睡眠 Sleep 生物為什麼要睡覺 地球上壽命超過天的物種,身體都受所謂的生理時鐘(circadian rhythm)在運作。大腦有個主時鐘,在24小時內會把近日節律的訊號傳遞到全身。 早在1729年,法國科學家德梅洪發現放進密閉黑暗的箱子,含羞草仍然會隨著24小時的日夜週期開合伸展葉子,最早證實了生物自己可以遵守時間,而不是個只聽命於陽光的奴隸。 我們大腦的主時鐘位於視交叉上核(SCN),因為光從眼睛進入後,沿著視神經會先在這裡交匯採樣。它是全身生影時鐘樂團的總指揮,調控包括了你什麼時候想睡和醒來、警覺程度、核心體溫等機能,日復一日。 Circadian biology的清醒驅力 vs Adenosine系統的睡眠驅力,各自獨立運作。 睡著後,外在各種感覺匯集到視丘(thalamus)後就不再前進了。 能量保存與恢復理論(energy conservation & restoration theory),都在解釋睡眠對生存和繁衍的重要性。 睡覺的時候在幹嘛 生物會利用睡眠,讓全身代謝率降低,讓細胞能夠修復,並且儲備醒來後活動的能量。尤其是大腦,不僅是清理修復、也包括了重組和學習。
焦慮 Anxiety 你可以想像你的大腦裡有一個警報器,當它響起的時候,你的大腦會給你"焦慮"的感覺。 警報器的名字叫做"杏仁核"(amygdala),在演化上是相當古老的生存中樞。當有"未明"的訊號傳入時,警報器會告訴大腦說"有東西要注意喔",你掛了就不能傳宗接代了。 Anxiety is born when our PFCs don't have enough information to accurately predict the future by Dr. Judson Brewer 焦慮來自於沒有那個"掌控感" 杏仁核早在脊椎動物如魚類、兩棲、
情緒 Emotions 認識情緒是什麼之前,我們可以要先放下既有的認知。就像是你要放下對時間的感官經驗,才好瞭解物理世界中的時空理論。 Familiarity is not the same as expertise 情緒(emotion)是大腦的一個功能,就像是思考、看見、動作一樣。情緒的存在,是生命體為了因應外在環境,調控行為的一個狀態。而感受(feeling),是大腦對大腦自己的內觀(interoception),就像是你能夠感覺到自己的心跳加速,腸胃道在蠕動一樣。 如果主體是情緒,而水平面象徵著意識,那感受則是浮出水面的冰山一角。 所謂情緒狀態(emotion status),是邊緣系統(limbic system)動態的一個電化學活動。環境刺激、經歷、甚至身體內器官的訊號,都會影響大腦的這個內在狀態。它進一步調控自主神經、內分泌等生理反應,並且影響個體的行為與思考。感受(subjective feeling)只是其中的一個表現。 情緒腦是演化至哺乳類時才較為發達 [1] 。而負責感受的大腦皮質(
生理時鐘 Circadian rhythm 地球上的生命體,無可避免的跟著地球自轉,接受著24小時一次的白天黑夜。晝夜節律的環境刺激,也烙印在我們的遺傳物質之中。從原蟲、細菌等簡單生物,一直到動物、植物等複雜生命體,都擁有調控日夜週期的基因。 我們追蹤祖先的足跡,最早應該是從淺海的Tiktaalik魚開始(後來逐漸演化成兩生類。不是Tiktok喔!),就開始適應(adapt)陽光黑夜交替的日子。遺傳物質承載了3億7千萬年大自然晝夜的記憶。 19世紀煤燈(gas light)與電燈泡(1879, electric light bulb)的問世,人類才開始廣泛的改變了生活型態。輪班工作制(shift-work)逐漸從工業領域,擴展到醫療、運輸、娛樂等不同的產業,為了應付更高的生產力與市場需求。 每個細胞都有自己的時鐘 科學家發現每個細胞都自帶時鐘,以大約24小時的節律運作。 最早的計時基因是1971年在果蠅身上發現的週期基因(period gene, PER)。該基因產生的蛋白質在24小時內量會由多變少,週而復始。不論是植物還是動物,從昆蟲到哺乳類,全都有相似的計時機制。可見這是一套非常古老、在生物歷史上綿延久遠的系統,
運動 Exercise We are born to survive by expending as little energy as possible!! by Daniel E. Lieberman (英國古人類學家,哈佛大學生物學教授) 植物的能量來源是陽光,無需移動驅幹,靠風,靠昆蟲,就能達成生存與繁衍。 而動物,則是需要靠移動身體,補食以獲取能量,與異性相遇交配以繁衍後代。在大自然有限的資源下,面對未知的能量危機(不知道下一餐是什麼時候),環境惡劣的時期(遷徙、氣候),為了提升存活的機率,平時非必要不會浪費體內能量,保持低耗能可以維持身體運作即可,甚至是進入節能省碳的冬眠模式以度過寒冬。 我們大腦的預設,是省力的,減少不必要的浪費。活動身體就是最主要的能量消耗。 我們的祖先,需要採集,需要捕獵,才能在大自然中存活下來。身體活動是為了生存,是為了繁衍,本就是每天生活的一部份。以前根本沒有所謂"
促老 Pro-aging 相對於抗老(anti-aging),促老(pro-aging)就是加速老化的意思。 老化的源頭是遺傳物質累積改變的過程(損傷與修復之間的拉扯),從影響單一細胞機能到整個生物系統的失衡(loss of homeostasis)。凡是會加速此過程的因子,我們稱之為"促老"。 環境中有毒物質的暴露 對於環境中的有毒物質,我們一般的認知是這些東西會致癌,對身體不好。其實很多物質之所以有毒,正是因為會加速細胞老化,所以才對身體有害。舉凡空氣污染、抽煙、殺蟲劑、特定金屬/類金屬、化學鎔劑、塑化劑都會加速不同的老化標誌(aging hallmarks),影響細胞正常機能,最終導致老化疾病與縮短壽命。 我們所謂的突變源(mutagens),統指會干預遺傳物質穩定的來源。一般分成三大類: 1·物理性突變源:如紫外線[1]、游離輻射(ex. x-ray)[2]。 2·化學性突變源:如活性氧類(reactive
抗老 Anti-aging 如果把身體想像成汽車的引擎,怎麼樣的使用方式,它才可以承載我們走最遠的距離呢? 車子在高速公路穩定的行駛,相較於在市區走走停停,油耗是最低的,零件磨耗也較低,引擎有最佳的使用效能。同樣的引擎壽命可以跑最遠的距離。 平時最佳化身體效能 車子不定期要拉高轉速衝刺一下,可以幫助引擎排出積碳與沉積物,維持汽缸通暢。偶而的極限奔馳,可以幫助引擎長年維持最高轉速與管路通順,因應不同的路況需求。 不定時讓身體接受挑戰 身體的長壽路徑(longevity pathways) 為了在多變的大自然中生存,演化賦予了我們調控能量使用的基因。在資源充沛時,我們善用能量來生長[1],促使個體發育成熟以進行繁衍。而在環境險峻時,細胞減少不必要的耗損,增加能量運用效率,來提高生存機會。 這些促進長壽的生存基因,在演化上是高度被保留(highly conserved)的。像是熱量限制(calorie restriction)、↓Insulin like signaling(IGF),↓ mTOR,↑Sirtuins,↑AMPK等一系列的生理路徑,從單細胞的酵母菌一路到多細胞的哺乳類動物,都存在他們的D
生產力 Productivity 我們的大腦,習慣處在被動接收資訊的狀態。從教養,教育,一直到職場,多半都是在安排好的指示裡面打轉。數位內容的世界更是,我們不斷地被動接收各種聲光與獎賞的刺激。大拇子上滑就可以獲得多巴胺,真的是行為模型發揮的極致了(阻力極低的不確定獎酬)。 我們忘記了主動產出的感覺,大腦因為長期處在這樣的環境,被動接收的迴路已經走成了康莊大道。 你去觀察小朋友,她們最愛主動(畫畫、演戲、組合、搗亂),任何產出都是她們得意的作品。 重拾主動(be proactive) 所以第一步,先打破長久習慣接收的迴路,走一條新的道路出來。主動產出的腦迴路,就像是未經開拓的山路一樣難走,舉步維艱。但腦迴路是你走的越多次,這條道路就約寬闊,越好走。就像是水流過土壤,多次的流淌,終將形成一條深窪的河道。 小朋友大腦的土軟,迴路較快形成,而成人因為土地相對貧瘠,需要多讓水流幾次,或者平時就多灌溉土壤(ex. 規律運動、品質睡眠),成年人一樣可以形成新的迴路(robust adult neuroplasticity) 認識行為的發生條件 再來,
肥胖 Obesity 數不清的減肥計畫都可以成功減重,但多數人容易復胖無法維持,代謝疾病也無法改善。而有些人瘦下來後,多吃也不會再胖,連一直想吃的食慾都消失了。 身邊不乏不擔心肥胖問題的人,他們有什麼共通點? 生命體本就是處於一個調控的狀態,透過細胞基因的開關,改變能量的代謝路徑。也影響你的大腦,包括食慾、覓食行為、飲食選擇等。 這也是為什麼一般成功減重的過程中,每次下降一定體重後會有一平原期(weight loss plateau),反而有利於長期維持不復胖。因為細胞基因的開啟或關閉需要時間,透過表關基因(epigenetics)結構改變,影響細胞表現,改變代謝方向。 簡單說,肥胖不是一個計算熱量的數學問題。而是一個生物問題。 但你可以改變你的設定 脂肪是生物的儲備能量 冬眠前的松鼠與熊、即將長距離遷徙的鳥類、孵蛋前的企鵝、沙漠中的駱駝,因為需要面對長時間缺乏食物,身體儲存脂肪的基因會打開,讓代謝傾向於將進食的熱量轉為脂肪[1],脂肪的體組成比例提高,儲備未來所需要的能量。 動物是如何調控脂肪的代謝呢?要從自然環境中的生存演化說起。 秋冬時的氣溫驟降,食物與水的短缺,冷刺激與飢餓都會引
憂鬱症 Depression 身為智慧最高的物種,人類其實很難想像,腦袋生病是怎麼一回事。思緒清晰的醫師有時更不容易體會。 身體上的缺陷人好理解,認知上的缺陷卻很難同理。 1·人為什麼會憂鬱症呢? "慢性壓力[1](chronic stress)"是導致憂鬱症的主因。 所以,你不是沒有意志力,你是太有意志力了,大腦才會生病。 2·憂鬱症是腦細胞生理上的損傷 我們的大腦,其實有很高的適應能力,可以反覆接受挑戰與壓力。但有一個重點,它每天需要固定的休息。短期的壓力幫助腦細胞健康運作,長期的壓力則會殺死腦細胞。 當慢性壓力對腦細胞累積傷害,而保護因子(幫助腦細胞修復)也相對不足時,腦細胞逐漸開始生病萎縮[2]。不健康的腦細胞無法有效的傳遞訊息,造成腦迴路的失衡(disturbances of neural circuits),因而產生了憂鬱症的各種症狀。 背後的科學(看不懂可跳): 慢性壓力使的"戰逃反應(HPA axis, stress response)
Featured 老化 Aging 老化是多數慢性疾病最大的風險因子(major risk factor),這些疾病也正是造成我們失能與死亡的原因。我們可以從下圖看出,各種心血管疾病、糖尿病、失智、癌症...等疾病,隨著年齡增加,發生率成指數型的攀升(10倍10倍跳的意思)。 Aging is the #1 risk factor for most chronic disease 我們來看另一張圖,個體的每年死亡率(age specific death rate)。最左邊新生兒有較高的死亡率,最低則是十幾歲的年輕人,而三四十歲後隨著各種疾病發生率增加,每年死亡率也快速飆升。也就是說,身為一個中年人,每過個幾年,你活不到下一個生日的機率就加倍。 Delaying the aging rate by 7 years would cut the incidence of
個人知識管理 PKM 人類的大腦與其他動物最大的差別,在於發達的前額葉(prefrontal cortex, PFC),也可以稱做思考腦。因為強大的理解、推算、創意、發想等能力,造就了人類獨有的文明。 所謂的個人知識管理(personal knowledge management, PKM),就是利用大腦神經細胞的特性,打造一個系統性的方法,搭配工具(brain extension tools),讓本來分散的資訊,透過輸入(input)、整理(process)、應用(output)的過程,最終將知識牢固(內化)在腦細胞電網中的過程。 網絡搜尋(Google)與人工智能服務(AI engine)大大提升了知識取得的便利性。但大腦仍然需要透過學習來活化,產生新的迴路與連結,腦細胞才有實質的成長。善用我們人類發達的前額葉,也是身心健康(well-being)不可或缺的一環。 方法學旨在提供理論視角 第一步:輸入(input)