活躍星系核 – PanSci 泛科學

文/邱名鍾│台大昆蟲系博士｜嘉義大學生物資源學系研究助理

在自然界中，掠食者在奪取獵物的資源前必須徹底解除目標的武裝。一部分的生物採用了最直接的方法，成為捕食者將獵物殺死；但也有另一部分走向了完全不同的策略，牠們成為寄生蟲而依附在其他生物身上。在取食的過程中，獵物仍然活著。這個特性讓許多寄生蟲展出獨特的生活方式，並因此活躍在人類的想像之中。鐵線蟲便是其中典型的例子。

直到如今，鐵線蟲的研究在學術界都不算熱門，但一般民眾卻也還不算陌生，特別是 2012 年「鐵線蟲入侵」這部電影在韓國熱賣之後。影片的靈感取自於鐵線蟲造成寄主行為改變的現象，也就是大家熟知的昆蟲跳水自殺。電影對鐵線蟲生物特性的考據做的很到位，當然所謂的考據是對鐵線蟲特性的描述，不是讓人也一併跳水這方面。

鐵線蟲入侵（2012）。圖／wikipedia

寄主的跳水自殺現象是鐵線蟲研究最熱門的部分，這源自於寄生蟲的生存策略。鐵線蟲在陸生昆蟲體內發育，但卻必需進入水中繁殖。牠們本身缺乏在陸地上移動的能力，因此只能藉由操縱寄主的行為來回到水中。這個現象在 20 世紀初就被觀察到，並在近年內經由一系列的實驗而證實。相關的研究可以參考之前發表在網路上的文章《目前學術界對鐵線蟲引導寄主跳水的研究現況》。

然而在行為影響吸引走了大多數的目光之後，其他的影響往往被忽略，包括理論上最容易被觀察到的寄主外形變化。部分的螳螂可以藉由外形來判斷是否受到鐵線蟲的感染，也間接的為日後激烈的行為影響做準備。

最早被發現的鐵線蟲寄主形態變化

在 20 世紀中葉的 1940 年代，人類才剛開始接受鐵線蟲不是馬鬃毛泡到水而變成的生物。這時已經有科學家發現受感染的寄主外形變的「怪怪的」。這個怪怪的特徵來自一對雌螽斯的生殖器附肢，長到了雄蟲的身上。

螽斯感染鐵線蟲後生殖器附肢的形態變化。圖片來源：Ebner, R. 1940. Transactions of the International Congress of Entomology 6: 341-471

當時的科學家認為這是寄生蟲破壞性腺的結果，而這個推論來自於對哺乳類動物的了解。包括人類在內，許多哺乳類動物的性徵發育受到性腺分泌物（如睪固酮）的調控。在部分的定義中，這些特徵被稱為第二性徵（像人類的喉結或鬍鬚）。性腺被破壞後第二性徵的發育會一併受到干擾而出現「間性」的現象，使本來應該發育成雄性或雌性型態的構造產生畸型，或直接長成對方的樣子。

人類的疾病或內分泌失調中偶而會發現類似的現象，而這個印象便被投射到受感染的昆蟲身上。加上大多數寄生蟲造成的間性都伴隨著寄主性腺的破壞或萎縮，這個因果關係的推論看起來很有說服力。

然而隨著昆蟲賀爾蒙的研究，科學家發現之間的因果關係遠比想像中的複雜，甚至一度認為昆蟲可能根本不存在所謂的性荷爾蒙。但不論機制為何，寄主的性徵發育確實因感染而發生變化。並且隨著研究的累積，越來越多的寄生蟲被發現會對寄主造成類似的影響。

但為什麼寄生蟲要針對性徵？

獨角仙成蟲：有角為雄性，無角為雌性。圖／wikipedia

在大多數的情況下，性徵代表著雙性（雌雄）生物在繁殖策略上的分化。這源自於配子（精卵）生成時不平衡的能量投資。雄性生物產生精子所消耗的能量遠少於卵，因此有大量的資源能投資在求偶上，像雄獨角仙頭上那根醒目的犄角，讓他在領域競爭中佔盡優勢並增加跟雌蟲的交配機會。然而雌蟲需要耗費大量能量在卵的生成，因此在其他構造的發育上則能省則省。

換句話說，性徵的發育是為了繁殖而準備，但繁殖的投資對兩類生物而言是個負擔。

一是幼期生物，因為還沒輪到他們，所以雌雄間的差別在許多幼期生物身上並不明顯，他們偏向耗費更多能量來維持生存。
而另一個則是寄生蟲，寄主對繁殖的投資對他們而言是一種浪費。

這個浪費來自於寄生蟲對資源的競爭。

在個體的層級上，對寄生蟲最有利的情況是把寄主的資源盡可能全部轉移到自己身上，只要留下足夠寄主存活的能量即可，繁殖便盡可能的被排除。當然寄主族群消失對寄生蟲本身也是致命的傷害，因此這個現象有些前提：

要不是寄生蟲離開後寄主生殖能力會恢復（像部分受感染的魚類或螺）；就是像鐵線蟲一樣，不僅只是要掠奪生殖資源而已，從一開始就沒打算讓寄主活著。

殭屍寄生蟲，除了奪舍還做了什麼？

生物個體終將凋零，族群卻能因繁殖而延續。但這些生殖能力已經被破壞的寄主還能算是「活著」嗎？

曾經有科學家用奪舍（body snatcher）來形容這些寄生蟲。這個意思接近另一個更常被使用的形容詞：殭屍（zombie）。這兩個用詞雖然普遍但隱含很大成分的抽象描述，暗示寄生蟲控制了寄主的心智。這種比喻能讓人很快了解發生的大致情況，但在科學研究中，我們需要更具體的描述來了解：寄生蟲到底接管了寄主的哪些層面？

失去生殖能力的寄主被排除在族群延續的成員之外。牠們不再將基因向下一代傳遞，自身帶有的遺傳資訊在個體凋零之後便消失在世界上。在演化的時間尺度上，這不過是一瞬間的事。因此從演化的觀點出發，牠們已經從原本的族群死亡。

但牠們的生命跡象仍然持續在運作。

保有正常生殖能力的螳螂卵鞘內含數以百計的幼卵。圖／wikipedia

有另一組基因仍然依賴著這個生命現象的運作而傳遞。兩組本來互相獨立的遺傳訊息這時走向了一個共同的目標：

延續寄生蟲的族群。

從生殖能力遭到破壞，一直到生命跡象完全消失的這段時間，這些寄主身上出現的特徵已經不只來自本身基因的表現，還有很大成分從寄生蟲的基因延伸而來。這並非意味著寄生蟲改變了寄主的基因，更多的是寄生蟲透過化學訊號將自己的基因表現在其他的生物身上。所以很多寄主身上出現的異常行為或是發育，都能從寄生蟲的適應上找到答案。

這類寄生蟲通常會在感染的初期就開始嘗試接管寄主的剩餘人生。在鐵線蟲的例子中，幼蟲以包囊形式進入螳螂的一個月後，就已經有超過半數的寄主身上開始出現這些發育異常的特徵，而這時的鐵線蟲發育，也才經過不到一半的時間。也就是我們在野外看到的螳螂，很早就被抽離原本的族群，為了另一群生物的延續而繼續「活著」。

臺灣索鐵線蟲在寄主台灣斧螳體內的發育過程。圖／作者提供

鐵線蟲與螳螂

螳螂身上出現變異的性徵，便是有鐵線蟲開始介入寄主發育與干擾生殖能力的證據。在 2003 年，科學家便從一隻受感染的螳螂身上發現性徵發育受到干擾的現象。不過大規模的樣本比較一直等到 2015 年才因台灣斧螳的高度感染與明顯的雌雄形態差異才得以問世。

斧螳屬螳螂（Hierodula patellifera）雌蟲釋放費洛蒙。圖／作者提供

台灣斧螳（Hierodula formosana）是台灣最普遍的螳螂之一，也是臺灣索鐵線蟲（Chordodes formosanus）的主要寄主。每年的 6 月底到 8 月初是最容易在野外被觀察到的季節。台灣斧螳的雌雄成蟲有很明顯的差異：雄蟲細長，翅膀長且透明，飛行能力佳，觸角相對雌蟲長且粗，表面在顯微鏡下能看到密布的感覺器官；雌蟲體長與雄蟲相當但明顯較粗壯，翅膀厚實但幾乎沒有飛行能力，觸角相對較細且短。

這些特徵都是台灣斧螳的成蟲性徵，形態的差異主要源自於螳螂的交配行為。1970 年代末期科學家發現雌螳螂釋放費洛蒙吸引雄蟲交配的現象，而後來一系列的研究都指出許多種類的雄螳螂均具有較好的飛行能力（長而薄的翅膀）與嗅覺（較長的觸角與觸角上高密度的感覺器官）。這些現象在台灣斧螳身上都能明顯發現，而也如同前文所說，這些性徵的發育將受到鐵線蟲感染而發生變化。

螳螂（Tarachodella monticola）首次被發現因鐵線蟲感染而發生形態變化。圖片來源：Roy, R. 2003. Bulletin de la Societe Entomologique de France 108: 447-450

雄螳螂身上的雌性化特徵

螳螂的外形之所以能反映感染狀態，很大一部分便是來自這些產生變異的性徵。但有趣的是，這些變異大多只出現在雄蟲身上。在交配過程中，較長的翅膀與發達的嗅覺器官讓雄蟲能快速的偵測並移動到雌蟲附近，爭取交配機會。然而這些構造越發達，發育過程中所投資的能量就越多。

這些投資對鐵線蟲而言是多餘的，牠們只要寄主好好活著。

在比較上百個野外採集到的螳螂樣本之後，被感染的台灣斧螳的雄蟲被發現普遍出現翅膀變短與形狀改變的現象，這些變化使這些雄蟲的前翅形狀介於正常雌雄蟲之間。而觸角的變化更為明顯，除了長度變短之外，嗅覺器官的密度直接降低至與雌蟲相差無幾。而在解剖之後，進一步發現大部分個體的精巢（睪丸）不是不見就是萎縮到幾乎無法辨識的程度。

雄蟲的生殖構造差不多就是整組壞了，那雌蟲呢？

不論是前翅的形狀或是觸角上的感覺器官，雌螳螂都沒有因感染而受到明顯的影響。雖然大部分的雌蟲感染後體型變小，但外形基本上沒有太大的改變。解剖開後的卵巢形態雖然沒有明顯變化，然而只有極少數的個體能找到少量的成熟卵。相對於沒有受到感染的雌螳螂大多能在體內找到幾十到近百顆的卵，這些雌蟲雖然外形沒有受到影響，但繁殖能力可能也已經消失。

台灣斧螳雄成蟲受臺灣索鐵線蟲感染後的外形變異，下圖為螳螂的前翅與觸角第 30 節電子顯微鏡照片。圖片來源：台北市立動物園昆蟲館

在形態變化之後

不論雌雄螳螂，牠們的繁殖能力都在鐵線蟲的感染後受到破壞。這些螳螂不再對自身的族群延續存在貢獻，在演化的過程中，便相對不容易發展出對抗寄生蟲的能力。這也可能讓鐵線蟲得以發展出少見的強烈影響：誘導寄主跳水，並回到水中繁殖。

這段寄生關係在鐵線蟲回到水中後結束。失去繁殖能力的螳螂，也大多在數小時到數天內死亡。然而目前的理解還不完全，對我們來說研究才剛開始。

鐵線蟲造成的性徵變化引發出一系列的問題，包含昆蟲性徵分化的機制。在螳螂的發育過程中，雌雄蟲的差異在剛孵化的若蟲身上並不明顯，不同的特徵要在特定的發育齡期才會開始分化。部分的性徵因感染而變化，但也有部分的特徵完全不受寄生蟲影響。有的部分一旦開始分化後便不再回頭，然而也有些是可逆的。這代表螳螂的性徵分化同時受到多個不同的生理機制調控，鐵線蟲只影響了其中一小部分。

圖／wikipedia

然而，螳螂在受到感染之後真的只能任憑擺佈嗎？寄生蟲與寄主之間的軍備競賽從來沒有停止過。數學模型的預測一致的認為大多數種類的寄生蟲都應該發展出徹底「閹割」寄主的能力，然而實際案例卻大都辦不到。而在以往的認知中，螳螂釋放鐵線蟲後大多僅能存活數小時到 1 天，但越來越多的例子顯示部分的個體能存活更長的時間，甚至在蟋蟀的案例中出現產卵能力回復的現象。

還有很多現象等著進一步的研究。在這類研究中，我們往往不是在解決問題，而是在探討有多少問題還沒被發掘。近代對鐵線蟲了解的突破，大多都起始於對過往研究的質疑。目前有許多新發現的現象無法在現有理論下被完美的解釋，這些都是推動鐵線蟲下一步研究的契機。

延伸閱讀

Chiu, M. C., C. G. Huang, W. J. Wu, and S. F. Shiao. 2015. Morphological allometry and intersexuality in horsehair-worm-infected mantids, Hierodula formosana (Mantodea: Mantidae). Parasitology 142: 1130-1142.

參考文獻

Hurd, H. 2009. Evolutionary drivers of parasite-induced changes in insect life-history traits: From theory to underlying mechanisms. Advances in Parasitology 68: 85–110.
Lafferty, K. D., and A. M. Kuris. 2009. Parasitic castration: the evolution and ecology of body snatchers. Trends in Parasitology 25: 564–572.
Robinson, M. H., and B. Robinson. 1979. By dawn’s early light: Matutinal mating and sex attractants in a neotropical mantid. Science 205: 825–827.
Roy, R. 2003. Répartition, biologie et variabilité de Tarachodella monticola Giglio-Tos, 1917 (Dictyoptera, Mantodea, Tarachodidae). Bulletin de la Societe Entomologique
Wülker, W. 1964. Parasite-induced changes of internal and external sex characters in insects. Experimental Parasitology 15: 561–597.

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作者 / 東海大學生命科學系的特派科普寫手。在這個生命科學迅速進步的時代，我們會帶來一系列當代生科研究的故事，分享給也喜歡生命科學的你喔！

腎臟是身體當中最重要的泌尿器官，像水族箱的過濾器一樣，負責過濾血液當中的廢棄物及過多的水來維持體液中的平衡。當腎臟生病時，便會逐漸喪失過濾功能，「末期腎臟病」（End-stage renal disease）的症狀很可怕，會導致患者的腎臟已經嚴重硬化、身體便會失去絕大部分過濾廢棄物功能。嚴重到一定程度的腎臟病的病人，就可能需要改用醫療儀器來取代原來腎臟的功能，以機器過濾血液，也就是我們常在新聞上看到的「洗腎」。

當腎臟病嚴重到一定程度，就可能需要進行「血液透析」，改用醫療儀器取代腎臟功能，也就是俗稱的「洗腎」。圖/ By Anna Frodesiak [CC0], from Wikimedia Commons

由糖尿病引發的難纏腎臟病

在眾多腎臟病的成因當中，第二型糖尿病（Type-2 diabetes mellitus）被認為是相關性最強的成因之一。在末期腎臟病的患者當中，近乎一半患有糖尿病腎病（diabetic nephropathy），且根據以往研究，由糖尿病所引發的腎臟病會更為嚴重，即使透析之後，病人的癒後也是最差的。

儘管我們已有相當多治療對策，例如透過減少糖分攝取等方式控制第二型糖尿病，但當其逐漸惡化為糖尿病腎病時，我們卻顯得束手無策。其中一個原因便是因為以往臨床上用來偵測糖尿病腎病的最早期分子指標──albuminuria，是一種在中晚期才會在尿液當中被偵測到的蛋白質。意指當我們透過 albuminuria 偵測到糖尿病人腎臟病變時，早已到了難以用藥物控制的嚴重地步。

更甚者，臨床上也常在術後發現，即使病人的 albuminuria 濃度已經下降，仍然難以挽救病人的腎功能，代表 albuminuria 也許僅為糖尿病腎病變的指標，可能不是致病因子。因此，能夠作為偵測早期糖尿病腎病的指標性蛋白質且具致病力，便是該領域研究者致力在尋求的「聖杯」。

新腎臟病早期指標：CypA

Cyclophilin A（CypA）是一種在常見於細胞質當中的蛋白質，幫助細胞當中其他蛋白質的摺疊與傳遞，在腎臟當中數量多，容易被偵測。近年來有報導指出 CypA 也可被細胞分泌到胞外而且與發炎作用有關，已有研究將 CypA 作為心血管疾病產生的指標，而在東海大學生命科學系謝明麗老師與臺中榮總腎臟科蔡尚峰醫師的團隊研究當中，首次將 CypA 與糖尿病及腎臟病變連結。

cyclophilin A 和環孢素 ciclosporin（黃色部分）結合的樣貌。環孢素是一種免疫抑制劑，能與細胞中的蛋白質結合達到調控免疫反應的功用。　圖／wikipedia

在他們的研究當中，先是比較腎臟病患及正常人的尿液，發現到當腎臟病變後，尿液當中 CypA 的濃度會高於正常人許多。緊接著便發現到，CypA 的濃度會隨著腎臟病變的嚴重程度（期數）越來越高，往前追朔，發現可利用尿液中的 CypA 追朔至第二期糖尿病腎病，而在以往，這一期的糖尿病腎病是沒有可靠的臨床指標。因此他們認為 CypA 或許是一個契機，可能是腎臟醫界一直在追求的腎臟病早期分子指標。

為了更加確定 CypA 在臨床上與糖尿病腎病變的關聯，謝老師團隊監測 db/db 小鼠這種糖尿病模式生物尿液當中的 CypA 濃度，結果與他們先前在病人臨床樣本的發現互相吻合。除此之外，小鼠在服用了 Linagliptin 這種治糖尿病的藥物之後，隨著腎臟病變情形的改善，其尿液中 CypA 的濃度也跟著下降了。顯示 CypA 濃度與腎臟病變的情況可能密不可分。在隨後的細胞學研究上，該團隊也發現 CypA 除了是一個早期的糖尿病腎病變嚴重度指標之外，也在致病分子機轉上，佔有重要的地位。

臺灣洗腎人口居高不下，慢性腎臟病患者的洗腎的新發生率與盛行率更是世界第一。這也是臺灣健保的主要支出項目，上看百億元。隨著人口老化，洗腎勢必是臺灣未來首當其衝需要面對的醫療問題。是否能以 CypA 濃度來精準偵測出早期糖尿病腎臟病變，還需要更多深入研究，這也是謝老師研究團隊正著手進行的。或許在未來，僅需要用尿液檢體便可以偵測出早期的腎臟病，並且即時以藥物控制，勢必能夠避免其惡化至洗腎的地步。尿液看似不值錢，但其能透漏的資訊比你想得來得多。

參考資料：

蔡尚峰，〈分泌性 Cyclophilin A 於糖尿病腎病變之角色〉，東海大學生命科學所博士論文，2017 年 7 月 18 日。

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文／慕容峰│從事數位鑑識工作多年，在分析證物的過程中，彷佛側耳傾聽證物娓娓道來一般，同時審慎客觀地仔細分析察看，即便是旁枝末節也不輕易放過，浸淫其中而樂此不疲。

說起數位鑑識（Digital Forensics），多數人是丈二金剛摸不著頭，搞不清楚它是什麼來著。但只要提及熱門的 CSI 犯罪調查影集，大家便能心領神會，甚至還可以憶及相關橋段，引發熱烈討論。

磁碟格式化時會發生什麼事？

沒錯，只要是與電子跡證有關的，便是數位鑑識的範疇。而由於電子跡證具有易遭污染破壞的特性，因此，簡而言之，數位鑑識科學便是用嚴謹的程序及工具，對電子跡證進行提取並加以分析，以還原犯罪事實及手法的科學。

而在一椿涉及犯罪的調查案件中，任何具有儲存電子跡證的儲存媒體，例如手機、硬碟、隨身碟、CD/DVD、記憶卡等等，皆是不可輕忽的證物。以下且讓筆者以 Windows 平台為例，來為各位說明磁碟格式化的奧秘。

各位應該都有將硬碟或隨身碟進行磁碟格式化（disk formatting）的經驗，如下圖所示。

在真正開始進行前，還會彈出一個視窗讓使用者進行確認：

只見不一會兒功夫便完成格式化，會彈出如下圖的確認訊息。

被格式化後的分區之中，其原有的內容竟已不復存在，成了空空如也的狀態，如下圖所示。

由於格式化一個硬碟分區的效果，看起來就像是轉瞬間刪除掉該分區裡的資料夾及檔案一般。因此，在進行格式化前，使用者應該都會先確認已做好備份工作的前置作業，才會放心地進行格式化。

磁碟如何存放資料？「檔案系統」的秘密

在這看似已空無一物的硬碟分區之中，其實背後還藏著秘密。在此先賣個關子，且容我先為各位說明傳統硬碟與資料的關係。當使用者在電腦上建立檔案輸入內容時，傳統機械式硬碟如何儲存數據呢？由物理層面來看，是因為磁頭於磁盤上繪出正負極磁性不同的「圖畫」所致，這些便是使用者所儲存在硬碟中的資料。因此，要傾刻間徹底清除硬碟裡的所有資料，就必須要「消磁」。

而從邏輯層面來看，硬碟存放資料與「檔案系統」（Filesystem）有所關聯。舉凡你在檔案總管之中進行資料夾或檔案的增刪修改，皆是在檔案系統的機制下進行。我接下來以圖書館的書目館藏來做比喻，大家應該有到圖書館借書的經驗，通常到了館內，來到「檢索區」使用電腦進行書目館藏的查詢，便可知道你想要借的書是否在館內，且是位於哪個區域的哪個架上。這些書是依循一定規則經過分類編目的，而能快速地查找到其所在位置則是索引（Index）的效果。

如同圖書館裡的大量館藏受館藏系統管理，儲存在硬碟中的檔案，也受到檔案系統管理。而使用者只要透過檔案總管，就像使用館藏系統一樣便能輕鬆進行相關操作。簡而言之，檔案系統有維護著一個表格，存放著目前有哪些資料夾或檔案，及其名稱與所存放的位置等資訊。

各位可以想像一下，若此刻館藏系統因故關閉無法使用，你要如何才能找到想借的書呢？也許有人會說，很簡單啊，問館員或自己到處逛，應該也可以找的到。把此情境搬到電腦之中，就如同把前述檔案系統所維護的那張「表」給拿掉，此時檔案總管中還能看到目前有哪些資料夾或檔案嗎？答案絕對是否定的。

如此一來，各位便可以理解了，磁碟格式化的效果就如同把圖書館的館藏系統關閉，讓你無法藉由系統進行查詢了。而此時雖然看似什麼書都查不到了，但其實書還在架上並沒有不見。因此，硬碟分區格式化之後，只是失去了記錄相關資訊的目錄罷了，資料本體仍存放在原處。

各位可能或多或少都曾有過不慎將存有資料的裝置進行格式化的經驗，現在聽了上述解說，你便可以了解到要對遭到格式化的儲存裝置進行資料救援，並非難如登天，關鍵就在於找回檔案系統維護的那個「表」即可。只要有了那個目錄，想找到格式化前登記在案的那些資料夾和檔案，就輕而易舉不費吹灰之力了。

找回檔案配置「表」，就復原了檔案！

至於如何找到那張「表」？聰明的讀者應該已經猜到它肯定是個檔案才是。沒錯，而不同檔案系統的管理機制有所不同，其代表檔案配置的表也不同，以 NTFS 檔案系統而言，那張表叫做「MFT」；而 FAT 檔案系統的表則叫 FAT（File Allocation Table）。

也許有人會說他根本沒在檔案總管中看過這些檔案，的確，這配置表是屬於系統保護檔案，無法藉由檔案總管存取，但仍可透過鑑識工具或資料救援工具進行存取。

我們再把焦點拉回前述我們已完成格式化的隨身碟，儘管看似空無一物，沒有任何檔案或資料夾存在其中，但經以專業工具進行回復，竟能順利找到那些代表檔案配置的「表」了，如下圖所示。

也許有讀者會感到好奇，找到的表不只一張，那究竟哪個表能讓我們回復出最多的資料呢？專業回復工具會把可回復資料最多的表列為最高優先，如上圖的分析結果所示。

接下來我們就來看看這張表能否按圖索驥找出那些仍然存在的資料夾及檔案，果然沒有令我們失望，分析結果如下圖所示。只要挑選欲回復的資料夾或檔案加以匯出，便可完成資料救援工作了。

在一椿電腦犯罪調查案中，若鑑識人員發現證物電腦的整顆硬碟或特定分區，裡頭竟是空無一物，便會合理懷疑可能是遭到有心人士進行格式化等滅證行為發生。為了找出與案情相關的線索，以還原犯罪事實及手法，鑑識人員便會採用專業鑑識工具進行資料還原，再對還原出的檔案內容進行分析，釐清相關案情。

數位鑑識是門嚴謹的科學，各位應該聽過一句俗諺「The footprint in the sand shows where you have been.」這與常言道：「凡走過必留下痕跡」毫無二致。至此相信各位對數位鑑識科學應有了進一步的認識，下回將為各位進一步說明檔案刪除的奧秘，敬請期待。

參考資料：

維基百科──數位鑑識
維基百科──磁碟格式化
維基百科──檔案系統
microsoft──Master File Table
microsoft──FAT File System

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文／何崇瑋

為何美感會因人而異？

由內政部舉辦的「身分證明文件再設計」大起爭議，網路票選獲得將近十萬高票的作品沒有獲得評審的青睞，而評審選出的作品卻只獲得寥寥可數的 46 票，這讓許多人對「審美觀」產生質疑：「究竟是評審曲高和寡？還是大眾的美感有待討論？」

不過，在這快節奏的時代，大量資訊的出現分散了人們的注意力，這可能造成人們的對作品美醜喜好的票選只憑一眼就決定，就如作家盛浩偉所言：「網友比較可能先是單點式的（甚至少數有心人才會認真瀏覽全部作品），但評審卻先是全面式地接收」。難道大眾的審美就真的比較膚淺且不如評審嗎？

心理學上如何看人們的「審美」？

什麼樣的事物會讓人覺得美，心理學上有個著名的「審美流暢理論（Aesthetic fluency）」（Reber, Schwarz & Winkielman, 2004）。這理論非常「簡單直白」：當觀賞者欣賞一事物時，如果大腦愈能順暢地解讀，觀賞者愈會覺得美。

因此，「美」是來自於大腦的認知處理歷程，當認知處理愈順暢時，觀賞者會感到愉悅進而感受到「美」。後人也研究發現，當圖形愈複雜、結構愈不對稱，大腦處理會愈不順暢，人會因而覺得圖形愈不美，反之亦然（Jacobsen, Schubotz, Höfel & Cramon, 2006）。在真實生活中也可以發現人們對對稱結構的著迷，就是因為大腦處理起來輕鬆順暢，如此才美。

欣賞對稱的景象，人皆會覺得美。圖／Julian Yu ＠Unsplash

此理論的精隨在於融合了對美的「客觀」與「主觀」：物品本身的特性會影響處理歷程順暢與否，例如對稱性；人過去的知識經驗也會影響事物解讀的處理歷程，因此才會有著「情人眼裡出西施」，不同人有著不同的美感。

當然，人的美感並非如「流暢理論」這麼簡單！

之後，有許多學者發現「審美流暢理論」並不能完美解釋人的審美。例如，按照「審美流暢理論」，人看到新事物時並不會感受到美，因為缺乏過去經驗，大腦無法順暢處理。但研究發現並非如此，人在欣賞新物品時也會感到美，且愈典型常見的事物也並不一定會覺得美（Blijlevens, Carbon, Mugge & Schoormans, 2012）。生活中也可以發現人們對新物品感受到美的例子，2007 年 Steve Jobs 展示第一代 iPhone 時，iPhone 的設計在當時並非手機的典型，人們卻望著 iphone 讚嘆它的美。相反的，人會看膩常見的事物，你會看著一塊常見的橡皮擦，然後欣賞著橡皮擦的美嗎？

初代 iPhone 的問世時，人們對此從未看過的手機讚嘆它的美。圖／Kim Støvring

因此後來有學者提出「審美流暢理論」的改版：「愉悅─興致的審美模型（Pleasure-Interest Model of Aesthetic Liking, PIA Model）」（ Graf, & Landwehr, 2015），此理論認為人在觀賞物品前會有所預期（我要來投新身分證的票囉），而在觀賞時勢必會遇到與預期不符的情形（喔！這個身分證設計跟我想像的不一樣），也就是大腦在處理看到的訊息時有了不流暢感（disfluency），此不流暢感會「序列性地」經過兩階段的審美處理：

第一階段：主要是受到物體本身的整體特性所影響，人們看到物體的第一眼時，大腦就會「快速自動地」處理產生不流暢的訊息，大腦並沒有多餘的意識介入。此時的自動處理可能產生愉悅感（哇有我喜歡的粉紅色）或厭惡感（畫面怎麼會有噁心的蟲），這都是受到作品本身特性所影響。

第二階段：當人們想要更進一步想賞物品時，就會進入第二階段。此階段主要受到觀賞者的動機以及背景知識所影響，需要有意識地動用大腦的認知資源。如果人們能動腦順利解開謎題時，會因而產生興致；如果人們就算動腦也搞不懂所看到的東西是何物時，就會因此產生困惑。

我們來做個小實驗，請你一起來觀賞下面這張圖。

圖／adds of the world

是不是讓你產生了興致呢？乍看之下是個白雪公主（第一階段審美），但白雪公主好像有哪裡不一樣（不流暢感），仔細一看就發現原來還有福爾摩斯（第二階段的審美產生興致）。

值得注意的是，如果從頭到尾與預期相符，大腦完全流暢地處理看到的訊息，人就會因此感到無聊。因此，審美並非能讓大腦處理愈流暢愈好，而是要有適當的難度，讓大腦有適當的不流暢感。例如，畫面的「複雜度」會影響著人們的審美，不會太單調又不會太複雜的畫面最會讓人感到賞心悅目（Güçlütürk., Jacobs & Lier, 2016）。

研究發現人們會最喜歡不會太單調又不會太過於複雜的畫面。圖／Güçlütürk, Y., Jacobs, R. H., & Lier, R. V. (2016). Liking versus complexity: decomposing the inverted U-curve. Frontiers in human neuroscience, 10, 112.

如何用「審美理論模型」解釋票選行為？

前面提到大眾可能膚淺地只憑一眼就進行票選，確實有不少研究證實人會有快速審美的現象。例如，研究者呈現一網頁畫面給受試者看，但只短短呈現 50 毫秒。在這短短 50 毫秒之內，根本還沒仔細看清且還尚未親手操作，就已對網頁外觀產生美醜的印象，就算研究者把畫面呈現時間延長到十倍，其印象評分也與只呈現 50 毫秒一樣（Lindgaard, Fernandes, Dudek & Brown, 2006）。而這種快速審美也會影響後續決策，當人們覺得網站的外觀吸引力愈高，也會覺得網站愈容易使用，對其的信任程度也愈高（Lindgaard, Dudek, Sen, Sumegi, & Noonan, 2011）。此現象不僅止於觀看使用者介面，人對第一次見到的陌生人也是如此（Willis & Todorov, 2006）。

因此，如果網友是快速瀏覽就決定要投票給哪件作品，並沒有花更多的心思欣賞每件作品時，可能就只是讓自己快速審美這些作品。不過如果按照剛介紹的「愉悅─興致的審美模型」，就可發現這種快速審美是因為審美只停留在第一階段，並沒有過多的意識介入。在第一階段，人的確會看一眼就自動地對物品本身的特性評論美醜，但如果是願意花心思去欣賞（例如我想真實了解這件作品），讓自己進入第二階段的審美，說不定就會發現作品在第一階段審美時所沒發現的「美」。

快速且大量的接收新資訊，可能使民眾未能做出最合乎自身審美的選擇。　圖／fancycrave1 ＠Pixabay

總而言之，的確有可能有些網友的投票是受限於時間緊迫或其他因素，只憑第一印象去投票。但這不是大眾的美學素養膚淺，只是沒有花心思靜下心來好好欣賞而已。

說完了心理學對審美的看法，可以怎麼解讀「新身分證」評審與大眾美感上的不同呢？

剛剛提到的審美模型，有一點很重要：人的背景知識會影響審美。

因此，評審與大眾選出來的作品不一樣就不是一件奇怪的事了。研究也的確發現，「受過美術訓練的專家」與「沒受過美術訓練的一般人」會因為背景知識的不同而有不同的審美觀：一般人覺得抽象畫比較不美，但覺得繪有具體事物的具象藝術比較美；反觀專家不僅覺得具象畫美，抽象畫也會覺得美。研究甚至還發現，「觀賞作品時的生理反應」與「觀賞者對作品『美』的評分」無關，反而是「背景知識」與「『美』的評分」呈現正相關（Van Paasschen, Bacci & Melcher, 2015）。

這時我們來看獲得評審青睞的「新身分證」，請各位想像自己是評審，進入審美第二階段來好好欣賞。此時可以發現，設計獎的新身分證背景有許多「抽象線條」，完全與上述提到的研究一致：專家覺得抽象畫美而生手覺得抽象畫不美。這時你是不是能理解評審為什麼會喜歡這件作品，而大眾比較無感了嗎？

設計獎的新身分證，可以發現背景有些許抽象圖案。圖／Identity Redesign

再來我們來看網友票選第一的「新身分證」，可以發現背景有非常具象的圖案──山脈。這時你是不是可以理解為何此件作品相較於設計獎的作品，比較會受到大眾的青睞了呢？

人氣獎的新身分證，可以發現背景有著具象圖案。圖／Identity Redesign

綜合上述，從心理學的角度可以發現，人的審美是有不同階段，而且會受到背景知識所影響的。因此評審或是大眾審美觀有所不同都是正常的，並沒有誰好誰壞的問題，不會有人故意選一件自己覺得不美的作品。這時，您是不是對這次的事件有了不同角度的理解了呢？

參考資料：

Blijlevens, J., Carbon, C. C., Mugge, R., & Schoormans, J. P. (2012). Aesthetic appraisal of product designs: Independent effects of typicality and arousal. British Journal of Psychology, 103(1), 44-57.
Graf, L. K., & Landwehr, J. R. (2015). A dual-process perspective on fluency-based aesthetics: the pleasure-interest model of aesthetic liking. Personality and Social Psychology Review, 19(4), 395-410.
Güçlütürk, Y., Jacobs, R. H., & Lier, R. V. (2016). Liking versus complexity: decomposing the inverted U-curve. Frontiers in human neuroscience, 10, 112.
Jacobsen, T., Schubotz, R. I., Höfel, L., & Cramon, D. Y. V. (2006). Brain correlates of aesthetic judgment of beauty. Neuroimage, 29(1), 276-285.
Lindgaard, G., Dudek, C., Sen, D., Sumegi, L., & Noonan, P. (2011). An exploration of relations between visual appeal, trustworthiness and perceived usability of homepages. ACM Transactions on Computer-Human Interaction (TOCHI), 18(1), 1.
Lindgaard, G., Fernandes, G., Dudek, C., & Brown, J. (2006). Attention web designers: You have 50 milliseconds to make a good first impression!. Behaviour & information technology, 25(2), 115-126.
Reber, R., Schwarz, N., & Winkielman, P. (2004). Processing fluency and aesthetic pleasure: Is beauty in the perceiver’s processing experience?. Personality and social psychology review, 8(4), 364-382.
Van Paasschen, J., Bacci, F., & Melcher, D. P. (2015). The influence of art expertise and training on emotion and preference ratings for representational and abstract artworks. PloS one, 10(8), e0134241.
Willis, J., & Todorov, A. (2006). First impressions: Making up your mind after a 100-ms exposure to a face. Psychological science, 17(7), 592-598.

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作者／施登騰中國科技大學互動娛樂設計系助理教授（右手寫古器物藝術鑑賞，左手寫博物館科技新知，是古今複合型大學老師）

既熟悉又陌生的 NFC

NFC （Near Field Communication）指的是短距離無線通訊，這是在 Android 手機上相當普及的無線支付、傳輸、感應、通訊應用。

NFC 技術是在 RFID（即大家熟悉的悠遊卡感應）基礎上研發的，早在 1997 年就使用在星際大戰玩具上，後來由 Nokia、Sony、Philips 三家大廠共同研發，並在 2007 年初次使用於 Nokia 6131 手機後，於 2009 年正式推出這項技術。隨後，Google 開始投入 NFC 的研發與應用，所以在 2010 年就由 Samsung 協助開發出 Google 第一款搭載 NFC 的 Android 手機－Samsung Nexus S；並在 2011 的 Google I/O 大會上宣布與示範 NFC 在遊戲，以及分享通訊、網址、應用程式、或影片方向的應用。

隨著無線支付機制與習慣的普及，搭載 NFC 功能 Android 手機在 2012 年就有 300% 以上的成長，在 2017 年更達到 20 億台。而原本只支援無線支付 Apple Pay 的 iOS 系統手機，則在 2017 年 6 月 Apple 宣布 iOS 11 以及 iPhone 7 與 iPhone 7 Plus 以上的手機開始支援 NFC App；自此 iPhone 手機就可以使用無線支付以外的應用，開發者也能透過 Core NFC 開發與發佈應用程式。Apple 此舉被視為移除了 NFC 應用的最大障礙。

NFC近距通訊認證標誌。圖／nxp

了解 NFC 近場通訊的歷史背景後，大家都熟悉又陌生的 NFC 使用方法與應用功能，其實就像其他的通訊資訊傳輸一樣，說明如下：

資料傳輸：可分享圖文、網址、通訊錄、電話號碼、樂曲、影片或相片等資料，並可作為支付、驗核、電子票證等類資訊的發送、接收、與確認。
使用方式：可進行非接觸式點對點資料傳輸，範圍是0～20公分。此即NFC重要的近場高頻無線通訊技術基礎上的特殊數位資料傳送方式。
對接形式：NFC 裝置與標籤的對接傳輸形式主要是以下圖所示之兩類，也就是「『NFC手機』＋『NFC Tag』」或「『NFC手機』與『NFC手機』」等。

左邊圖示為：「NFC手機」接收「NFC Tag」訊號；右邊圖示為：「NFC手機」與「NFC手機」傳通。圖／taptrack.com

來看看 NFC 的精采應用

Nokia、Sony、Philips 三家公司為推廣 NFC 應用，並推動 NFC 技術標準，進而成立非營利組織 NFC Forum。該組織以 2017 年公佈的「NFC Innovation Award Winners and Semi-Finalists」（ NFC 創新獎）的精彩作品去介紹，會讓大家對NFC有更多的認識，並且也據以提出可能的應用。

最佳新創公司獎項得主：IO NFC Sticker （NFC貼紙）（支援Android 4.0以上）

Dimple 的 NFC 按鈕可透過手機設定並且直接貼在手機背面。圖片來源：youtube

「如果透過自己在手機機體上設定的NFC按鍵，一按就能馬上可以啟動手機裡的：相機、手電筒、電話、鬧鐘等功能。而且有專屬應用程式，要設定與更換按鍵功能都非常簡易，一排四個按鍵也不需電源，隨貼即用。」這聽起來是不是很實用呢？知名部落格 Unbox Therapy 對此產品也有很高的評鑑，他的拆封分享、設定使用、實際體驗等內容請見影片。

最佳手機應用程式獎得主：Khushi Baby/ Healthy Baby (NFC穿戴項鍊）

此內建 NFC Tag 的數位項鍊是在印度鄉下推廣使用，它可以記錄幼童健康的數位資訊，而不需再用傳統的紙本紀錄，因為紙本既不方便又難維護，Khushi Baby 的 NFC 標籤，可以透過手機軟體即時更新儲存健康資料，使幼童健康履歷隨身攜帶，方便後續進行各式醫療前的個人健康資訊取得。況且 NFC 標籤既輕薄易用，又可放置在各式物品中。因此此為解決貧困鄉村醫療資訊問題的創新產品，也充分發揮「社會設計」的以設計手段解決社會問題的功能。

Khushi Baby項鍊內嵌NFC Tag。圖片來源：youtube

幼童穿戴Khushi Baby項鍊式NFC Tag的樣子，網站中也有更多的說明。圖片來源：khushibaby.org

最創新 NFC 產品、服務、成品決賽入圍：Blulog 溫度監控NFC卡

這項 NFC 應用是將 NFC Tag 設計在明片型大小的產品中，厚度僅有 2.5 mm，可與包裝箱隨運，並且全程記錄監控箱內商品的溫度，也具有 GPS 定位追蹤功能，可以說是具有多元智慧功能的溫度監控記錄數位標籤，是針對新鮮食品的低溫運輸系統（Cold Chain）所研發的科技產品。

此產品而且只要用以手機輕觸就可以讀取商品在低溫運輸過程中的溫度監控、GPS 歷程等資料，所偵測到的溫度誤差也只有 0.2~0.4℃ 而已。而且根據 Blulog 的官方網站資料， Blulog NFC 卡還有警報二極管（alert diodes）只要在低溫運輸過程中有問題，就會發出警示訊號，而且 Blulog NFC 卡最便宜的版本為 10 歐元，可維持 30 天到 1 年。

Blulog的溫度監控NFC標籤很輕薄。圖片來源：youtube

只要用手機即可讀取Blulog數據。圖片來源：youtube

最佳新創公司決賽入圍：內建 NFC 讀取功能分酒機〈Kuvee Connect 〉

Kuvee Connect 是款創新產品，可以由下插入葡萄酒瓶於器體內，並作為分酒機，Connect 器身上還有 LCD 觸控螢幕，會在葡萄酒插入後讀取該瓶葡萄酒的NFC資料，而在LCD觸控螢幕上顯示包括評價、評等、推薦資訊、酒商、酒莊等資訊。是款具有食用分酒機功能，又具備NFC資料讀取應用的創新產品。可透過影片進一步了解使用方法：

最佳手機應用程式獎決賽入圍： Nestech Smart Lock （智慧門鎖系統）

Nestech Smart Lock是由台灣團隊所研發的，主要是將NFC技術應用在電子鎖、飯店發卡系統上。目前該公司的電子鎖產品已經量產，在許多購物網站上都可以看到，並在功能上特別介紹「手機App遠端控制並直接產生密碼」、「子母卡感應設定」、「NFC手機前台管理」、「200組密碼」等特色。

台灣團隊Nestech推出智慧門鎖系統。圖片來源：youtube

以上是 NFC Forum 2017 年公佈的「NFC Innovation Award Winners and Semi-Finalists」（ NFC 創新獎）中幾款值得推薦的 NFC 應用產品。如果還有興趣了解NFC的應用，可以再看看部落客艾格所寫的「手機的NFC功能來能幹嘛？6個你應該知道的NFC更多應用」。

談談 NFC Tag 標籤

NFC應用的原理是主要以點對點方式，在20公分近距離內即可讓NFC手機或標籤進行交易存取。特別是NFC Tag 標籤是相當輕薄的晶片，共有5類，實際產品照片如下圖，就像張貼紙般。

NFC感應標籤十分輕薄。圖片來源：s.yimg.com

雖然 NFC Forum 網站也針對各類 NFC Tag 特性與功能提供說明，但在本文則引用臺灣科技大學整合數位服務實驗室所整理的簡報資料來介紹，而且該份簡報對於Android NFC技術有相當清楚的說明。

就如下圖所示，NFC Tag 基本上分為五類，共有 type 1-4 與其他類。這些類別在相容產品（Compatible Products）、記憶容量（Memory Size）、單價（Unit Price）、資料擷取（Data Access）方面均有不同。在台灣的售價大概是在 20~150 元左右。在形狀上共有：硬幣形、圓形吊牌形、貼紙形、電池釦形、卡片形等等，方圓均有，有些甚至與嵌入產品中，像是手錶、鑰匙扣、喇叭等等。

各類NFC標籤功能的列表說明。圖片來源：slideshare

博物館與展場可以如何使用 NFC 技術？

其實能找到的 NFC 博物館應用案例並不多，倒是 Nokia 在 2011 年與倫敦博物館（Museum of London）推出的 NFC 應用，算是比較早的案例。相對於掃描二維碼、圖文、物品，或由藍芽傳輸的等 QR Code、AR（Augmented Reality）、iBeacon 來說，NFC 確實是個簡便又迅速的資料傳輸／讀取技術。前面介紹過 NFC技術與 NFC 標籤，所以對 NFC 標籤可以內嵌數位資訊等候讀取的這個技術應該不陌生。但 NFC 如何應用在博物館展場提供數位服務呢？以倫敦博物館的案例來說，Nokia 在展區中設計了兩項 NFC 運用方式如下：

Find Out More : 在許多件展品的說明牌下方，另外貼有「Find Out More」的牌子，這牌子內嵌了儲存該展品的圖文、影片、網路資訊的 NFC 標籤，讓訪客用 Nokia 手機輕觸就可在螢幕上讀取資料，以更深入地認識展品。
Check In on Facebook / Sign Up to eNews/ Follow Us on Twitter：在服務區的 Check In/Sign Up/Follow 立牌中也內嵌 NFC 標籤，以手機輕觸後，即可登入或登錄專屬數位服務社群與新聞平台。

訪客正以手機輕觸說明牌去讀取展品資料。圖片來源：youtube

所以 2011 年 Nokia 在倫敦博物館所展示的 NFC 應用，也就是前面所介紹的 NFC 資料傳輸基本功能：「分享圖文、網址、通訊錄、電話號碼、樂曲、影片或相片等資料，並可作為支付、驗核、電子票證等類資訊的發送、接收、與確認。」

基本上，從慣用方式上去理解 NFC 功能其實能更清楚，那就是 NFC 手機為終端的接收器 (Receiver)、驗證機 (Verification)、交易卡 (Trading Card) 等功能，因此就如下圖，使用 NFC 手機可進行下列事項，也提供展場功能規劃的設計想法。

此圖提供很完整的 NFC 智慧服務功能。圖片說明：rfpage

停車管理 (Parking Access Management)：與目前停車卡與悠遊卡使用方式一樣，可以有效進行進出管制與流量監控。展區管理也可導入此技術功能。
門禁控管 (Access Control)：就像前面介紹目前已有多款使用NFC的電子鎖，用在無鑰匙門禁（Keyless Access）也是很常見的功能。展區的展件、裝置、設施的啟動均可使用此功能。
票務 (Ticketing)：電子票務已是兵家必爭之地，因為智慧票務（Smart Ticketing）或電子票務（E-Ticketing）結合NFC的數位標籤或實體標籤後，已可取代傳統票卷，而且可以置入行銷宣傳，提供海報、廣告、傳單、資訊的連結。
資訊傳輸讀取 (Data Exchange Between Two Mobiles/ Receive From NFC Tag)：這是 NFC 最常見的基本應用。目前也用在醫療服務、健康照護等等領域，所以已有廠商著手於搭配的NFC Tag功能的小型配件，像是手環、項鍊等等。這功能也能提供博物館/美術館等展館很多資訊提供服務的想像，不管是隨附於展品、安排在特定位置、整合於特定設備。
行動支付 (Contactless Payment)：目前以手機作為智慧卡（Smart Card）或支付卡（E-Wallet），已經是目前很普及的用途。這對於博物館/美術館等展館導入金融服務與行銷服務是相當有幫助的，像是聯名卡、跨館際消費、會員服務、優惠服務等等。
運輸卡 (Transport Cards)：此功能常見於貨品運送上，作為運輸過程中貨物資訊、溫度監控、GPS 定位追蹤等，都是運輸業很需要也很實用的功能。博物館/美術館展品管理與運送上也會有此功能需求。

因此，在前面的許多說明與範例介紹後，相信各位也瞭解與認同，無論是本文要刻意導入的博物館/美術館使用方面的想像，或者是其他的應用，NFC 都是相當值得期待的數位技術與產品。在此相當推薦進一步去了解一款目前已在紐約庫柏休伊特設計博物館 Cooper-Hewitt Smithsonian Design Museum 使用的互動筆（ The Pen），此數位筆型裝置也是使用 NFC 技術去讀取與儲存展品資訊。

The Pen是曾為克里夫蘭美術館製作 Gallery One 成功案例的 Local Projects 為紐約庫柏休伊特設計博物館所研發的。The Pen不僅能在多媒體螢幕上創作與互動，也能夠讀取 NFC 標籤的數位資訊，並且透過雲端蒐集個人喜歡的展品資料。下圖是其設計概念。而庫柏休伊特設計博物館在宣傳上，將此筆在展場中的用途功能定調為三大項：「Explore探索」、「Create 創作」、「Collect蒐藏」。

The Pen的設計構想。圖片來源：cooperhewitt.org

作為發揮「探索」、「創作」」、「蒐藏」功能的重要數位裝置，The Pen 除了當作參與創作而在螢幕上繪圖的數位筆之外（畢竟此展館是著名庫柏休伊特設計博物館)，也作為 NFC 標籤的讀取與儲存裝置，可用The Pen探索與蒐藏自己喜歡的展品訊息。不僅透過筆端的傳感器讀取嵌入在展品說明卡上的小型NFC標籤中的訊息。

也可以透過高解析螢幕的互動桌，讓訪客將 The Pen 所蒐藏的展品資訊，放到螢幕上觀看。此功能讓訪客有如在參觀過過程也擔任自己的策展人，設計自己專屬的展覽。所以在互動桌上整理編排好後就可以儲存到雲端（庫柏休伊特設計博物館管理），並且取得圖標（Collect Symbol）與編碼（Code）後，就可以到網站輸入專屬編碼，在家查看自己蒐藏的展品資訊。相關步驟如下面組圖，欲了解其操作請看影片。

使用The Pen讀取資料。圖片來源：cooperhewitt.org

The Pen所儲存的訊息也可以在數位互動桌的螢幕上觀看。圖片來源：cooperhewitt.org

在博物館取得專屬編碼後，隨時都可上網登入讀取所蒐藏的展品訊息。圖片來源：cooperhewitt.org

小結

上面所介紹的 NFC 技術內容與範例，其實都提供了許多 NFC 應用在展示場域作為數位資訊或個人服務的許多想像。由於 NFC 標籤的價格不貴（前面提到約20~150元），也可透過許多 App 進行編輯與管理，而且相當輕薄可嵌入或黏貼於其他物品，或者製成特色商品，這些優勢都是值得納入服務構想的特色。下面有「Call to action」與「Participatory Experiences」等使用建議提供參考。

Call to action （行動呼籲）

非常建議採用「Call to action」的概念，以NFC手機為發想點，專注在NFC 手機作為終端的接收器（Receiver）、驗證機（Verification）、交易卡與票卷（Trading Card/Ticket）的功能，再去接軌各項適合訪客的數位服務功能。而且，使用像是「Find out more」的提示引導進行主動探索，以接續後面的蒐藏、讀取等服務。

The Pen算是目前比較值得了解仿效的數位 NFC 服務，其實若不考慮其數位繪筆功能的話，以 NFC 手機取代 The Pen 的方式，也能讓此展品資訊探索、蒐藏、讀取的操作方式與功能，在其他展館提供很直覺且客製化的數位服務。

Participatory Experiences（參與式體驗）

由 The Pen所提供的個人化展品資料庫功能，與參與式體驗（Participatory Experiences）形式，其實也和其研發公司〈Local Projects〉在克里夫蘭美術館所提供的 ArtLens Wall 服務很像，都能提供個人專屬展件資料蒐藏與讀取。當然其差別就是 The Pen是在參觀過程中讀取與蒐藏鍾愛的展品資訊，然後在數位桌讀取編輯並上傳專屬雲端位址；而 ArtLens Wall 則是讓參觀者在 40英尺長、720p解析度的多媒體螢幕上，由該館提供的 4000 多件數位典藏品中，選取自己喜歡的展品，並將資料下載到專屬 iPad 導覽器上，作為導覽輔助進行參觀。

因此，本文建議在展場互動上，可以鼓勵參與的 Call to action 去觸發動機，以個人化的 Participatory experiences 去創造專屬感，這樣的話，NFC 所提供的便利技術與數位服務也就能夠更有創意的使用在各式場域與活動中。

訪客在借用ArtLens Wall專屬裝置後，就放置在ArtLens Wall前座子上，等候接收個人鍾愛的展品資料。圖片來源：youtube

訪客可以在ArtLens Wall近40尺的螢幕上，從4000餘件展品選擇。圖片來源：youtube

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文/呂宏耘│畢業於清大化工所的無業游民，喜歡影集、巧克力、以及角落生物。不喜歡霧霾、慣老闆、以及生離死別。

你可能前些日子才剛從淘寶訂購了一個便宜的冰箱和一個超大尺寸的超薄曲面螢幕，而對方可能跟你說走船運兩週內就會到貨。而你朋友可能最近剛從美國念完博士班，衣錦還鄉可比想像麻煩：那麼多的日用品和書怎麼帶回台灣啊，而聰明如你則跟這位朋友說用海運寄回來就好，運費便宜的很。

圖／pexels

全球空運及海運的運輸量事實上大得驚人，舉凡農產品、工業原物料及產品的進出口到石油天然氣等能源的國際運輸，都需要仰賴空運及海運。80% 以上的國際運輸仰賴海運，靠海的城市更是有 90% 以上的進出口貨物來自海洋運輸。

秉著單趟運輸量極大、運費低廉、以及天然航道等優勢，大洋上的貨櫃船不計其數，而國際級海港更是成為世界各國國內經濟的重要命脈。

船隻廢氣帶來的空氣污染

圖／pexels

然而對環境的代價呢？撇除船隻漏油等災難性的破壞，船隻運輸的時候排放的廢氣會造成空氣污染，這點也是無法否認的。但實際情況到底有多糟？

據統計在 2015 年國際海洋運輸排放的二氧化碳量達到 8.1億噸，佔了全球碳排放的 2.3%；另外海洋運輸的氮排放（氮氧化物）佔全球 15 %、硫排放量佔全球的 13%。

氮氧化物的污染源自高熱的引擎周圍促使空氣中的氮氧相互作用，最後生成一氧化氮或是二氧化氮，也就是俗稱的氮氧化物（NOx）。這些氮氧化物在接觸到水分子後會生成硝酸或是硝酸鹽，對土壤的酸化、臭氧的破壞、以及水質的優養化有極大的破壞。而硫氧化物主要源自煤礦的燃燒，硫氧化物接觸到水分子之後會產生硫酸（~~看看水分子做了什麼好事）~~。這兩者也是酸雨的主要來源，是許多人無髮無天的始作俑者之一。

聯合國底下的國際海事組織（International Maritime Organization, IMO）正積極地處理相關事務。作為專職處理海洋安全、海洋污染與海上合作的官方機構，他們在今年 (2018) 四月發表聲明，希望在 2050 年前能將海洋運輸的碳排放量降到 2008 年的 50%，並且在 2030 年前將每次運輸的排放量降到原先的六成。也就是說，不僅總運輸的排放量要得到改善，在單位運輸排放量也要看到顯著的下降。

國際規範豎起標竿，台灣的政府也正積極的從法律層面著手。交通部航政司配合行政院的空污法，訂定「國際商港空氣污染防制方案」，法規中針對不同的排放源訂定有效的改善措施。其中關於船舶所造成的空污，法規強調船舶進出港口要減速，並且規定要使用低硫燃油。在法規實行後，溫室氣體的減碳量每年達到 39,000 公噸。而因為進出港減速，引擎溫度可以降低許多，使得氮氧化物的排放量每年能減少 1,000 公噸。

綠色船運該怎麼做？

圖／pixabay

綠色船運（Green Shipping），主要可以從三個方向著手。

首先，使用含硫量低的石油。數據顯示，若石油內的硫含量從 35,000 ppm 降到 1000 ppm，則硫的排放量可以減少 97%。這種解決方案最容易達成，畢竟連引擎的設計都不必更改，只要在採購石油時多一點良心及社會責任。也因為影響因素只有油價，所以在原油價格低的時候比較容易達成。2016 年油價來到低點，低硫石油的價格也被壓低，甚至比 2012 年油價高點時最髒的石油還要便宜一半以上。而當油價攀升時，燃料成本便會大幅上升。

其次，使用乾淨的能源，好比天然氣或是氫氣。天然氣燃燒之後只有二氧化碳跟水，而氫氣燃燒之後甚至只有水，與石油內的諸多雜質相比，是很乾淨的能源。

原則上船商不大可能一口氣將船改成氫氣引擎或是天然氣的引擎，比利時一家船商 CMB （Compagnie Maritime Belge）讓船同時使用石油跟氫氣作為動力，目前已經能讓氫氣佔比 50%，預計在不遠的將來能讓氫氣的比例達到 85%。然而氫氣目前屬於較貴的燃料，對於這個現況CMB的研發首長 Roy Campe 表示「我們必須準備好迎接石化能源比氫氣能源還要昂貴的一天」，對於綠色能源相當看好。

最後，做好港口管理。船隻的噸位十分驚人，目前巴拿馬型的總載重量大多為 76,000 噸級，載重噸位的世界紀錄保持者的全載重量更是達到 657,019 噸。試想要讓如此龐大的船隻運行需要多少的能量。

圖／wikimedia

曾經的世界最大集裝箱貨輪「中海環球」在運行時需要 56.8 兆瓦的電力，相當於 47,500 台窗型冷氣（1200瓦）運轉時所消耗的功率。而這還沒計算加減速時的耗能，因此控制好運行進港的速度、減少不必要的加減速，就能夠省下可觀的能源費用。

經濟蓬勃發展，無形的代價

圖／John LeGear@flickr

貨物及金錢的流動，我們常常認為是個多贏的局面。個人收入增加，國家經濟指標上升，同時能獲得更好的生活品質。然而蓬勃發展的經濟之下是有代價的，而往往是由大自然承受這樣的代價。我們使用石化燃料、使用人類文明帶來的所有便利，這幾乎是個不可逆的局面。

然而環保意識逐漸抬頭，保護環境不再是由環保團體來苦撐。人們學會帶環保碗筷、會節能減碳、會垃圾分類。人民在小地方做到最好之後，企業也該負起社會責任，在了解諸如船運這些未察覺的環境成本之後，積極的豎立標準，以求與自然和平共存。

參考資料：

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文／林展蔚（Jhan-Wei Lin） │ 台灣師範大學生科系低調博士，研究興趣為動物的生活史演化、行為生態與族群生態，專長於生態學、演化生物學、脊椎動物學、野生動物保育、生物統計等。目前正不務正業的在泛科學和國家地理寫寫科普文，讓生態與演化之美更廣為人知。

圖／OpenClipart-Vectors @Pixabay

「剪刀、石頭、布」是人類世界共通的遊戲，人人都會玩，但你知道蜥蜴也略懂嗎？側斑蜥（side-blotched lizard, Uta stansburiana）的雄蜥們就用牠們的一生來玩剪刀石頭布。牠們有三種繁殖策略，每種策略比其中一策略強，卻又比另一策略弱，剛好形成類似剪刀石頭布的勝負循環！

這種特殊的生活史策略是由 Barry Sinervo 發現的，讓側斑蜥這小傢伙自九零年代起一躍成為演化生物學中的明星物種¹（爬行界另一演化巨星是變色蜥，改天再撰文談談吧~），直至今日這經典案例仍有不斷出爐的後續研究，持續讓人們感受演化的神奇。

乍看常見的側斑蜥，實則為演化生物學討論的明星。圖/Joshua Tree National Park@flickr

橘、藍、黃三種類型的繁殖策略

這大明星是北美洲西南部常見的小型鬣蜥，雄性的喉部具有明顯的體色多型性（color polymorphism），雖然是同一種但可以很清楚的區分成橘、藍、黃三種顏色類型。

這三種顏色的雄蜥有著完全不一樣的的繁殖策略：

橘喉雄蜥（好鬥者）體型較大，兇猛而好鬥，咬合力與耐力都是三型雄蜥中最強的，守護著範圍極大的領域，因此擁有許多雌蜥後宮；
藍喉雄蜥（防衛者）體型中等，具有領域性，但較橘喉的守護範圍較小，領地內常常僅有一隻雌蜥配對，領域行為比較謹慎而不好鬥，常與鄰近的藍喉雄蜥和平共處；
黃喉雄蜥（偷情者）則完全沒有領域性，體型與體色擬態雌蜥，繁殖策略是偷偷摸摸的跑到其他領域雄蜥的家裡找雌蜥偷情。

當這些雄蜥遭遇時，會有以下三種情況：

橘喉（好鬥者） > 藍喉（防衛者）：兩者都有領域性，但橘喉雄蜥打鬥能力較強，總是能夠戰勝藍喉雄蜥，奪得領地和雌蜥。
藍喉（防衛者） > 黃喉（偷情者）：藍喉雄蜥的領域較小，而且經常與鄰近藍喉雄蜥共同守護領域，黃喉雄蜥常常不得其門而入，很難成功偷情。
黃喉（偷情者） > 橘喉（好鬥者）：橘喉雄蜥領域非常大，又獨力守衛整個領域，黃喉雄蜥很容易趁虛而入，偷偷的和橘喉雄蜥的眾後宮們交配。

終身性的剪刀石頭布遊戲

側斑蜥（Uta stansburiana）雄蜥的剪刀石頭布繁殖策略。
三種雄蜥的喉部顏色，分別對應不同的繁殖策略，左至右分別是橘喉好鬥者、藍喉防衛者與黃喉偷情者。三種雄蜥剛好互相克制，形成類似剪刀石頭布的勝負循環。　圖／作者修改自 Sinervo Lab

三種雄蜥的繁殖策略剛好類似剪刀、石頭、布，橘剋藍，藍剋黃，黃剋橘，形成迴圈的勝負循環（見上圖）。那究竟雄蜥色型與策略是怎麼決定的呢？中途可以變色轉職成另一種策略嗎？

Sinervo 等人當年的研究即顯示這有趣的色型與繁殖策略是由基因遺傳的，近年同一實驗團隊更是進一步指出這三種繁殖策略是由單一基因座的三個等位基因所調控²。簡單的說就是老爸的策略決定兒子的策略，雄蜥們是靠爸氣在玩剪刀石頭布的，中途沒有辦法轉職成其他策略。

在無法轉職的情況下，族群中各色型雄蜥的比例就扮演了非常重要的角色，「比例」能夠決定哪一種雄蜥較容易繁殖。

試想一下這種剪刀、石頭、布的玩法，所有人在遊戲前先決定手勢，接著進行多場對決，與他人兩兩相遇時都不能變換手勢，直至所有對決結束。假設你決定出剪刀，而遊戲進行之前有九成的人決定出布，那你的遊戲一定戰無不勝；反之，若多數人決定出石頭，那你就會輸的屁滾尿流。

這就是側邊蜥雄性個體的一生寫照，時機若對，就可以擁有許多交配機會，但是生錯時代就準備當一輩子的羅漢腳。例如，一隻黃色雄蜥出生在橘色雄蜥比例高的族群，他就會變成超級小王，讓多數擁有大領域又好鬥的猛男們帶綠帽；但是若生在藍喉比例高的族群，就幾乎沒有什麼交配機會，注定終老一生。

風水輪流轉！

更有趣的是，由於基因遺傳的關係，這種終身的剪刀、石頭、布遊戲在時間的演進下，世代間的優勢策略會隨之改變！以橘喉比例高的族群為例，少數黃喉偷情者將極度優勢的生下一堆小小王，這些小小王長大後依然會很有優勢的繼續偷情，再生下另一批小小王。數個世代過後，當族群中黃喉偷情者的比例升高至一定程度時，風向就改變了，藍喉防衛策略將變成最優勢的策略，然後生下很多藍喉小雄蜥，使得防衛者的比例在幾個世代內漸漸增加。當藍喉比例增高時，由於對手幾乎都是藍喉雄蜥，橘喉猛男的時代就來了。

這種策略優勢度隨其頻度變動的現象被稱為「頻率依存型擇汰」（frequency-dependent selection），在這種擇汰壓力下，三種策略在族群中都會存在，其比例會在一定範圍內不斷波動（見下圖）。近年的大尺度野外研究即顯示在超過半數的側斑蜥族群中，這三個不一樣的繁殖策略同時存在。然而由於族群間存在著相異的環境壓力，這種剪刀、石頭、布的平衡狀態可能會被打破，導致部分族群僅僅只剩下兩個策略，或是一個策略，而這樣失去多型性的狀況與此物種型態的改變以及種化事件高度關聯。²

三種雄蜥策略在族群中的頻率隨著時間而重複波動之模擬圖。任一策略的頻度會因其所剋制的策略的頻度上升而隨之漸增，此策略增加至一定頻度後又因剋此策略之策略隨其漸增而下降，導致波動循環。　圖／參考研究結果[1]繪製。

剪刀、石頭、布、蜥蜴、史巴克循環！？

動物界體色多型性的情況比比皆是，除了側斑蜥的剪刀、石頭、布循環外，雙點花鱂（Poecilia parae）的雄魚有五種相異的色型（見下圖），這些形態和體色差異極大的雄魚，甚至一度被分成不同種！

雙點花鱂雄魚的色型同樣是由基因所決定的，不同色型雄魚的繁殖力、異性吸引力、和存活力等表現皆有不同。多數的族群擁有四種色型以上的雄魚，有些族群中甚至五型並存，這代表維持多型性共存的擇汰力量存在其中³。在這個物種中，除了性擇以外，天擇很可能一同參與了這個多色型的維持，這會不會是剪刀、石頭、布遊戲的升級版──「剪刀、石頭、布、蜥蜴、史巴克」的勝負循環呢（見下圖）？目前有數個科學團隊正在深入了解其中的機制。

雙點花鱂（Poecilia parae）雄魚的五個色型，以及剪刀、石頭、布、蜥蜴、史巴克的遊戲。　圖／參考資料[3] 與 wikipedia。

最後，不論是側斑蜥或是雙點花鱂，這些神奇有趣的多型性及生活史策略都需要專家們持續不斷的研究才能被發現。以側斑蜥為例，牠們經典的剪刀、石頭、布策略在 1996 年被發表，讓這個美西常見的小蜥蜴變成演化生物學中的經典，也帶領了後續許多開創性的研究。但在此之前，有關牠們的基礎研究自 1960 年代就開始了。經過多代兩爬學者努力研究，才漸漸解密其生態與行為背景，三十年後才能有這麼經典的研究發表。自然界中一定還有許多不起眼的小生物，身體裡藏著美妙的演化故事等著被探索發掘！

參考資料：

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作者／楊又臻│雅文兒童聽語文教基金會研究助理

換一下沒什麼啦……才怪。圖／imdb

在小美人魚和巫婆交換之前，讓我們先來前情提要一下：

人魚公主原本是海神最寵愛的小女兒，15 歲生日那天在暴風雨的海面上，救了英俊的王子。她為了跟王子再見上一面，不惜用聲音跟巫婆交換雙腿……

如果當時巫婆想要用來跟人魚公主交換雙腿的不是聲音，而是聽見聲音的能力，會發生什麼事呢？對人魚公主又會有什麼樣的影響呢？如果巫婆大發慈悲，只拿走公主一點點聽力，結果會變得比較好嗎？

「輕微聽力損失」是怎樣的症頭？

外耳和中耳，耳咽管標記為auditory tube。圖／wikipedia

其實一點點聽不清楚這個症頭，有一個很正式的名稱叫做「輕微聽力損失（minimal hearing loss）」，後面就簡稱它「微聽損」。根據 Educational Audiology Association（2017）所整理的定義，微聽損包括了「單側聽損（Unilateral Hearing Loss）」、「高頻聽損（High-Frequency Hearing Loss)」以及「輕型聽損（Mild/Minimal Hearing Loss）」。

此外，因為兒童的耳咽管較平、短、寬，而且黏膜纖毛的免疫與排泄功能也還沒完全成熟，在上呼吸道感染後病毒、細菌容易隨著耳咽管侵犯中耳導致中耳積水，引起「暫時性的傳導型聽力損失（Temporary Conductive Hearing Loss, CHL）」（Wang, Chang, Chuang, Su,& Li, 2011），也屬於微聽損的範疇。如果中耳積水長期反覆發生，最後也可能會變成永久性的聽力損失。（延伸閱讀：更多微聽損資訊請見認識微聽損）

根據 2012 年 WHO 的統計，整個東亞地區（包括台灣）15 歲以上的微聽損人口占比高達 14％。Bess et al.（1998）的研究也指出除了成人老化造成的聽損外，有11.3% 的學齡兒童有不同程度與類型的聽損，其中微聽損就佔了 8.8 %（單側聽損 3.0%、高頻聽損 1.4%、輕型聽損 1.0% 和暫時性傳導型聽損 3.4%）。

本圖所示之聽損程度參考國際標準劃分。圖示為日常生活中安靜環境下每個頻率常見聲響的音量範圍；灰色區塊為語音分布位置，是人類語音主要分布的區域。圖/雅文兒童聽語文教基金會提供

單側聽損：小美人魚的右耳聽不到海鷗的提醒

可能情境一：隔天一早，小美人魚一面聽著海面上的浪聲，一面用雙腿奮力蹬向陸地。好心的海鷗想告訴她「王子的城堡是在另一頭！」儘管著急的海鷗在小美人魚右邊殷勤提醒，但小美人魚卻沒有聽見，一直往海的另一端游去，一直到天空又像魚肚子那樣的明亮……她還是沒有遇見王子。

圖／imdb

一般來說，一邊耳朵聽力正常，另一邊耳朵的聽力在 500 Hz、1,000 Hz、2,000 Hz三個頻率的平均聽力閾值（也就是能夠聽到的最小音量）大於 20 dB HL；或是在 2,000 Hz 以上至少 2 個頻率的聽力閾值大於 25 dB HL，就可以說是「單側聽力損失」（Centers for Disease Control and Prevention, 2005; Eichwald& Gabbard, 2008）。

單耳聽損程度不論是輕至極重度皆稱為單側聽損。但其中約有 59%單側聽損者的聽損程度落於輕度至中度之間 (Fitzpatrick et al., 2014)，也就是大約落在 26-55 dB HL這個範圍。下圖為一單側聽力損失聽力圖示例。

一般來說，聽力圖中紅色的Ｏ代表右耳；藍色的Ｘ代表左耳，測驗完畢後會將圖示以線段連接起來。線段的下方，表示在安靜環境中聽得到的聲音；線段的上方表示聽不清楚的聲音。示例圖為右耳單側聽力損失，表示右耳無法聽取分布於紅色線段以上的子音，亦即分布於相對頻率上的風吹樹葉沙沙聲、時鐘滴答聲及鳥鳴聲等常見聲響也可能聽不見。本圖僅為示意，因為每個人的聽力損失程度皆不相同，實際聽力損失情形須尋求專業聽力師做聽力檢測。圖/雅文兒童聽語文教基金會提供

這樣說起來好像海鷗說話的聲音大一點就沒什麼問題了？

然而，一耳聽不好的小美人魚接收遠距離語音的能力較差，且較難理解聽力較差那一耳聽到的語音。同時，在有噪音的情況下（如：身旁圍繞著浪淘聲），辨識語音的能力也相對較差（Bess & Tharpe, 1984; Bess, Klee, & Culbertson, 1986），海鷗大聲對著小美人魚講話，不僅無法正確傳遞訊息，更糟糕的是大聲喊叫的語音其實是扭曲的，這對聽力損失的人來說，反而會更加難以辨認對方所要表達的意思。

話說回來，儘管沒有和王子相遇，15 歲的小美人魚爬上另一邊陸地還是得上學。右耳聽不好的小美人魚功課會不會跟不上呢？

根據過往研究指出，在噪音中的語音辨識能力，即便是聽力較佳的那一耳，單側聽損的兒童表現仍明顯與聽力正常的同儕有落差（Bovo et al, 1988; McCreery,2014）。美國在1980至1990年代間的研究顯示，有三分之一單側聽損學童曾被留級過，也有將近一半的學童需要特教資源的協助（Bess & Tharpe, 1984; Bess, Klee, & Culbertson, 1986; English &Church ,1999）。相較於一般學童，單側聽損的學童中有1/4面臨更多的學習困難，導致學業落後於聽常同儕的平均表現（English & Church, 1999）。

高頻聽損：王子對小美人魚說「一起去掃地和親親…」

可能情境二：長出雙腿變成人類的小美人魚照理說可以聽到的聲音頻率約在 20-20,000 Hz，但是拿高頻聽力與巫婆交換雙腿之後，雖然聽得到聲音，頻率在 2,000Hz 以上的聲音就聽得比較差了。

一天，陰錯陽差的事情就這樣發生了：

王子：「你願不願意跟一個傻瓜，今晚三更時分，一起去草地看星星？」
小美人魚：「好啊！」

（噢，這樣的情節彷彿是一個浪漫的約會就要展開了……灑花）。

但是到了晚上，捧著玫瑰花束帶著望遠鏡的王子，只見到小美人魚拿著掃把塗著口紅赴約，打算與王子「一起去掃地和親親」……讓我們為這段戀情哀悼一秒鐘。

圖／imdb

是的，高頻聽損的小美人魚，即便是在安靜的環境中也很容易漏聽或誤聽如：ㄗ、ㄘ、ㄙ、ㄔ、ㄈ、ㄒ、ㄑ……等高頻的語音訊息，也因此在加入環境中的噪音時，聆聽的正確率就更差了。也由於小美人魚高頻語音聽得不好，在與王子交談的過程中，可能會流失 20%-30% 的語音訊息，容易造成會錯意的情況。同時，小美人魚的語音清晰度也會因為高頻聽不清楚而受到影響（Anderson, K. & Matkin, N., 1991, 2007 revised）。

事實上人類溝通時主要能聽取的頻率範圍大抵是在 250～8,000 Hz 之間，這也是一般聽力檢查中主要測試的頻率範圍。而單耳或雙耳的聽力閾值在 2000Hz以上至少兩個頻率的聽力閾值大於25dB HL時，就可以稱為「高頻聽損」（Educational Audiology Association, 2017）。下圖為一高頻聽力損失聽力圖示例。

根據美國疾病管制局（CDC）發表的資料顯示，1988-1994 年間 6-19 歲的人口中約有 12.7％的高頻聽損者（Niskar, A. S et al., 1998）。不過這篇資料的標準較為寬鬆，在 3,000Hz-6,000Hz 之間（現行高頻聽損定義為 2,000Hz 以上），也就是說在比較寬鬆的標準下美國每 8 個人中仍有 1 人有高頻聽損問題。

值得注意的是，衛生署國民健康局（衛生福利部國民健康署的前身）2008 年也曾委託台南醫院，針對台南 1,288 名國、高中生做聽力調查，結果發現約有 24% 的學生，已有高頻聽損的前兆（甯瑋瑜，2008）。Anderson（1967）調查國小兒童的聽力，並針對可能有聽力問題的兒童進行為期 3 個月的測試，發現高頻聽損的孩童在語言發展上面臨困難的人數是聽常孩童的 3 倍。

話說回來，雖然小美人魚的高頻聽損是由於和巫婆交換雙腿，但高頻聽損常見的原因則多為噪音性聽損或是老年聽損。

輕型聽損：小美人魚聽不到吵雜人群中王子邀舞……

可能情境三：小美人魚想了好久，最後決定以雙耳每個頻率都缺少一點點的聽力來跟巫婆交換雙腿。在這個時空，順利見到王子的小美人魚受邀參加城堡的舞會，隨著鋼琴聲悠揚響起，拉開了城堡舞會的序幕，在舞會上王子想要邀請小美人魚共舞，但因為會場的音樂聲加上賓客談天的聲音過於吵雜，小美人魚完全沒有注意到站在她後方說話的王子，讓小美人魚錯過王子的邀請……

王子以為會是這樣。圖／imdb

我們可以說這樣的小美人魚是「輕型聽力損失」，輕型聽損指的是兩側耳朵的平均聽力閾值介於 20-40 dB HL（Educational Audiology Association, 2017），也就是介於國際標準畫分的極輕度與輕度聽損間。下圖為一輕型聽力損失聽力圖示例。

和高頻聽損者所遭遇的情況類似，輕型聽損者是可以聽到聲音的。以 40 dB HL聽損為例，由於無法接收到 40 dB HL以下的聲音，而一般對話的語音音量則多數分佈於這個區域，沒有聽到這些語音會導致部份語音訊息流失，也更容易在對話中會錯意，所以在吵雜環境及遠距離對話中，輕型聽損者也更容易遺漏訊息（Anderson, K. & Matkin, N., 1991, 2007 revised）。

正因為如此，輕型聽損的小美人魚除了白白錯失了跟王子共舞的機會，也可能會讓王子誤會小美人魚是高傲或是不想跟王子講話、跳舞，長久下來也難以拉近彼此的距離，甚至出現社交困難（Anderson, K. & Matkin, N., 1991, 2007 revised）。

發現有微聽損，該怎麼做？

當發現聽力損失時，聽覺輔具（助聽器、FM系統、助聽器+FM系統）往往是最優先被考慮的介入方式。像是高頻聽損及輕型聽損，過去已有許多文獻支持輔具使用的效果（Yoshinaga- Itano, 2003; Nina J. et al., 2017）。

圖／pinterest

然而，輔具的使用並不能全然解決微聽損者傾聽困難的問題，尤其是單側聽損者，對輔具的接受程度不一，且至今也仍缺乏大量微聽損嬰幼兒輔具使用成效的數據，因此對於是否要及早介入目前仍沒有一致的定論。

需要注意的是，由於微聽損者仍聽得到聲音，看似對生活影響也不大，他們的需求反而特別容易被忽略。尤其是語言及認知尚在發展的兒童，不像成人有大量的背景知識可以支持學習，微聽損帶來的影響可能會加劇。Hornsby（2012）指出，聽損者即便配戴了助聽輔具，在日常生活中的學習或工作上，大腦仍需要花費更多的注意力才能以聽覺完成理解任務。我們可以試著想像自己在聽不清楚的情況下，需要專心聽微積分課程。

此時大腦一方面需要費力處理模糊的語音訊息，同時另一方面還需費力地理解課程內容。這樣的情境對於成年人來說尚且已經構成負擔，對於微聽損兒童來說，在課堂上因為需要費力聽清楚上課時老師的每個語音，同時也要理解上課的內容，他們將會更加疲累且壓力更大。（McFadden and Pittman 2008; Dokovic et al, 2014）。

圖／wikimedia

這樣的擔憂不是沒有道理的，英國的教師甚至發現重至極重度聽損孩子的課業表現反而比輕至中度聽損孩子還好（The Ear Foundation, 2015），微聽損兒童健康相關生活品質也低於重度聽損的兒童（Wake et al., 2004），更有研究顯示微聽損兒童的自信心低於聽力損失嚴重的兒童（Keilmann et al., 2007）。

這些發現在在顯示，聽損程度較重的孩子可能因為較早使用輔具且進行早療（Walker et al。2015），因而得到較多資源支持，但聽損程度較輕的孩子需求則常常被忽略。青少年的研究也指出，相較於重度聽損的青少年，微聽損的青少年可能更容易感到焦慮（Van Gent et al。2011）

正因如此，我們必須意識到，即使是輕型的雙側和單側聽損也可能增加適應不良的風險 (Tharpe 2008, Winiger et al. 2016)。所以，微聽損者可以尋求聽語專業人員給予適當的衛教建議，如：追蹤頻率、日常觀察技巧或是說明什麼狀況需要就醫檢查，以便及時得到專業協助。

另外，無論是否使用輔具，微聽損者也需定期前往耳鼻喉科或尋求專業聽力師做聽力檢測，以追蹤聽損程度變化。一般來說，嬰兒建議每 3-6 個月追蹤一次，進入學齡階段之後，可改為每年定期追蹤。同時也要更加重視聽力保健，以免聽力持續惡化。

圖／imdb

透過微聽損小美人魚遭遇的困境，我們彷彿可以想像，微聽損者在日常生活中可能面臨更多問題。只要我們認識並了解他們的情況，並且嘗試站在他們的角度思考，與微聽損者在日常中透過使用正常音量但「稍微」放慢速度說話、適度調整說話的方向以及距離、減少環境噪音干擾等方式溝通，給予彼此良好的聽環境，且在聽損者聽不清楚時適時「換句話說」，就可以幫助自己與微聽損者溝通更加順暢。

Reference

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文／大家的語言學│在科技業闖蕩的語言學人，有感於社會大眾對於語言學的誤解，因此致力於將語言學知識科普化，帶領你發掘生活中無所不在的語言學大小事。

為什麼有那麼多的語言，都要叫母親為 mama、父親為 papa？這一切都只是巧合嗎？或是其中有什麼樣的語言秘密呢？今天我們要為各位解開，mama/papa 這兩個詞產生的謎題。

到底有多少語言稱母親為 mama、父親為 papa？語言學家 George P. Murdoch 曾經調查了 470 個語言，發現這些語言中稱呼母親的詞，有 52% 都含有 ma、me、或是 mo 的音，稱呼父親的詞則只有 15% 含有 ma、me、或是 mo。他進一步發現，這些語言中用來稱呼父親的詞，有 55% 是含有 pa、po 或 ta、to 的音，但稱呼母親的詞僅有 7% 含有 pa、po 或 ta、to 的音。下方這張圖列出部分語言為例，我們確實發現，稱母親的詞，幾乎都含有 ma 的音，稱父親則多半有 pa 或 ta 的音。

語言中母親、父親的說法。圖/作者提供。

假設 mama/papa 存在於原始語言中

語言學家首先假設，人類在很久很久之前，曾經有一個共通語，之後所有的語言都是從這個共通語發展而來。至於這個共通語到底是多久以前的語言，目前沒有人知道，只能假設或許在 10 萬年前的智人時代（Homo sapiens）就已存在。截至目前為止，因為印歐語系（Indo-European）是語言學家研究最廣泛、深入的語系，於是，語言學家根據比較語言學的方式，建構了假想的原始印歐語（Proto-Indo-European），這也是目前語言學家所建構出印歐語系各個語言的共同祖先。

那麼，我們就假設 mama/papa 在原始印歐語就已經存在，並且流傳至今吧！這個假設看起來很完美：「很久很久以前，人類有一個最早的語言，這個語言叫母親為 mama，父親為 papa，並且流傳至今」。

但實際上語言學有個的重要概念，會推翻這個假設。在這之前，我們先來看看一個和 mama 的語意類似的詞──代表女性的「woman」。以下我們列出在七個不同印歐語系中，代表 woman 的詞：

Woman在不同印歐語系語言的詞彙。圖/作者提供。

上方這些語料都是屬於印歐語系的語言。當我們試著找出這些詞的源頭，我們發現各個印歐語言代表「woman」的詞彙都不一樣，有些甚至差異甚大，已經很難推論在原始印歐語中，「woman」這個詞究竟是長什麼樣子。

然而，還是有語言學家很努力的用比較語言學的方法，推斷「woman」在原始印歐語的形式是： ∗gwena。看到這裡，我們發現在上表這七個印歐語系中，已經很難找出和 ∗gwena 共同的語言特徵了。因為語言經過幾千年的演變，字型、語意、讀音可能都已經改變了。

這裡帶出來的語言學重要概念是：語言會不停地改變。假設在 mama/papa 這兩個詞在原始語言就已經存在，那麼，我們現在看到代表母親/父親的詞，就絕對不會是 mama/papa，因為，語言是一直在變的，不可能經過幾千年都沒有任何變化。

不斷演變的語言，不停轉換的語音

麻麻～麻麻。圖／《蠟筆小新》via imdb

以日文為例，現代日語稱母親為 haha，但根據歷史語言學家的研究，現代日語 /h/ 這個音，是從古日語（Old Japanese）的 */p/ 轉換而來。也就是說，母親在古日語的念法是 ∗papa；值得注意的是，這樣的演變才經過幾個世紀而已。也就是說，短短幾個世紀就有這樣顯著的音變，如果我們假設 mama/papa 存在數千了前的原始語，那麼字型、語義、讀音不可能維持和現在完全一樣。

更有趣的是，有些語言開始出現 mama/papa 的用法，但這些語言中傳統稱呼母親/父親的詞也仍存在著。也就是說這些語言有傳統代表母親／父親的詞，卻也新產生 mama/papa，使得傳統用法和新用法共存（如下表法語和義大利語為例）。這樣一來，我們假設 mama/papa 是存在於原始語言的說法，就無法成立了。

說到法文的 papa，筆者想到了一段有趣的影片，提供給各位觀賞：

在前面，我們假設 mama/papa 這兩個詞是從古老的原始語就存在了，因此，許多語言至今都還保留這樣的用法。這個假設看似完美，但實際上語言是會改變的，我們舉了古日語和現代日語的例子，才經過幾個世紀的時間，就有讀音從 /p/ 變成 /h/ 的音變現象，更何況是假想中幾千年前的原始語呢？很可能拼法和讀音都會變化得完全不一樣了。

來自小孩的第一個發音：mama/papa

「呀語時期」的兒童，開始發出成人可以辨識的音。　圖／balouriarajesh @pixabay

那麼，mama/papa 究竟是從何而來？我們將根據語言學家 Jakobson 的分析，提供一個大多數人都同意的答案。Jakobson 可說是研究兒童語言習得的先驅，根據他的論述，mama/papa 這兩個詞很有可能是小孩的父母親創造的。

首先，我們先簡單介紹兩個兒童語言習得的階段：咕咕時期（cooing）和呀語時期（babbling）。

兒童在大約一個月大時，進入所謂的「咕咕時期（cooing）」，這個階段的嬰兒會開始發出一些聲音，但這些聲音是無法判別語意的，因此父母親不會認為他們的小孩是在說話。
從三到四個月開始，進入了「呀語時期（babbling）」，到了這個階段的兒童，開始發出成人可以辨識的音，包含一些母音和子音，且會慢慢出現重複音節的音。

我們假設有個小女孩名叫艾瑪，當她進入了呀語時期，開始發出他的父母熟悉且可以辨識的音。奇妙的事情在「呀語時期（babbling）」這個階段發生了，她的父母親會認為，艾瑪開始在跟他們說話。但實際上，呀語時期這個階段對於艾瑪來說，主要是在練習發音器官，而不是在和大人對話；不過欣喜若狂的父母可不是這麼想，他們會很自然地認為，艾瑪是在跟他們對話。

那麼，艾瑪最有可能發出的第一個可辨識的音是什麼？這就與發音的困難度有關了，分成子音和母音來看，最容易發的母音是 [a]，因為你只要張開嘴巴、震動聲帶、送出氣流，音就發出來了，舌頭和嘴唇幾乎都不用動；子音則是 [m]、[b]、 [p]。

因此，[ma]、[pa]、[ba] 可說是最容易產生的發音組合。

「叫 mama、叫 papa」就是常見的父母親和小孩的 baby talk。圖／balouriarajesh @pixabay

當小孩發出 mama 的音時，母親會很興奮的認為小孩在與他互動，並且認為小孩是在叫她，而不是在叫家裡的狗、桌上的食物等。接著，母親就會開始認為，這是他的小孩所說的第一個字，「叫 mama、叫 papa」就是常見的父母親和小孩的 baby talk。

接下來， mama/papa 這兩個詞會開始擴展，艾瑪的父母會向他的親戚好友說：「我的艾瑪會開始叫 mama/papa 囉」，於是 mama/papa 開始代表著父親和母親的意思，而不是特定指艾瑪的父親和母親。這是一個重要的轉折點，代表詞彙開始進入這個語言的系統裡，社會上越來越多人這樣使用。當艾瑪長大後，她也會知道 mama/papa 代表所有的父親和母親。

Jakobson 所提出來的這個解釋，還能夠幫助我們釐清為什麼有些語言中，父親叫 mama、母親叫 papa？

喬治語（Georgian）就是一個例子，叫母親為 deda、父親為 mama，和大多數的語言正好相反。若用語言習得的角度來解釋，子音 [d] 也是屬於容易發出的音，所以有可能是因為喬治亞語在一開始有小孩在「呀語時期」所發出的第一個音是 deda，於是他的母親認定 deda 就是她的寶貝在叫她；無獨有偶，恰好也有不少的喬治亞孩童的第一個發音也是 deda，慢慢地詞彙經過無數次的使用後，從此 deda 就進入了喬治亞語的系統，代表母親。

取自 Google 翻譯：喬治亞文的 deda 代表母親，mama 則代表父親。

行文到此，我們對這個主題做個總結：

語言是會改變的。原始語的文字拼法、發音，經過了幾千年的時間，可能都改變了好幾次，因此，要從目前的 mama/papa 去推判其原始語，非常不容易（且前提是假設真的有原始語）。
此外，有些語言的父親叫 mama，母親叫 papa，假設我們真的找到了原始語中的 mama/papa，該怎麼解釋這些用法剛好相反的例子?
若從兒童語言習得的角度來探討，兒童第一個發出的可辨識音節，通常是比較容易發出來的音；再加上父母親賦予 mama/papa 的語意，透過語言擴張、約定俗成後，就慢慢地進入語言系統。這就是為何有那麼多的語言都有 mama/papa 這兩個詞彙。

下回當你聽見有小孩在叫 mama/papa 時，相信也能會心一笑，體驗語言發展的魅力。

備註：依歷史語言學的慣例，未證實的形式會以星號標記岀來，例如本文的 ∗gwena “woman" 或 */p/ 是經語言學家推測，但目前仍無法證實的形式。

參考資料：

Jakobson, R. (1962) “Why ‘mama’ and ‘papa’?" In Jakobson, R. Selected Writings, Vol. I: Phonological Studies, pp. 538–545. The Hague: Mouton
Where do mama/papa words come from?

本文轉載自大家的語言學，原文為《為什麼有那麼多的語言都叫母親為mama, 父親為papa？（上）》、《為什麼有那麼多的語言都叫母親為mama, 父親為papa？（下）》

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文／蝦喵@熊熊冷知識

今天要和大家聊另一個和光遺傳學並列前二名的神經科學重要技術──透視大法：神經細胞活動即時影像技術。也就是，讓科學家們能直接用眼睛看出神經細胞在避沙ㄇㄤˋ（＝變什麼把戲、耍什麼心機），看出每個各懷鬼胎的人的大腦到底是怎麼運作。反正就是一眼看穿心思之術！

一眼看穿心思之術？無論如何不可能是跡部王國（茶）。圖／網路截圖

什麼？！可以看穿心思聽起來好嚇人啊！別急別急，科學距離真正讀心還遠著呢！不然歐巴馬就不需要還撥錢搞什麼 BRAIN Initiative 的偉大計劃啦。先來看個影片壓壓驚吧，影片裡面的一閃的就是神經細胞在傳送訊息的瞬間。是的，其實這個技術看穿的就是這樣一閃一閃的訊息傳遞。

為什麼看得到神經訊號很厲害？

Anyway，神經細胞活動即時影像技術讓原本是電訊號的動作電位變成視覺訊號，確實讓我們往了解大腦更接近了一大步。為什麼呢？

在此感謝烏賊大大對科學的貢獻。圖／Hans Hillewaert@wikimedia

神經訊號在細胞裡靠電訊號傳遞，因此以往要瞭解一個單獨的神經細胞對於外界刺激的反應（有沒有產生電位變化），我們只能插一個電極進到神經細胞裡（而且很難插，不得不用很大很大的烏賊巨大軸突細胞做實驗不然插不進去），用許多複雜的儀器，努力屏蔽所有的電磁雜訊，進行各種濾波才能量到。（非常艱難，相信我，蝦喵姊姊正是苦主本人。）

後來，雖然發展到可以不用直接插進細胞只要插在附近也能量到（量測細胞外電位變化），但一根電極能量到的細胞數目畢竟還是很有限。如果要同時看到很多個神經細胞的反應，就必須一次插超多電極把大腦插成刺蝟才行。（而且電極還要夠小根呦！）

但光訊號就不一樣了。如果神經細胞產生反應我們能直接看到，那我們只要用夠好的鏡頭，就能同時偵測鏡頭內每一個神經細胞對於不同刺激的反應。

圖／publicdomainpictures

在以往還在用電極的年代（其實這個年代還沒有過去），科學家常常會有觀測上的偏差，往往只會秀出有頻繁變化的神經細胞，那些安靜內斂的內向者神經細胞容易被忽視（哭哭）［1］。太安靜、只有一兩次電位變化的神經細胞，量測時不太能確定真的是神經訊號或是雜訊，或者其實只是隔壁神經細胞有點燒聲（沙啞）的訊號。

新技術以影像呈現，可以直接看到每一個單獨的神經細胞亮或不亮，所以即使只發聲一兩次，仍然會被記錄下來。

傳統電生理與神經影像的比較。圖／作者提供。

到這裡我們總結一下：光訊號很棒！（掌聲下）量測容易，且能同時記錄到很多神經細胞的訊號，也不會偏袒只記錄多話、頻繁產生訊號的神經細胞。

光訊號的缺點

圖／wikimedia

那光訊號有沒有缺點呢？其實也有。

缺點就是，光訊號雖然在空間解析度很好，在時間上的解析度卻沒有電訊號來得好。就是如果兩個以上電訊號發生在很相近的時間中，光訊號會變成一個訊號。所以當科學家看到神經細胞閃一次，很難知道到底神經細胞是產生一個動作電位，或是兩個甚至是多個。

如何從電訊號轉成光訊號？

目前我們並不是直接看到動作電位，其實是看到鈣離子的變化。

那看到鈣離子變化是怎麼做到的呢？科學家左手綠螢光蛋白（Green fluroscent protein， GFP），右手細胞內建的鈣離子接收器（鈣調蛋白，Calmodulin），兩手奮力一碰，啊──綠螢光鈣離子接收器！

和其他會發光的鈣離子接收器統稱「基因內嵌鈣離子顯示器」（Genetically encoded calcium Indicator）［2］。

Uh！綠螢光鈣離子接收器。圖／wikipedia

從此，這種融合蛋白碰到很多鈣離子就會發出綠色螢光。而剛好細胞產生動作電位時，很多鈣離子會從細胞外流入細胞，流入的鈣離子正好碰到這種融合蛋白就會發出螢光啦！

因為這種融合蛋白並不是天生的，所以科學家就可以進一步決定到底要在什麼細胞裡面放這種融合蛋白。也就是可以只看到我們有興趣的那種神經細胞的變化。能直接把動作電位轉成光訊號的蛋白因為技術限制，發展得比較晚，目前正在發展改進之中。

應用一頭戴式迷你顯微鏡，找出輪班的位置細胞

我當初接觸到這個技術時，最讓我大開眼界的文章就是頭戴式小顯微鏡在自由活動的小鼠上的應用。鈣離子影像最早是用在體外的細胞樣本。之後應用在動物身上時，多半也需要固定動物在巨大的顯微鏡下方才能看到漂亮的影像。

以頭戴式迷你顯微鏡觀察位置細胞的示意圖。其中可以發現A和D細胞在小鼠經過A區域時產生螢光訊號。圖／作者提供。

雖然被固定在顯微鏡下方的小鼠也能跑球、喝水、也能用虛擬實境讓小鼠以為自己在空間中移動，但相對於能自由活動的小鼠還是有許多限制。而 Mark Schnitzer 組發展出僅有 1.9 克重的小顯微鏡（miniature integrated fluorescence microscope）［3］，這個乘載重量在小鼠的負擔範圍內，讓小鼠即使戴著顯微鏡仍然能以接近自然形態的方式活動。

這個技術最大的突破是在自由活動的小鼠上同時觀測五百到一千顆神經細胞 45 天［4］。用電極量測細胞時，一來不容易確認不同時間點量到的是否仍為同一個細胞。其次，即使從電極位置和波形推斷為同細胞，能夠持續量測一個細胞維持一週兩週以上並不容易，更別提一個半月。

小鼠的空間記憶實驗－－點表明在記錄動作電位的位置，顏色顯示的神經元發出的動作電位。圖／wikipedia

這些優勢，讓作者 Yaniv Ziv 等人發現位置細胞其實是會輪班執勤的［4］。位置細胞（place cells）是一群只在小鼠在特定空間時產生訊號的細胞。不同的細胞有它自己職守的位置（又稱場域，place field），當小鼠走到 A 細胞負責的位置時，A 細胞會產生訊號，其他的細胞則保持安靜；而當小鼠走到 B 細胞負責的位置，則換成 B 細胞產生訊號。

每個細胞只在小鼠經過自己負責的位置時產生訊號。然而，長時間量測同一腦區，卻發現在特定區域產生訊號的細胞每天都會有些不同。

雖然每天小鼠走過特定區域都有特定的細胞產生訊號，但昨天負責 A 區域的是 A 細胞，今天卻換成了 A’ 細胞，而 A 細胞則非常安靜。（如下圖圖二）作者發現，雖然當 A 細胞有執勤的時候，A 一直都是負責 A 區域，但每天負責 A 區域的細胞不一定相同，而是會輪班。

位置細胞的輪班現象示意圖。一個位置細胞只會在小鼠經過一個特定位置有訊號，但第一天和第二天在相同區域有訊號的細胞不一定相同。圖／作者提供。

任兩天負責所有小鼠走過區域的位置細胞只有 15－25% 的重合，也就是有 75%－85% 的區域有別人頂替。（像是圖片中範例，第一天分別是 A、B、C 三個細胞負責 A、B、C 三區，但第二天只有 B 細胞固守崗位，A 和 C 區則改由 A’ 和 C’ 細胞負責。）這種位置細胞的輪班現象可能代表位置細胞不僅只記錄空間，也能記錄時間資訊。

應用二光纖光度測定：訊號如何由腦區傳遞到另一個腦區？

另外一個應用光訊號的研究則是光纖光度測定（Fiber photometry）：中腦腹側被蓋區（ventral tegmental area ，VTA)）到伏隔核（nucleus accumbens，NAc）的投射與社交行為相關。

以光纖光度測定法研究腹側背核投射到伏隔核的突觸在社交行為的訊號示意圖。作者讓腹側背核的神經細胞攜帶基因內嵌式鈣離子顯示器，但將光纖放在伏隔核觀察腹側背核神經細胞軸突端的訊號。圖／作者提供。

上面的技術讓我們能同時觀測到很多神經細胞的細胞本體的訊號，但要觀測細胞突觸上的電位變化，就是一件充滿挑戰的事。如果觀察到細胞突觸上的電位變化有影響解析上的困難，那要怎麼知道兩個腦區之間彼此是怎麼溝通的呢？Lisa Gunaydin 等人不直接觀察單一一個突觸，而是將所有從一個腦區投射到另一個腦區的所有突觸訊號搜集成一個訊號觀察。[5]

如此一來，就不需要解析一個突觸的微小訊號，而可以直接觀察一個較大的訊號。她們的做法是：

將所有腹側背蓋區（VTA）的多巴胺細胞都植入基因內嵌鈣離子顯示器（Genetically encoded calcium Indicator， GECI），將光纖放到 VTA 的下游區域伏隔核（NAc）去搜集所有從 VTA 的多巴胺細胞投射到 NAc 的突觸鈣離子訊號。此方法被稱為光纖光度測定（Fiber photometry）。

利用這個方法，他們觀察到這些突觸在小鼠進行社交行為的時候，會有許多訊號產生。這個技術雖然不能解析單一細胞，卻能讓研究者以簡單的方式研究從一個腦區到另一個腦區的所有突觸的整體訊號和行為間的關係。

這個技術的優點在於能以簡單的操作（埋光纖畢竟比埋顯微鏡容易）、相對低的經費（光纖比顯微鏡便宜）、對小鼠行為的影響較小的情況下（光纖的重量比起迷你顯微鏡仍然輕上許多），研究動物行為和大腦活動的關聯。雖然犧牲了單一細胞的解析度，卻讓小鼠有更多行為的可能性，讓研究者能研究更自然也更多元行為下的神經訊號。

註釋

動作電位是當神經或肌肉細胞內電位變化超過閾值時產生的超大電位變化，這種程度的電位變化產生後能迅速的向下傳遞，並透過釋放化學物質影響下游細胞。除了天生沒有動作電位的線蟲，動作電位大概就是研究非線蟲神經生物學家最在意的事。點我看植物的動作電位

參考資料

Scanziani, M., & Häusser, M. (2009). Electrophysiology in the age of light. Nature, 461(7266), 930-939.
Kotlikoff, M. I. (2007). Genetically encoded Ca2+ indicators: using genetics and molecular design to understand complex physiology. The Journal of physiology, 578(1), 55-67.
Ghosh, K. K., Burns, L. D., Cocker, E. D., Nimmerjahn, A., Ziv, Y., El Gamal, A., & Schnitzer, M. J. (2011). Miniaturized integration of a fluorescence microscope. Nature methods, 8(10), 871.
Ziv, Y., Burns, L. D., Cocker, E. D., Hamel, E. O., Ghosh, K. K., Kitch, L. J., … & Schnitzer, M. J. (2013). Long-term dynamics of CA1 hippocampal place codes. Nature neuroscience, 16(3), 264.
Gunaydin, L. A., Grosenick, L., Finkelstein, J. C., Kauvar, I. V., Fenno, L. E., Adhikari, A., … & Deisseroth, K. (2014). Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell, 157(7), 1535-1551.

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編譯/陳志今

這是一個令人哭笑不得的奇妙故事。在法國布列塔尼半島（Brittany）的海岸城市布雷斯特（Brest），市長雷斯（Rober Lars）剛剛下達一個奇怪的禁制令：

禁止泳客和划船愛好者使用當地著名的布雷特斯灣。

原因？為了保護市民和一隻似乎是「發情中」的海豚──賈方。

故事要回溯幾個月。一隻公瓶鼻海豚第一次出現在海灣時，牠毫無忌諱的與海灣的遊客打招呼，像是用鼻子膜摸潜水員、追逐獨木舟、甚至大方讓泳客抱著牠的背鰭浮泳。牠很快地贏得了當地民眾的喜愛，也獲得了賈方（Zafar，阿拉伯語中的「勝利者」）的小名［1］。

賈方的故事也躍上新聞版面。via youtube

但賈方的好日子沒有維持多久。幾週以後，市政廳開始收到居民關於賈方的陳情信件。有人指控在游泳時賈方近乎騷擾似的不斷在她身邊徘徊；有人則指出當她想要回到岸上時，賈方會擋住她的退路「好像期望我不回去」；更有人宣稱他們親眼目睹賈方用鼻子「將一個女泳客頂出水面」。也因此市長不得不做出這離奇的禁制令。但這個反應恰當嗎？賈方到底為何做出這些舉動呢？

瓶鼻海豚的身世

有去過野柳海洋公園的人想必有親眼目睹那著名的海豚表演。瓶鼻海豚是世界上最常出現在海生館動物表演的海豚物種，身長可達四點三公尺，重可達275公斤，最常出沒於溫帶和熱帶水域裡，時常可以在近海看到牠們出沒，有著灰或褐色的半身及白色的腹部。

在日本能登島水族館進行表演的瓶鼻海豚。圖／wikipedia

近年來全世界的水域污染、漁網誤殺、還有為了海豚表演而進行的非人道獵捕，都對瓶鼻海豚的生態造成嚴重影響［2］。也因此，當賈方如此逗留在法國近海灣數週時，牠的出現是不可多得的一景。但牠過度與人親近的結果是，有些人開始懷疑：牠到底怎麼了？

可能推測之一：賈方發情啦？

可惡，原來賈方是要背叛我們魯蛇團了嗎。圖／pixabay

其中一個說法是賈方在發情了！海豚被稱為水中最聰明的哺乳動物。牠們跟人類一樣，沒有固定的發情時間。海洋學家很早就發現，和其他動物不一樣的是（但跟人類類似）海豚不一定會為了生育而進行性行為。

在一個印度洋瓶鼻海豚的研究中，科學家追蹤一群超過四百隻以上的海豚，發現他們的社交行的複雜程度是僅次於人類社會：男性甚至會有合作聯盟的意識來追求女海豚［3］。單一一個海豚出現在海岸這麼久實在是難得一見。海豚也是少數會以自慰來滿足於性需求的生物之一［4］。2013年，有遊客就曾在水族館內親眼目睹：一隻公海豚將一個魚頭咬斷並用剩下的魚屍來「自我滿足」一番，嚇壞了目睹的民眾［5］。

可能推測之二：太孤單的海豚騎士

也或許人家只是想要粗乃玩而已。圖／THX0477@flickr

有人則為遭受性騷擾指控的賈方辯護，宣稱這根本是誤會一場。

澳洲海豚研究機構（Dolphin Research Australia）的首席研究員藿金（Elizabeth Hawkins）告知在接受華盛頓郵報時指出，孤單出沒的海豚本身就顯示出牠被他的同胞遺棄。而海豚是個喜歡群聚、具有社會意識的生物，形單影隻會讓牠出現需要和其他生物接觸來充實自己孤單的感覺。而這些就造成賈方開始和人類接觸，甚至以身體觸摸船隻等等不尋常的行為［6］。

藿金說，海豚對人類越來越熟悉的情形下，牠們的行為會越來越大膽，就像現在布雷特斯海灣遊客體驗到賈方的事。

藿金的說法其來有自。在1990年初，在巴西的學者就研究證明一個在聖卡塔琳娜州的偏遠海岸小鎮裡，30-40位村民就時常和海岸線的海豚有著共同捕魚的合作默契［7］。在2005年一個更精準的美國南密西西比州大學科學行為研究則指出，跟人類玩耍的海豚雖然長期下跟不跟人接觸的海豚相比行為上並沒有奪大變化，但在短期時會增加牠們“主動”與人類靠近的頻率［8］。雖然作者承認四個月的實驗時間或許太短，但是這或許足以解釋賈方為何遲遲不自行返回大海。

國際海洋法的海豚保護公約

在國際上，鯨魚和海豚是受到聯合國海洋公約裡的鯨魚狩獵管制（The International Convention of the Regulation of Whaling, ICRW）。其中各個西方國家則再加入其他以洲為單位的公約，像是北美洲的保育波羅的海及北海小型鯨豚類公約（ Agreement for the Conservation of Small Cetaceans of the Baltic and North Sea , ASCOBANS），和歐盟自己與北非數個國家成立的波爾協定（Bern Convention）［9］。

這些公約主要約束成員國的狩獵鯨豚的量以及如何保育稀有鯨豚種類。遺憾的是，亞洲各國並沒有類似的公約，而日本更因為過去幾十年的狩獵鯨魚與海豚屢屢登上國際版面。

法國市長處置得當還是小題大做？

沒事兒，人類旁邊玩沙去。圖／pixabay

雷斯市長通過的禁制令宣告：若賈方在離岸五十公尺內的水域被發現，那所有的泳客、潜水員、以及划船客一律禁止下水。在一班客用船上的人也禁止接觸賈方。

雷斯在新聞稿中指出這是為了「保護民眾安全」，並避免賈方受到騷擾而產生更嚴重的攻擊行為。畢竟雷斯是希望保護民眾安全，而禁制令則是法國當地海洋研究員的推薦下成立，為了避免野生海豚與人類過度親近而受傷，不與她接觸是最好的選擇［10］。不過也有人對這禁制令相當不以為然。藿金指出，目前有紀錄以來，全世界還沒有任何人在莫名其妙的情況下被海豚「攻擊」而受傷過。

到底真相為何，大概也只有賈方自己能替自己辯護吧！

參考資料

Brest frisky dolphin sparks French swimming ban, BBC news
Sexually frustrated dolphin named Zafar terrorises tourists on French beach, The Telegraph
Complex social structure, alliance stability and mating access in a bottlenose dolphin ‘super-alliance’, Richard C. Connor, Michael R. Heithaus, Lynne M. Barre, Published 7 February 2001.DOI: 10.1098/rspb.2000.1357
Pleasure: How Our Brains Make Junk Food, Exercise, Marijuana, Generosity, and Gambling Feel So Good, David J. Linden Oneworld, 2011
https://www.huffingtonpost.co.uk/2013/11/14/dolphin-masturbates-dead-fish-video_n_4273873.html, Dolphin Masturbates With Dead Fish

A lonely dolphin’s‘sexual behaviors’toward humans cause a French town to ban swimming, The Washington Post
A DOLPHIN‐HUMAN FISHING COOPERATIVE IN BRAZIL, Karen Pryor & Jon Lindbergh, January 1990 Marine Mammal Science, 6(1):77-82

Does participation in Dolphin–Human Interaction Programs affect bottlenose dolphin behaviour?. Trone, Marie & Kuczaj, Stan & Solangi, M. (2005).Applied Animal Behaviour Science – APPL ANIM BEHAV SCI. 93. 363-374. 10.1016/j.applanim.2005.01.003.
‘PROTECTING WHALES AND DOLPHINS THROUGH INTERNATIONAL AND REGIONAL AGREEMENTS’, written by Whale and Dolphin Conservation group, uk.whales.org
It Is Time for Us to Forgive Zafar, the Sex-Pest Dolphin of Landévennec, France, Slate News and Politics

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作者／林怡秀│雅文兒童聽語文教基金會研究助理

你聽過「蚊音」嗎？據說這是年輕的耳朵才聽得見的聲音！「蚊音」是日文的詞彙「モスキート音」，指的是 17,000 赫茲左右的超高音。由於人聽取高頻聲音的能力會隨著年紀退化，因此有些成人是聽不見蚊音的，小孩子或青少年則較有機會聽得見。現在我們就用下面這個影片來測試你的耳朵年齡，影片聲音不太悅耳，請注意耳機音量。

可以用來測耳朵年齡的「蚊音」

你聽得見影片中的聲音嗎？如果聽得見，恭喜你寶刀未老，可以加入名偵探柯南的少年偵探團了！雖然我們對柯南都不陌生，但你可能不知道，他的偵探團成員身上都別有特殊設計的徽章，在通訊時會發出蚊音，只有成員們聽得見。

異次元的狙擊手（2014）海報。圖／imdb

在柯南電影《異次元的狙擊手》中，由於阿笠博士和狙擊手犯人都聽不到蚊音，當犯人趁黑暗想挾持步美逃跑時，蚊音就派上了用場──他們開啟偵探徽章的通訊開關，讓步美的徽章發出蚊音，最後在不被發現的狀況下成功找到步美和犯人的位置。所以別小看少年偵探們，雖然平時手無縛雞之力，從他們內建的「蚊音」技能看來，要加入少年偵探團其實沒那麼容易，即使是沉睡的小五郎可能也無法做到。

當然蚊音並非只出現在動漫中，曾有新聞報導日本政府在治安不佳的東京足立區公園播放蚊音驅趕夜晚聚集的青少年，另外日本也有助聽器公司網站提供「蚊音測試」(註1)[1]，因為聽取高頻聲音的能力減弱是耳朵退化的一種警訊，因此可用來測試耳朵年齡。下面我們就再來聽個影片，測測你的聽力年齡是比你想的年輕，還是未老先衰？

如果你或身邊親友有點重聽……

如果你發現自己常聽不清楚，或是想起了家中耳朵不好的長輩，那麼要當心，「微聽損」可能已經悄悄找上你們了！平常談到聽力損失，總會想到耳朵全聾、什麼都聽不見，但其實聽力損失和近視度數一樣，是有程度輕重之分的，並非正常、全聾這樣的二分法，而「微聽損」指的是「輕微聽力損失（minimal hearing loss）」，也就是只有稍微聽不清楚，比較像一般所說的「重聽」、「耳背」。

根據文獻中的定義，微聽損可分成三種類型：

第一種是輕型聽損（Mild Hearing Loss），簡單來說是指兩耳聽力都有一點問題，好比用手指堵住雙耳，微弱或較遠的聲音會聽不見，在餐廳、KTV或馬路邊等吵雜環境中容易漏聽一些語音訊息，導致會錯意。
第二種則是高頻聽損（High-Frequency Sensorineural Hearing Loss, HFSHL），指的是聽取高頻率（2,000 赫茲以上）的聲音時有困難，我們的語音中有些子音頻率比較高，例如ㄘ、ㄙ、ㄈ、ㄒ、ㄑ、ㄔ，因此高頻聽損的人即使在安靜的環境中也會聽錯、聽漏這些聲音，像是把「蔥餅」聽成「鬆餅」。
最後一種則是單側聽損（Unilateral Hearing Loss, UHL），顧名思義就是只有一邊的耳朵聽力不佳，另一隻耳朵正常，當聲音從聽力較差的那側傳來時會聽得較吃力，也會有聽聲辨位的困難（Anderson & Matkin，2007；Bess, Dodd-Murphy & Parker，1998）。

關於三種微聽損的詳細界定，可參考如果小美人魚失去的是聽力，幸福也沒有比較容易：談輕微聽力損失「微聽損」這一篇的介紹。

微聽損帶來的「微」險

從前面描述看來，微聽損好像只是有點聽不清楚，或一部分的聲音聽不見，應該頂多不能報名少年偵探團，或弄錯別人意思鬧鬧笑話，不算太嚴重吧？但其實不然，微聽損帶來的危害可不微小。

社交及心理困擾

在與人交流時，若無法聽清別人說話會阻礙溝通，帶來社交困擾。美國國家老齡理事會（National Council on the Aging）曾在1999年針對兩千多位有不同程度聽力問題的老年人進行問卷調查，發現有聽力問題卻未配戴助聽器的老人更容易有憂慮、偏執、不安等情緒，也較少參與社交活動。

圖／publicdomainpictures

這樣的困擾即使聽損程度較輕也會發生，Monzani等人（2008）請169位35至54歲成人填寫聽力障礙及生活品質相關的量表，其中96位受訪者聽力正常，另外73位則有輕度至中度的聽力損失，研究結果指出，微聽損成人的生活品質較聽常成人低落，且較容易沮喪、焦慮、對人際關係過度敏感及產生敵意。

Wie 等人（2010）的研究也指出，單側聽損成人比聽常者更容易感到幸福感下降，以及在人際上遭到排擠。聽損者之所以容易遭遇人際互動困難，除了因為自己聽不清他人說話外，也可能是因旁人與聽損者互動時，必須經常重複說過的話、放慢速度、注意距離是否過遠、發音是否清楚等等，而降低了他們與聽損者溝通的意願，使得聽損者感覺更加孤立（Arlinger，2003）。

此外，聽力問題不僅影響聽損者本人，也可能影響其身邊的人，Wallhagen等人（2004）以自評問卷對四百多對46歲以上的夫妻或情侶進行調查，結果指出聽損可能會影響配偶的身心健康及幸福感：

配偶有聽力損失的人，越容易感覺不快樂、失去活力，甚至認為另一半不了解自己。

身體健康危害

家中若有長輩，要當心微聽損對長輩健康安全帶來的威脅。Lin等人（2013）的研究追蹤了一千多位聽常者與聽損程度多為輕度至中度的老人，並分析了這些老人認知功能的下降情形，結果顯示認知功能的下降和聽損有關：

聽損老人發生認知損害的風險比聽常者高約 1.2 倍。

最新的失智症研究更表明，老年聽損男性患失智症的風險比無聽損者高約 1.7 倍（Ford, Hankey, Yeap, Flicker & Almeida，2018）。聽損之所以對認知造成影響有幾種可能原因，一是因為聽損帶來社交孤立，而研究已證實孤獨和認知功能衰退有關。另一種解釋則認為，聽損者平時須耗費更多精力傾聽，因此較沒有餘力進行其他方面的認知處理（例如：記憶）。

大腦皮質分為四個腦葉：額葉、頂葉、顳葉及枕葉，分別有不同功能。顳葉(temporal lobe)與聽覺處理、語言理解及記憶有關(李玉琇、蔣文祁，2010)。圖片修改自wikimedia commons

此外，Lin 等人（2014）的大腦影像研究也顯示聽損者的大腦萎縮比聽常者來得快。Lin的團隊運用核磁共振造影術（fMRI）觀測56歲以上聽損成人十年間的大腦變化，發現他們招募的受試者聽損程度雖然大多只有輕度，但全腦及右腦顳葉（temporal lobe，位置見上圖）的容量（volume）減少速度明顯較聽常者快。聽損受試者右腦顳葉萎縮的區域除了負責口語處理外，也影響語意記憶及知覺整合，而這部份正是早期阿茲海默症相關的腦區（Lin et al.，2014）。

除了認知損害外，聽損也會增加老年人跌倒的風險。Lin 與 Ferrucci（2012）以兩千多位 40 到 69 歲間的成人為對象，調查他們過去一年內跌倒的情形。結果發現，每增加十分貝的聽損，跌倒機率增加 1.4 倍，而即便是輕度聽損者，跌倒風險仍比聽常者高出三倍。聽損者之所以容易跌倒，一種可能的原因是耳蝸功能損失伴隨著前庭功能損害，使得平衡感減弱，另一種解釋是聽損使人對環境的警覺性變差，且聽損者需耗費較多力氣傾聽，連帶減少了能夠運用在肢體平衡上的注意力。跌倒可能威脅老人的健康及生命安全，因此家中若有聽損長輩，必須注意聽損對行走安全的影響。

造成微聽損的兇手不只一個！

看完微聽損帶來的危害後，相信你會想問：造成這一切的兇手究竟是什麼？

我認為這次的兇手可能不只一個。圖／imgur

雖然柯南的世界裡真相總是只有一個，但在微聽損的世界裡，兇手可能不只一個！前面曾提及阿笠博士跟狙擊手犯人聽不見高頻的蚊音，當然我們不清楚他們若到醫院接受聽力檢查是否真的會被界定為有微聽損，因為一般聽力檢查主要測試的頻率範圍是 250～8,000 赫茲之間，也就是人類溝通時主要能聽取的頻率範圍。

而在聽力檢查中，高頻聽損針對的是 2000 到 8000 赫茲聲音的聽取能力。阿笠博士和犯人雖然聽不見 17,000 赫茲的蚊音，但如果接受聽力檢查時 2000到 8000 赫茲沒有問題，就不會被界定為「高頻聽損」，只能說他們聽取超高頻聲音的能力有退化。但現在先讓我們假設他們都是微聽損的族群，一起來想想可能是哪些原因造成的？

老年性聽損

唉呀，聽力又更糟了。圖／wikipedia

首先，阿笠博士的案例我們或許可用老化來解釋。一般來說成人 40 歲以後，位於耳蝸內負責聲音處理的毛細胞（hair cell）會漸漸死亡，使得聽力緩慢衰退，從高頻的聲音開始聽不見。52歲的阿笠博士，聽不見蚊音也是人類耳朵退化的正常現象。而到了 65 至 70 歲，連中低頻率聲音的聽力也漸漸退化，此時會感到明顯的重聽（陳世一、陳弘聖、賴正軒、鄧若珍，2012）。

聽損在台灣銀髮族中盛行率很高，Lin等人（2007）調查南台灣聽損程度在25分貝以上的老年族群，發現60到69歲聽損盛行率為47%，70到79歲為65%， 80到89歲則為53%。而張欣平（2008）以北台灣到醫院接受健康檢查的年長者為樣本，指出65歲以上年齡段的聽損盛行率都高於95%，也就是幾乎所有年長者都有聽力問題。

那麼犯人聽不見蚊音該怎麼解釋呢？那位犯人只有 32 歲，還是個年輕的小夥子，不到耳蝸功能喪失的年紀，怎麼就有高頻聽力退化的情形出現呢？看來案情並不單純。

職業噪音傷害

圖／pixabay

那位犯人以前曾是海軍陸戰隊的二等中士隊員，他的聽損可能來自「職業噪音傷害」。根據勞動部職業安全衛生署統計，2016 年全國職業傷病診治通報件數中，比率最高的是職業性聽力損失，占六成左右，可見工作對耳朵造成傷害的情形是很常見的。工作環境若充斥噪音，長期下來會造成噪音性聽損（noise-induced hearing loss）。

製造業者、工人、軍警、牙醫、美髮業者等人員的耳朵較常接觸高分貝器械的噪音，因此聽力容易受損，而柯南劇中犯人的微聽損或許就是征戰沙場所帶來的職業傷害。此外，有些工作需搭乘的交通工具會發出巨大聲響，例如機組人員、消防車、救護車或垃圾車隨行人員，還有一些工作環境總是人聲鼎沸，例如酒吧、夜店等等，這些人長久下來也有微聽損的隱憂（European Agency for Safety and Health at Work，2014；Hear it，2008；Manatee Hearing & Speech Center，2016；余仁方，2014）。

單側聽損通常發生在經常使用單邊耳朵的工作，例如歌手、舞台劇演員、演奏家、客服、維安或賣場服務人員。圖/pxhere

前面提過，除了輕度聽力喪失外，微聽損還有單側及高頻聽損兩種類型，那麼哪些工作容易造成這兩種聽損呢？單側聽損通常發生在經常使用單邊耳朵的工作，例如歌手、舞台劇演員、演奏家、客服、維安或賣場服務人員，他們經常是同一邊耳朵戴著耳機，或從固定某側接收樂器聲音，因此會有單側聽力損失的風險。

另有一些工作較容易引發高頻聽損，例如農業工作者常用的收割機和托拉機會發出高頻噪音，容易傷害耳蝸接收高頻的地方。另外，廚房中大火快炒跟煎魚常出現高頻的聲音，也會使廚師、家庭主婦成為高頻聽損的危險族群（余仁方，2014）。

其他因素

除了老化及噪音外，還有一些其他因素會導致聽力損失。研究顯示聽損在糖尿病族群中更常發生（Kakarlapudi, Sawyer & Staecker，2003），尤其是高頻聽損，發生在糖尿病患者的機率大約是非糖尿病患者的兩倍，其原因可能是糖尿病帶來的身體病理變化破壞了聽覺功能相關的神經及血管（Bainbridge, Hoffman & Cowie）。

心血管疾病也與聽損相關，美國威斯康辛麥迪遜大學的 Friedland 教授指出，低頻聽損跟心血管疾病有高度關聯性，這是因為內耳佈滿了血管，當身體血液流動功能異常，就容易先出現聽損的狀況（Wyson，2009）。其他傷病因素還有腦傷（Traumatic brain injury, TBI）、內耳自體免疫疾病、耳硬化症（Otosclerosis）、聽神經瘤（Acoustic neuroma）、梅尼爾氏症（Ménière’s disease）等等。

圖／pxhere

另外，吸菸及藥物使用也是導致聽損的危險因子。目前已有研究證實抽菸與聽損相關，聽力損失發生在抽煙者的機會是不抽菸者的1.7倍（Cruickshanks et al.，1998），而且通常是輕度的聽損（Kumar, Gulati, Singhal, Hasan & Khan，2013）。美國語言聽力協會（ASHA）也指出，使用耳毒性藥物（Ototoxic medications）也可能使聽力產生損傷，例如新黴素、呋塞米、某些化療藥物、大量的阿斯匹靈等。

老了也想當少年偵探：如何保健聽力

微聽損會降低我們的生活品質，對身體及心理的影響不容小覷，因此日常的聽力保健非常重要。工作場所中若充滿噪音，可利用耳塞或耳罩降低噪音傷害。平常使用有聲電子設備時，必須注意音量是否過大，以及使用時間是否過長。盡可能選購隔音效果較好的耳機，較不會為了跟外界噪音比大聲而不自覺把耳機音量開更大。

另外，要避免吸煙等不良的習慣；服用藥物前，先向醫生確認是否有聽力損害的風險，若真的必須使用，在服藥前和服藥期間都要接受聽力及平衡感檢查。最後，自己和家人都要定期做聽力檢查，若發現聽力損失才能及早介入（Fligor，2018；WebMD Medical Reference，2017）。

萬一不幸發現微聽損已找上門，又該怎麼做呢？最首要的是先向聽力相關專業人員確認自己的聽損狀況，至於是否需配戴助聽器，得依自身狀況向專業人員諮詢，才能找到適合自己的解決之道。不過不論是否使用助聽器，當微聽損使溝通交流受阻，微聽損者本人或是他身邊的人都可利用一些小技巧幫助溝通進行：

雖然耳朵功能的衰退很難完全避免，每個人都有可能成為微聽損的阿笠博士，但我們仍可從日常著手，防止微聽損過早發生。及早了解微聽損的成因並妥善應對，將有助於我們維持良好的生活品質！（表格整理自：Booth，2005；Cleveland Clinic，2018；Kricos，2018；UCSF Health，2002）

參考文獻

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勞動部2016年全國職業傷病診治通報

註[1] ：有些日本助聽器公司提供線上的「蚊音測試」，例如：Signia、Resound。

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文／Serrina Lin
嗨！我是 Serrina！來自台灣的旅美科學家。專精於保養品配方研發與產品開發。為許多知名品牌量身打造配方以及擔任配方諮詢顧問。歡迎追蹤 Serrina Lin 的個人網頁與臉書。

S 攝影：紐澤西 – Belmar Beach

幼童的皮膚較成年人厚度薄、角質層與皮脂膜較為脆弱，皮膚的防禦功能尚未發育完全。因此，如何守護每個寶貝稚嫩的肌膚，是爸爸媽媽相當關心的事。

對於幼童的皮膚保養，最重要的原則就是：能不用就不要用，要用就要選用安全性高、成分單純的產品，如：無色素、無香料、無酒精、沒有加入過多的植物萃取物與精油成分等。幼童比較會需要的皮膚保養品就是「清潔、保濕、防曬」。今天我們就來聊聊兒童防曬的重點。

0 – 1 歲的兒童

1 歲以下的幼童（尤其是 6 個月以下的新生兒），皮膚尚未發育完全，原則上不建議使用任何保養品，也要避免新生兒直接曝曬在陽光下。若需要走出室外，盡量避開日曬最強的上午 10 點到下午 2 點間（夏天可能要視情況延後到下午 3 點），並利用各種物理性遮蔽的方式防曬，例如：嬰兒推車的棚頂、撐傘、戴帽子、穿薄長袖長褲等方式。

1 – 6 歲的兒童

1 歲以上、6 歲以下的幼童，皮膚自我的防護力比新生兒好一點，但還是要盡量避免在日曬最強的上午 10 點到下午 2 點間（夏天可能要視情況延後到下午 3 點）外出直接曝曬在陽光下，並使用物理性遮蔽方式為主要防曬方法。有長時間的戶外活動時，可使用成分單純的物理性防曬劑（即以二氧化鈦 Titanium Dioxide 與氧化鋅 Zinc Oxide 為成分主體的防曬產品），盡量避免使用可能會造成皮膚刺激的化學性防曬劑。

6 歲以上的兒童

6 歲以上的兒童，挑選防曬的標準可與成年人相同。只要是成分單純、配方溫和的防曬品，使用後皮膚沒有不適，或任何不良反應，不論是物理性、化學性，亦或是二者混合型防曬產品都可以使用。至於，進入青春期的青少年，由於皮脂分泌會比較旺盛，可以選擇皮膚感受比較不油膩的產品。

圖／pixabay

在幫你的寶貝選購防曬品時，要看清楚產品的標示、全成分等，使用時也要留意防曬品的「使用方式」與「保存方式」。設計給幼童的防曬配方，也要盡量不添加任何可能具安全疑慮的化學成分，例如：可能會游離釋出微量甲醛的防腐劑 Quaternium-15 與 DMDM Hydantonin；具環境賀爾蒙疑慮的 Phthalates；具爭議性的抗菌劑 Triclosan 與防腐劑 Parabens。

兒童防曬 Q & A

Q 1：給幼童的防曬品係數該如何挑選？

A 1：防曬品係數的挑選，要根據每個人的個人狀況、身處環境、活動內容而有所不同，以會接受到紫外線的多寡，來選擇適當防曬係數的防曬品。由於高防曬係數的防曬配方在成分使用上較為複雜，因此通常建議給幼童使用的防曬品不需要一味追求高防曬係數，選擇約 SPF 15 – 30、PA+ （ PPD 2 – 4 ） – PA+++ ( PPD 8 – 16 ）的防曬品，並且最為重要的是，定時每隔 1 – 2 小時就幫你的孩子補擦防曬。

Q 2：小孩擦了防曬後，需要卸妝嗎？

A 2：上述提到，幼童（1 – 6 歲 ) 的防曬品要選用物理性防曬劑（即二氧化鈦與氧化鋅）、無色素 ( 不具膚色修飾效果的）等等，一般來說，這類型的防曬品只要用清水搭配兒童清潔用品清潔即可清潔乾淨，不需要卸妝。

［A 1 & A 2 補充］市面上許多防曬品標榜著抗汗、防水，但這類型的防曬配方其實對幼童的肌膚來說也是種負擔，即使是去海邊游泳玩水，也建議不要挑選抗汗、防水的防曬品；加上抗汗防水的防曬配方，需要使用卸妝產品才可洗掉，對幼童的皮膚又是一次傷害。去海邊游泳玩水時，可以給你的孩子穿上連身式（甚至是長袖的）泳衣、遮陽帽、太陽眼鏡等，並勤勞補擦物理性防曬劑，這樣搭配的防曬方式是最有效安全的。

Q 3：噴霧式的防曬品對幼童好嗎？

A 3：市面上新開發的噴霧式防曬品，不論是物理性或化學性防曬劑，強調方便使用、不沾手、質地不厚重油膩。但由於噴霧的劑型，在使用過程中，幼童可能會吸入小分子的二氧化鈦與氧化鋅、或其他化學成分，進而影響到呼吸道、肺部等，或不小心噴到幼童眼睛、嘴巴等，直接進入到孩子體內。再者，噴霧式防曬品用於皮膚的分散度不比塗抹式的防曬品來得均勻，時常會有許多部位漏掉，所以還是建議選用塗抹式的物理性防曬較為確實與安全。

Q 4：要先擦防曬劑，還是先擦防蚊劑？

A 4：夏日若需要同時使用防曬劑與防蚊劑，建議先擦防曬，將防曬均勻塗抹於孩子的皮膚上；待防曬乾後，再使用防蚊劑，這樣會比較安全，且同時可以兼顧到防曬與防蚊功效。

本文轉載自作者網站，原文標題為〈防曬好重要 V：兒童防曬〉

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編譯/呂宏耘│畢業於清大化工所的無業游民，喜歡影集、巧克力、以及角落生物。不喜歡霧霾、慣老闆、以及生離死別。

科學有許多吸引人的地方，其中之一就是我們常會發現新的事物，比如說：科學家在今 (2018) 年 7 月發現一種新的形狀──Scutoid；而緊接著在 8 月，神經學家在人體大腦中找到了以前未曾發現的神經：玫瑰果神經元 (Rosehip neuron)。

美國和匈牙利的神經學家在自然神經科學期刊 (Nature Neuroscience) 發表了這項震驚世界的研究，揭開這個新細胞的神秘面紗 [1]。玫瑰果神經元似乎揭示了人之所以為人的秘密，以及過去醫藥研究頻頻失敗的原因。究竟這個神經元長什麼樣子呢？請見下圖模擬。

玫瑰果神經元用電腦重組後的畫面。source：livescience

玫瑰果？我看倒有點像稿紙

課本裡面的神經元通常都像下面這張圖一樣：細胞本體有細胞核 (Nucleus) 和很多突出的樹突 (Dendrite)；後面拖著一個長長的軸突 (Axon)，軸突上有一些髓鞘 (Myelin Sheath)；最後則是軸突終端 (Axon Terminal)。

不過，新發現的玫瑰果神經元似乎跟我們過去的認知有些差異？

我以為神經元都是長這樣。source：wiki

實際上，不同功能或不同區域的神經元外型會有所差異；而玫瑰果神經元的樹突非常發達、非常茂密，本研究的作者表示這個神經元外型看起來就如同玫瑰果一樣。可惜本文作者見識淺薄沒見過玫瑰果，上網一查發現兩者似乎有一定的差距，想必這也是為什麼我們必須努力培養雅量。

題外話：玫瑰果是維他命Ｃ含量最高的食物。按照維他命Ｃ的含量來計算，每顆玫瑰果有 6800 毫克以上，是蘋果的 1360 倍、檸檬的 20 倍。

玫瑰果真面目！source：Josephine

科學家是怎麼找出玫瑰果神經元的？

老公偷買的啤酒和零食一定會被老婆發現、就連距離地球幾千光年的迷你太陽系都能被發現，為何發展已久的神經學到現在才找到這個神經元？神經學家又是怎麼確定這是新的神經元？依靠的指標是什麼？

神經元的分類必須能明確地分辨出不同類型的神經元的特徵，從前的科學家依賴形態生理特徵 (Morphophysiological) 來分析不同的神經元 [2]，然而這種分類方式容易被質疑採樣太少、缺少定量分析的研究，似乎不太有說服力。

這個表列出一些形態生理學判斷神經元的指標，包括神經突出的長度、頻率、擴展的位置、角度等等。source：本文引用研究 2

隨著科學的進步，近年來發展的「單一細胞 RNA 定序」(Single-Cell RNA Sequencing) 越來越盛行 [3]：同一種細胞會表現出特定的 RNA，定序分類之後就可以看出是不是同一種細胞。研究員結合形態生理特徵和單一細胞 RNA 定序的技術，證實了他們找到的神經元並未被記載過。

人類 only 的玫瑰果神經元？未來的重要研究目標

玫瑰果神經元的作用還未充分研究，不過研究員已經知道它位於大腦皮質的第一層，是一種負責調節訊息傳遞的抑制性神經元，並和皮質中的椎體神經元有大量的連結。如果能充分了解這個神經元，也許能幫助我們更全面地了解神經性疾病的成因以及療法。

值得一提的是，玫瑰果神經元似乎只存在於人腦中，在我們經常使用的實驗鼠腦中，並沒有找到這樣的神經元。這或許可以解釋很多的藥物在實驗鼠身上有良好的功效，然而轉移到人身上時就毫無起色。

玫瑰果神經元有絕對的控制權嗎？抑或是人腦中其實也存在其他還沒被發現的腦細胞？玫瑰果神經元是人之所以可以蓋高樓造火箭的原因嗎？有好多問題等著被解答，如果你領導這支研究團隊，下一步你會怎麼做？

實驗小白鼠的腦中並沒有玫瑰果神經元！source：endonews

研究人員透露，其中一部分的計畫將是研究精神疾病。他們打算研究精神失調患者死後的大腦，看看他們的玫瑰果神經元有什麼樣的變異，未來的相關研究值得期待。

參考資料

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[4] Mysterious new type of cell could help reveal what makes human brain special.

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編譯／水母@omegajellyfish

夜深時，辛勞工作一整天的你或許可以泡杯咖啡，戴上耳機享受最喜歡的音樂，遠離都市的喧囂和噪音，好好的放鬆。

噪音很惱人，但你有想過噪音也「惱鳥」嗎？　圖／pasja1000 @Pixabay

都市的喧囂讓人不愉快，研究報告更指出人類長期暴露在噪音中，可能會提高健康風險，導致聽力受損、高血壓、失眠、甚至是心臟病；噪音污染也成了公共衛生的重要議題。[1]

但人類可以靠耳機或隔音避免噪音，生活在都市的鳥兒可就沒有這麼幸運了，無論是白天還是夜晚，牠們都必須沐浴在城市的噪音中，聽著喇叭、引擎聲此起彼落、情侶吵架來度過甜蜜的夜晚……。這些噪音對在都市中討生活的鳥類會有哪些健康影響呢？雖然鳥類心臟病並不常見，但今年（2018）的新研究告訴我們：生活在噪音環境下，學習唱歌的青春期雀鳥──班胸草雀（Taenopygia guttata）「端粒」構造縮短的速度加快，可能造成牠們加速老化。

班胸草雀（雌）。　圖／Maurice van Bruggen [CC BY SA-3.0] via wikipedia

顯示老化的「端粒」是什麼？

端粒是什麼？又為什麼端粒縮短顯示了這些鳥兒有加速老化的情況？端粒是一種在真核細胞中，染色體最末端的構造，在平常可以防止染色體被分解，而 DNA 複製機制中，端粒則扮演另一個關鍵角色。要理解這個角色，我們得先從 DNA 的結構開始談起，DNA 是我們的遺傳物質，由許多核苷酸單體所組成，構成 DNA 雙股螺旋結構主幹的醣類分子是去氧核糖。去氧核糖的結構中有五個碳，科學家會將這些碳加上編號 1～5，而 DNA 則是由兩股長鏈組成我們常見的「雙股螺旋」結構。

DNA 結構示意圖。　圖／ I, Bstlee [CC BY SA-3.0] via wikipedia

在 DNA 複製時，因為 DNA 的讀取方向必須固定由 3 端讀到 5 端，新股則由 5 端製作到 3 端，導致另外一股：延遲股只能一小段、一小段的複製，再由 DNA 聚合酶補齊中間缺失的片段。而延遲股複製到末端時，會有一小段無法被複製到，導致每次複製都會有損失。遺傳資訊相當重要，如果複製過程中丟失了基因可能會造成可怕的後果；在這樣的情況下，真核生物 DNA 末端演化出了重複的可丟棄序列，這就是端粒的主成份。

而當細胞中的端粒長度消耗到一定比例時，就會啟動細胞凋亡，因此生物學家推測和端粒細胞的老化機制有關係。順帶一提，人類體中有部分的細胞可以修復缺失的端粒，包含幹細胞；但如果修復端粒的機制表現在不該表現的地方，細胞凋亡不受控制，那就成了駭人的癌細胞。

被噪音影響的學唱鳥兒

回過頭來說，科學家又是如何得知正在學唱歌的班胸草雀會被噪音影響的呢？

DNA 複製過程示意圖。　圖／wikipedia

班胸草雀是種原生於澳洲的鳥類，常被用於鳥類行為方面的研究。研究者將樣本分成三組，第一組是雛鳥和他們的父母，第二組則是 18~120 天大的鳥，第三組則是控制組。控制組的鳥兒非常幸福，沒有暴露在噪音之下，前兩組則需要在白天接受 80 段不同、來自慕尼黑的噪音荼毒；到了晚上，研究團隊則間歇性的播放 40 段不同的噪音。

當然，每一組的鳥兒都有充足的食物和飲水，每週還可以吃到兩次新鮮蔬菜和水煮蛋，雖然生活的空間不如在野外寬敞，但相對來說絕對是安全、安逸的許多，除了實驗組得生活在噪音中。

最後的研究結果發現，第二組的草雀端粒縮短相當明顯，而第一組的幼鳥們則幾乎沒有受到影響。18~120 天大的鳥有什麼特別？這個階段的草雀正處於「感覺動作學習期」，是學習歌唱的重要階段，如果錯過了這段期間，他們就會無法學習如何唱出美妙的歌。歌聲直接的影響了草雀的社交、擇偶，這也解釋了為何草雀在此階段會對噪音如此敏感。如果是我們，在這樣充滿噪音的狀況下，加上學習唱歌的關鍵期不容錯過，壓力一定非常大。如果學不會唱歌，對草雀們的「鳥生」一定會有極大的負面影響，甚至還可能成為一輩子的魯鳥，這可能就是為何此段時期的鳥類會對噪音如此敏感。

圖／cocoparisienne @Pixabay

許多研究都探討過噪音和鳥類的互動，曾經有研究指出噪音會影響幼鳥體中的皮質酮（一種和壓力反應有關的激素）分泌減少，類似的狀況也發生在人類「創傷後壓力症候群」的患者身上。[5]也曾有研究指出，生活在都市的鳥類和鄉村的鳥類叫聲相當的不同。[6]

這個研究給了我們一個重要的啟示：即使實驗中提供的環境安逸舒適、物質資源豐富，噪音的存在對鳥兒還是會有顯著的負面影響。更何況是生活在充滿空氣污染的都市中？隨著都市化規模越來越大，噪音污染顯然是個需要被正視的問題。

參考資料

[1]：Passchier-Vermeer, W., & Passchier, W. F. (2000). Noise exposure and public health. Environmental health perspectives, 108(Suppl 1), 123.
[2]：Dorado-Correa, A. M., Zollinger, S. A., Heidinger, B., & Brumm, H. (2018). Timing matters: traffic noise accelerates telomere loss rate differently across developmental stages. Frontiers in zoology, 15(1), 29.
[3]：Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. B. (2014). Campbell biology. Boston: Pearson.
[4]：Mauseth, J. D. (2016). Botany: an introduction to plant biology. Jones & Bartlett Publishers.
[5]：〈噪音讓鳥兒壓力大〉，科學人雜誌。
[6]：Mockford, E. J., Marshall, R. C., & Dabelsteen, T. (2011). Degradation of rural and urban great tit song: testing transmission efficiency. PLoS One, 6(12), e28242.

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文/李品賢

今年 (2018) 四月份台北捷運推出定價1280元、30日吃到飽「公共運輸定期票」，只要買了這種套票，就能夠享有一個月公車、捷運任你搭。但是值得買嗎？想必每一個人購買前一定都想過這個問題，讓我們做個簡單的計算：假設一人每天花 NT 64 搭乘捷運，乘上 22 個工作天（這裡假設某人只需要搭捷工作，休息日待在家裡），我們得出總數NT 1408，高於最新月票NT 128。

但如果真的讓我們省到錢，那麼台北捷運又如何賺得到錢？這看似「虧損」的決策是如何出現的？或許我們可以嘗試的回到 1990 年，看看德國國鐵的例子。

九零年代的德國，因為太少人願意搭乘火車，德國國鐵 (Deutsche Bahn) 曾經遭遇經營危機。當時多數人選擇以自家車作為他們主要的交通工具，當時的平均油價是每公里$ 0.1，火車的票價卻是每公里$ 0.16。最簡單的舉例換算，如果我需要到 500 公里遠的地方，我必須要支付 $80 的火車票錢，然而自己開車卻只需要 $50 的油錢；而且這個價差會隨著距離而增大。

雖然降低票價或許是一個方法，但基於火車的成本考量，將票價降低至每公里 $0.1 元和自家車做市場競爭，仍然是個非常不可行的方案。

搭乘鐵路的成本比起開車來得高，是德國國鐵一開始虧損的原因。圖／Pixabay。

凸顯效應，讓我們在經濟考量上受到變動成本的影響

德國國鐵採用了一些策略解決這個問題。首先，他們運用了心理學上的凸顯效應 (salience effect) (Kahneman & Thaler, 2006)，在變動成本 (variable cost) 和固定成本 (fixed cost) 間做變化。 (Simon, 2015)[1]

甚麼是凸顯效應？就是人們的注意力，特別容易受到變動成本所吸引，而較容易忽視固定成本。(Kahneman & Thaler, 2006) 延用上一個開車的例子，油錢是變動成本，而車子的保險、保修是固定成本。德國國鐵因而發明了第一個類似悠遊卡的 BahnCard 50，持有這張卡搭火車可以享有 5 折的優惠（降低了變動成本），而這張 BahnCard 50 的年費是 $140（固定成本）[2]。這項變動間接地導致火車較容易被注意到的變動成本降低到每公里 $0.08，小於車子的變動成本（油錢） $0.1。消費者因而發現這項 50% 的優惠更誘人，因為原先的價格每公里需要花$ 0.16，但用了這張卡後，每公里只需要 $ 0.08。

此策略一出，搭火車因此成為更多人的工作通勤選擇。

50%的折扣，讓人們更有意願選擇搭乘鐵路。圖／Pixabay。

隱沒成本誤區和厭惡損失，讓我們盡可能的花用手上的月票

除了凸顯效應，隱沒成本誤區 (sunk cost fallacy) 和厭惡損失 (loss aversion) 也是和 BahnCard 50 有關連的心理學技巧。

所謂的隱沒成本誤區 (Arkes & Blumer, 1985) 指的是，當人們一但把錢花了出去，就容易產生較強的使用慾望。例如，當你繳了年費之後，為了不要浪費，我們會督促自己要常常上健身房健身，這就是隱沒成本誤區造成的心理效應。但人們容易受到隱沒成本的影響，時常忘了考慮機會成本 (Thaler, 1999)。在理性的經濟行為中，我們希望機會成本最小化，如此一來決策中所犧牲的利益才會降到最低。

另一方面，心理學上的厭惡損失也是我們將注意力放在隱沒成本誤區的原因。厭惡損失相關的實驗證明了，同樣的金額，相對於賺得金額，受試者對於「失去」更加有感。(Sokol-Hessner et al., 2009) 而根據 Kahneman (2011)的研究，當人們為未來做選擇時，他們常常直覺判斷是否能接受可能發生的虧損。人們更容易注意到未來可能性的虧損，而非投資可能的獲利~~會是一個更強大的刺激~~，因此人們更有可能選擇規避虧損，而非最大化獲利的機會。

讓我們回到德國國鐵的故事，人們在買了 BahnCard 50 後具有較強的慾望想回本，所以他們想當然地並會盡量完整地利用這個「資源」。對比那些沒有買年卡的那些人，年費部分的沉沒成本則給了消費者「愈多次搭乘火車則省愈多錢，愈少錢浪費在這張卡上」的想法。

厭惡損失，讓我們買了月票之後會盡可得的搭乘。圖／Pixabay。

作為政策的推動者，應當好好考量人們是否購買的變動成本

總結來說，德國國鐵發行 BahnCard 50 是如何使其財政起死回春呢？一項 2003 年的研究調查 (Simon, 2015) 顯示出大部分的消費者認為他們省了50%的火車票；然而實際上大部分的人平均只省了30% 的交通費。換句話說，德國國鐵只犧牲了 30% 的利潤，就讓消費者以為他們省了 50% 的車票。說實話，這的確是一門好生意！最終，隨著總使用者增加、收入的增加，德國國鐵成功地度過了債務危機，對於德國國鐵和消費者來說，這也是了雙贏的局面。

最後，我們回到關於台北捷運的新月票政策的討論，以我的觀點來說，這項新政策對於整個城市的交通狀況會有所改善，也絕對行得通。唯一的隱患在於捷運月票的定價，在最終決定票價之前，政策執行必須將影響搭乘捷運意願的因素都考慮進去，才是這項政策成功與否的重要關鍵。

註解

[1] 常見的變動成本像是原料的費用，原料成本會隨市場價錢波動；而固定成本則是租金的支出，比較不容易增加或減少。
[2] 類似的行為像是提前預繳健身房的年費，之後每一次來健身房就不需要額外付費。

參考資料

Arkes, H. R., & Blumer, C. (1985). The psychology of sunk cost. Organizational behavior and human decision processes, 35, 124-140.
Kahneman, D. (2011). Thinking, fast and slow. Macmillan.
Kahneman, D., & Thaler, R. (2006). Anomalies: Utility maximisation and experienced utility. Journal of Economic Perspectives, 20, 221–234. 
Sokol-Hessner, P., Hsu, M., Curley, N. G., Delgado, M. R., Camerer, C. F., & Phelps, E. A. (2009). Thinking like a trader selectively reduces individuals’ loss aversion. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106, 5035-5040.
Simon, H. (2015). Confessions of the pricing man: How price affects everything. Springer.
Thaler, R. H. (1999). Mental accounting matters. Journal of Behavioral decision making, 12, 183.

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作者／林怡秀│雅文兒童聽語文教基金會研究助理

阿明今年五歲，正值活潑好動的年紀，有禮貌又開朗，看到人都會精神飽滿主動打招呼，非常討人喜歡。唯一讓幼兒園老師頭痛的是他時常上課不專心，沒有認真聽。「阿明今天沒帶耳朵來上課！」阿明的爸媽常聽學校老師這樣說。

家有年幼孩子的人，相信大多都有「孩子沒帶耳朵」的經驗。就像阿明身邊的人一樣，我們常覺得是孩子不專心，甚至有過動傾向，但其實可以先停下來想想，是孩子的個性使然，還是孩子「真的沒帶耳朵」──聽不清楚，只是我們沒注意到孩子的聽力問題？

阿明有聽力問題，家長怎麼可能沒注意？

若阿明「沒帶耳朵」真的是因為聽不清楚，應該是個嚴重的問題，他的家長怎麼可能會忽略呢？

的確有部分孩子的聽力問題被忽略了。圖／pxhere

事實上，不是每個有聽力問題的孩子都受到重視。根據104年國民健康署的新生兒聽力篩檢資料，疑似聽損且需再接受詳細檢查的新生兒有兩千多人，而其中卻有約一成七的孩子未做進一步確診，也就是說，部分孩子的聽力問題確實被忽略了。

什麼情況下阿明的聽力問題會被忽略呢？其中一種可能是他的聽力損失並不嚴重，使家長難以警覺。一般談到聽力問題通常會想到全聾、一點聲音都聽不到的狀態，但其實聽力損失跟近視一樣有程度輕重之分，並非全有或全無。

輕微聽力問題好比輕度近視，並非什麼都看不到，有些孩子雖然聽不清楚，但不是完全聽不見。新生兒聽力篩檢時，聽損程度較輕的孩子可能會被遺漏，或是即使篩檢未通過，但孩子平常對一些聲音還是有反應，因此家長容易以為情況不嚴重，就忽略了孩子的聽力問題。而這種「只有一點聽不見」其實是有正式名稱的，叫做「輕微聽力損失（minimal hearing loss）」，或簡稱「微聽損」。

台灣新生兒聽力損失發生率約為千分之三至四。圖／pixnio

此外，阿明即使出生時聽力正常，後天外在因素仍可能影響他的聽力健康。根據國民健康署統計，台灣新生兒聽力損失發生率約為千分之三至四，然而針對學前（6歲以下）兒童的聽力篩檢卻發現比例變高了。

以台北市為例，2016 年針對 3 到 4 歲的學前兒童進行聽力篩檢的結果指出，受檢的兩萬五千多個幼兒中，有近百分之一被發現聽力問題。即使是先天聽力正常的兒童，後天的噪音或中耳炎（Otitis media）也可能影響其聽力健康，尤其是中耳炎帶來的「傳導型聽力損失（conductive hearing loss）」是兒童暫時性聽損最常見的原因（Gelfand，2009）。「暫時性」聽起來不是永久傷害，也容易讓人忽視其嚴重性。

微聽損：只有一點聽不見，影響卻很大

Q：什麼樣的聽力損失算是「微聽損」？

A：微聽損包含輕型聽損、高頻聽損及單側聽損三種類型。

若阿明有「微聽損」，他的聽力損失可能是如下三種類型：

第一種是輕型聽損（Mild Hearing Loss），也就是兩耳聽力都有一點問題，好比用手指堵住雙耳，微弱或較遠的聲音會聽不見，在學校、餐廳等吵雜環境中容易漏聽一些語音，導致會錯意。
第二種則是高頻聽損（High-Frequency Sensorineural Hearing Loss, HFSHL），指的是聽高頻率的聲音時有困難，中文語音中頻率比較高的子音，像是ㄘ、ㄙ、ㄈ、ㄒ、ㄑ、ㄔ，高頻聽損的人即使在安靜環境中也會聽錯、聽漏這些聲音，所以如果阿明是高頻聽損，他就可能會把「草地」聽成「掃地」。
最後一種則是單側聽損（Unilateral Hearing Loss, UHL），也就是只有一邊耳朵聽力不佳，另一隻耳朵正常，當聲音從聽力較差的那側傳來時會聽得較吃力，也會有聽聲辨位的困難（Anderson & Matkin，2007；Bess, Dodd-Murphy & Parker，1998）。

根據Bess等人（1998）對一千兩百多位學齡兒童的調查顯示，5.4% 的學童有微聽損，三種類型之發生率由高至低為單側聽損（3.0%）、高頻聽損（1.4%）及輕型聽損（1.0%）。上述三種類型的詳細界定，可參考如果小美人魚失去的是聽力，幸福也沒有比較容易：談輕微聽力損失「微聽損」這一篇的介紹。

Q：微聽損會影響阿明學習嗎？

A：微聽損確實會對阿明的學習造成負面影響。

微聽損會使孩子漏聽部分聲音，若阿明是 30 分貝輕型聽損的孩子，他將會遺漏 25% 到 40% 的語音，若聽損程度為 40 分貝的話，課堂討論時則可能會遺漏 50% 的訊息，特別是說話者的音量太微弱，或是不在他的視線範圍內時。（Anderson & Matkin，2007）。

圖／Quinn Dombrowski@flickr

想像一下學習微積分或新的語言時，如果教室非常吵鬧，而我們又被迫戴上耳塞聽不見部分聲音，一定會感到困難重重。年齡像阿明一樣的孩子，正值吸收新知及學習語言的階段，而學校又是個吵雜的環境，特別是集會、戶外活動或小組討論時，聽力狀況不佳的孩子將會遭受許多挫折（The Ear Foundation，2015）。

Bess等人（1998）以三、六、九年級的微聽損學生為對象，將其學業表現與聽力正常的學生比較，發現微聽損的孩子留級率較高，平均留級率為 37%，且隨著年級增加，留級率越來越高。學校老師或家長也指出，微聽損的學生在課業、專注力及溝通上都表現得比聽常學生差（Bess et al, 1998；Porter, Sladen, Ampah, Rothpletz & Bess，2013）。

英國 The Ear Foundation（2015）對師長進行訪問時更發現，學生若有較嚴重的聽損，學習狀況反而比聽損程度較輕的學生還要好。可能聽損較嚴重的人通常能獲得較多支持及協助，而聽損程度較輕的學生能獲得的資源相對少，其需求因此容易被忽略。

聽力損失之所以影響孩子學習，可能是聽力不佳導致孩子在上課過程中產生聽覺疲勞（listening fatigue）而影響表現。在吵雜環境中進行溝通時，聽損孩子需要花更多精力再去傾聽，也常面臨溝通失敗的情形，甚至產生心理壓力。如此多次循環之後，孩子產生疲勞感，也開始無法專注，進而影響學習表現（Bess et al.，2014；Bess & Hornsby，2015）。

一項針對國小學童疲勞狀況的調查顯示，聽損的孩子比聽常孩子更容易疲勞，甚至比患有其他健康問題（如：癌症、類風濕關節炎、糖尿病、過胖）的學童還要來得嚴重（Hornsby et al.，2014）。

Q：微聽損是否會影響阿明的人際關係？

A：微聽損會對阿明的心理健康及人際關係造成困擾。

進行社交活動時，若時常聽不清楚他人說話，不但會阻礙溝通，也可能引起他人的誤會。Bess等人（1998）的調查指出，微聽損孩子在多個社會心理面向上較聽常的孩子容易產生困擾。例如九年級的微聽損孩子較容易感到缺乏社會支持，且壓力較大、自尊心較低。

另外，一些行為問題，例如反抗、衝動、缺乏耐心等，也較容易發生在微聽損兒身上（Winiger, Alexander & Diefendorf，2016）。Laugen, Jacobsen, Rieffe 及Wichstrøm（2017）也發現，單側聽損孩子的社交技巧明顯比聽常孩子低落，可能是因為單側聽損通常較晚被處理。這些研究結果都指出，像阿明這樣的微聽損孩子，除了學習層面外，心理健康所面臨的挑戰也不容小覷。

傳導型聽力損失：每個孩子都可能發生！

除了微聽損外，另一個可能導致阿明「沒帶耳朵」的因素是「暫時性」的聽力損失，而這也是很容易被忽略的聽力問題。兒童暫時性聽力異常最常見情形是中耳炎導致的傳導型聽力損失（Gelfand，2009）。

台灣中耳炎高峰期為春季（三到五月之間），好發於三到五歲的孩子，年發生率為 15.9%，其中又以四到五歲最高，年發生率達 20%（Ting et al.，2012；Wang, Chang, Chuang, Su & Li，2011）。Teele et al.(1989)以美國兒童為對象的研究顯示，3 歲前的孩子超過 80% 曾患過中耳炎，也就是說，傳導型聽力損失極有可能發生在年幼孩子身上。

Q：兒童為什麼容易發生中耳炎？又為什麼會影響聽力？

A：兒童耳咽管較為水平、短且寬，感冒時細菌容易經由耳咽管入侵中耳腔而引起感染，這種感染使黏液分泌物堆積在中耳腔，將導致中耳內的鼓膜振動不正常，使得聲音傳導變差，進而影響聽力。

中耳炎是中耳腔因感冒、過敏的細菌感染而發炎。我們的耳朵跟咽喉有一個連通道，稱為耳咽管或歐氏管（Eustachian Tube）。小朋友容易中耳炎是因為他們的耳咽管較為水平、短且寬，且黏膜纖毛的免疫及排泄功能還未成熟，當感冒、鼻竇炎、過敏性鼻炎或上呼吸道感染時，細菌很容易會經由耳咽管入侵到中耳引起急性中耳炎。

中耳因為與咽喉相通，細菌因而容易會經由耳咽管入侵到中耳引起急性中耳炎。圖／wikipedia

急性中耳炎最典型的症狀是耳痛及發燒，較小的孩子可能會哭鬧、拍打耳朵或頭部，此外還有耳朵流膿、分泌物增加的情形。中耳的鼓膜、聽小骨鏈會透過振動進行聲音傳導，而當中耳炎使膿液堆積時，振動也會受影響而使聽力變差，此種聽力損失是因為聲音傳導不佳而造成的，因此稱為「傳導型聽力損失」（許巍鐘，2012；蕭雅文，1997）。

Q：中耳炎帶來的聽力損失只是暫時的嗎？

A：急性中耳炎若演變成中耳積水，會對聽力造成暫時性的影響，但若一直復發破壞耳朵構造，就可能造成永久性聽力損失。

急性中耳炎引發的中耳膿液堆積若一直無法排除，就會演變為積液性中耳炎，或稱中耳積水（Otitis media with effusion, OME）。美國耳鼻喉及頭頸外科學會及美國語言聽語學會指出，中耳積水導致的聽力損失平均為 24 分貝，相當於輕微的聽力損失，甚至還有更嚴重的人到達 45 分貝。

若積水一直無法消退，孩子將會長時間一直處於輕度至中度聽損的狀態。即使只是輕微的聽力損失，仍會對孩子的語言表現造成負面影響（Robert, Berchinal & Zeisel，2002）。

中耳積水帶來的聽力損失通常是暫時性的，但若不斷復發也可能帶來永久性的聽力損失。根據研究，中耳炎的平均年復發率為 33.1%，也就是大約三分之一的人患中耳炎後會在一年內再度感染，五歲以下的小孩則更高，復發率在四成左右（Wang et al.，2011）。一再反覆感染後，可能會破壞耳內構造而導致永久性聽力損失。因此家中小孩若有中耳炎，一定要重視後續治療。

如何發現和應對微聽損？

微聽損和暫時性聽損對孩子的影響很容易被忽略，像阿明這樣的孩子，很有可能是此兩種聽力損失的族群，只是沒有被發現。家長平常若發現孩子對聲音反應變慢、時常聽不清楚、中耳炎積水不退，或是學校聽力篩檢發現異常，一定要儘早到醫院做正式的聽力檢查，確定是否有聽力問題，以及確認進一步處理方針。孩子感冒就醫時，也建議主動向醫生提出檢查耳朵的需求。

Q：阿明若是微聽損的孩子，一定要配戴助聽器嗎？

A：微聽損是否配戴助聽器因人而異，須與專業人員共同討論才能決定。

阿明若有微聽損，是否需要配戴助聽器呢？此問題目前尚無定論，且微聽損嬰幼兒配戴輔具成效的文獻也相對缺乏。

圖／pinterest

雖然有些研究已指出雙耳輕度聽損及高頻聽損者使用輔具有其成效，但仍不能完全解決微聽損者在傾聽上面臨的問題，特別是單側聽損者對輔具的接受度不一。因此是否需用輔具，還得依孩子的狀況而定，需要與醫師、聽力師等專業人員討論後做出最佳決定（馬英娟，2017）。

Q：孩子有聽力狀況時，說話越大聲越好嗎？

A：用一般的音量說話即可，太大聲反而會更加不清楚。

當孩子聽力有狀況時，我們應該用什麼方式來跟他溝通呢？根據聽覺口語師羅敏馨（2017）的建議，首先最重要的是幫助孩子發現聽力問題。家長可以刻意製造吵雜環境或距離孩子遠一點說話，幫助孩子發現他哪些情況下會聽不清楚，之後才能據此調整互動的方式。

對於年紀較小還不會表達的孩子，則應該注意聲音來源跟距離，例如靠近孩子說話，而跟單側聽損的孩子交談時，要從聽力較好那一側。若孩子已經會表達了，則可訓練他在聽不清楚時請對方說慢點，或是向對方確認訊息。因此像阿明已經五歲了，已具備基本的溝通能力，家長就可以訓練他向他人表達自己的需求。

聽不清楚時，說話越大聲越好嗎？其實，音量太大反而是不利於傾聽的。跟微聽損孩子說話時，用一般音量最為清楚，聲音太大反而使一些語音出現扭曲、省略的情形，例如「爸爸看手機」有可能會聽起來像「拔阿漢走ㄍㄧ」，反而不利聽者接收訊息。此外，如果孩子已經開始上學，在學校也可以安排孩子坐在靠近老師或較為安靜的位置，若孩子單側聽損，位子要方便他從聽力好的耳朵接收訊息。多人進行討論時，也要避免七嘴八舌，最好一次一個人說話，用面對面互動的方式，讓孩子聽得更清楚（羅敏馨，2017）。

小小的聽力問題，影響絕對不小！暫時的聽力損失若不處理，也有可能變成永久性的傷害！因此下次孩子要是像阿明一樣又「沒帶耳朵」時，除了歸因於不專心，也可想想孩子發生聽力問題的可能性，以便及早發現，及早介入。若孩子真的有聽力損失，家長也要保持正向心態，積極尋求幫助，才能跟孩子一起找到最佳解決之道！

消防員具有較高罹癌風險

根據美國疾病管制與預防中心（Centers for Disease Control and Prevention）在 2015 年發表的一項研究，消防人員罹患癌症的風險較一般大眾提高了 9%，因癌症而喪生的風險更是提高了 14% [1]。該研究包含了將近 30,000 名在 1950 年至 2009 年間於芝加哥、費城以及舊金山，實際參與第一線火場工作消防人員的資料。

研究發現提高的罹癌風險主要包括與消化道、呼吸系統和泌尿系統相關的癌症。儘管和此研究一樣指出消防員具有較高罹癌風險的研究不在少數，公衛學家仍然需要更多時間和證據來釐清這樣的趨勢是否代表了因果關係。

對於消防員承受的風險，一般認為是災害現場的高溫與濃煙，然而濃煙中的有害物質卻是會附著在消防員的身體和裝備上。在離開災害現場之後，消防員（甚至是其親友）的健康仍然受到這些有害物質的威脅。圖/12019 @pixabay

國際癌症研究機構（International Agency for Research on Cancer）是世界衛生組織轄下的癌症研究機構，自 1971 年開始評估各種潛在的致癌因子，根據當時可得的證據將這些因子劃分為確定致癌、極有可能致癌（probably）、可能致癌（possibly）以及大概不致癌（probably not）等分類，並且不斷地更新。劃分的依據以流行病學方法為主，同時也參考動物實驗或與致癌機制有關的資料。在 2010 年出版的專書中，IARC 的工作小組將消防工作歸類為可能致癌（possibly），代表支持其致癌的證據有限 [2]。

但專書中也提到，消防員在工作的過程中確實會接觸到致癌物質，其來源正是燃燒產生的煙霧。

消防員工作現場的致癌物是哪來的？

我們知道在理想的燃燒之下，不論燃燒的材料是由碳、氫、氧、氮、硫或其他元素所組成，最終的產物都是這些元素的氧化物，其中又以二氧化碳和水為大宗，對人體來說相對無害。但實際上，理想的燃燒只能在仔細控制的實驗中被慢慢逼近，唯有當氧氣和易燃物的比例以及燃燒的溫度都恰到好處時才有可能發生。

火場中（以及瓦斯爐上、金爐裡這些日常生活中可見的燃燒）的不完全燃燒，將會導致許多燃燒副產物的生成，這當中也包含了一些致癌物質。另一方面，火場中的高溫會使有機物質發生裂解，燃燒的過程也會將原本封存在固體中的有毒物質以蒸汽或微粒的方式釋出。在火場煙霧中曾經被偵測出的致癌物包括砷、石綿、苯、鎘與甲醛等 [2]。

一家烤肉萬家香，但也要小心木炭不完全燃燒產生的致癌物質。圖/HaiRobe @pixabay

燃燒過程中還會產生另一個不容忽視的副產物──懸浮微粒。顆粒比較大的懸浮微粒可以被呼吸道的黏液和纖毛排除，然而顆粒較小的 PM₁₀ 與 PM_2.5 可以穿透這些屏障到達支氣管和肺泡，被認為和心血管疾病與肺癌等疾病有關。更細小的微粒更是會穿過肺泡而循環全身。此外，這些懸浮微粒有很大的表面積，因此能夠吸附其他物質，包括本文中提到火場中出現的致癌物質 [2]。吸附在懸浮微粒上的致癌物質不僅能夠隨著微粒被吸入體內，也可以附著在消防員身上的裝備，進而沾染到其他器材、車輛或消防隊的空間。值得留意的是，上述致癌物質與懸浮微粒的產生並不僅限於建築物火警中，開放空間中的車輛、垃圾堆或植被火警都具有同樣的危險。

消防人員保護指南

簡而言之，消防人員面對的危害，和烤肉、火力發電與露天焚燒等十分相似，都是來自燃燒過程中生成的有害物質。對於消防人員的職業暴露，美國消防協會（NFPA）等組織提出了相對應的指引和建議，筆者在此將其整理、摘要如下，希望能提供第一線消防人員、政府官員、立法者與消防裝備製造商等作參考。

不論是發生在建築物內的火警，或是發生在開放空間中的車輛、垃圾堆等火警，消防人員都應該穿著全套的消防衣並使用呼吸器，避免有害物質被吸入或與皮膚接觸。
未直接參與火警搶救，卻仍然有機會接觸到有害物質的人員，也應該穿著防護裝備並使用呼吸器或防護級別夠高的口罩。這些人員可能包括殘火處理、通風排煙與火場調查等人員。
任務結束的消防人員，若能在拔下呼吸器之前，先將全身裝備做簡單的清洗並脫除，將會大幅減少有害物質的暴露。由於火場中產生的許多有機性的有害物質不溶於水，因此清洗時須使用清潔劑。
脫去裝備後，在現場就應該盡可能的清潔雙手與頭頸部。這可以透過水和清潔劑或是濕紙巾來達成。歸隊途中，應該把車輛的窗戶打開來通風。歸隊後應該盡快洗澡與更衣，以去除附著在身上的有害物質。
從火場中攜出的裝備附著有微粒和有害物質，最好能夠在火災現場附近就用水和清潔劑清洗再歸隊。如無法達成，在歸隊途中也應盡量放在車廂以外的地方，或是以大塑膠袋密封起來，歸隊後再做清洗。
消防衣、褲屬於多孔材質，容易將有害物質與微粒吸附在其中，最好在每趟火場任務結束後都經過清洗才繼續使用。因此也建議消防機關為每位消防員準備兩套消防衣、褲交替使用。
柴油廢氣是已知的致癌物，故消防人員應盡量避免吸入消防車輛的廢氣。消防隊駐地中停放車輛的地方應保持良好通風，在災害現場也應隨手將門窗關閉，以免內部受到柴油廢氣以及火場煙霧的汙染。

消防衣。消防衣除了替消防人員隔絕高溫，還具備了防水透氣、防切割、反光等功能。另外，這層屏障可以防止有害物質接觸到消防員，因此消防衣的清洗非常重要。圖/Justin DiPierro @wiki，圖片經作者後製。

由於消防人員在執勤與備勤時具有團體生活的特性，上述的措施只有在團體中的每一個人都確實執行時才能發揮最大的效果。這些措施固然有些窒礙難行之處，有些麻煩、有些花錢，卻是和每一位救火英雄的健康息息相關，在保護自己的同時，還能保護身邊弟兄以及家人的健康。筆者建議不妨從更頻繁且確實的使用呼吸器開始，畢竟吸入煙霧是接觸有害物質最直接的方式。

期許本文能夠喚醒第一線執勤人員對於相關議題的重視與實際行動，也希望主管機關能夠透過相關器材的採購、教育訓練的實施等方式來進一步提高對消防人員健康的保障。

參考資料：

Daniels, R. (2018, May 10). Firefighter Cancer Rates: The Facts from NIOSH Research | | Blogs | CDC.
IARC (2010). Painting, Firefighting, and Shiftwork. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, 98:9-764
WSCFF (2016). Healthy In, Healthy Out: Best Practices for Reducing Firefighter Risk of Exposures to Carcinogens.

編按後記：

以下為消防員工作權益促進會理事所提供的經驗談：

本身是消防的外勤隊員，年資 8 年。個人防護這點確實是越早年越不重視，甚至時至今日，同業還是有人會把不做好個人防護當作英勇象徵，把沾滿碳粒、異味的消防衣視為功勳；自己在現場皮膚直接接觸外部的部位常會全部起疹，徒手收拾裝備後雙手也常常會刺痛好幾天。
後來漸漸接觸歐美國家相關資訊，才知道在火場外圍作業也應該要戴過濾式防毒面具、收拾裝備要戴防水手套，所有離開火場染物的裝備都要視同化學汙染物清洗才能重新上架使用。
但之前工作中已經接觸不少，健檢也出現輕度肺纖維化的情況。醫師看了 X光片還問我是不是抽菸抽很兇呢。不，醫生我從來不抽菸阿 QQ

綠圈中為「疑似纖維化的區域」，經醫師檢視，但詳細情形仍須視患者個人醫師診視而定。

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文／黃宗玄│物理治療師

腳踝扭傷了，該怎麼辦？

腳踝的扭傷是許多人的夢靨。

對於扭傷後的處理，過往一般建議 48小時（3天）內冰敷減少腫脹，之後再熱敷以促進組織修復。這個老方法自美國醫師 Gabe Mirkin 於西元 1978 年提出後，就一直沿用至今。當時他建議使用冰敷處理急性運動創傷，也就是 R.I.C.E 的軟組織創傷處置方法，包含 R（rest：休息）、I（Ice：冰敷）、C（Compression：加壓）、E（Elevation：抬高患處）。這項準則很快就形成一股潮流，並寫入教科書中，變成現今大眾一致公認的作法。

近年來的新模式認為：「應減少冰敷與完全休息的時間，避免阻礙傷口組織的復原」。

在過往我們將「急性發炎反應」的紅、腫、熱、痛視為要盡力去除、抑制的大魔王；天真的以為用冰敷的方式，減輕疼痛、消除發炎反應，就能夠促使傷口復原。然而事實並非如此，近來的研究都證實急性發炎反應其實是人體修復的重要過程之一。因此，若採取過去 RICE 的處置方式，有可能反而造成急性發炎反應拖得太久，沒能完整跑完它的周期，而會造成組織損傷。

都已經痛到不行了還要思考，真是夠了。

當冰敷過長，導致損傷未及復原而拖過了前面的急性發炎反應期，反而會形成巨噬細胞開始作亂的「慢性發炎」。到了慢性發炎的階段，如果我們繼續藉由更多的抗發炎藥物、類固醇、痠痛藥布等等的醫療介入，嘗試抑制發炎反應，跟就會跟著抑制了人體的修復機制，造成打不破的惡性循環。在這樣的情況下我們就會發現，傷口恢復的速度變慢，甚至傷口沒辦法好好癒合，然後就留下了後遺症。

探究其中的癥結點，我們可以發現到， RICE 的處置會讓扭傷的腳踝，缺乏「及早活動」的機會，使得本來能在「數分鐘到數天」結束的急性發炎期，拖成「數周到數月」的慢性發炎惡夢。

因此，2014 年原本提出 RICE 的美國醫師 Gabe Mirkin 修正並提出：「應減少冰敷與完全休息的時間，避免阻礙傷口組織復原」的新準則，如此一來，避免「完全休息」，並且盡早活動，成為新準則與傳統模式最大的差異。由新準則延伸翻轉既有的認知，我們必須要加入一個很重要的概念：

「急性發炎反應造成的疼痛，其實並不如我們想像的如此恐怖；藥物也沒我們想像的萬能！」

由疼痛科學解析扭傷這回事兒

我們的身體會在腳踝扭傷後，啟動保護性抑制，使得腳踝感到疼痛。其中，急性發炎反應的紅、腫、熱、痛會讓我們對扭傷處的狀況不自覺地誇張以對，像是完全不敢踏地、走路開始跛腳、身體隨之歪斜等等，讓我們幾乎以為自己是個殘疾人士，其原因如下：

「未知訊息」：大腦對扭傷所造成的「傷害」與「嚴重度」，皆不清楚時，由於資訊不清的情況下，我們會不敢去使用腳踝，而產生保護性抑制的機制。
「過度想像」：大腦過度的想像導致無法清楚解讀感覺訊息，而將恐懼的訊號解讀為疼痛。

從疼痛科學的觀點來看，疼痛的目的為提醒身體遇到了危險，必須採取相應的措施（戰或逃），以趨吉避凶、維繫生命。當扭傷腳踝時，腳踝周邊的神經末梢會藉由釋放出促進敏感的因子和細胞素，以提醒身體減少神經元的壓力；但另一方面卻也會使鄰近的神經纖維過度敏感，反而更加疼痛，並且讓人不敢亂動。

而新的模式基於「提早活動能夠加速發炎反應的進程」，轉而建議在尚有疼痛感的階段就開始活動，以避免完全休息反而延長了復原時間。

然而，到底要怎麼動呢？首先，我們要打破大腦受「未知訊息」與「過度想像」的詛咒！透過冰敷降低疼痛感，由探索未知（建立安全感）、接受正確回饋（尋找舒服姿勢）、創造新的里程碑（尋找挑戰動作）。並且，把焦點放在：

「如何確立安全的活動模式，來減低疼痛感，以增進組織修復」。

別害怕疼痛！確立安全活動模式

在確立安全的活動模式時，可以依以下項目進行：

建立安全感：疼痛會讓人不敢像平時那樣動作，但必須盡量嘗試，讓疼痛的位置與範圍變得更清晰
尋找舒服姿勢：舒服的姿勢，就是可以安全活動而不造成疼痛感的動作與角度，在日常活動中才有安全感
尋找挑戰動作：在復原的過程中，要逐漸嘗試之前有疼痛感的動作與角度

實際案例上該怎麼運作呢？

從上面安全的活動模式，引起我的好奇。於是，在國小同學腳踝扭傷的急性期時，作了一個疼痛科學的小實驗。依照上述的安全活動模式，其問題與指令如下：

1. 活動的過程「安不安全」？

a. 什麼時候不適？
b. 什麼時候較輕鬆？

藉由腳踝向上、下、外、內的活動、探索，確認活動的過程安不安全。可以發現：「上下有點酸。內外腳踝裡面那顆骨頭周圍會痛」。在活動的過程，建立安全感與可活動的安全範圍。

2. 尋找「舒服」的動作。

c. 試著做較輕鬆的動作感覺看看。

尋找「舒服」的動作。在可以忍受的範圍內活動，然後逐漸增加活動的範圍與施加的力道。

3. 尋找「挑戰」的動作。

d. 記住好的感覺。
e. 持續嘗試、追蹤與調整。

當測試「腳踝向內扳」的動作沒問題後，在可以忍受的範圍內，將腳踝向「內上」、「內下」兩個方向緩慢扳動。如果沒問題，再換成坐著「直接將腳踝向內壓在地板上」，慢慢感覺到疼痛逐漸消失。並在隔日早晨的追蹤中，已經獲得改善。也結束整個疼痛科學小實驗的過程。

在這個小實驗中，我們嘗試：

冰敷不再是腳踝扭傷後，傷口修復過程的唯一選擇。相反地，冰敷成為降低人體巨噬細胞過度反應的一種抑制劑，讓個案更敢放膽去動。
確立安全的活動模式，從建立「安心感」開始，逐步增加挑戰，最後回復到正常功能。

下次再遇到腳踝扭傷的時候，千萬別急著「休息不動」。相反地，當覆上冰塊之後，可以在忍受的範圍內上、下、內、外「動動看」。藉由患部的活動，不僅可以「消除對疼痛的恐懼感」，更能「加快急性發炎反應的修復進程」，再也不用包好大包，又痛好久了！

參考資料

RICE: The End of an Ice Age (2014)
ICE NO MORE SAYS THE NEWEST RESEARCH ABOUT HOW TO RECOVER FROM MOST SPRAINS AND STRAINS FASTER (2017)
10 Reasons – Icing Injuries is Wrong (2015)
慢性疼痛的幕後黑手撰文╱菲爾茲

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作者／李昱翰．文字編輯／翁郁涵

輕量、高強度的先進材料，不只是在科幻片中存在，也已被真實的應用於我們的生活中。像是應用於防彈背心的高強度纖維，看似柔軟，強度卻勝過鋼鐵。這樣不太合乎一般人認知的產物，是怎麼發明出來的呢 ?

高強度纖維救了無數人的性命。　圖／CBS Chicago

過往要製造盔甲等護具，能夠選用的材料不外乎金屬或有機物，例如最為人熟悉的盔甲原料──鐵。但鐵最大的問題就是材料密度高（ 7.86 g/cm³），若當成防彈衣材料相當笨重，造成著裝的人行動不便。

原子間的作用力非常強，若可以大面積有序的排列，就有機會提供足夠的強度，應用在防彈衣上。所以，如果選用有機物來製作呢？

有機物中之碳、氮、氧為分子中常見的元素，就原子量而言，三者皆比鐵的重量還輕。問題在於，如何能夠讓這些「輕」的元素產生足夠的強度，想辦法讓原子排列形成化學鍵甚至排列成更大的分子呢？

材料的基礎：原子與分子間的作用力

討論如何調整的材料以製作盔甲之前，讓我們往回推一點點，認識所有材料的基礎：原子與分子間的作用力。

1. 原子間的作用力──鍵結

原子與原子互相排列結合形成分子，原子間會有作用力穩定結構，這股將原子連在一起的力量稱為化學「鍵結」。鍵結可以細分為離子鍵、金屬鍵與共價鍵。離子鍵存於正／負離子之間，金屬鍵存於金屬之間，共價鍵多存於有機物（非金屬）間。

有了鍵結之後，若要增加形成分子後整體結構的強度，則要依靠分子間的作用力。

2. 分子間的作用力──凡德瓦爾作用力與氫鍵作用力

分子間的作用力有「凡德瓦爾作用力」與「氫鍵作用力」兩種。

凡德瓦爾作用力的成因是因為分子間各個原子的電子分布不均勻而產生電偶極（electric dipole），電偶極與電偶極之間所產生的吸引力，就是凡德瓦爾力。

另一種氫鍵作用力則是氫原子特有。當氫原子與氮、氧、氟排列（-N－H、-O－H、-F－H）形成共價鍵時，兩者會因為拉引電子的能力差異較大，導致電荷分佈不均勻而形成電偶極，電偶極間的吸引力稱為氫鍵。

氫鍵的強度（鍵能最大約為 200 kJ/mol，一般為 5-30 kJ/mol）大於凡德瓦爾作用力（ < 5 kJ/mol），能有效穩定蛋白質結構，所以廣泛存在於自然界生物體之蛋白質中，像是我們人體的 DNA、蛋白質結構，都是靠氫鍵來穩定的。

水分子因為局部極化造成分子間作用的氫鍵

既然自然界這麼多物質都是依賴氫鍵穩定結構，那麼我們是否可以師法自然，用氫鍵的原理來增加材料的強度，製造防彈衣呢？

這就是高強度纖維誕生的起點啦！

神奇纖維克維拉

克維拉（Kevlar）化學名為「聚對苯二甲酰對苯二胺」，化學式的重複單位是「-[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-」。它是美國杜邦公司於1965年推出的一種芳香聚醯胺類合成纖維，由波蘭裔美國化學家斯蒂芬妮·克沃勒克發明。

發明克維拉的波蘭裔美國化學家斯蒂芬妮·克沃勒克。由 Science History Institute, CC BY-SA 3.0

克維拉有極佳的抗拉性能，抗拉伸強度為同等質量鋼鐵的五倍之多，但密度僅為鋼鐵五分之一左右（克維拉密度為每立方公分 1.44 克；鋼鐵密度為每立方公分 7.86 克），因此 1970 年代初便開始被用於替代賽車輪胎中的部分鋼材，現在更被廣泛用於船體、飛機、自行車輪胎、軍用頭盔、防彈背心等。

克維拉到底有什麼特別的？為何一個有機化合物的強度能高過鋼鐵五倍？

首先我們來看看克維拉的合成。它是由對苯二胺（para phenylene diamine ）與對苯二甲醯氯（Terephthaloyl chloride）聚合後所形成的「聚對苯二甲酰對苯二胺」聚合物。

對苯二胺（para phenylene diamine ）與對苯二甲醯氯（ Terephthaloyl chloride）聚合後所形成的「聚對苯二甲酰對苯二胺」聚合物──克維拉（Kevlar）。 [4]

其中「苯環（六角形之環狀結構）」的結構剛性較強，而且是平面結構不能夠轉動，能為分子帶來一定程度的剛硬性。

並且在形成高分子聚合物後，每一個「對苯二甲酰對苯二胺基本單元」會與鄰近的「對苯二甲酰對苯二胺基本單元」形成四組氫鍵（如下圖所示），更大大提升了克維拉（Kevlar）的強度。這與自然界蛋白質結構穩定的原理相同，都是應用氫鍵增加穩定性及結構強度。

對苯二甲酰對苯二胺之基本單元會與鄰近之對苯二甲酰對苯二胺單元形成氫鍵。 [2]

高分子鏈段強度再增加

一個有分子間作用力的高分子若分散於溶液中，會呈現有如凌亂毛線球的展開狀態，所以當我們要將高分子做成纖維來紡織時，會先將高分子材料拉成纖維絲，使高分子部分順向延伸。（如下圖所示[2]）

但如果是一個具有高度分子間作用力的高分子，將之分散於溶液中則仍然存在部分有序狀態，經過拉絲後則會使高分子內部有序區塊順向排列延伸。此一結果大幅增加了高分子的強度 > 15倍） [6]，此一現象就好像高分子間彼此有作用力將分子與分子束縛住來增加整體受力強度而使物理性質提升。這樣形成的高強度纖維可以用來當成防彈衣的材料。（如下圖所示[2]）

由於克維拉是有規則結構的高分子，而且高分子間的氫鍵又可促成特定的有序排列「結晶」[7]，因此大大增強往後克維拉（Kevlar）拉成纖維後的物理性強度，也成就了它能抵禦子彈的強大能力。（如下圖所示[2]）

(A)無序之高分子 (B)分子間作用力造鏈段有序排列之高分子

許多人類的發明靈感都來自於大自然，克維拉（Kevlar）所應用的原理，不過是高分子結構的特性罷了，卻創造出了這樣特殊且可以多樣化運用的高強度纖維。師法自然不只是回到原點，有時候也會成為新的起點。

蜘蛛網的強韌，也有一部分是因為高分子作用力喔！　圖／TRAPHITHO @Pixabay

參考資料 :

[1]：Jian Yao, Cees W. M. Bastiaansen, Ton Peijs Fibers 2014, 2, 158-187
[2]：Dawelbeit Ahmed, Zhong Hongpeng, Kong Haijuan, Liu Jing, Ma Yua, Yu Muhuo Materials Research. 2014, 17(5), 1180-1200
[3]：杜邦公司網站的克維拉介紹頁
[4]：Tiffany Vu. Kevlar, the “Not-so-Secretive” Bullet Proof Fiber
[6]：Polymer Processing. ENGINEERING TRIPOS PART IIA: MODULE 3C1 MANUFACTURING ENGINEERING TRIPOS PART IIA: MODULE 3P1. 2012
[7]：在高分子學領域中，這種有局部有序排列的行為稱為「結晶」。

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最早被發現的鐵線蟲寄主形態變化

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鐵線蟲與螳螂

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單側聽損：小美人魚的右耳聽不到海鷗的提醒

高頻聽損：王子對小美人魚說「一起去掃地和親親…」

輕型聽損：小美人魚聽不到吵雜人群中王子邀舞……

發現有微聽損，該怎麼做？

Reference

假設 mama/papa 存在於原始語言中

不斷演變的語言，不停轉換的語音

來自小孩的第一個發音：mama/papa

參考資料：

為什麼看得到神經訊號很厲害？

光訊號的缺點

如何從電訊號轉成光訊號？

應用一 頭戴式迷你顯微鏡，找出輪班的位置細胞

應用二 光纖光度測定：訊號如何由腦區傳遞到另一個腦區？

註釋

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瓶鼻海豚的身世

可能推測之一：賈方發情啦？

可能推測之二：太孤單的海豚騎士

國際海洋法的海豚保護公約

法國市長處置得當還是小題大做？

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可以用來測耳朵年齡的「蚊音」

如果你或身邊親友有點重聽……

微聽損帶來的「微」險

造成微聽損的兇手不只一個！

老年性聽損

職業噪音傷害

老了也想當少年偵探：如何保健聽力

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參考文獻

0 – 1 歲的兒童

1 – 6 歲的兒童

6 歲以上的兒童

兒童防曬 Q & A

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人類 only 的玫瑰果神經元？未來的重要研究目標

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顯示老化的「端粒」是什麼？

被噪音影響的學唱鳥兒

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凸顯效應，讓我們在經濟考量上受到變動成本的影響

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作為政策的推動者，應當好好考量人們是否購買的變動成本

註解

參考資料

應用一頭戴式迷你顯微鏡，找出輪班的位置細胞

應用二光纖光度測定：訊號如何由腦區傳遞到另一個腦區？