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2013/03/23  |  第239期  |  訂閱/退訂  |  看歷史報份 
編輯推薦 抗氧化物不抗老化?
公眾科學 振翅高飛
名家專欄 網際網路有兩個?
科學人新聞 愛因斯坦的大腦拼圖
本月活動 3/31【漫步花草雨林.書寫科學與人】跨世代跨海峽的科普寫作分享與交流座談會
抗氧化物不抗老化?
撰文/穆易爾(Melinda Wenner Moy翻譯/林雅玲
氧化造成的細胞損傷導致老化?維生素能幫我們留住青春?原本廣為信服的觀念,出現了疑慮!

重點提要

■數十年來,研究人員認為高活性的自由基分子會傷害細胞並逐漸破壞組織和器官的功能,進而導致老化。

■然而,近來的實驗顯示,增加小鼠和線蟲體內特定種類的自由基可能會增長壽命。在某些情況下,自由基似乎扮演啟動細胞修補網絡的訊號。

■如果實驗經過驗證,將意味無論服用維生素或其他形式的抗氧化劑,對原本身體健康的人而言,可能弊多於利。

氧化損傷的老化理論存在已久。最新的老化研究直接挑戰這長期的信念,新的研究發現越來越不像是意外,反而更像法則。

2006年,傑姆斯(David Gems)的生活被一群該死而沒死的線蟲澈底翻轉。傑姆斯是英國倫敦大學學院健康老化研究所的助理主任,一直用線蟲(Caenorhabditis elegans)進行老化生物學實驗。傑姆斯在這個實驗想檢視持續氧化造成的細胞損傷是否為老化的主要機制。根據老化理論,氧化反應累積過多會使得越來越多的脂質、蛋白質、DNA片段和其他細胞的主要成份受損,最終危害組織、器官以及整個身體的功能。

傑姆斯利用遺傳工程改變線蟲,讓牠們無法製造特定酵素,這種酵素可以消除自由基,是天然的抗氧化劑。移除抗氧化劑後,線蟲體內的自由基含量確實驟升,也在線蟲全身引發破壞性的氧化反應。

不過和傑姆斯的預期相反,突變線蟲沒有提早死亡,活得和正常線蟲一樣久。進行實驗的研究人員非常困惑,傑姆斯回憶當時他的反應:「這不可能是對的,顯然其中一定有搞錯什麼。」他要求實驗室另一位研究人員檢驗實驗數據,並重複實驗。結果還是一樣:實驗線蟲確實無法製造特定的抗氧化酵素,體內也一如預期累積了很多自由基;即使氧化造成嚴重損害,不過牠們並沒有早死。其他科學家在不同的實驗動物身上也有同樣令人困惑的發現。美國德州大學巴夏普長壽與老化研究所所長理查森(Arlan Richardson) 基因改造了18種實驗小鼠,讓牠們比一般小鼠製造更多或更少的特定抗氧化酵素。如果自由基生成和隨後的氧化反應造成的損害是老化的原因,那麼體內有更多抗氧化酵素的小鼠,比起沒有的應該活得更久。理查森表示:「但是我看牠們的壽命曲線,竟然沒有任何顯著差異。」他在2001~2009年發表一系列的論文,報告這些越來越令人困惑的實驗結果。

在此同時,實驗室在理查森附近的生理學家伯芬斯坦(Rochelle Buffenstein),在過去11年來試圖了解最長壽的齧齒動物裸隱鼠(naked mole rat)為何可以活上25~30年(大約八倍於同體型的小鼠)。伯芬斯坦的實驗顯示:比起小鼠,裸隱鼠在生命初期體內天生的抗氧化物較少,組織也累積更多氧化損傷。不過矛盾的是,牠們相當長壽而且健康。...more

公眾科學 振翅高飛
撰文/羅斯納(Hillary Rosner) 翻譯/王心瑩
鳥類學界尋求業餘鳥類觀察者的協助,不但產生了源源不絕的資料,也改寫科學研究的規則。

重點提要

■自動感測網絡可以偵測我們環境的大部份狀況,但即使身處數位時代,蒐集到的一些資料還是需要由熟悉該領域的人來仔細分析,以解決研究規模的問題。

■有個新興的領域稱為「公眾科學」,意思是民眾參與科學研究,並整理業餘人士的觀察結果,通常可以透過消費型高科技裝置和機器來參與。

■eBird以美國康乃爾鳥類學實驗室為基地,並與奧杜邦協會合作,可說是公眾科學最成熟的例子。eBird與一些同類型計畫,已在天文學、電腦科學、公共衛生等領域產出學術等級的成果,同時讓身懷絕技的業餘人士有更多機會貢獻所長。

  在凱靈(Steve Kelling)的辦公室玻璃帷幕外,有一片佔地將近一平方公里的森林,一夜之間,50種遷移性鳥類飛抵此地,包括歌綠鵑、玫胸白翅斑雀和雪松連雀。在這5月初的下午時分,牠們的鳴叫聲響徹森林,形成超大型的鳥類混聲合唱。凱靈或其他在美國紐約州綺色佳「康乃爾鳥類學實驗室」的人,怎還能夠專心工作,實在引人好奇。

事實上,窗外的景象就是他們的工作。凱靈在他的筆記型電腦上秀出一張美國動畫地圖,黑色背景襯著白色線條。地圖下方有個橫座標,顯示一整年的時間推移。一開始沒有任何變化,突然在4月左右,一團橘色從南加州冒出來,像野火燎原一般朝北邊和東邊擴散,直到整個美國西部的1/3都著了火,閃爍著不同明暗程度的橘色和白色亮光。接著火勢倒退,色彩由北一路往南逐漸消失,到了11月左右,整張地圖復歸黑暗。我們剛剛目睹的是黃腹比藍雀一整年的遷移情形。

如今有300多種鳥類有了遷移地圖,這是由eBird所蒐集的資料而產生。eBird是一項歷時10年的公眾科學研究計畫,凱靈在康乃爾鳥類學實驗室主管資訊科學,也負責管理這個計畫。最近一個月約有1萬1000名鳥類觀察者把目擊記錄上傳到eBird資料庫,數量超過300萬筆,至今已累積了高達1億1000多萬筆記錄;總共約有九萬人曾經參與,記錄數量也以每年增加40%的速度持續成長。

鳥友向來以熱切的奉獻精神著稱,習慣一絲不苟地記錄觀察結果。不久之前,這些記錄只見隨意偶然的分享,大多與科學家的研究工作不相干。這種情形開始改變了,凱靈和他的同事便是「公眾科學」這個新興領域的開創者。科技(包括無線上網、智慧型手機和處理能力)已經澈底改變科學界處理素人資料的方式,讓那些堅守崗位的業餘人士樂於參與真正的科學研究。…more

 
網際網路有兩個?
撰文/菲爾提克(Michael Fertik) 翻譯/甘錫安
世界上有99%的人生活在任由某些人一覽無遺的世界中

假設有個網際網路,在這個網路中有雙看不見的手控制著你的一舉一動。這個網路中有一群人事先決定你看到的新聞、產品和價格,甚至包括你見到的人。在這個世界裡,你以為你自己在做選擇,但你的選擇其實早被挑過而且窄化,留給你的只有控制的幻象。

現在的狀況其實跟以上的描述相去不遠。Google、臉書和其他網站在某些科技的輔助下,蒐集我們的資料,用這些資料量身打造符合我們個人品味、習慣和收入的使用經驗。現在對於有錢人和窮人而言,網際網路的面貌完全不同。大多數人已經在不知不覺中,演出一齣兩個網際網路的戲碼。你的和我的不一樣,他們的和我們的也不一樣。

整個過程是這樣的。廣告業手握大筆收益,掌控絕大部份的網際網路產業。矽谷十分擅長尋找以及提供資金給免費App製作公司,在我們使用這些App時,蒐集並出售我們的資料。在網際網路短短歷史中,這類資料蒐集以往的主要目的是賣傳統產品。舉例來說,廣告主可能想讓我看到耐吉運動鞋,讓我太太看到凱莉鞋。但資料蒐集的目的現在逐漸超越單純的打廣告,轉變成讓保險公司、醫療機構和其他公司在你毫不知情的狀況下,藉由分析個人鉅細靡遺的「巨量資料」而獲利。這些公司依據分析結果,對你做出決定,甚至決定你是否值得他們投注行銷資源。

結果,世界上有99%的人生活在任由某些人一覽無遺的世界中,由另外1%的人操縱我們的生活經驗。有人巧妙地稱呼這種趨勢是「個人化」,這種說法聽來既無害又有趣,似乎只不過是讓我們看到的廣告會以我們喜歡的配色出現。然而實際狀況與影響則更深遠、更廣大。

舉例來說,美國聯邦法規規定,依據特定個人屬性訂定授信價格是違法的。但根據《紐約時報》記者辛格(Natasha Singer)的報導,在線上及離線探勘技術進展的輔助下,我們得以閃避這條法律的核心精神:針對信用狀況缺乏吸引力的民眾,公司可以不提供任何方案。如果你處於數位軌道上弱勢的一邊,可能連主要貸款機構的授信廣告都看不到,也不會知道有貸款可以運用,以協助你解決個人或事業上的財務問題。…more

 
愛因斯坦的大腦拼圖
撰文/斯蒂克斯(Gary Stix) 翻譯/黃植懋
為何愛因斯坦對時空有如此驚人的見解?從他大腦的照片或許看得出端倪。

自從愛因斯坦1955年過世之後,科學家就追問,到底他的大腦有什麼迥異之處,造就了他對於物理定律驚人的洞察能力?然而,想要從大腦解剖結構一窺愛因斯坦智慧根源的研究,過去幾十年來卻毫無進展,因為他大腦的解剖照片和組織切片大多散落世界各地,研究者並不容易取得。

一篇發表在2012年11月《腦》線上版的研究,蒐集了至今最完整廣泛的愛因斯坦大腦照片。這項研究發現,相較於一般人,愛因斯坦負責高層次心智功能的大腦皮質,比以前認為的還要更加與眾不同。以下是美國弗羅里達州立大學領導這項研究的人類學家法克(Dean Falk)訪談的摘錄。

這個研究最主要的發現是什麼?

愛因斯坦有很不尋常的前額葉,在這塊額頭正後方的位置有著錯綜複雜的腦回結構。我們從靈長類的比較研究中知道,在人族(hominin)演化的過程中,這個腦區逐漸高度特化。人類的前額葉是處理工作記憶、計畫的擬訂與執行、憂慮、思考未來,以及想像生活情境這些高等認知功能的區域。這是一處演化而來的特殊腦區,和大腦裡神經元之間的連結密切相關。因此,我們猜想在愛因斯坦的大腦裡,應該可以觀察到許多的複雜連結。

還有什麼不尋常的發現嗎?

另外一個有趣的發現,在於愛因斯坦大腦的感覺和運動皮質。我們發現愛因斯坦負責處理臉部、舌頭和發聲器官訊息的運動皮質,下緣有一小塊區域非常特別,他左腦臉部運動皮質區異常膨脹成一大片矩形腦回,我從來沒有在其他大腦看到這種情況,目前也還不知道該如何解釋。在一段他知名的語錄裡,愛因斯坦曾提及他的思考結合了影像和「感覺」,對他而言,思考的要件不是只有視覺,還包括了來自肌肉的感覺。這是什麼意思呢?我不曉得,但是從我們在運動皮質區的發現來看,那真是一段非常生動有趣的說法。

這項發現,和愛因斯坦那張出名的吐舌頭照片有關嗎?

在過去的三天裡,這個問題已經被問了四次。第一次被問到的時候我很驚訝,當時我回答說這不過只是巧合罷了。在那之後,我開始思考兩者是否真的有關聯,並對著鏡子試看看自己是否能像愛因斯坦一樣把舌頭吐得那麼長,而我差一點就做到了。所以,我想那張精采的照片可能是愛因斯坦自然流露、率性而為的表現吧。more

 
3/31【漫步花草雨林.書寫科學與人】跨世代跨海峽的科普寫作分享與交流座談會
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