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蛋白質量子位元誕生:打開觀察生命量子世界的新窗口

作者 高 詩豪
2025年8月22日 12:00

科學家們常說,偉大的突破往往誕生於耐心與好奇心的交會點。芝加哥大學最新的研究正是如此──他們研發出一種全新的「蛋白質量子位元」(protein-based qubits),將量子科技帶入生命體內,開啟了「量子生物學」的新篇章。

目前最靈敏的量子感測器,多半來自鑽石內部的缺陷中心(NV centers),這些裝置能夠偵測極其微弱的磁場或溫度變化。然而,它們只能在嚴格控制的環境下工作,離在真實生物體內即時觀測的夢想仍有距離。相較之下,這些新穎的蛋白質量子位元雖然靈敏度尚未能與鑽石抗衡,但卻能「基因編碼」進活細胞中,成為一種天然的量子探針。也就是說,未來我們或許能透過它,直接在細胞裡觀察蛋白質如何折疊、酵素如何催化,甚至捕捉到疾病在最初分子層面的蛛絲馬跡。

量子物理與生物學邊界正逐漸消失

圖展示了研究人員如何把蛋白質「程式化」成量子位元,並利用光學方法讀取它們的量子狀態:
(a) 左側顯示一種名為 EYFP(增強型黃色螢光蛋白)的結構,它可以被基因編碼進入細胞。放大圖表示這些蛋白質在細胞中分布,並能在雷射光照射下展現特殊光學行為。
(b) 中間的能階圖解釋了光與蛋白質的互動。當 488 奈米雷射光激發分子後,電子會在不同能階(如 S1、T1、T2)之間轉換,並伴隨光子釋放或能量轉移。這些過程包括螢光(PL)、系間躍遷(ISC)、反向系間躍遷(RISC)等,頻率範圍從赫茲到吉赫。
(c) 底部的分子軌域圖則展示了電子在蛋白質結構中的分布情況。
(d) 右側則是實際的量測過程:研究人員使用微波脈衝(π-pulse)結合雷射激發,檢測蛋白質螢光隨時間的變化。上方曲線顯示在不同條件下的螢光強度,下方曲線則顯示螢光相對變化率。這些差異代表了量子態的操控與讀出。圖/《Nature》

研究負責人 David Awschalom 強調,這項成果並非一蹴可幾,而是來自學生們在實驗一度陷入困境時仍不放棄的毅力。「正是他們敢於冒險、持續嘗試,即便長時間看不到結果,也願意往前推進,才讓這個艱難的計畫得以成功。」他說。

合作者 Soloway 則用更具想像力的語言來形容:「我們正進入一個量子物理與生物學邊界逐漸消融的時代,而真正具有顛覆性的科學,就將誕生於這片交界。」

這意味著,量子科技的應用不再只是高速運算或安全通訊的代名詞,它還可能徹底改變醫學與生物學的未來。例如,若能在活體內即時監測疾病的分子動態,臨床醫學將能提早發現病變;同時,對基礎科學而言,這也讓人類第一次有機會在量子層級上「看見」生命的運作。

換句話說,這不僅是一個技術突破,更是一扇全新的窗,讓我們窺見生命與量子世界之間那未被探索的奧秘。這或許是量子科技最迷人也最出乎意料的發展方向之一。研究刊登在最新一期的《Nature》。

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首圖來源:Jason Smith(CC BY 4.0

圖片來源:Nature (CC BY 4.0

參考論文:
1、A fluorescent-protein spin qubitNature

延伸閱讀:
1、史上首顆「反物質量子位元」誕生 CERN實驗刷新基礎物理新頁

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蛋白質迷思破解:你每天到底該吃多少才剛好?

作者 高 詩豪
2025年8月26日 12:00

蛋白質近年成為飲食界的「明星營養素」,從超市貨架到社交媒體,到處可見「高蛋白」字樣。然而,蛋白質熱潮是否與科學事實一致?答案是「部分正確」。蛋白質確實是人體三大主要營養素之一,不僅能支持肌肉修復與生長,還參與免疫、防禦機制及激素生成。但不同於碳水化合物與脂肪能儲存於體內,蛋白質缺乏專屬儲存系統,因此每日必須從食物中補充。人體所需的九種必需胺基酸只能透過飲食獲得,這也解釋了蛋白質為何對健康如此關鍵。

根據現行的營養建議,每人每日需攝取每公斤體重 0.8 公克的蛋白質。以一位 65 公斤女性為例,每日約需 52 公克。然而,這個標準只是為避免缺乏,並不足以應付老化、懷孕或高強度運動的需求。對於長者、孕婦或運動員,蛋白質需求量可達每公斤 1.2 至 2 公克,甚至超過建議值一倍以上,以維持肌肉與組織功能。相對地,攝取超過每公斤 2 公克通常沒有顯著額外好處,且對健康人士而言,並不會造成腎衰竭、骨質流失或縮短壽命等常見迷思。

營養均衡才是王道

專家指出,雖然動物蛋白通常含有較完整的必需胺基酸、吸收率也更高,但這並不代表植物性蛋白無法達到同樣的營養需求。只要合理搭配豆類、全穀、堅果與大豆製品,植物蛋白也能完整供應人體所需。圖/THE CANADIAN PRESS/Jacques Boissinot

蛋白質攝取時間也常引起爭議。所謂的「運動後 45 分鐘黃金攝取窗」早已被推翻。研究顯示,運動後 24 小時內攝取足夠蛋白質皆能有效促進肌肉合成,因此重點不在於立即補充,而是確保每日總攝取量充足。此外,若能將三餐中的四分之一盤子配置為蛋白質來源,搭配蔬菜、水果與全穀,已足以支持健康。對於使用減重藥物如 GLP-1 類藥物、食慾降低的人來說,優先選擇蛋白質有助減緩肌肉流失,但最有效的方法仍是搭配阻力運動。

至於蛋白質來源,動物性食材如肉類、蛋、奶製品因胺基酸比例完整且吸收率佳,被視為高品質蛋白。但只要搭配得宜,植物性來源如豆類、堅果、全穀與大豆製品,也能提供完整必需胺基酸。至於市面上層出不窮的「高蛋白零食」與補充品,多數屬於行銷噱頭,並非日常所需。專家建議,與其追逐所謂的「高蛋白」點心,不如專注於均衡飲食與天然食材。

也就是說,蛋白質確實是維持健康與老化過程中不可或缺的營養素。攝取足夠蛋白質能促進組織修復、維持免疫功能並延緩肌肉流失。但「多多益善」並不適用於蛋白質,科學告訴我們:適量、分布均衡,並搭配多元飲食與運動,才是健康長久的最佳策略。

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首圖來源:Wavebreakmedia/Canva(CC BY 4.0

圖片來源:THE CANADIAN PRESS/Jacques Boissinot(CC BY 4.0

參考出處:
1、An excellent source of protein: Health, hype and hard truths

延伸閱讀:
1、早餐吃核桃,提升一整天的腦力表現

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生病後適度飲酒與過重,或助提升存活率?

作者 高 詩豪
2025年8月26日 17:00

當我們談到健康,醫生與大眾衛教多半強調「減重」、「少喝酒」、「降低膽固醇」這些方向,目的在於降低癌症、心血管疾病等重大疾病的風險。然而,一旦疾病真的發生,這些原本預防疾病的建議,卻可能在治療過程中帶來不同甚至相反的效果。這種現象被美國加州大學聖地牙哥分校醫學院的 Raphael Cuomo 教授提出,並命名為「Cuomo 悖論」。

所謂「Cuomo 悖論」指的是:一些被視為「不健康」的行為或狀態,如 稍微過重、適量飲酒、膽固醇水平較高,在癌症或心臟病患者中,反而有時與較好的存活率相關。這挑戰了單一化的健康建議模式,提醒醫學界必須區分「預防」與「治療後」兩個階段的不同需求。對於健康人群,控制體重、避免酒精、降低膽固醇仍是正確策略;但對於正在接受化療或因慢性疾病而虛弱的患者,首要目標卻是維持體力、避免肌肉與體重流失,以便撐過治療與降低併發症風險。

預防期應戒酒 治療期則見仁見智

研究指出,部分人在正式確診前因身體不適而選擇戒酒,這也可能影響疾病與飲酒之間的統計結果。圖/Pormezz/Shutterstock.com

以體重為例,癌症治療本身極具破壞性,會消耗肌肉與脂肪。若患者在診斷時體重過低,死亡風險往往高於稍微過重者,因為缺乏能量儲備容易因治療而快速惡化。同樣的現象也出現在酒精與膽固醇研究中:雖然飲酒會增加罹癌風險,但部分研究顯示輕度飲酒者在確診後存活率不見得差;至於膽固醇,極低數值有時反映的是營養不良、慢性發炎或肝臟功能不佳,而非健康的象徵,因此在重症患者中,過低膽固醇反而與死亡率增加相關。

重要的是,這並不意味著「高膽固醇或飲酒對健康有益」,而是強調醫療必須情境化。對醫師而言,預防期的建議(如控制體重、降低酒精與膽固醇)應嚴格遵循;但治療期的策略應該因人而異,依疾病分期、治療計畫與患者的身體狀況進行調整,避免不必要的體重下降與營養流失。Cuomo 悖論提醒我們:醫療的重點不只是「如何避免生病」,更是「一旦生病,如何活得更久、更好」。這是一種將醫學科學與臨床現實結合的思維,也突顯出「個人化營養與治療」的重要性。

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首圖來源: Unsplash/CC0 Public Domain(CC BY 4.0

圖片來源: Pormezz/Shutterstock.com(CC BY 4.0

參考論文:
1、The Nutritional Epidemiology Risk–Survival ParadoxThe Journal of Nutrition

延伸閱讀:
1、適度飲酒是否有益?科學怎麼說

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迷幻療法或讓失像症患者「腦海開眼」 專家示警潛藏心理風險

作者 高 詩豪
2025年8月26日 20:00

澳洲新南威爾斯大學與麥格理大學的心理學研究團隊近日在《Cortex》期刊發表文章,提醒迷幻療法(psychedelic therapy)可能會意外「打開」失像症(aphantasia)患者的「心靈之眼」,讓原本無法產生心像的人開始出現視覺化能力,進而增加侵入性思緒的風險,因此呼籲醫療端必須在治療前進行更詳盡的知情同意。

失像症患者通常無法在腦中想像人、物或場景,回憶個人記憶時細節也較模糊。但近期有案例指出,部分失像症患者在接受單次的迷幻物質(如阿亞乎斯卡或裸蓋菇素 psilocybin)治療後,竟獲得了新的視覺化能力,且自述在治療後持續受益長達一年。這讓科學家既興奮又憂慮。

迷幻療法目前已在治療重度憂鬱症、PTSD、焦慮與物質使用障礙等領域展現潛力。它通常結合致幻劑(如 psilocybin、LSD、MDMA 或氯胺酮)與心理治療。但研究團隊指出,若失像症患者在治療後突然具備視覺心像,可能也會開啟不受控的「情緒放大器」——讓負面思緒以閃回、侵入性畫面或渴求感的形式出現,增加 PTSD、憂鬱甚至自殺意念的風險。

促進5-HT2A受體與神經可塑性

圖/ Pixabay/CC0 Public Domain

研究還指出,強烈心像與多種精神疾病相關,例如思覺失調症或帕金森病的幻覺。而過往實驗也顯示,透過遊戲(如俄羅斯方塊)阻斷心像,可減少創傷後早期症狀。由此可見,心像既能助人,也可能成為病症的催化劑。由於迷幻藥物會作用於 5-HT2A 受體並促進神經可塑性,可能重塑失像症患者的大腦網絡連結,這或許能解釋其「獲得心像」的現象。

因此,研究人員強調,醫療團隊在規劃迷幻療法時,必須向患者清楚說明潛在風險與可能的認知轉變,尤其是對從未經歷過心像的人而言,這種突如其來的「心靈開眼」未必都是正面體驗。

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首圖來源: Pixabay/CC0 Public Domain(CC BY 4.0

參考論文:
1、The potential risks of opening the mind’s eye with psychedelic therapies

Cortex

延伸閱讀:
1、臨床實驗指出迷幻蘑菇治療憂鬱症的表現比市面上的抗憂鬱症藥物還要有效

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過目不忘的「時間旅行者」——自傳性超憶症新案例

作者 高 詩豪
2025年9月1日 12:00

在我們的記憶隨時間模糊、斷裂甚至重塑之際,仍有極少數人能像「活生生的日曆」般,將過往事件一一對應日期與細節,並重新感受當時的情緒與場景。這種現象被稱為自傳性超憶症(autobiographical hypermnesia, 又稱 hyperthymesia),全球案例極為稀少。巴黎腦科學研究中心(Paris Brain Institute)近日在《Neurocase》期刊中,報告了一名17歲女孩(化名 TL)的特殊心智世界。

一般人回憶童年或往事時,往往只留下片段印象,且會隨時間消退或被重寫;但對於具超憶症者,記憶如同井然有序的檔案館,能精準索引至特定日子。TL 的案例更特別之處,在於她能有意識地整理並調用記憶。她將生活經歷存放在一座心智建構的「白色房間」,裡面陳列按主題與時間排序的活頁夾,涵蓋家庭、假期、朋友等。甚至部分記憶以「簡訊」或「照片」的形式保存。與此同時,她還設計不同的心智空間以處理情緒:如把祖父過世的悲傷鎖進「箱子」裡,用「浮冰房」冷卻怒氣,或進入「問題房」反思困境。

能以高度細節與強烈臨場感重現過去

這幅插圖出自藝術家 Erik Desmazières,主題是阿根廷作家 豪爾赫・路易斯・博爾赫斯(Jorge Luis Borges)的經典短篇小說〈巴別圖書館(The Library of Babel)〉。作品描繪了一座無限延伸的圖書館空間,象徵無窮知識與人類在浩瀚信息中的渺小,呼應博爾赫斯筆下「包含所有可能書籍的宇宙」的哲學與文學隱喻。圖/Erik Desmazières

研究團隊透過自傳性記憶測驗(TEMPau)與延伸時間旅行任務(TEEAM)評估她的表現,發現她能以高度細節與強烈臨場感重現過去,甚至在想像未來時,也能描繪豐富的時間、空間與感官元素。這強化了「未來想像與過去回憶共享神經機制」的假說。

值得注意的是,雖然 TL 並非共感覺(synesthesia)患者,但她家族中有人具此特質,暗示超憶症與多感官加工或腦部過度活化可能存在關聯。然而,至今仍未找到確切的神經解剖學差異。

學者強調,這類案例提供了研究記憶運作與自我意識的重要窗口,卻仍有許多謎題待解:隨年齡增長,超憶症會改變嗎?是否能學習控制記憶的洪流?這些問題都將成為未來腦科學探索的重要方向。

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首圖來源:Erik DesmazièresBY 4.0

圖片來源:Neurocase(CC BY 4.0

參考論文:
1、Autobiographical hypermnesia as a particular form of mental time travelNeurocase

延伸閱讀:
1、記憶的守門員:大腦「剎車系統」如何讓我們學會新事物?

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基因風險改寫腦結構 研究揭憂鬱症潛在早期指標

作者 高 詩豪
2025年9月2日 12:00

憂鬱症是全球最普遍的精神疾病之一,據世界衛生組織估計,約有 3.8% 的人口受到影響。重度憂鬱症(Major Depression, MD)更是其中最嚴重的形式,不僅造成長期情緒低落與興趣喪失,還會干擾睡眠、飲食與日常生活功能。然而,憂鬱症的發生原因一直被認為是基因與環境交互作用的結果,究竟基因風險如何反映在大腦結構上,至今仍未完全釐清。

近期,由愛丁堡大學、墨爾本大學、阿姆斯特丹自由大學等國際團隊組成的研究小組,利用國際合作計畫 ENIGMA Major Depressive Disorder Working Group 的龐大資料庫,針對超過 5 萬名受試者進行基因與腦影像的整合分析,成果已發表於《分子醫學Molecular Psychiatry》。這是迄今規模最大的一項研究,提供了關於憂鬱症遺傳風險與腦部結構之間關聯的新見解。

額葉內側眼眶表面積縮小最為顯著

研究團隊以分層方式檢驗憂鬱症多基因風險分數(MD PRS)與大腦結構的關聯。第一層分析整體腦部,第二層檢視大腦皮質葉與皮質下結構,第三層則深入到66個皮質區域與14個皮質下區域,評估皮質厚度、表面積與體積等指標。這種由宏觀到區域化的架構,幫助釐清基因風險如何影響不同層次的大腦結構。圖/《分子醫學》

研究團隊使用所謂「多基因風險分數」(Polygenic Risk Scores, PRS),這是一種計算方式,將數以千計的基因變異累積起來,用來估算個體罹患某種疾病的遺傳傾向。隨後,他們比對受試者的腦部結構影像,包括腦容量、皮質厚度、表面積以及多個皮質與皮質下區域的體積。

結果顯示,PRS 值較高的人,其腦部結構呈現一致的變化趨勢:整體顱內容量偏小,皮質總表面積減少,尤其是額葉內側眼眶區(medial orbitofrontal gyrus)表面積縮小最為顯著。同時,與情緒調控與記憶密切相關的海馬迴、視丘與蒼白球等皮質下區域體積也明顯減少。這些腦區恰恰是以往研究反覆指出與憂鬱症病程有關的重要神經結構。

研究特別指出,即使是在 25 歲以下的年輕族群中,也能觀察到相同方向的腦部變化,雖然程度相對較輕。這顯示基因風險可能在成年前就已經對腦結構產生影響,並可能成為日後發展憂鬱症的早期生物標誌。進一步的孟德爾隨機化分析更指出,海馬體積偏小與憂鬱症風險之間可能存在潛在的因果關係。

這項研究的貢獻,不僅在於首次透過超大樣本與一致的國際方法學,系統性地描繪出憂鬱症遺傳風險與腦結構之間的連結,也為未來臨床應用提供方向。研究者認為,這些結果有助於開發新的預測工具與個人化治療策略,尤其是針對遺傳風險較高的人群,未來可能能透過腦影像與基因資料的結合,在疾病發作之前就提供早期介入。

不過,團隊也提醒,目前仍無法單憑基因與腦結構完全解釋憂鬱症的成因。環境壓力、生活經驗以及社會支持等因素,依然在疾病的發展過程中扮演關鍵角色。因此,未來研究需要更多縱向數據,以釐清基因—腦結構—環境之間的交互作用,才能真正為憂鬱症的預防與治療找到全面解方。

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首圖來源:Molecular PsychiatryBY 4.0

圖片來源:Molecular Psychiatry(CC BY 4.0

參考論文:
1、Association between polygenic risk for Major Depression and brain structure in a mega-analysis of 50,975 participants across 11 studies Molecular Psychiatry

延伸閱讀:
1、加拿大新研究:夏天出生的男性,憂鬱症狀分數略高

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呼吸練習搭配音樂可誘發愉悅狀態,研究發現

作者 高 詩豪
2025年9月3日 17:00

一項新研究顯示,進行高通氣呼吸練習(High ventilation breathwork,HVB)並搭配音樂聆聽,能誘發愉悅的心靈狀態,並減少負面情緒,同時增加大腦情感處理區域的血流量。這項研究為呼吸練習如何影響心理和生理過程提供了新的見解,並可能為無藥物的情緒治療提供一種有效的替代方案。

這項研究由來自薩塞克斯大學布賴頓和薩塞克斯醫學院的Amy Amla Kartar博士領導,研究團隊分析了經驗豐富的實踐者在進行HVB時的經歷。他們在一個20到30分鐘的循環呼吸練習後,讓參與者填寫問卷以收集自我報告數據,並對19名參與者進行了磁共振成像(MRI)掃描。

研究結果顯示,HVB誘發的非凡心靈狀態(ASC)的強度與心血管交感神經活動成正比,這表明可能與應激反應有關。研究還發現,儘管HVB會使大腦的血流量普遍減少,但在整個呼吸過程中,右側杏仁核和前海馬體等情感記憶處理區域的血流量卻逐漸增加,這與迷幻體驗有關。

可促進某些人進入更加放鬆狀態

圖顯示了在進行高通氣呼吸練習時,兩組不同的參與者(高海洋無邊界感和低海洋無邊界感)的心率(HR)和心率變異度(RMSSD)變化。
圖中的數據顯示,高OBN(海洋無邊界感)評分的參與者在呼吸練習後,心率上升,並且心率變異度增加;而低OBN評分的參與者則表現出心率下降,心率變異度減少。圖/《PLoS ONE》

這些血流變化與迷幻體驗相關聯,表明這些變化可能是呼吸練習積極效果的神經生物學基礎。參與者報告顯示,這些練習能顯著減少恐懼和負面情緒,且沒有出現不良反應。

研究還指出,所有實驗中的參與者都報告說,HVB顯著加強了以「海洋無邊」為主的非凡心靈狀態。這一術語由弗洛伊德於1920年提出,指的是一系列情感體驗,包括靈性體驗、洞察力、愉悅感、正面去人格化感受和一體感。這些經驗被認為是迷幻藥物所誘發的ASC的標誌性特徵。

這項研究首次使用神經影像學映射呼吸練習過程中的神經生理變化。研究者表示,他們的研究為未來探索HVB的治療應用提供了基礎,並強調了需要進一步的實驗來驗證音樂對大腦的影響。

這項研究的發現已於2025年8月27日在線發表於《PLoS ONE》期刊。

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首圖來源:Ram Jain(BY 4.0

圖片來源:PLOS ONE(CC BY 4.0

參考論文:
1、Neurobiological substrates of altered states of consciousness induced by high ventilation breathwork accompanied by musicPLOS ONE

延伸閱讀:
1、古老海螺呼吸術 助緩解睡眠呼吸中止症

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為什麼阿茲海默症多發生在女性?關鍵可能藏在血液脂質

作者 高 詩豪
2025年9月4日 17:00

一項最新研究揭示,脂質與阿茲海默症(Alzheimer’s disease, AD)之間的關聯,呈現明顯的性別差異,尤其對女性影響更為突出。AD 是一種破壞性的神經退化疾病,全球患者數逐年增加,其中女性患者約佔三分之二。根據倫敦國王學院團隊的分析,女性在血液中脂質組成的變化,與 AD 的發病及進程高度相關,而這些差異在男性身上幾乎不出現。

研究團隊收集了 841 位受試者的血漿樣本,涵蓋 AD 患者、輕度認知障礙者以及健康對照組,並利用質譜技術分析血液中的 700 種脂質分子。他們發現,飽和脂質(通常被視為「不健康脂質」)在女性 AD 患者體內明顯增加,而含有 ω-3 或 ω-6 脂肪酸的「健康脂質」則顯著下降。這種差異在男性樣本中並不顯著,顯示 AD 的脂質生物學可能具有性別專一性。

凸顯阿茲海默症患者的「性別特異脂質差異」

研究團隊比較了男女在血液脂質上的差異,並區分健康與阿茲海默症患者。結果顯示:
在健康人群中,女性的部分鞘磷脂(SM)濃度高於男性。
在阿茲海默症患者中,性別差異更明顯,女性的多種脂質(包含SM與一些PE等)與男性顯著不同。
維恩圖顯示,有139種脂質在健康與AD人群中皆存在性別差異,而另有40種僅在健康群體差異、18種僅在AD群體差異。
條狀圖則列出18種只在AD患者中顯著區分男女的脂質,其中多數與磷脂(PE、PC)及三酸甘油酯(TG)相關。圖/《Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association》

研究主要作者 Cristina Legido-Quigley 博士指出,這項發現意味著女性更需要確保攝取足夠的 ω 脂肪酸,例如透過富含脂肪的魚類(如鮭魚、鯖魚)或營養補充品。然而,她也強調,仍需進一步臨床試驗來確認改變脂質組成是否真的能影響 AD 的病程。另一位研究者 Asger Wretlind 博士補充說,這是首次在大規模族群中,清楚觀察到男女之間在脂質構成上的生物學差異,並且證實了含有 ω 脂肪酸的脂質在女性健康中具有關鍵作用。

這項研究不僅深化了我們對 AD 性別差異的理解,也開啟了新的研究方向:例如,這些脂質變化究竟從生命的哪個階段開始出現?是否能作為早期診斷的生物標記?隨著女性在老齡人口中比例的增加,這項成果對公共衛生與營養建議具有重要啟示。研究已刊登於《Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association》。

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首圖來源:Wretlind et al(CC BY 4.0

圖片來源:Alzheimer’s & Dementia:(CC BY 4.0

參考論文:
1、Lipid profiling reveals unsaturated lipid reduction in women with Alzheimer’s disease

Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association

延伸閱讀:
1、常見皰疹病毒可能是阿茲海默症關鍵推手

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疫情期間幼兒問題行為反而減少 「家庭支持」成關鍵

作者 高 詩豪
2025年9月5日 17:00

一項發表於《JAMA Network Open》的最新研究,揭示 COVID-19 疫情期間的美國幼兒,反而出現了比疫情前更少的情緒與行為問題。這項研究由美國「環境對兒童健康影響計畫」(ECHO Cohort Consortium)團隊進行,涵蓋 2009 年 9 月至 2023 年 7 月間收集的數據,分析了來自美國本土與波多黎各共 3,438 名平均 2 歲幼兒的資料。

研究人員使用「學齡前兒童行為檢核表」(Child Behavior Checklist,CBCL),由父母回報孩子的焦慮、憂鬱、攻擊性或過度活躍等表現,並將幼兒分為三組:完全在疫情前出生與受測、疫情前出生但疫情期間受測、以及疫情中出生並受測。分析結果顯示,疫情期間經歷測評的幼兒,其「內化問題」(如焦慮與憂鬱)分數平均比疫情前低 1.5 至 2 分,「外化問題」(如攻擊性或過動)分數則低 1.7 至 3.2 分。雖然差距不大,但結果一致,尤其在母親學歷未達學士的家庭中效果更為明顯。

在家長陪伴下展現更少焦慮、憂鬱與攻擊傾向

比較疫情前、疫情中受評估的幼兒,以及疫情期間出生的幼兒,在「內化問題」(如焦慮、憂鬱)和「外化問題」(如攻擊、過動)上的差異。
結果顯示:
疫情中被評估的幼兒,比疫情前的孩子內化問題分數低約 1.5–1.7 分,外化問題則低約 1.7–1.8 分。
疫情中出生的幼兒,下降幅度更大,內化問題低約 1.9–2 分,外化問題則低約 3.1 分。
這些差異在統計上都高度顯著(P < .001)。圖/《JAMA Network Open》

這些發現挑戰了先前對疫情下嬰幼兒發展的普遍憂慮,反而顯示部分家庭可能在巨大的社會不確定中,成功建立了有助於孩子情緒健康的因應策略。研究團隊推測,規律的照護模式、家庭穩定性、以及父母正向的心理調適,都可能是保護幼兒心理健康的關鍵因素。

研究作者 Anahid Akbaryan(紐約大學葛羅斯曼醫學院研究員)指出:「即使在疫情這樣的大規模混亂中,部分幼兒展現了韌性。未來研究應更深入探索家庭內部哪些因素能支持孩子的心理健康,並轉化為可推廣的保護性策略。」同校的 Lauren Shuffrey 博士也補充:「有些家庭或許在挑戰中發展出新的適應方式,幫助孩子避開行為困難。我們需要進一步確認並加強這些支持,作為面對未來全球性危機的準備。」

整體而言,這項研究提醒人們,幼兒並非完全的脆弱群體,若有合適的家庭與照護支持,他們也能展現驚人的適應力。這不僅有助於理解疫情下的幼兒發展,也為未來如何在大規模社會動盪中保護兒童心理健康提供了寶貴線索。

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首圖來源:Unsplash/CC0 Public Domain(CC BY 4.0

圖片來源:JAMA Network Open(CC BY 4.0

參考論文:
1、COVID-19 Pandemic Exposure and Toddler Behavioral Health in the ECHO Program

JAMA Network Open

延伸閱讀:
1、疫情後「宅」生活:人們出門時間減少超過50分鐘

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JAMA 研究:每天走超過百分鐘,背痛風險降兩成

作者 高 詩豪
2025年9月9日 12:00

一項發表於《JAMA Network Open》的最新研究指出,規律步行可有效降低慢性下背痛的風險,而「每天走多久」比「走得多快」更具保護力。這項結論來自挪威科技大學團隊,分析超過 1.1 萬名參與者的生活型態與背痛風險之關聯,提供了清晰的實證。

慢性下背痛是全球最常見的健康問題之一,世界衛生組織估計其造成的失能年數占比高達 7.7%。在美國,下背痛更是最昂貴的慢性病痛,與頸痛並列醫療支出最高的疾病之一。隨著人口老化與工時增加,這種疼痛的盛行率持續攀升,對個人生活品質、勞動力與醫療財政造成龐大壓力。因此,找出可改變的預防因子,對公共衛生與醫療政策尤為重要。

雖然現行臨床指引普遍建議慢性下背痛患者保持活動,但針對「如何運動以避免發病」的初級預防建議仍付之闕如。步行作為最普遍的休閒活動,早已被證實能降低心血管疾病、糖尿病與多種慢性病風險,但其與下背痛之間的關係卻少有系統性研究。

此次研究納入「特倫德拉格健康研究」(HUNT Study)的 11,194 名成年人,參與者必須連續一週配戴兩個感測器,分別綁在大腿與背部,精確記錄每天步行的時間與強度。結果顯示,每日步行超過 100 分鐘的人,未來發展成慢性下背痛的風險,比每日步行 78 分鐘以下者低了 23%。這代表單純延長走路時間,就能顯著降低風險。

走路的時間比速度重要

上圖 (A):橫軸是每日步行分鐘數,縱軸是風險比(調整了年齡、性別、教育、收入、就業狀況、吸菸與憂鬱等因子)。可以看到,當每日步行時間增加到約 100 分鐘以上時,慢性下背痛風險明顯下降,最低可達 0.7 左右,相較基準風險降低約三成。超過 120 分鐘之後仍維持在低風險區間,但樣本數逐漸減少,不確定性範圍(灰色區域)也變寬。圖/《JAMA Network Open》

下圖 (B):橫軸改以代謝當量(MET-min)衡量步行強度。結果顯示強度增加也能降低風險,但效果不如「走多久」明顯。風險曲線下降幅度較小,最低約在 0.8 左右。

研究也分析步行強度,發現速度較快或有較高強度的活動雖然也能降低風險,但效益不如總時長明顯。研究主持人 Rayane Haddadj 指出:「我們早知道運動對背部有益,但這是第一次證明,即使低強度的步行,只要量夠多,也能發揮保護作用。」

共同作者 Paul Jarle Mork 教授補充,這些數據顯示出「找時間多活動」的重要性,不只是為了預防背痛,也能同時降低多種慢性病的風險。若能透過公共衛生政策推廣規律步行,長遠來看,將不僅改善個人健康,還能大幅減少社會與醫療體系的負擔。

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首圖來源:Tung Lam(CC BY 4.0

圖片來源:JAMA(CC BY 4.0

參考論文:
1、Volume and Intensity of Walking and Risk of Chronic Low Back PainJAMA

延伸閱讀:
1、每日健走百分鐘,慢性下背痛風險降兩成三

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自閉症與語言同源?研究揭曉人類腦部演化代價

作者 高 詩豪
2025年9月10日 17:00

一篇刊登於《Molecular Biology and Evolution》的最新研究指出,人類自閉症譜系障礙(ASD)之高發率,與人類神經元在演化歷程中的獨特加速變化有關。研究題為〈A general principle of neuronal evolution reveals a human accelerated neuron type potentially underlying the high prevalence of autism in humans〉。

目前美國約每 31 名兒童中就有 1 人被診斷為自閉症,全球比例約為 1%。從演化觀點看,自閉症與精神分裂症幾乎僅見於人類,因其涉及語言與高階認知等獨特能力。隨著單細胞 RNA 定序技術成熟,研究人員得以比對跨物種的腦區細胞類型,並揭示部分神經元在人類演化中突飛猛進。

研究團隊分析跨物種的單核 RNA 定序資料,發現人類大腦外層最常見的 L2/3 IT 神經元,在人類演化中演變速度遠快於其他靈長類。更重要的是,這些神經元的基因變化與自閉症相關,顯示其受人類專屬的自然選擇驅動。雖然原因尚不明,但學者推測,這些基因涉及發育延遲,可能延長人類嬰幼兒腦部發育期,從而促進語言能力與複雜思維的形成。

L2/3 IT 神經元,人類演化快於其他靈長類

圖總結了神經元類型在演化速率上的差異,並用於解釋人腦特定細胞類型與自閉症基因之關聯:
(a) 假說原理:常見神經元類型若基因表現改變,對生物適應度的負面影響更大,因此演化較慢;相反,稀有細胞類型因影響較小,能更快演化。
(b) 顳中回 (MTG):研究使用五種靈長類(人類、黑猩猩、大猩猩、獼猴、絨猴)的單核 RNA 定序資料,分析 14 種神經元亞型。結果顯示,細胞類型比例與人類與絨猴之間的分化程度呈顯著負相關(Spearman’s ρ = -0.84),比例越稀有的細胞,演化分歧越大。
(c) 背外側前額葉皮層 (DLPFC):在四種靈長類的 17 個神經元亞型中,得到相似結果(ρ = -0.76),再度支持稀有細胞演化更快的假說。
(d) 初級運動皮層 (M1):在三種物種 12 種亞型的比較中,亦觀察到顯著負相關(ρ = -0.73)。圖/《Molecular Biology and Evolution》

研究指出,自閉症與語言、認知的關聯性或許正源於此:快速演化的自閉症相關基因,既造就了人類大腦的獨特性,也提升了人群的神經多樣性。換言之,人腦之所以能演化出語言與高度社會互動能力,可能付出的代價之一,就是更高比例的神經發展差異。

該研究作者 Alexander L. Starr 表示:「我們的結果暗示,使人類大腦獨特的部分基因變化,也同時讓人類變得更具神經多樣性。」這不僅深化了對自閉症成因的理解,也凸顯人類演化如何塑造健康與疾病的兩面性。

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首圖來源:Unsplash/CC0 Public Domain(CC BY 4.0

圖片來源:Molecular Biology and Evolution(CC BY 4.0

參考論文:
1、A General Principle of Neuronal Evolution Reveals a Human-Accelerated Neuron Type Potentially Underlying the High Prevalence of Autism in HumansMolecular Biology and Evolution

延伸閱讀:
1、教自閉症兒童學會內心自語,有助改善情緒調節

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地中海飲食孕期新證據:助母體健康、降低嬰兒感染

作者 高 詩豪
2025年9月11日 12:00

西班牙巴塞隆納大學與 IATA-CSIC 研究團隊最新發表於《eBioMedicine》的兩項研究指出,孕期與哺乳期採取地中海型飲食,可同時改善母體健康並降低嬰兒感染風險,提供孕產婦營養指引的新科學依據。

研究以 MAMI(Maternal Microbiome)母嬰世代研究數據為基礎,並透過動物實驗進一步驗證。比較地中海型 D1 飲食(富含膳食纖維、植物蛋白與多元不飽和脂肪酸)與西方型 D2 飲食(動物蛋白與飽和脂肪較高)的差異,團隊分析腸道屏障、脂質代謝、腸道菌相與免疫反應等多項指標。

結果顯示,地中海型飲食能優化腸道微生物組,促進脂質代謝並增強免疫反應,進而改善孕期與哺乳期母體健康。若持續於哺乳期實施,還能更有效逆轉孕期造成的生理變化,幫助母體免疫功能恢復並限制脂肪累積。這意味著此飲食模式不僅有利於孕期健康,也有助於產後生理調適。

促進後代腸道形態發育與屏障完整 有利免疫功能

圖片展示了母體飲食對 21 日齡 (L21) 後代腸道形態與屏障功能的影響。
(a–d) 小腸重量、盲腸內容物重量與盲腸重量在三組飲食中存在顯著差異,其中地中海型 D1 飲食顯示更佳的腸道發育指標,相較西方型 D2。
(e–f) 組織切片(HE 染色)顯示,D1 飲食組的絨毛結構更完整,腸道上皮屏障狀況良好,而 D2 組則結構較鬆散。
(g–i) 絨毛高度、寬度與面積數據表明,D1 組腸道絨毛更高、更大,利於營養吸收。
(j–k) 腺窩深度及絨毛高度/腺窩深度比例,進一步支持地中海型飲食能維持良好腸道結構平衡。
(l) 杯狀細胞數量(Goblet cells/villi)在組間無顯著差異,但仍呈穩定趨勢。
(m) 黏液蛋白 (Muc2, Muc3) 與緊密連結蛋白 (Ocln, Cldn2, Cldn4) 的 mRNA 表現顯示,D1 組有助於提升腸道屏障相關基因表達。圖/《eBioMedicine》

在嬰兒層面,研究指出孕產婦飲食會透過腸道菌相與乳汁成分影響後代免疫。地中海型飲食顯著降低嬰兒感染的發生率與嚴重程度,並提升乳汁中免疫球蛋白 A(IgA)的表現,強化嬰兒免疫防護。研究同時證實,母乳的生物活性成分與多樣化微生物群落,對新生兒抵禦感染具關鍵作用。

專家強調,孕期營養影響母嬰短期與長期健康,但相關作用機制仍有待深入探索。本研究提供了新視角,顯示母體飲食可透過免疫與微生物途徑塑造母嬰健康。未來若能轉化為更精準的飲食建議,不僅能協助母體恢復,也可降低嬰兒早期感染風險,全面提升母嬰福祉。

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首圖來源:Paul Deetman from Pexels(CC BY 4.0

圖片來源:eBioMedicine(CC BY 4.0

參考論文:
1、A diet rich in fibre and vegetable protein during gestation and lactation shapes maternal immunity, intestinal microbiota and lipid metabolismeBioMedicine

延伸閱讀:
1、行星健康飲食 PK 地中海飲食:健康和地球誰贏了?

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永續不等於公平?印尼棕櫚油小農遭「被動排除」

作者 高 詩豪
2025年9月12日 20:00

一項刊登於《Communications Earth & Environment》的最新研究揭示,印尼的獨立棕櫚油小農正面臨「被動排除」(passive exclusion)的困境,他們在永續棕櫚油供應鏈中幾乎被忽略。研究由夏威夷大學馬諾阿分校的博士生 Andini Ekaputri 主導,指出獨立小農難以進入獲得「永續棕櫚油圓桌會議」(RSPO)認證的工廠市場,因而錯失價格透明、收益提升等潛在好處。

全球棕櫚油市場規模高達 720 億美元,是世界上使用最廣泛的食用油,應用於披薩、甜甜圈、洗髮精、飼料乃至生質燃料。雖然大型公司種植園佔據主導地位,但約 30% 的產量來自小農。小農可分為「簽約小農」(與工廠有正式合約)與「獨立小農」(無合約、單打獨鬥)。印尼身為全球最大棕櫚油生產國,擁有龐大的獨立小農群體,但這些人卻最容易被排除在永續認證供應鏈之外。

僅有7%來自獨立小農,遠低實際34%的產量占比

A. 結構性市場機會(Structural Market Access)
取決於認證工廠的地理分布。若工廠集中在特定地區,能符合條件的小農也可能因距離過遠而被動排除。
B. 小農能力(Smallholder Capacity)
即使住在認證工廠附近,小農也必須達到相關標準(如土地合法性、耕作規範)才能出售。如果無法符合要求,他們只能把果實賣到其他工廠,甚至完全失去市場。
C. 買賣雙方行為(Buyer/Seller Behavior)
除了工廠是否願意收購,小農或中間商本身是否選擇與認證工廠合作也會影響交易。若雙方不合作,即便小農具備能力,也可能被排除,或被迫轉賣給其他非認證工廠。圖/《Communications Earth & Environment》

研究團隊分析加里曼丹與蘇門答臘的數據後發現,獲 RSPO 認證的工廠,僅有 7% 的果實來自獨立小農,遠低於他們實際 34% 的產量占比。相反地,這些工廠卻從簽約小農採購的比例高於預期。換言之,認證體系強化了既有合約關係,但讓缺乏制度支援的獨立小農更加邊緣化。

這項發現對即將實施的歐盟「無毀林產品」法規具有重要啟示。若缺乏調整,獨立小農可能因土地合法性或程序不完備而被迫退出歐洲市場,加劇貧富差距與環境壓力。

研究建議,RSPO 與主要貿易商應採取更積極的策略,主動與獨立小農互動,並透過政府及私部門合作解決土地權屬、認證成本等結構性障礙。唯有兼顧小農利益,永續棕櫚油市場才能真正實現公平與環境雙贏。

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首圖來源:Communications Earth & Environment(CC BY 4.0

圖片來源:Communications Earth & Environment(CC BY 4.0

參考論文:
1、Uneven participation of independent and contract smallholders in certified palm oil mill markets in IndonesiaCommunications Earth & Environment

延伸閱讀:
1、菌菇蓋房不是夢!探索永續建材:從重置材料到樂高般的菌絲體

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