2008-04-29

[報導] MicroRNA將用於人類疾病治療

Steve Mitchell 撰,domi 譯,Jiun Hong Chen 校

基於microRNAs(小分子RNA)的研究,科學家在人類疾病治療上邁出了一大步。在最初以靈長類動物所做的實驗中,研究者成功的阻擾microRNAs後,降低了猴子的膽固醇。這個成果其安全性還有待證明,但寄望有朝一日能用於人類疾病治療。

MicroRNAs會調節基因表達並且在很多生物作用,如細胞凋亡以及新陳代謝中扮演著重要的角色。科學家已經注意到microRNAs可能是疾病治療的標靶,因為功能不正常的microRNAs與癌症、心臟病、病毒傳染疾病和其他疾病有關。雖然針對microRNA的治療使得生病的大鼠恢復了健康,然而研究者仍然表示擔心在人體進行阻擾過度活性的microRNA的安全性。丹麥Horsholm一家生物技術公司Santaris Pharma正關注發展microRNA用於人類疾病治療的新技術,這家公司發展了一種不同於先前使用在大鼠身上的microRNAs阻擾方法,來針對一種叫做miR-122可調節膽固醇的microRNA作測試。

Santaris的分子遺傳學家Sakari Kauppinen與史丹佛大學以及在康乃狄克州Hamden的生物技術公司RxGen合作。他們開發出一個與特殊RNA片段(可增加與microRNA的結合力)相結合的DNA短序列,此DNA短序列可以結合並阻擾miR-122作用。研究者將非洲綠猴注射不同劑量的modified DNA序列後,發現接受了高劑量的五隻猴子中,膽固醇含量在23天內,最多的下降了40%,顯示此治療阻擾了miR-122的作用。另外,接受低劑量的五隻動物的膽固醇含量則下降了20%。注射了microRNA干擾劑的15隻動物都沒有任何毒性反應。此研究成果已發表在《Nature》雜誌。Kauppinen說他公司的目標是發展一個基於miR-122的C型肝炎(hepatitis C)治療方法,因為這個microRNA與病毒在人體中複製有關。

在加州Duarte希望之城(City of Hope)的一位分子遺傳學家John Rossi說,這個發現為人類運用microRNA治療疾病的研究打開了一扇門。因為研究顯示可以只針對有必要的細胞進行microRNA阻擾,而不會對該動物體產生明顯危害。藉由特定的DNA序列來標靶與疾病相關的特定microRNAs的方法,現在已經被採用作為其他疾病治療的研發。

Rossi和波士頓兒童醫院神經學家Peter Kang認為,盡管在猴子身上沒有明顯的副作用,在人體中阻擾microRNAs的安全性仍有待研究。Rossi認為許多microRNAs調節大量基因,就算只減低其中一個基因的表達也可能會產生巨大的影響。

原文出處:ScienceNOW Daily News, March 26, 2008
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/326/2

2008-04-25

[報導]肥胖可能由一個病毒基因造成

New Scientist撰,SkyOrggLee 譯,domi, Fanny 校

如果肥胖看起來像病毒一樣的散播,也許正因為病毒就是元兇。我們逐漸了解adenovirus-36 (Ad-36) –造成一些肥胖案例的元兇-是如何導致脂肪細胞增生。

去年Louisiana State University at Baton Rouge的研究者Nikhil Dhurandhar發現Ad-36會使原生細胞分化成脂肪細胞,從而可能造成人類及其它動物的肥胖症。現在他已經確定一個病毒基因就是造成及引起細胞分化過程的元兇,也就是說,也許有一天通過改變這個基因的作用,我們即可治療由病毒引起的"病毒型肥胖症",。

Dhurandhar的團隊透過改造人類脂肪細肥的幹細胞,來表達Ad-36中一個名為E4 ORF-1的單基因。結果表明,相對於其它不表達Ad-36的細胞來說,此類細胞有更大的機會分化成脂肪細胞。當細胞被Ad-36感染之後,E4 ORF-1的表達被抑制,這些細胞就不會分化成脂肪細胞- 證明了此基因是脂肪細胞分化的充分必要條件(International Journal of Obesity, DOI: 10.1038/sj.ijo.0803748)。他表示:「研究學者可能之後會抑止人類E4 ORF-1,從而減少Ad-36所造成的肥胖症」。

該基因讓細胞對胰島素(insulin)的反應增加,因此開發藥物模擬這部份基因的作用可能有助於治療第二型糖尿病。希望他們將找出一種方法,可以只用這有用的基因部份並去除造成肥胖的作用。

原文出處:New Scientist, April 5, 2008
http://www.newscientist.com/channel/health/mg19826505.100-single-virus-gene-may-cause-obesity.html?feedId=health_rss20

參考資料:
International Journal of Obesity
Human adenovirus Ad-36 induces adipogenesis via its E4 orf-1 gene
P M Rogers et al.
32 (3), 2008, p.397
doi:10.1038/sj.ijo.0803748

2008-04-24

[文摘]鏡像神經元:聽大腦在唱歌

Leonie Welberg撰,SkyorggLee 譯,Fan-Lu Kung 校

鳴鳥(songbirds)利用模仿及學習自其它鳥的歌唱來相互溝通。自從科學家在猴腦中發現鏡像神經元(Mirror Neuron)後,一般咸信這些神經元可能參與調控靈長類動物的模仿行為,或許這也是人類移情作用和語言學習的重要一環。Prather等人發現鳥類也有和鏡像神經元類似的細胞,這些神經元與鳥類學習歌曲的能力有關。

Prather等研究人員記錄了沼澤麻雀在高級發聲中樞(high vocal centre,HVC,為大腦中一特定區域,對學習和產生鳥鳴相當重要)裡單一神經元的活性。當他們播放一隻鳥自己叫聲的錄音時,發現在這隻鳥深入腦部基底核區的HVC神經元(即HVCx神經元)中有一大部份會被活化。有趣的是,每一單一HVCx神經元只對特定一個曲調(亦即這個神經元的主旋律(primary song))有反應,此外,這些神經元的活化反應也只會在這些曲調出現後的某個特定時間發生。

作者還發現HVCx神經元在鳥兒唱歌時也會有所反應,而且這些神經元對其主旋律的反應會特別強烈。當鳥兒歌唱時,HVCx神經元活化所需時間和前述由錄音誘導時相同。也就是說, HVCx神經元對特定曲調不論是在唱的時候或是聽到的時候都會有反應。 有趣的是,當一隻鳥聽到一首歌,並開始唱同一首歌回應時, HVCx神經元就停止了對聽覺刺激的反應,只產生與唱歌相關的神經活性。這表示在歌唱的同時HVCx神經元活性可能是由伴隨放電(corollary discharge註一)而來,而不是從鳥聽自己唱的歌所造成的聽覺回饋。此外這還表示,這些細胞有能力迅速從聽覺轉換到歌唱的’運動’狀態。孟加拉雀(Bengalese finches) 的HVCx神經元反應也有類似的情況,由此可以推測HVCx神經元在聽覺及運動狀態上的反應可能是鳴鳥學習利用不同的叫聲來溝通的一種通用機制。

在大自然裡,鳴鳥可以回應同種鳥類的歌聲。雖然HVCx神經元對隨機挑選的其他沼澤麻雀叫聲的錄音沒有反應,但是如果其他鳥類的鳴叫聲和這些神經元的主旋律有相似聲頻的話,他們確實會有反應。

這些研究結果表示鳥類的HVCx”聽覺到運動神經元”與猴子位於額前皮質的”視覺與運動”鏡像神經元 (註二)極為類似。有研究人員認為人類鏡像神經元可能與語言學習有關, Prather等人是最早提出證據指出生物(至少對鳥類而言)可以利用學習來溝通,而這過程可能真的與鏡像神經元的活化有關的人。

註一:運動神經元訊號”複本”,可能可供在因運動神經元動作造成感覺神經元訊號產生變化時使用
註二:指猴子可以做出一個回應的動作或重新做之前看過的動作。

原文出處:Nature Reviews Neuroscience 9, 163 (March 2008) doi:10.1038/nrn2340
http://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/full/nrn2340.html



譯者筆記:

鏡像神經元最早是在80年代由義大利的神經生理學家Giacomo Rizzolatti等人所發現,他們將電極放在猴子的inferior frontal cortex並紀錄特定神經元與猴子控制手部動作的關係,他們首先發現到有一些神經元是在猴子看別人拿食物的時候會有反應,而且在猴子自己拿食物的時候也同樣有反應。再經過進一步的研究之後發現,在inferior frontal cortex及inferior parietal cortex中大約有10%的神經元有像鏡子一般的特性,故稱mirror neuron。 (圖片來源:wikipedia.org)

參考資料:http://en.wikipedia.org/wiki/Mirror_neuron

2008-04-22

[文摘]生物無機化學與生物/地理化學循環 ◎Edward I. Stiefel

印卡 撰


經 由生命地球地表因而形塑。我們的行星在太陽系是如此獨特,甚至在宇宙之中也可能是如此。地球上,大氣與生物圈是如此特別地存在而且維持自身遠離化學平衡, 你不說不尋常也不行。地球的大氣組成經地理與生物塗境的整合,橫越地理時間演化而成。地球的生物執行著多樣的化學轉換結合他們新成代謝的必需物來生存。這 些最終的產物與副產物已改變了地球,同時也維持了當今地球各式各向生命形式的生態區位。我們知道,至少在定性的形式,元素的生物/地理化學循環維持了地球 生命在全球、區域與當地環境的存在、延續與多樣性。

每個主要生化元素﹝碳(C)、氫(H)、氮(N)、氧(O)、硫(S)、磷(P)﹞都有詳密的循環過程。包括V(釩)、Mn(錳)、Fe(鐵)、 Co(鈷)、Ni(鎳)、Cu(銅)、Zn(鋅)、Mo(鉬)與W(鎢)的主要微量元素也透過它們在金屬酵素(metalloprotein)的基本角色 在主要元素的循環扮演重要角色。在二十世紀的後半已看到對許多基本反應過程與生物/地理化學循環的酵素催化劑的闡明。這些循環的定性描述與他們演化、整合 和未來發展的了解都將是二十一世界的挑戰。

生物無機化學可能以幾個方式組成。一則是以特殊元素(例如Fe(鐵)、Cu(銅)、Zn(鋅)等)的特定分類下酵素來系統化,或者藉由反應種類來組 織不同的主題(例如氧化脢(oxygenases)、接合脢(ligases),蛋白水解脢(proteases)等)。或是取而代之,以生醫或農業方法 描述特殊生物系統的生理角色來整合這些途徑過程。

在這(章節)裡,由分子細節描述面容的生物無機化學系統將被放在地球與它多變棲地的生物/地理化學循環的脈絡之中。如此的組成是納今容古的。相較純 粹化學或是物理,生物學與地理學是歷史科學。地球上生命的演化與生命型態不斷的分化是難以言訴、無數的演化機器的結果,那些細節卻領我們到達當下的狀態。 因此,為了察覺我們將何去何從(Where we are and how we got there),用著形成我們現在的生物圈與以及它棲地上的生物的歷史與演化壓力去思考是重要的。結合這樣的觀念,加上其他有效的方法嘗試去釐清存在的理由 (raison d’être)以及了解這些力量是控制的生物無機化學系統和生物/地理化學循環持續以及在將來的發展。

後言:有人說從達爾文後科學時代就沒有說故事的能力了。在那個還可以說故事的時代末期正是西方自然主義盛行,科學家嫌詩人對世界真實描寫得不夠真,科學也 越來越少故事性,科學也逐漸有了Frankenstein(科學怪人)的形像,這樣的分離在這世紀六十年代,如戴安‧艾克曼(Daine Ackerman)說的:「所有進入波士頓大學的新鮮人都被指派閱讀C. P. Snow的《兩種文化》,在美國大學這樣的學術事實中,學生必須在科學與人文做個抉擇(然而他們的興趣卻是如此廣泛及富有各種組合。」更為強烈。但在當代 的視野下,這樣的鴻溝因為環境議題、當下火熱的神經科學與心理學得到溝通的機會,甚至文化地理學影響下的人文面貌、甚至是社會科學都不再是如此迴避將世界 分為兩半。同時許多科際整合也替許多學科之間的誤解帶來契機。

生物無機是其中一個有趣的而且有挑戰的領域。此文中所提到生物/地理化學循環,其實也隱含著多年前由英國化學家洛夫洛克(James Lovelock)與馬古利斯(Lynn Margulis)所合作提倡的蓋亞假說(Gaia),比如2006年William B. Whitman與Mary Ann Moran的團隊指出全球硫循環中DMSO的釋出端賴海洋細菌(marine bacterioplankton)的代謝,就是一例,更熟悉的還有我們熟知的氮氧、碳、氧循環,這些問題的各個層次是(生)化學家都可以努力的部分。還 記得去年Nature一篇問起到底化學還有沒有大問題?這次再次回頭看就更多了點工具理性的作祟。之所以譯出此段文字一方面提醒自我問題意識的重要,另一 方面,正如文中將歷史意識帶入化學思考或許新的觀點,或是2007年Carrie M. Wilmot一篇介紹含鐵酵素與氧的共同演變的文章〈古老而親暱的關係〉(〈An Ancient and Intimate Partnership〉所暗示的,化學研究其實換個觀點帶點想像力,地質歷史意義的介入,分子的互動/演進史就是新的視野了。

摘譯自:Biological Inorganic Chemistry (2007)

2008-04-19

[報導]孔雀的華麗羽毛:已經過時啦

Virginia Morell 撰,domi 譯,Fan-Lu Kung 校

從達爾文時代我們就知道了這樣的事實: 雌孔雀更喜歡有著華麗羽毛開屏的雄孔雀。但是一個新的七年研究對此論斷提出了質疑。根據這個研究,一個野生印度孔雀(Pavo cristatus)群體中的雌孔雀並沒有顯示出有這樣的偏好。這篇帶有爭議性的文章,與之前被讚頌稱做是演化生物學判斷標準,有部分的理論互相矛盾。

因為天擇不能解釋看起來毫無用處的雄性羽飾(比如:精緻的羽毛)的演化,達爾文認為他們起因於配偶的選擇。在多數物種中,雌性選擇雄性交配,據推測是以一些或許可以代表基因健康程度的特徵作為標準。比如,雄孔雀的長羽比它的身體還要長,而且有著眼狀斑紋裝飾。眼狀斑紋的數量可能與雄性基因質量相關,因此雌孔雀會選擇有著最多數量斑紋的雄孔雀。在一項最廣範引用的關於雄孔雀長尾的研究中,英國Newcastle大學的演化生物學家Marion Petrie剪斷了一些雄孔雀的長尾眼狀斑紋部分,發現雌孔雀對這些雄孔雀毫無興趣。而擁有較多裝飾的雄孔雀生下來的新生鳥也有著相對而言較高的存活率。

日本東京大學動物行為學家Mariko Takahashi的團隊計劃對這些結果進行驗證。但是他們在四月的Animal Behaviour雜誌上發表稱,儘管觀測了268個交配樣本,團隊仍無法查明雌性孔雀所偏好的單個雄性特徵。Takahashi提出一個假設,雄孔雀的長尾對雌孔雀來說可能曾經是一個信號,但是就像是去年的時尚,現在已經退流行了。

如果雌孔雀忽視這些羽毛,為什麼雄孔雀還要耗費能量去長出它們、並且四處展示呢?Texas大學Austin分校的動物行為學家Michael Ryan說,可能是因為在雌孔雀對雄孔雀表示興趣後,雄孔雀得抖動這些羽毛,製造出對於交配而言必須的沙沙聲響。他說,“沒有長尾,牠們就沒法奏出這種音樂了。”

California大學Riverside分校的演化生物學家Marlene Zuk並不認為這個研究推翻了Petrie的研究,因為它並沒有包含對於孔雀華麗長尾的實驗。挪威Oslo大學演化生物學家Stein Are Sæther說,這個新的研究顯示“我們並不理解那些雌性是如何評估雄性的。”

原文出處:ScienceNOW Daily News, March 31, 2008
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/331/2

2008-04-17

[報導]使用腦部掃描的讀心術—腦部活動能以磁共振成像解碼

Kerri Smith 撰,梅格 譯, wl 校

科學家發展出一種方法來「解碼」人類大腦活動:藉由觀察大腦活動來推斷受測者正在觀看的影像。

計畫主持人Jack Gallant是來自加州柏克萊大學(University of California in Berkeley)的神經學家,他表示:這個問題類似於魔術師的經典把戲;先要求對方隨便挑一張撲克牌,然後假裝對受試者進行讀心術來猜出所挑出來的牌。只是不同於魔術師的手法,研究者現在可以透過腦部掃描儀器進行真正的讀心術。Gallant說,當大約120張的卡片或照片被使用於受測時,腦部掃描的判讀準確率可超過90%。

這個技術進一步提供了觀察受試者視覺意象的機會。Gallant表示此研究可以被應用在夢的解析或是心理治療上。此一新成果已經提供神經學家一個更準確的模型來理解人類視覺系統是如何運作的。如果像這樣的腦部掃描研究能延伸發展出其他概括性的模型,來模擬大腦對除了視覺之外的刺激所採取的反應,則可應用在疾病診斷或監測治療成效。

預測反應

過去已有很多研究運用功能性磁振造影(fMRI)來理解大腦運作,然而成果十分有限。在大部分的實驗中,多是讓受試者先看一連串彼此之間無關連性的圖片並監測觀看時的大腦反應,接著才進入真正的測試,且真正測試使用的圖片必須和之前使用的圖片相同。所以依據之前所得到的腦部掃描結果,便可以來分析判斷受試者在測試時正在看哪張圖片。這樣的分析技術要判斷成功,受測的圖片必須量少且簡單,同時必須預先知道受試者對於這些圖片的反應。

在此新研究中,Gallant帶領的研究團隊不僅利用fMRI來模擬受試者對不同類型圖片的反應,即使是給受試者觀看新圖片,也可以利用fMRI來預測受試者觀看的新圖片為何。

John-Dylan Haynes是來自德國萊比錫(Leipzig, Germany)人類認知和腦部科學中心(Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences)的學者,他同樣在進行解讀大腦活動的研究。他表示:這絕對是一個躍進,現在我們可以用一種更簡約的方式來解碼人們正在觀看的影像。

在實驗中,首先分別監測兩位受試者(Kendrick Kay和Thomas Naselaris,都是Gallant的研究團隊成員)在觀看1750張不同圖片時的大腦活動。之後,研究團隊又另外選擇了120張兩位受試者都從未看過也從未使用過的圖片,本於之前的監測結果來預測他們的大腦活動。當受試者看到新圖片,研究團隊可以將他的大腦活動比對之前的監測結果,來準確推斷出受試者正在觀看的圖片是哪一張。預測其中一位受試者的準確率高達72%,另一位則更達92%;而隨機猜測的準確率則僅有0.8%。

對複雜刺激的反應

此研究的下一步是嘗試解讀受試者正在觀看的任何影像,而非使用已知的受測圖片。Gallant表示,原則上這會是個更棘手的難題。首先你需要一個非常好的模型可以模擬大腦運作,與一個比fMRI更好的方法來監測大腦活動,並且更了解大腦在接受日復一日複雜的視覺刺激時,是如何處理諸如型態與顏色等因子。然而Gallant表示,現在的科學技術並不真得具備以上任何一個條件。

Gallant指出,之前曾嘗試模擬大腦對於簡單幾何圖形的反應。但是試圖分析大腦對於更複雜、更實際的影像反應,則顯然困難許多。

類似上述那種能夠解讀腦部活動的裝置因為可以觀察大腦活動如何因疾病或治療產生變化,而已被運用在醫學上,像是評估中風後腦部受損的情況,或是評估特定藥物的治療成效,或是協助診斷諸如失智症等特定病況。

建立大腦如何對各種刺激產生反應的模型也可以應用在神經對訊息處理的研究。Haynes去年所發表的一份報告可以預測受試者正在運算哪組加法。他認為,這個模型被推廣應用的程度相當值得期待,但也同時表示,要將這個模型運用在他自己的研究上面,可能還有一段很長的路要走,因為現在並沒有一個夠好的模型來了解人類的心智意圖。

原文出處:Nature News, March 5, 2008
http://www.nature.com/news/2008/080305/full/news.2008.650.html

參考資料:
Kay KN, Naselaris T, Prenger RJ, Gallant JL. (2008) Identifying natural images from human brain activity. Nature. 452:352-5.

審稿者後記:
實驗中所使用的新圖片彼此之間是截然不同的類型,例如:水果,與房子,與人。所以更精準的說,在給予受試者新圖片後,Gallant所能推斷出的是受試者觀看的新圖片是屬於哪一「類」:是水果類?建築類?還是動物類?而尚無法更進一步區分是狗是貓還是人。

2008-04-15

[報導]針灸是治療背痛的最好方式

研究專家表示,針灸比西方的治療方式還有效

BBC News, SkyOrggLee 譯,Jiun Hong Chen 校

一個德國團隊發現將近有一半的病人,採用針灸的方式可以改善疼痛。但是在《內科醫學檔案(Archives of Internal Medicine)》的文獻也發現,真正(real)針灸與假性(sham)針灸治療的效果,幾乎是沒有差別的。而在接受藥物治療及其它西方療法(western therapies)的病人中,只有四分之一得到了改善。德國Ruhr Univeristy Bochum的研究專家表示,人體可能對於細針穿剌皮膚都會有正向的反應,或許針灸僅只是造成安慰劑的效果。有一個理論認為,傳遞到腦的痛覺訊息會被其它對抗性的剌激所抑制。Dr. Heinz Endres認為:「對於慢性背痛,針灸是一個被廣為接受且有實際效果的治療方式。病人經過治療之後,不僅減少了疼痛,而且也改善了因背痛造成的行動不便,進而改善他們的生活品質。」

Needles not manipulated
超過1100位病人參與此研究,他們分成三組,分別採用一般西方療法,真正針灸,或是假性針灸方式治療。假性針灸治療方式依然使用細針,但是與真正針灸的方式相比,並沒有真正剌入到應有的深度。不論是在被認為具有重要療效的點,或是只是在其它的點上,都沒有有效的剌入。經過六個月之後,採用真正針灸治療方式的病人,有47%的症狀有明顯的改善;在以假性針灸治療的病人,也有44%的病人覺得有明顯改善,但是在採用西方治療方式的病人,僅有27%的人覺得有改善。

芝加哥Rush大學的Dr James Young表示:「雖然我們還不知道這些所謂另類療法的原理,但是並不代表他們沒有效果」。針灸源自古代中國理論,認為針灸可以釋放出身體裡稱為「氣」的特別能量。

在本研究中,西方療法包括服用止痛劑、針劑、熱敷或按摩。

估計85%的人有背痛的經驗,為了治療英國人背痛問題,英國國民醫療保健系統(NHS)每年大約要約花費5億英鎊。此研究也回應兩篇先前發表在《英國醫學期刊(British Medical Journal)》的報導,該報導認為短期的針灸治療可以改善病人下背痛的情況。

英國針灸協會委員Mike O'Farrell表示:「經由這些研究証實針灸的效用之後,我們相信健康醫學的專業人事及社會大眾,將會看到針灸的益處,並將其視為整合健康醫護的一部份。」

然而一位按摩治療師Paul Ingraham則認為:「該研究並沒有提供相關證據來證實針灸對背痛是一個有效的治療方式。相反的,該研究顯示針灸的基本原理是無意義的,因為所有技術性的針灸治療方式竟然沒有比隨機的針扎有效多少,病人的樂觀態度才是影響疼痛復原效果的重要因素。某些病人會覺得其它治療方法有效,只是不想再採用西方療法所產生的結果。」



原文出處:BBC News, September 25, 2007
http://news.bbc.co.uk/1/hi/health/7011738.stm

參考資料:
M. Haake, H.H. Muller, C. Schade-Brittinger, H.D. Basler, H. Schafer and C. Maier et al., German acupuncture trials (GERAC) for chronic low back pain: randomized, multicenter, blinded, parallel-group trial with 3 groups, Arch Intern Med 167 (2007), pp. 1892–1898.


譯者筆記:
站在中國人的角度來看這則新聞其實還蠻有趣的,因為這個研究結果一出爐之後,竟然在英國最大的媒體BBC及另一個刊物Medical News都以幾乎相同且斗大的標題報導,但事實上這針灸的效果在報導裡也指出和安慰劑的效果並沒有多大的差別(幾乎是一樣的)。所以針灸的效果真有有如同標題說得這麼有效嗎?還值得商榷 。

另外有一篇文章出自於Ben Goldacre 寫的"bad science"專欄,正是在反擊這樣的說法,請各位讀者有興趣的參考以下連結
http://www.guardian.co.uk/science/2007/sep/29/acupuncture?gusrc=rss&feed=science
此篇大陸中譯 http://www.popyx.net/viewthread.php?tid=103&page=1

審稿者後記:
造成背痛的因素很複雜,因此背痛治療的針灸穴位不盡相同。再者,治療好及減輕疼痛本來就不一定是同一件事。或許針灸的療效不如預期顯著,但至少它呈現的47%療效遠遠高於西方治療法的25%。

2008-04-12

[專題]自閉症(一)----概述和歷史

yollo 撰,Fan-Lu Kung 校

自閉症(autism)是一個生活中常聽到的病症,一般人對自閉症的印象是這類的小孩不會與人互動、自己做自己的事,偶爾在報章雜誌上會讀到某個自閉症小孩具有不用查日曆即可知道日期的天賦,他們通常被稱為具有「學者症候群(savant syndrome)」,然而只有一部分自閉症患者具有學者症候群的特徵,這個現象並非普遍出現在自閉症患者的族群。(更多學者症候群的特徵請見科學人中文版雜誌第6期)

概述
自閉症是大腦發育方面的疾病,會導致社交和溝通的障礙,並且出現受限的重覆性行為,這些症狀在三歲以前便會出現,由這個特徵可以區分出自閉症和如亞斯伯格症(Asperger syndrome)之類的泛自閉症障礙症候群(又稱為自閉症光譜障礙或自閉症系列障礙,autism spectrum disorders,ASD)。

自閉症具有高度的遺傳性,但是對於造成自閉症所相對應的基因還不清楚,在極少數的個案中,自閉症與造成畸形兒的一些因素有強烈的關聯。自閉症的盛行率大概是每一千人中有一至二個患者,而泛自閉症障礙症候群的盛行率則為每千人有六人左右,泛自閉症障礙症候群的患者中,男性人數大概是女性人數的4.3倍。1980年代之後,自閉症患者的數量大增,部分原因是由於診斷方式的改變,至於罹病人數是否真的有所增加,則尚無解答。

自閉症會影響腦部的多個部位,但是目前對於為什麼會如此的了解並不多。父母通常在兩歲以下的孩童身上便可以注意到前述一些特徵的出現,若在早期輔以行為和認知的教導,可以幫助孩童學會自我照顧和社交、溝通的技巧,但是目前沒有治癒的方法。

關於自閉症的歷史
早在自閉症這個字出現以前,在歷史中就已經有一些關於自閉症症狀及治療的記載了,例如在馬丁路德(Martin Luthur)的桌邊談(Table Talk)中就提及一位可能患有嚴重自閉症的十二歲男孩的故事,馬丁路德認為這個男孩是一個缺少靈魂的軀體,被惡魔所擁有,並且認為他受到壓抑。一個被稱為Victor of Aveyron的男孩從小由野獸養大,在1798年被其他人類抓回時顯現了許多自閉症的特徵,一位醫學生Jean Itard以行為方面的方法著手幫助他建立和社會的依附關係,並引導他由模仿來開口說話。

英文自閉症「autism」這個字來自於新拉丁文(New Latin)的autismus,而這個字是瑞士精神科醫師Eugen Bleuler於1910年定義精神分裂症(schizophrenia)的症狀時所創造出來的字,他取希臘字autos (αὐτός,意指自己)的意思,以顯示自閉症患者以自我為中心的特徵,代表自閉症患者會退縮於自己的世界中,以抵抗外來的干擾。

Autism這個字的現代用法初見於1938年,在一場關於兒童心理學的德語演說中,Vienna University Hospital的Hans Asperger首次引用Bleuler的用詞----autistic psychopaths。Johns Hopkins Hospital的Leo Kanner於1943年第一次在英文中使用autism這個字,他用早期幼兒自閉症(early infantile autism)概括稱呼11個幼兒的行為,在他的論文中所描述的大部分特徵,例如自閉症式的孤獨(autistic aloneness)和堅持一成不變(insistence on sameness)等,到現在依然被視為泛自閉症障礙症候群的典型症狀。我們並不清楚Kanner在創造這個稱呼時是否曾受來自Asperger的任何影響。

Kanner對自閉症(autism)這個字的使用導致之後幾十年在用詞上(如嬰兒精神分裂症(infantile schizophrenia))的混淆,而在二十世紀中期兒童心理學界對於缺乏母愛這回事的重視也曾使得人們誤以為自閉症是嬰兒在得不到母愛溫暖下的一種反應。自一九六零年代晚期起,愈來愈多的證據顯示自閉症雖也是一種終生症狀,但是與心智障礙、精神分裂症、或者其他發育不全的疾病並不相同,也證明父母參與治療將會帶來幫助。雖然在一九七零年代中期人們對基因在自閉症中的角色還幾乎一無所知,現在自閉症已經被視為是所有與精神相關問題中最具遺傳性的了。各種自閉症關懷組織的興起和對幼兒期泛自閉症障礙症候群患者「去污名化」的趨勢已經深深影響大眾對泛自閉症障礙症候群的看法。網路幫助自閉症患者略過對他們而言極為困難的非語言表達和情緒分享,讓他們可以形成線上的社群,並且在家工作。另外,也有人開始從文化社會學的角度來看自閉症,對一些人而言,自閉症是一種需要尋求治療的疾病,其他人卻認為自閉症不過是另一種生活的方式罷了。

資料來源
Wikipedia--Autism
http://en.wikipedia.org/wiki/Autism

2008-04-10

[文摘]關於睡眠的十個迷思

Mark Stibich 撰,Fanny 譯,歐格.李 校


我們每一天有三分之一的時間,都是在睡眠中度過的。但是我們對於睡眠卻所知甚少。關於以下這十個有關睡眠的迷思,將會糾正我們的認識並且有助於提高我們每晚的睡眠質量。


一,睡眠只是一種休息
睡眠不僅僅是一種休息。睡眠是必須的,在睡眠中,我們的機體會進行基礎修護,創造長期記憶,並且對白天造成的損害進行修復。睡眠給我們的健康帶來很多好處。每天七至九個小時的睡眠可以保證我們的身體和大腦第二天運轉正常。因此保證睡眠對我們的健康和精力都是有益的。


二,少睡一個小時不是大問題
如果睡眠不充足,我們進行腦力或是體力活動的能力將會下降。如果長期睡眠不足,將會干擾體內調節食慾的荷爾蒙分泌,並且會改變我們的情緒甚至增加罹患某些慢性疾病的風險。從健康角度考慮,每天晚上我們都應該保證七至九個小時的睡眠。


三,輕易地適應睡眠的變化
基於我們的日常活動和在日光下的曝露,我們的身體會建立一種節律性。當我們跨過幾個時區進行旅行或是熬夜工作的時候,我們身體對於時間的感覺會被打亂,此時入睡更加困難,基礎睡眠功能也會被抑制。對於一兩個時區的變換,我們的身體需要一天的時間來調整。這就意味著,如果你從紐約坐飛機到中國,你的身體需要六到十二小時的時間來調整時差。


四,老年人不需要太多睡眠
老年人和其他年齡階段的人一樣,每天晚上同樣需要七到九個小時的睡眠。有一種說法是當你變老的時候,你需要的睡眠也會隨之減少。不幸的是,由於這個迷思的存在,許多老年人並不尋求方法來解決他們的睡眠問題。很多時候,往往由於疾病問題,老年人的實際睡眠比他們需要的睡眠時間少要。許多老年人日常服用的藥物也會影響他們的睡眠。諮詢醫生可以找出更多原因。


,更多的睡眠可以緩解疲勞
許多人認為,如果他們白天感到很累,那麼晚上就應該再多睡一會。但這並不一定是正確的。如果一個人每晚的睡眠在七到九個小時,仍然疲勞就是有別的原因的。即使一個人的睡眠時間充足,不規律的睡眠也會降低睡眠的質量。許多機體病徵也有可能引起疲勞。如果你的睡眠充足卻仍然感覺很累,你應該多做一些運動並且曬曬太陽。如果還是不起作用,你應該去看一下醫生。


六,利用周末來補眠
很多人周六早上會睡到很晚,希望可以以此來彌補一周的睡眠損失。雖然這樣可以還上你的睡眠債,但是卻會改變你的睡眠規律。一到兩天你睡到很晚,但是一到周一,你又要很早起床。你的身體必須適應這些變化。在適應的過程中,你的睡眠質量會很差。我們每天的睡眠習慣都應該保持一致,並且保證七到九個小時。


七,午睡浪費時間
午睡是一種很好的方法幫助我們補眠。午睡之後,我們的身體機能更好,並且能更快的進行腦力活動。午睡也有助於培養我們快速入睡的習慣。但是如果每天午睡超過一個小時或者在下午三點之後,就可能會影響我們晚上的睡眠。


八,打鼾是正常的
睡覺的時候打鼾是正常的,但是經常性的打鼾可能預示一些很嚴重的睡眠障礙,比如:睡眠呼吸暫停。如果你經常打鼾,並且聲音很響,應該讓醫生幫你診斷一下你是否會睡眠呼吸暫停。治療可以改善這情況,並且白天的時候你會更加精力充沛。


九,睡眠不足的兒童會很疲勞
兒童和成人是不同的。當兒童過度疲勞的時候,他們的腎上腺素量會提高,他們看起來精力充沛甚至是亢奮的。如果兒童睡眠不足,可能會引起行為和意識上的問題。所以不應該用他們白天的活力多寡而是應該用時間來評價兒童的睡眠,兒童通常需要大量的睡眠,必須要確定一下你的孩子究竟需要多少睡眠,並且調整家庭作息時間表來改善。


十,失眠是由憂慮引起的
雖然憂慮和壓力可以暫時干擾睡眠,但是失眠經常由別的因素引起。藥物和身體病徵可能影響人們入睡。這些症狀包括消沉、焦慮、哮喘、關節炎和其他一些在夜晚疾情會加重的疾病。



原文出處: About.com, June 21, 2007
http://longevity.about.com/od/lifelongenergy/tp/sleep_myths.htm

參考資料:
National Institutes of Health; National Heart, Lung and Blood Institute. Your Guide to Healthy Sleep. NIH Publication No. 06-5271.

2008-04-08

[報導]動物學家挑戰經典理論--眼點為獵食者天敵眼睛之擬態

ScienceDaily (Feb. 28, 2008),梅格 譯,Jiun Hong Chen 校

來自劍橋大學(University of Cambridge)的動物學者挑戰具有150年歷史的理論:為何圓形斑點能有效抵擋掠食者。他們在《行為生態學期刊(Behavioral Ecology) 》發表,蝴蝶等物種所具有的圓形斑點之所以能有效抵擋掠食者,是因為它們是醒目的特徵,而非模擬掠食者的天敵的眼睛。

許多動物具有保護性斑點以避免被捕食,包括以偽裝(camouflage)來減低被發現的風險,以警戒色(warning colours)顯示該動物是有毒或不宜食用,或是以擬態(mimicry)和冒充(masquerade)來模仿另一種動物或物體。此外,許多動物如蝴蝶、蛾類和魚類有一對或更多稱為眼點(eyespots)的圓形斑點,許多眼點能有效驚嚇或嚇阻天敵,以避免或阻止其攻擊。過去150年來,這種現象一直被認為是因為眼點可以模擬掠食者的天敵的眼睛。 然而,最近來自劍橋大學的動物學家Martin Stevens、Chloe Hardman和Claire Stubbins指出,這個被普遍接受的假說並沒有得到實驗證實。

Stevens, Hardman和Stubbins以防水紙張製作成人工蛾類,來測試野生鳥類掠食者的反應。他們以高品質的印表機在這些人工蛾類上印上各式的圖案,包括不同形狀、大小和數目等具有嚇阻作用的眼點,以及不同式樣的眼睛擬態。實驗在英國劍橋區(Cambridgeshire) Madingley的混生落葉林中進行,這些人造蛾被固定在多種樹木上,高度一公尺到三公尺不等。並在那些人工蛾上放置可食的甲蟲幼蟲(mealworm)當作各式林鳥,如藍山雀(Blue tit)、大山雀(Great tit)、黑鶇(blackbird)和家麻雀(house sparrow)的誘餌。這些動物學家們發現擁有圓形眼點的人造蛾類存活率,和那些擁有其他圖案或特徵的人工蛾之間並沒有差別。

一般來說,在所有圖案中,最能有效阻止天敵的是那些尺寸較大、數目較多、和比較顯眼的花樣。Stevens博士解釋:這些鳥類迴避具有條狀或方形斑點的人造蛾的機率,和迴避那些擁有兩個形似眼睛斑點人造蛾的機率是一樣的。這讓我們得到結論是:這些眼點之所以有效,是因為它們非常顯眼,而非形似掠食者的天敵的眼睛。從這個結果進一步推論:那些動物身上的圓形斑點,並不必然是在模仿其他動物的眼睛。

原文出處:Science Daily, February 28, 2008
http://www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080221090250.htm

參考資料:
Conspicuousness, not eye mimicry, makes "eyespots" effective antipredator signalsStevens et al. Behav. Ecol..2008; 0: arm162v1-arm162

2008-04-05

[報導]蝙蝠在掌握回聲定位之前就擁有飛行能力

JR Minkel 撰,虛懷若谷 譯,wl 校

「蝙蝠是先會飛?還是先會使用回聲定位?」,一對距今已有5300萬年歷史的化石也許能解決這個蝙蝠演化史上的最大謎題。二月的Nature雜誌上,研究人員報導了這兩具略短於10釐米的蝙蝠化石,除趾上的角質爪和較長的指骨以外,此種迄今為止發現的最古老最原始的蝙蝠有著類似於現代蝙蝠的翼,證明了其飛行能力。

“看著它,你就會說 ‘這絕對是蝙蝠,毫無疑問’”,紐約美國自然歷史博物館的演化學者Nancy Simmons說。作為此文的第一作者,她和同事們發現此種原始蝙蝠的耳蝸很小,無法通過接受高頻率的回聲來導航定位(即“回聲定位”能力)。此外,另外兩種象徵回聲蝙蝠的特徵骨骼結構——突出的大中耳骨和頭骨後側的小骨——也無法在此蝙蝠化石內找到。

“依據以上證據,我們很有信心的說它們不是回聲蝙蝠,”Simmons表示。蘇格蘭亞伯丁大學的John Speakman也在導讀專欄中認為,此項研究“異常傑出”。
此前,部分生物學家認為蝙蝠在獲得飛行能力之前就演化出了回聲定位系統,輔助獵食昆蟲。較早發現的距今5000萬年的蝙蝠化石則更像現代蝙蝠,其已演化出增大的耳蝸以輔助回聲定位。
而Speakman和其他一些學者在八十年代末發現,回聲定位需要消耗極多能量:為發出超聲波,蝙蝠必須強行排出肺中空氣。當蝙蝠飛行時,振動的翼能夠壓縮和擴增胸腔,增大肺排出空氣的力度,進而大幅降低飛行時回聲定位所需消耗的能量。

Speakman推測,最早的蝙蝠習慣於白天活動,用視覺定位捕捉昆蟲,但恐龍滅絕後(6500萬年前)所出現的鳥類捕食者,將蝙蝠的活動時間排擠到了夜間。遺憾的是,此蝙蝠化石的頭蓋骨(包括眼窩部分)嚴重損毀無法修復,無法提供線索來證明其視力是否如推論般適應夜間搜索。

原文出處:Scientific American, February 14, 2008
http://www.sciam.com/article.cfm?id=bats-flew-before-they-could-echolocate

2008-04-03

[報導]人們只使用頭腦的10%而已?

人類頭腦中有這麼多灰質卻只利用其中一小部份,這是怎麼回事?

Robynne Boyd 撰,吳佩玲 譯,Fan-Lu Kung 校

 人類的頭腦極為複雜,除了能處理眾多日常事務外,它還可以譜協奏曲,發表宣言,並漂亮地解出方程式的答案。它是人類所有情感、行為、經驗之源,同時也是儲藏記憶及自我意識之處。因此不難想像,腦至今仍是個難解的謎。

 現在有種論點更為腦增添神秘的色彩。這種論點主張,一直以來人們其實都只用到頭腦其中10%而已。如果真是如此,一般人只要稍加使用頭腦的另外90%,也有可能成為一名專家或學者,有能力牢記圓周率至小數點後二十位,或甚至光靠念力就可隔空移物。

  任職於約翰霍普金斯大學醫學院的神經學者Barry Gordon認為,「10%的迷思」看上去雖然頗吸引人,實際上卻錯誤地可笑。創造出這則迷思的始作俑者究竟是誰,目前雖無定論,但一般咸信與美國心理學者William James極有關係。他在《人類的能量》這本著作中曾經寫道:「我們僅利用了人類心智和身體資源的一小部份而已。」此外,據稱Einstein也曾引用此論點試圖解釋其絕世天才。


 Gordon說,「10%的迷思」所以能夠歷久不墜的原因在於,大家總認為,既然缺點人人都有,正好證明人類頭腦灰質中必然還有某部份未被善加利用。然而,這是個錯誤的假設。正確的說法是,
某些特定時刻(如單純休息或思考時),人們確實有可能只用頭腦的10%。

 Gordon接著補充:「實際情況是這樣的:整個頭腦幾乎都會被用到,其中大部分還一直在活動狀態中。這麼說吧,腦雖然只占人體總重量的3%,卻消耗掉總能量的20%。」

  人類的腦平均重約3磅,由大腦、小腦及腦幹三部份所組成。大又重的大腦占頭腦中最大比例,職司所有高階的認知作用;小腦負責運動行為,如移動及平衡;腦幹則掌管呼吸等不受意志控制的行為。腦部消耗的能量大部分用來供給數以百萬計的神經元快速放電之需,科學家認為神經元的放電與彼此連結正是腦部高階作用之基礎。腦部剩餘的能量用來管控其他活動,有些是無意識的,比如心跳;有些則是有意識的,比如開車。

  雖說在任一瞬間,腦中所有區域並不會同時放電,研究者應用影像技術卻發現,在24小時裡,大部分的腦區都持續保持活化狀態。任職於梅約醫學中心的神經學者 John Henley說:「證據告訴我們,一整天當中腦子裡處處都會被用到。」他進一步解釋,即使人在睡夢中,掌管高層思考和自我意識的額葉皮質,以及感知四周環境的體感覺區依舊是清醒的。

 就拿早晨倒咖啡這件小事來說吧!當我們走向咖啡壺、伸手取壺、把咖啡倒入杯中,甚至在杯裡給奶油預留點位置時,腦部的額葉、枕葉、頂葉、運動與感覺皮質、基底核和小腦都活化了起來。短短數秒之中,神經元的活絡如閃電暴風雨之勢橫掃腦部各處。

 Henley接著說道:「這並不意味著一旦腦部受損,日常事務就做不來了。有些人即使腦部受了傷,或者被切掉一部份,仍然過著挺正常的生活。但那是因為腦自有補償的方法,以確保殘留下來的部份能接替執行喪失的功能。」

  要想了解腦中某處失靈後會帶來什麼影響,就得先釐清腦的不同區域各有什麼功能。目前人們已經知道,具有類似功能的神經元彼此會聚集在一塊兒,比如控制拇指的神經元就緊鄰著控制食指的神經元。因此,神經外科醫師在腦部動手術時,都會極力避開與視覺、聽覺及運動相關的神經簇,盡可能保持腦部的功能。

  不過,對於各腦區中的神經簇究竟如何彼此搭配以形成意識,目前所知有限。由於至今尚無證據指出腦內有單一的意識指揮中心,專家們推論,意識之形塑實乃眾多神經元集體合作的成果。此外,在腦部凹凸不平的紋路中其實還隱藏著另一個難以理解的謎:腦皮質所有細胞中只有10%是神經元,其餘90%都是神經膠細胞。這些神經膠細胞包裹、支撐著神經元,但是人們對其生理功能所知卻
極為有限。到頭來,與其說我們只用到10%的腦,還不如說我們對腦是如何發揮其功能的暸解才10%而已要來得更恰當哩!


原文出處:Scientific American, February 7, 2008

2008-04-01

[報導]人工代糖就不會發胖嗎?

Lisa Stein 撰,SkyOrggLee 譯,Jiun Hong Chen 校

如果你認為零卡路里的代糖飲料喝起來沒有罪惡感,或喝咖啡加代糖還可以保持苗條身材? 那你看到這則消息可能要失望了,事實上人工合成的代糖可能還會讓你的體重更難控制。

美國普度大學飲食習慣研究中心的心理學家,以參有零卡路里的糖精(saccharin)的優酪乳餵食九隻大鼠,結果發現這些老鼠因吃的更多而增加體重,體脂肪更高過其它八隻餵食一般正常甜度優酪乳(一般糖的熱量為一茶匙15卡路里)的老鼠。

研究學者Susan Swithers及Terry Davidson表示,這些代糖會讓大腦錯認有甜食的成份,而增加身體的代謝來防止卡路里在身體累積。通常味蕾感受到甜味後會將味覺傳遞至大腦,大腦再發出訊息讓消化系統準備面對大量卡路里的襲擊。當沒有預期的卡路里存在的情況下,身體消化系統會因過度的振奮而增加食慾,這些大鼠實際上反而吃得更多卻消秏較少的熱量。

他們發表於《Behavioral Neuroscience》:「這些數據清楚指出,相對於餵食一般糖的老鼠,餵食零卡路里的糖精(saccharin)的老鼠會導致體重及體脂肪的增加」。他們認為其它人工合成的代糖如aspartame、sucralose和acesulfame也可能有相類似的影響。

他們和另一群學者都認為飲用零卡路里的飲料是很可笑的想法,從另一篇發表在《Circulation》雜誌上得到應證:「飲用代糖飲料有可能有增加肥胖與新陳代謝綜合症(小腹過胖、高血壓、胰島素抗性所造成心臟疾病及糖尿病)的危險」。
雖然他們認為有必要進行更多研究,以確定代糖是否也同樣會增加人肥胖的機會,畢竟作者認為應避免直覺認定這樣的關聯性,但還是應當對於許多錯誤認為人工代糖可以讓他們健康苗條的人提出警告。

原文出處:Scientific American, February 11, 2008
http://www.sciam.com/article.cfm?id=artificial-sweetener-linked-weight-gain

參考資料
Susan Swithers, Ph.D., associate professor, psychological sciences, Ingestive Behavior Research Center, Purdue University, West Lafayette, Ind.; Lyn Nabors, president, Calorie Control Council, Atlanta; February 2008, Behavioral Neuroscience
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