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目前分類:永遠唸不完的 papers (25)

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前幾天有朋友拿出一個衛福部的報告說,同性戀得 AIDS 的比例比較高,而我記得之前有個 seminar 的講者也有講到(雖然我忘了那次演講的題目是什麼),不過以病毒學的角度來看,這不合理啊,因為病毒傳染是 species-specific,不是 sex-specific,如果是一樣的傳染途徑,應該是不管性別,所有的性行為都是一樣的機率,於是剛剛就孤狗了一下看有沒有全球性的報告,而不是只有台灣的。全球的當然就是先到 WHO 官網上去找找看,結果發現因為 AIDS 的最大人口都是在非洲,所以主要以非洲為主,不過大家以為的 MSM (men who have sex with men) 為主要傳染途徑其實是因地而異的 [1],在非洲或東南亞國家,愛滋是因 MSM 傳染的比例比較少 [2],主要是以多重性伴侶和 drug injection 為主,而在西方國家或高收入國家,才是以 MSM 為主要傳染途徑。

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今天在 TNL 看到這篇新聞,Nature 的這篇研究都發表了幾個禮拜了,本來想看看台灣會不會有人報導,結果兩個禮拜後才看到有人寫關於這個研究的新聞,標題寫得很聳動,結果裡面關於這篇研究的部分只有最後一小段 orz,這裡補一下我之前寫的吧。

Ketamine (K他命)是什麼大家都知道,它在 1960 年代便已出現,最初是當鎮定劑使用,現在則是用來麻醉動物,但是它其實在治療憂鬱症上很有效,目前的憂鬱症藥物主要是 SSRIs,作用很慢而且需要持續施藥,病人需要幾週至上月才會對 SSRIs 產生反應,但重度憂鬱症的人可能等不到藥物反應就自殺了。Ketamine 的作用則很快,只要幾個小時就能改善心情,而且一劑藥就可以維持一週,不過它的副作用就是會上癮和產生 dissociative effect (感覺和周遭環境和自身脫離),所以目前很多用 ketamine 做研究,希望能找出它的作用機制,然後研發出和它作用相同但沒有副作用的藥物,只是到目前都還無法確定 ketamine 是如何作用的,研發中的藥物(同樣是 NMDAR antagonists)效果也沒K他命好。這篇研究的重點是產生抗憂鬱效用的並不是 ketamine 本身,而是它的其中一個代謝產物(metabolite)。

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前幾天看到這一篇文章,覺得很有趣,是在講如何讓小孩(兄弟姊妹)之間減少衝突,多點合作。想想你小時候是不是常和兄弟姊妹吵架、互相告狀,或是推託做家事?而你的父母親又是如何解決這種情況的呢?(還是其實台灣小孩都沒這個問題,因為媽媽都會說「家事我來做就好,你們趕快去唸書。」呢?)

回想一下,你是何時學會和手足合作以避免被父母責罵呢?又是在什麼情況下呢?合作是天性,不只有成人,小孩也會合作,甚至在其他動物間也會。文章中說,哈佛大學的心理學家 Elizabeth S Spelke 說成人比較願意和三種人分享:和我們分享的人,對我們好、讓我們想回饋的人,和對別人好、讓我們也想要獲得相同回饋的人 (indirect reciprocity)。為什麼我們會對這些人有偏好呢?是天性,還是從經驗、教育或家庭中學到的呢?

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這是無意間發現的一篇 paper,是有關 Theory of Mind (ToM),什麼是 ToM 呢?就是一種了解自己和別人心理的能力,了解每個人都有每個人的信仰、觀點和想望,而且了解每個人是不同的,其他人的信仰、觀點和想望是會和自己不同的。學者們把 ToM 分成兩種,cognitive ToM 是指能夠推測別人意圖的能力,affective ToM 是指能夠察覺和了解別人情緒的能力,而這又包含兩種,一種是正向的,也就是同理心(empathy),另一種是負向的,指反社會行為(antisocial behaviour)。有些人這方面的能力是有缺陷的,例如自閉症(ASD),所以他們的社交會有困難,無法對別人產生同理心。

ToM 是要從小培養的,例如時不時問小朋友,「你覺得你的行為會讓別人開心或難過?」其他培養 ToM 的方法包括了閱讀文學小說(literary fiction),這篇發表在 2013 年《Science》的研究表示,閱讀文學小說可以幫助 ToM 的建立 [1]。這個研究主要是讓受試者閱讀節錄自文學小說或非文學的大眾小說(popular fiction)的短文,或是根本就不讀任何短文,然後進行幾個心理實驗,例如下面所述的 false-belief task,還有看演員眼睛或全臉的照片(RMET 和 DANVA2-AF)然後描述照片裡的情緒為何,或是 Yoni task 等等,看看文學和非文學的閱讀有何影響。文學小說主要是以得獎作品為主,至少要有兩個人物刻劃,內容能夠引領讀者去猜測其中人物的想法和思考其中的含意。

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對於吃東西就會胖的人來說,減肥是一輩子的事啊。今年一月的時候世衛(WHO)發表了一份報告說從 1980 年至今,肥胖的人口已增加了一倍,2014 年的時候,有超過估計全球有十億九千萬的成人過重(overweight),而這其中有超過六億人口肥胖(obese)。過重人口光是十八歲的就有 39%,肥胖的十八歲成人也占了 13%,然後 2013 年五歲以下的孩童過重或肥胖的有四千兩百萬,還滿驚人的數字。更重要的是肥胖(obesity)是很多疾病的主因,例如糖尿病(type 2 diabetes)、心血管疾病、高血壓和脂肪肝炎等等,這些疾病不僅會降低生活品質,也會減短壽命。

減肥主要的兩個方法是少吃和運動,不過對懶人來講,最好是有什麼東西吃了就能瘦了吧?上個月有篇發表在《Cell》的論文說,中藥雷公藤的雷公藤紅素是瘦素(leptin)的 sensitizer(不知道中文叫什麼),可以降低食物攝取,進而幫助減肥 [1]。瘦素是由脂肪細胞(adipocyte)產生的賀爾蒙,其表現基因是 obese (ob) gene,少了這個基因的老鼠(ob/ob)會有爆食的現象(hyperphagia),這個基因是二十年前由 Friedman 和他的同事發現的,本來以為可以為治療肥胖展開新的一頁,但這個希望很快就破滅了,為什麼呢?

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最近這幾年人類腸道菌生態(gut microbiome)越來越受到關注,不少疾病後來都發現和腸胃菌有某些關係(例如自閉症),相關研究也越來越多,但是我們腸道裡的細菌是怎麼來的呢?最近有一篇刊在《Cell Host & Microbe》的研究是針對九十八位瑞典媽媽和她們的小孩,收集了媽媽的在生產時、嬰兒出生後第一天(新生兒)、四個月和一歲大時的糞便,然後定序(metagenomic shotgun sequencing)裡面含有的 DNA 以分析其菌落叢有哪些。

這個研究分析了生產方式、母親本身和食物會不會影響嬰兒體類的菌落生態,九十八個嬰兒中有十五位是剖腹產,其他是自然產,出生第一天的糞便是看和母親腸道所帶的菌落是否相同,四個月和十二個月的糞便是看食物對菌落叢的影響,因為四個月以前是以母乳為主,四個月則開始吃副食品(solid foods),一歲後開始吃全餐(full meals)。

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這是一篇在 NeuroScientistNews 關於抗憂鬱藥物的文章 [1]。抗憂鬱藥(antidepressant)一直以來有個缺點,就是藥效作用很慢,至少要一個禮拜以上才會產生效果,因此近期對於常用的抗憂鬱藥,也就是 SSRIs (selective serotonin reuptake inhibitors) 到底有沒有用起了很多問號和不少爭議。多年前藥廠的臨床實驗結果顯示服用 SSRI 的患者和只服用 placebo 的患者結果的差異性不大,因此被認為此類藥物沒用。為了解開這個謎團,瑞典 Sahlgrenska Academy 的學者分析了由主要藥廠贊助的臨床試驗結果,想要了解抗憂鬱症藥物中的其中三種對治療成人的重度憂鬱症(major depression)有沒有效用,研究結果最近發表在 Molecular Psychiatry [2]。

這個研究分析是由藥理學家 Elias Eriksson 和他的博士生 Fredrik Hieronymus,還有其他夥伴一起進行的,總共收集了 6669 位臨床成人病患的實驗結果,使用的藥分別是 Lundbeck (Valby, Denmark) 的 citalopram, GSK (Brentford, UK) 的 paroxetine 和 Pfizer (New York, US) 的 sertraline。目前最常用來診斷是否有憂鬱症的評量是於 1950 年代建立的 Hamilton depression rating scale (HDRS-17-sum) [3],但因為裡面包含的項目太複雜(列了有十七種症狀),而且有的症狀沒憂鬱症的也會有,或是病人本來就有的症狀也會因此被忽略(例如頭痛或腰痛),有些憂鬱症的症狀則不是每個病患都會有,加上和憂鬱症的嚴重程度沒太大關聯,所以這份評量的準確度和可信賴度被遭到質疑。於是,這個研究只用了十七項的單一項 depressed mood 來做為主要評量,因為這是憂鬱症中指數最高,也是最主要的徵狀,然後再和傳統的 HDRS-17 做比較,整個分析資料中有 32 組 SSRI/placebo 的比較。

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今天在《Science》和《Nature》上各有一篇文章評論用基因改造的方式讓酵母菌能夠生產嗎啡 [1, 2],會有這兩篇評論是因為今年初有兩篇分別發表在 PLOS ONE 和 Nature Chemical Biology 的論文說這個構想已更進一步克服過去技術上的困難,使其有實現的可能 [3, 4]。海洛因(heroin)、嗎啡(morphine)和其他鴉片類(opiates)藥物的原料都是罌粟花(opium poppy, 學名 Papaver somniferum),全世界大概有一千六百萬人非法用此類藥物,而單是在美國,2010-2012 年間就有一萬六千人死於用藥過量 [1],因此 MIT 的生技政策專家 Kenneth Oye 擔心基改過的酵母會被毒販濫用,而在 Nature 上發表了一篇文章,提出幾個管制的方法 [2]。

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前陣子台灣的教育制度大受討論,到底是目前的多元入學好,還是以前的聯考好?有人說多元入學等於多錢入學,但聯考的時代,就沒有父母花錢讓小孩補習嗎?說到底,只要貧富不均,受教權就永遠不公平,底層永遠在底層難翻身 [5, 6],父母的社經地位(socioeconomic status, SES)真的對小孩的成長和教育有那麼重要嗎?最近有篇發表在國際期刊《Nature Neuroscience》的論文分析了父母社經地位對小孩腦部發育的影響 [1]。

其實大腦發展和父母的社經地會的關係早有研究,家庭社經地位越高的,小孩在認知測量(cognitive measures)上得到的分數越高,所謂的認知測量包括 IQ、語言、閱讀和執行功能(executive functions)(包括專注力)測驗 [2, 3]。社經地位除了經濟上的資源外,還包括了權力和家族地位等等,其定義複雜且有爭議,不過通常是指收入、教育程度和職業。之前的研究發現父母社經地位在小孩年紀越小時影響越大,個體之間的差異較難單以基因去解釋。在(最)高社經地位的家庭間,因為大家的環境資源都已在頂端,彼此的差異不大,所以小孩智力(IQ)的決定因素是基因,而在地收入的家庭間,環境對智力的影響力則大於基因所給的 [3]。最近也有研究發現家庭社經地位越高的,大腦中管理記憶和語言的區塊不是比較大,就是發展得比較好,或是兩者皆有。不過很多研究都有某些限制,例如種族因素,在美國,社會地位和種族的關係其實是難以分割的,因為低收入戶大多為非白人家庭,這會使得研究結果有所偏頗,不夠準確 [2]。

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生活中常常需要面臨多種選擇,要去哪裡吃飯,要不要找朋友一起?哪件事該先做,哪件事可以暫緩?做這些決定對你來說容易嗎?還是常常要想半天,卻還是無法決定呢?本魯是個優柔寡斷的人,做事情常常猶豫不決,每次權衡利害得失都要想很久,最好事情都能夠照我的計畫走,如果無法在掌控之中,就會不知所措,如果你跟我一樣,那可能也是高焦慮族群。焦慮(anxiety)的人比較不容易準確的判斷,而且往往把可能的負面後果過度放大,一點失誤就覺得天要塌下來了,無法適應快速變遷的環境,這些都會讓他們無所適從。正常人遇到突如其來的意外(驚喜或驚嚇?)會依過去的經驗判斷如何應對,能夠快速地從中學習,幫助他們做決定,以應付週遭的變化。這個月刊在《Nature Neuroscience》的一篇論文,說有焦慮症的人之所以無法應對「不確定(uncertainty)」的事,遇到事情常常遲疑不知該怎麼辦,最後還做了很爛的決定,是因為他們無法快速地從變動的環境中學習,缺少能夠利用週遭線索去判斷情勢的能力,進而去應對生活中多變的環境,避免不好的事情發生。[1]

作者們找了三十一位試驗者,其中 22 位是女性,年齡介於十八到四十歲之間,然後區分他們個人的焦慮程度(STAI, Spielberger State-Trait Anxiety Inventory)。做的實驗是 aversive learning task,分成穩定組(stable)和變化組(volatile)兩個部分,每組各有 90 個測驗(trials),在每個測驗中會出現兩個圖形(例如圓形和三角形),圖形中間會有兩位數,代表電擊程度,兩個圖形之中會有一個有電擊。穩定組就是如果圓形是 75% 的機會有電擊,三角形就是 25% 的機會有電擊,就是說如果你二十次都選圓形,那就會被電十五次這樣 XD,但是正常人試了幾次之後就知道選圓形比較容易被電,轉而選三角形比較多,避免不停地被電。變化組就是圓形有電擊的機率不是一直都是 75%,可能前二十個 trials 中圓形有 80% 的機率有電擊,下二十組則是變成三角形有 80% 的機率有電擊,每二十個 trials 會變一次,九十個 trials 中會變五次,所以不要傻傻的試了二十次後發現選三角形的比較不會被電到,下二十組就繼續不停地選三角形,結果就不停地被電。每個人都要做穩定組和變化組,但先後順序隨機指定,有的先做穩定組再做變化組,有的則先做變化組,兩組之間沒休息、沒提示,一次做完 180 trials,試驗者不知道自己先做的是哪一組,也不知道有分成穩定和變化兩組以及兩組之間的區別,只知道自己連續做了 180 個選擇,並且要依自己做過的選擇結果來決定下一個要選哪個才比較不會被電到。

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人真的會記得小時候的事嗎?本魯小三以前的記憶幾乎全無,頂多只記得單一事件,例如幼稚園只記得畢業典禮那天,小一和小二只記得兩件事,一是某日掃地時教室出現一隻手掌大的蜘蛛,二是導師某次發獎品給考試一百分的人,其他的事則完全沒印象,小學以前的事都是爸媽跟我說的,所以本魯一直以為大家都不記得小時候的事,至少五歲以前的事不會記得吧?不過後來某位國中同學說他記得幼稚園的事,然後某次跟我爸聊天,他也說他也記得他兩、三歲時發生的事,才驚覺原來有人是記得的阿?!不過為什麼會忘記小時候的事呢?其實幼兒失憶症(infantile amnesia)還滿常見的,是指成年之後不記得二到四歲以前發生的事,這不只會發生在人類身上,也會發生在其他動物身上[1],去年有篇發表在《Science》的論文,說明了幼兒失憶症發生的可能原因之一,就是幼兒時期大量的腦細胞生長,重組了腦中的神經線路(neural circuit),導致舊的記憶被洗去,所以不記得之前發生的事。

大腦中管理記憶的地方是海馬旋(hippocampus),不要以為人長大了就不會再長腦細胞,其實還是會的,只是比較慢,海馬旋中的 dentate gyrus (DG) 就是負責生長新的腦細胞的,這個過程叫做 neurogenesis,成年大腦 DG 每天會生產約七百個新的腦細胞,這些新細胞會以緩慢的速度和原有的神經網絡結合。成年的新生細胞和新神經網絡的功能是什麼,目前還不得而知,有人認為是用來分辨細節(pattern separation),稱為 behaviour pattern separation。舉個實驗範例 contextual fear discrimination paradigm (辨識恐懼)來說,把老鼠放到兩個長得很像的箱子中(A, B),老鼠在 A 箱的時候會接受到電擊,在 B 箱中不會,每天依隨機順序放到 A 和 B 箱各一次,剛開始的頭幾天,老鼠被放到兩個箱子時,身體都會因為恐懼而僵掉(freezing),但是經過幾天的訓練,牠們分得出 A 箱和 B 箱的不同之後,被放到 B 箱的時候就能夠冷靜不再僵掉,因為牠們知道 B 箱沒電擊,新生腦細胞的功能即是在此,讓我們能分辨出周遭環境中的不同之處。[2]

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動物的記憶是儲存在腦部的海馬旋(hippocampus),被儲存的記憶包括了空間,而海馬旋中管理空間的神經細胞叫 place cells,可以說是腦中的 GPS,能夠記錄你到過的地方,幫你辨認方位,讓你不會迷路,發現此細胞的 Dr. John O'Keefe 還因此得了去年(2014)的諾貝爾獎。Place cells 是怎麼做用的呢?海馬旋裡的 place cells 像是一個小小地圖,在不同的地方會有不同的細胞被激活(firing),例如你到 A 地買早餐的時候 A 細胞會被激活,到 B 地看電影的時候 B 細胞會被激活,這些東西就會被儲存在海馬旋裡,之後當你想到去 A 地買早餐的時候,A 細胞就會活耀起來,讓你能夠從儲存的記憶中把 A 的地點翻出來,或是當你想要看電影的時候,B 細胞就會活耀起來,讓你想到看電影可以去 B 地看。

睡覺跟記憶有什麼關係呢?睡覺的功能除了前兩年發現的,除了可以幫你清洗腦部、清除廢物外,由之前的研究得知睡眠還可以幫助形成記憶(memory consolidation)。睡眠分成好幾個階段,大致可分為快速動眼期(REM, rapid eye movement)和非快速動眼期(non-REM),REM 緊接在非快速動眼期中的慢波期(SWS, Slow Wave Sleep)之後,SWS 是睡眠中最深沉的一段,最難叫醒,SWS 其中有一段是 sharp wave ripple (SPW-R),白天經歷過的事情會在 SPW-R 的時候重跑一遍,記憶的形成和強化在這個時間發生。以管理空間的 place cells 來說,例如你早上去完 A 和 B 地之後跑去 C 吃下午茶,晚上睡覺的時候,A, B 和 C 細胞會依時間序重新活耀起來 [1, 2],形成和加深你的記憶。那如果在睡覺的時候用外力刺激 D 細胞呢?會讓你在醒來後多出有關 D 地點的記憶嗎?上個月有個研究團隊在知名國際期刊《Nature Neuroscience》發表了一篇研究論文,表示可以在睡夢中人造記憶 [3]。

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最近這一波流感真是來勢洶洶阿,連我和我媽至少五年沒感冒過的都病了(不過也可能是普通感冒而已就是了)。上個月底 Nature 引述了一篇發表於 Lancet 的研究 [1, 2],用已發表和未發表的臨床數據來分析爭議多時的 Tamiflu(克流感)到底有沒有效,值不值得世界各國的政府花大筆的經費囤積克流感來應付這一波的流行感冒。克流感的學名藥是 oseltamivir,由瑞士羅氏(Roche)藥廠生產,它和英國的 GSK 的瑞樂莎(Relenza, zanamivir)都是流感病毒的神經胺酸脢抑制劑(neuraminidase inhibitors)。

為什麼會有爭議?

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AAAS 年會其中一個討論是關於大麻,大麻是一種學名叫 Cannabis 的植物,它的莖、葉、花、子曬乾後被拿來吸食的東西叫 marijuana,大麻裡面令人興奮的化學物質有 THC (delta-9-tetrahydrocannabinol)、cannabidiol (CBD) 和其他類似作用的物質,皆屬於 cannabinoid。其實人體本來就會製造類似 THC 的天然大麻(endocannabinoid),例如 anandamide,腦細胞的表面有其專門的接受器叫 cannabinoid receptors,它會被取這個名字是因為它是 cannabinoid 的目標物,會被其活化。

人類已經有五千年使用大麻的歷史了,在這次的年會中,有三位專家聚在一起討論醫生和科學家至目前對大麻的了解,又有什麼是需要繼續學習的呢?討論摘要已發文在 AAAS 網站上。

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你有偏頭痛嗎?這兩天 AAAS 在聖地牙哥有個年會,今天便在旗下的《Science》發了篇文章,告訴大家他們和 University of Miami Health System 的神經學家 Teshamae Monteith 討論了什麼關於偏頭痛的最新進展。偏頭痛不是普通的頭痛,它是一陣一陣難以忍受的痛,外加通常會噁心反胃,而且對聲音、光和味道很敏感。(嗯,這樣我好像沒偏頭痛過耶。)全世界大概有十分之一的人有偏頭痛,雖然目前無藥可治,但科學家們仍努力解開偏頭痛之謎,看能不能找出有效的治療方法。

目前我們對偏頭痛的了解是什麼?

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人是種需要睡覺的動物,累的時候睡一覺可以讓你恢復體力,頭腦變清醒。沒睡覺或睡眠不足則會讓你學習力降低、反應變慢,嚴重點的,長期失眠還會造成死亡,連續幾天到幾個星期的睡眠缺乏(sleep deprivation)可以殺死老鼠和果蠅。大家都知道睡眠很重要,沒睡覺會精神不濟,但睡覺真正的功能是什麼呢?2013 年有一篇刊登在學術界三大期刊之一《Science》的研究引起眾多討論 [1],Dr. Nedergaard 領導的這個研究顯示睡覺的重要功能之一就是大清洗你的腦部。


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為了應景萬聖節,昨天在 Science News 上有一篇文章 [1],列了七個(最?)噁心的實驗,覺得很有意思,在這裡分享一下。

1. 讓蟲住在自己身體裡

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最近看到一篇刊在 Nature Reviews Neuroscience 上頗有意思的文章,是關於常見的神經學迷思(neuromyth),作者是英國 Univeristy of Bristol 的教授 Dr. Paul A. Howard-Jones [1]。

Neuromyth 這個詞第一次使用是在 1980 年代,由神經外科醫師 Alan Crockard 提出來的,用來指腦部醫學中,非科學的觀點。常見的迷思有哪些呢?文章裡列出七點,這些是分別在英國、荷蘭、土耳其、希臘和中國所做的個別研究,方式是問當地的老師,看他們同不同意這些論點。

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應該不少人有後悔的經驗吧,後悔特價的時候沒立刻買,結果想買的時候減價沒了。(咦?)人類的後悔是由 orbitofrontal cortex (OFC) 控制的,OFC 受傷失能的人不會有後悔的情緒,也不會對事情做不好的打算 [1]。那,動物有後悔的情緒嗎?動物的 OFC 被認為是用來做決定(decision-making)和學習的,在做決定這方面,OFC 的功能是判斷做怎樣的決定會有什麼樣的結果。動物腦部的另一個區塊 ventral striatum (vStr) 也被認為有同樣的功能,判斷該做什麼樣的決定比較好。

[Nature] Behavioral and neurophysiological correlates of regret in rat decision-making on a neuroeconomic task

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人類的大腦是很奇妙的,記憶(memory)的形成也是,大腦裡製造記憶的地方是海馬旋(hippocampus),去年中 MIT 的 Steve Ramirez 和 Xu Liu 在有名的國際期刊 Science 發表了一篇文章,說他們如何在老鼠身上製造錯誤的記憶,在前一年他們已先在另一個有名的國際期刊 Nature 發表他們實驗腦細胞紀錄記憶的形成,還滿有趣的,在這裡介紹給大家。

[Nature] Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall (Liu et al, 2012)

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