一些有毒蛋白質所產生的一連串連鎖反應，或許有助於解釋阿茲海默症、帕金森氏症和其他致命疾病的成因；進一步深入了解，可以帶領我們找到眾所渴望的新式治療方式。

病理學家用顯微鏡觀察阿茲海默症過世病患的腦部組織樣本，搜尋其中受損的神經細胞，可以發現許多奇異的物質團塊。構成這些團塊的蛋白質顯然不該出現於此。它們從哪裡來？又為何聚集了這麼多？而最重要的是，它們與這種無法治療的毀滅性疾病有什麼關聯？為了得到答案所做的研究，最終得到了驚人發現：在阿茲海默症和其他主要神經退化疾病的患者腦中，這類蛋白質團塊的行為與普恩蛋白（prion）非常相似，普恩蛋白是摧毀狂牛症患畜大腦的有毒蛋白質。

普恩蛋白是神經細胞內原本正常的蛋白質摺疊錯誤的變體，不但耐久不變，又會促使與之相似的正常蛋白質也摺疊錯誤、聚集成團，這樣造成一連串連鎖反應，最終蔓延到整個大腦。10年來，科學家已知道這種過程不只出現於狂牛症和其他奇特疾病，一些主要的神經退化疾病也有這樣的現象，包括阿茲海默症、帕金森氏症、肌萎縮性偏側硬化症（ALS，也稱為路蓋里格氏症），以及常見於足球員和拳擊手的慢性創傷腦病變。

所有證據都顯示，阿茲海默症和帕金森氏症不像狂牛症或流感一樣會經由接觸而傳染。事實上，近期這些發現的重要性是為這許多可怕的腦部疾病揪出一名主要嫌犯；或可說提供一塊路標，為最終的治療方法指出一條明路。未來為阿茲海默症所研發的藥物，或許也可以直接用於治療帕金森氏症、腦部外傷，或者其他會奪走個人基本自我感覺的可怕疾病，甚至可以激發全新的藥理學方向，對全世界數千萬名飽受神經退化疾病折磨的患者來說，是個大好消息。

這種新想法要歸功於最初導致發現普恩蛋白的一連串研究。18世紀初，據報有一種發生在羊身上的古怪致命疾病，稱為羊搔癢症，這是因為受感染的羊會無法克制地摩擦搔癢而掉毛。後來科學家開始研究這種病症，透過顯微鏡，他們注意到神經系統彷彿被射穿出許多孔洞。1930年代，法國和英國研究者確定羊搔癢症會從一隻羊傳染給另一隻，不過致病因子難以捉摸，而且表現得很詭異：受感染到顯現症狀之間的潛伏期，遠比常見的細菌或病毒等致病原要久得多，且通常會消滅入侵者的免疫反應似乎不會出現。

這些怪事提供了線索，顯示一般的病原並非病因，但這些報告出現後過了約20年，羊搔癢症依然是撲朔迷離的獸醫怪病。不過到了1950年代，當時任職於英國農業研究委員會康普頓實地研究站的哈德洛（William Hadlow），注意到羊搔癢症和另一種神秘人類疾病「庫魯病」的腦部病變竟有明顯的相似處。庫魯病是一種會持續惡化的神經退化疾病，主要局限於巴布亞新幾內亞的弗瑞族，患者的動作協調和心智功能會逐漸變差，最後死亡。後來發現弗瑞族會得到庫魯病，是因為他們有吃屍儀式，因此會吃下死於此症的族人，這就表示有某種致病因子居中搞鬼，以某種方式由身體的其他地方進入腦部。

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3D列印即將顛覆傳統製造業！

這隻機器人義肢來自美國橡樹嶺國家實驗室，看起來像是中古時代的東西──上頭覆蓋了鎖子甲，它似乎更適合揮動大刀，而不是端咖啡。為了讓這隻手耐用、輕巧，裡面的骨骼和篩眼般的薄皮膚都是由鈦製成。能讓手指動作的強力微型液壓系統，依靠的是整合進義肢結構裡的管線網絡──不需鑽孔、軟管或是連接器。

不過這隻機器人手臂的特別之處，不在於它的能耐，而是它的製作方法及代表的意義。研究人員先在電腦上構思，然後把幾十個列印出來的零件組裝起來，這些零件來自「積層製造」，現在更流行的說法是「3D列印」。橡樹嶺國家實驗室的這件作品讓我們一窺製造業的未來──以前不可能的設計，現在不但能接受訂製，而且只要幾小時就能列印完成。

橡樹嶺能源材料計畫主持人布魯（Craig Blue）說：「眼前這是非常、非常複雜的設計，內有液壓管路，能以每平方公分超過20公斤的力量運作。網眼是為了讓構造更輕盈，只在需要之處添加材料。要製作這隻機器人手臂，現在只有積層製造這項技術辦得到。」

3D列印已經發展到一個階段，能製造出的複雜機械是其他方式所不可企及，大型製造商例如波音或是奇異，已經開始將這項技術應用到先進產品線。傳統製造方式是從一大塊的材料雕琢出可用的部份，相較之下，積層製造則是一層一層製造出物件。這個想法上的改變可能會影響到製造業的每個層面──從原型設計到大量製造的產品。

不過3D列印仍然面對艱難的技術挑戰。和傳統的減法製造方式相比，積層製造的速度比較慢，材料的精準度與完成度也不一致。另外，3D列印要利用好幾種材料製造物件還是有困難，而且也還無法在不燒毀電路的情況下，把電子零件整合進去。

研究人員正在努力克服這些局限──不過沒有人會懷疑，對於客製化、少量製造的應用來說，積層製造具有驚人的力量。隨著技術擴展到大眾市場，3D列印可能即將全面開啟製造業革命。

精準的加法製造

3D列印的起源可回溯到1980年代晚期，一些新創公司和學院（其中最有名的是美國德州大學奧斯丁分校）發明了一些機器，能在幾分鐘內依照數位設計製作出三維模型。那些系統和類似機型一開始要價約17萬5000美元，因為能幫助發明家和工程師以快速且比較便宜的方式製造出原型，所以在過去幾十年來一直頗負盛名。

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5月初的加拿大，正是春去夏來、風和日麗的季節之交。我很高興有機會在天氣這麼合宜的日子，造訪加國最具文化特色的城市，參加第三屆科學研究誠信與正直的世界大會。蒙特婁是魁北克省的法語文化重鎮，把巴黎式的歐洲情調（包括建築風格、休閒活動和飲食特色）帶進了北美五大湖往東北部延伸出去的聖羅倫斯河中的小島上。這城市到處是好風光，徜徉其間令人心曠神怡。走進世界名校之一的馬吉爾大學（McGill University），入耳盡是溫軟呢喃的法語，偶爾英語夾纏，雖然雙語有點混亂，大家卻能雍容相處，學術發展凌駕所有的政治意識形態，怪不得它的很多學科，特別是神經科學，一直執世界之牛耳！

我走進校園到醫學院，拜會一位當代最知名的神經生理學家，參觀她那間我嚮往已久的實驗室。在那個實驗室中，布朗黛•密爾納（Brenda Milner）教授研究因癲癇切除部分顳葉的H.M.，發現了人類短期記憶的腦部位及其運作的方式，確認海馬回是記憶的關鍵結構，她後來又從二次大戰後多位腦傷軍人的行為實驗中獲得證實。初見密爾納教授時，我正在美國賓州州立大學攻讀博士，她則是以H.M.這項開創性貢獻而揚名學界的研究者，她和我的指導教授是好朋友，給了我很多實驗上的指導，讓我走進記憶的神經研究領域。幾十年過去了，再見面時，她已95歲了，猶仍精神奕奕，一一說明當年實驗的過程，以及現在做的研究工作：從海馬回的蛋白質活化方式，去探討情緒和建立情節記憶的關係，並由此探討老人記憶衰退的原因。她侃侃而談，邏輯推論的步驟分明，說理清清楚楚，我真是佩服得五體投地！

在實驗室待了一會，我眼睛忽然癢起來，連續打了幾個噴嚏，眼淚鼻水也跟著流個不停。密爾納教授很體貼的問我，是否對實驗室的空氣過敏？我說不是。她幽默的笑說：「總不會那麼感動到哭個不停吧！」我邊擤鼻、邊揉眼說：「是很感動！不過，眼淚鼻水齊發是對楓葉過敏。30多年前做過檢驗，驗出我對加拿大的楓葉過敏，但因為很少來就不以為意，幾次到溫哥華山上滑雪，冰天雪地的，也沒有症狀。想不到這次來，碰到楓葉茂盛，花粉四處飄散，潛藏的過敏反應都激發出來了，好慘！」

密爾納教授也是醫生背景，一聽就了然，馬上帶我回她的研究室，給了我一顆過敏藥。休息一下，眼睛開始消腫，鼻水也停了，換我向她簡報我最近有關文字閱讀與腦神經組合的新發現。聽到我說閱讀是一種生物系統的運作表現，不會因文字的表達方式（英文字或漢字）而改變閱讀的腦神經迴路，她大為稱讚，認為我的發現合情合理！我當然很高興她贊同這項觀點，因為從人類演化的歷史，文字出現才五千年，不太可能在這麼短的時間改變了語言處理的腦神經機制。

我們繼續討論並交換很多有關腦功能的議題，越談越開心。她忽然納悶問我：「你來開什麼會議？一定和神經科學無關，最近蒙特婁好像沒有相關會議呀！」我趕忙向她解釋此行目的，這些年來科學研究發生的行為不端事件，已使人們對科學成就的信任度有所削減，種種現象令學界非常擔心。她深有同感，因為她也注意到，近年來，因論文出現問題而導致期刊必須發表撤文聲明的比例，比起以往，有大幅增加的趨勢！她好奇問我，有哪些事件是比較引人注目的？

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仙女座星系還有我們的銀河系，都是屬於比較光亮且巨大的螺旋星系，它們是藉由併吞其他較小的星系和攫掠周遭太空的氣體，才能形成這副模樣。根據最新針對奇特「蝌蚪」星系的觀測，我們得以了解銀河系那佈滿恆星、同時也是地球與太陽所處的明亮盤面如何形成。

蝌蚪星系是在1990年代首次發現，有著孕育無數明亮恆星的頭部，和一條黯淡的長尾巴。大部份蝌蚪星系距離我們約數十億光年，顯示它們主要誕生於宇宙形成初期。由於它們離地球如此遙遠，在觀測上有一定的難度。

西班牙加納利群島天文物理研究所的艾梅達（Jorge Sanchez Almeida）和同事仔細分析七個較近（距地球不到六億光年）的蝌蚪星系。藉由位在拉帕馬島的望遠鏡觀測到的數據，這群天文學家測出個別蝌蚪星系不同部位的速度，證明蝌蚪星系和螺旋星系的盤面一樣，不停在旋轉。

但天文學家同時驚訝地發現，蝌蚪星系黯淡尾巴的氧含量比明亮的頭部高，這和銀河系的分佈情況相反。由於氧通常存在大質量恆星內部，藉由爆炸才釋放出來，所以銀河系的氧主要集中在充滿恆星的中央亮區。艾梅達說：「蝌蚪星系的氧分佈非常奇怪。」

為了解釋這個驚奇的發現，他們在4月10日的《天文物理期刊》中指出，大霹靂後僅產生遠比氧輕許多的元素，自那時起原始的星際氣體並沒有顯著改變，在這樣的情況下，當缺乏氧的氣流撞擊初生的盤面，促成該區域的恆星誕生，便形成了蝌蚪星系那明亮卻缺氧的頭部。

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