論是食用的方式也好、保存的方式也好，把原本地球上有的食物經過特殊的加工與包裝製成的食物。太空食物為了延長保存期限，大多會以真空方式做包裝，而真空包裝可以再分為袋裝、罐裝及軟管裝（就是像牙膏）。

從照片中來看，標示 1 是葡萄柚汁，標示 2 是咖啡，像這類液態的食物就適合用袋裝。洋芋泥與沙拉放袋子裡吃起來較不方便，所以就要放在像標示 5 這樣的罐子裡，威化餅這種東西容易碎掉，所以裝在 7 號這種罐子。裝在 17 這種牙膏容器的是「混合了糖的果子」，這是俄國太空食物，猜想應該像是含有果粒的果醬。延長食物保存期限有一個方法是脫水，把水果用糖去醃漬，因為水份滲透的關係將水果脫水，這就是為什麼蜜餞是水果做的，但卻比水果更不容易腐敗的原因。

看到 19 的時候真是讓我驚呆了，旁邊的說明寫的是 AMBASSADOR VODKA，VODKA 不是伏特加酒嗎？標示 17、18、19 都是蘇聯太空食物，蘇聯人愛喝伏特加酒也是很正常的事，但太空任務怎麼可能可以喝酒呢？其實這個裡面裝的是羅宋湯，只是在標籤貼上 VODKA 而已，太空人喝的羅宋湯有沒有加 VODKA 在裡面就不知道了。

最後再強調一點，既然太空人帶上太空吃的食物就可以叫做太空食物，那有些食物本來就很「耐久」，這些食物就可以包裝好之後直接帶上太空。台灣特展的現場會有賣太空食物，現場會有哪些口味還不知道，但 X 博士在其他場合已經吃過很多種了，包括太空冰淇淋、太空草莓、太空香蕉、太空章魚燒、太空麻糬、太空布丁等。要問我是在哪裡買的，有些是在日本太空中心 JAXA 的筑波中心「JAXA宇宙航空研究開發機構筑波宇宙中心」，這也是一個可以預約參觀的地方，如果是日文版網頁找「預約見学」就有。他們在參訪後出口處的賣店有販售。從東京秋葉原坐筑波Expess可以到，下車後還要轉計程車。美國偶爾可以看到的Discovery channel store、台灣的賽先生科學玩具也可以買得到。另外一個是日本九州的太空世界Space World，這裡的賣店是我看過，在同一間店有賣最最多種太空食物的地方了。

買的時候要怎麼選？大家可以想一下，如果這個食物只是把它「包起來」就可以帶上太空的話，那你吃到的可能會跟一般地球上的味道差不多。以水果類來說，其實很多健康食品店也都有賣脫水的零食水果片，太空食物的水果就吃起來差不多。但太空冰淇淋脫水後吃起來就跟平常的冰淇淋很不一樣，至於是什麼味道，冰淇淋是乳製品，乳製品在常溫下脫水，大家可以想想看生活中有哪個東西擁有這樣的特性，大概就知道了。太空食物絕對沒有地球上食物美味，但買來吃吃看一定是難得的體驗。

太空服用處多

接下來是太空服。展場中陳列的，下方圖中這件其實不是太空服，而是美國空軍（United States Air Force, USAF）用的高空壓力裝（high altitude pressure suit）。為什麼需要壓力裝？飛機飛得再快不會讓人不舒服；但飛機如果有很大的速度變化，或者是急轉彎，如果用國中理化的語言來講，就是有很大的「加速度」時，人的身體就會受到影響。

戰機在空中戰鬥時，常常需要有急轉彎、急爬升等劇烈的動作。飛行員雖然是坐在椅子上，但體內的血液是保持流動的。如果有一個急速爬升的動作，飛行員體內的血液會因為慣性的關係往下半身流，這時候如果腦內沒有足夠的血液，就會造成飛行員的暈眩，這種情形跟蹲久了忽然站起來會暈的意思一樣。要避免這種情形，飛行員的壓力裝會非常的「緊」，把血液用外力把它壓住，避免在戰機做劇烈的動作時造成飛行員的暈眩。

其他後面幾件太空服也是大有來頭。包括了雙子星計畫、阿波羅計畫、水星計畫中的太空服都有展示。講到太空服，大家馬上聯想到的就是「太空中沒有空氣」，所以需要太空服提供太空人所需要的空氣。但是空氣的功能除了讓太空人可以呼吸之外，空氣也同時提供太空人與地面環境相近的空氣壓力，讓太空人的身體狀況可以維持正常運作。

除了空氣之外，它還有一些非常重要的功能。首先，地球上因為有臭氧層的保護，所以不會接收到太多從太陽來的紫外線，但太空人的活動環境在臭氧層外，所以就需要太空服來隔絕紫外線。而地球上還有由地球磁場所建立的磁層，磁層可以阻擋太陽所噴發出來的高速電漿粒子，也就是「太陽風」。極光就是由太陽風所造成的景觀。同樣的道理，身處於太空環境的太空人不像地面上可以受到磁層充足的保護，因此太空服也需要具有阻隔太陽風的功能。

J 編按：展覽中還有更多科學 X 博士沒辦法一一介紹的有趣展品，有興趣的朋友可以到 NASA 一場人類冒險台灣展中看看人類在太空探索中做的各種努力，換個方式一圓小時候那個太空夢。

故事從人類開始太空冒險之前講起—NASA特展搶先看（一）

真品沒人看 模型搶拍照—NASA特展搶先看（二）