【醫學里程碑】中樞神經也有抵抗力!

免疫系統負責保護我們的身體:它能有效防止細菌和病毒這些病原體 (Pathogen)入侵我們的身體,但除了一處:中樞神經系統。

以往我們認為,中樞神經(Central Nervous System) 擁有如護城河般的血腦屏障 (Blood Brain Barrier),這層內皮細胞 (endothelial cell) 緊緊保護著中樞神經系統血管,連專門「殺菌」的免疫細胞亦被拒諸門外,只容許氧氣、二氧化碳和葡萄糖經過。一旦中樞神經出現病變,免疫系統 (Immune System)  幫不了手。

那我們不是死定了嗎?放心,不會。

原來免疫系統一直隱藏在中樞神經內。最近發表的研究發現中樞神經也擁有淋巴系統 (Lympathic System) ,它就像免疫系統細胞專屬的高速公路,讓免疫細胞經淋巴管 (Lympathic Vessel) 由免疫細胞儲存庫——淋巴結 (Lympathic Node)「運送」到身體不同部份,與外來病原體打仗。

這個發現就要歸功於神經學教授 Jonathan Kipnis 團隊。他們首次在老鼠腦膜發現隱藏的淋巴管結構,最初還未肯定這結構有沒有免疫功能。為了找出淋巴管和免疫系統的關系,他們利用神經成像 (Neuroimaging) 「掃描」腦膜 (Meninges)。 出乎科學家意料之外,他們發現到免疫 T 細胞 (T Cell) 。原來中樞神經的淋巴管連接著血腦屏障外的淋巴結,容許免疫細胞出入和排出腦脊液 (cerebrospinal fluid CSF) 到淋巴系統。不只是老鼠,他們也在人類遺體中找到淋巴系統結構,同樣是之前未有被發現過的。

這個發現足以改寫所有醫學和神經科學教科書:不僅揭開了中樞神經系統免疫機制的秘密,以此方向研究,更有機會為其他神經系統疾病成因提供一條重要線索。現時有不少科學家相信不少中樞神經系統疾病都可能和免疫系統有關,例如多發性硬化症 (Multiple Sclerosis) 和認知障礙症 (Alzheimer’s Disease) 患者可能是被病變免疫系統破壞; 而常見的抑鬱症或有機會是由發炎引起等。

另外,發現到淋巴系統,也代表科學家可嘗試新的治療方法,例如善用淋巴管將藥物運送到中樞神經系統治療病症,減少使用溶脂性藥物帶來的風險,亦有助我們找出這個腦膜淋巴系統和「膠淋巴」液體通道系統 (glymphatic system) 之間的關係。

報告:

Louveau, A., Smirnov, I., Keyes, T. J., Eccles, J. D., Rouhani, S. J., Peske, J. D., … & Kipnis, J. (2015). Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. DOI: 10.1038/nature14432

為何都找不到? 洗腦音樂揭秘

尋尋找找為何都找不到。

--《一》AGA

每經過老麥,總無意哼出這段音樂,不禁納悶︰誰洗了我的腦?

這種稱為「非自願的音樂意象 ( Involuntary Musical Imagery – INMI) 」 的現象其實非常普遍,總在腦海空無一物時發生,例如當你在吃飯、行街或者上班時。大部分人一星期至少有一次聽到或者重播音樂,音樂發燒友會感到更加頻繁。雖然這種情況會隨年紀增加而減少,可幸的是,大部分人都不會對「腦海重播」感到煩厭,不過仍然會有三分一的人因而感到煩躁不安,影響到日常工作。

唉,又是腦作怪。

INMI 和一般記憶不同,是不由自主地重複和停止的,而不同人的重播時間也有差異,甚至有人提出可能有一個獨立的記憶系統 (audio-eidetic memory) 。不單止新聽到的歌曲會引起 INMI,一些熟悉的音樂也會引起「重播」現象。 例如電台想播的主打歌就更加容易成為你腦海中熱播的金曲。

當然這個「系統」很大機會是由你的腦無意控制。當你聽到熟悉的音樂時,腦部的聽覺皮質 (auditory cortex) 會活動起來;最有趣的是,當一小段熟悉的音樂播放完畢後,聽覺皮質仍然相當活躍——你的腦海仍然會自動「播放」餘下的音調。而最近一項研究就是找出和「洗腦音樂」相關的腦部結構,這些大腦結構均牽涉知覺、情感、記憶和隨心想法,可見這種重播其實是牽連甚廣的一種現象。

要擺脫纏繞腦海的音樂,不同人會用不同方法。雖然功效仍然未知,但不少人仍然會主動地找其他音樂聽、哼著其他音調、或者找事做令自己神分。對音樂不停重播無感覺的人多會順其自然,讓音樂自己「煙消雲散」。當然,忍受不了無止地等的話,你可以試試咀嚼香口膠吧,會有機會舒緩一下腦海重播現象。咀嚼香口膠的動作,能令負責言語的關節活動神經停止處理腦海重播音樂,或者這個時候可能你的大腦已經無意中播了尋尋找找好幾次,恭喜你再次體驗到這種有點擾人的感覺。要踢走在腦海中重複的音樂,買幾排香口膠吧!

報告:

  1. Beaman, C. P., Powell, K., & Rapley, E. (2015). Want to block earworms from conscious awareness? B (u) y gum!. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, (ahead-of-print), 1-9., DOI: 10.1080/17470218.2015.1034142
  2. Bennett, S. (2002). Musical imagery repetition (MIR). Cambridge: Cambridge.
  3. Farrugia, N., Jakubowski, K., Cusack, R., & Stewart, L. (2015). Tunes stuck in your brain: The frequency and affective evaluation of involuntary musical imagery correlate with cortical structure. Consciousness and cognition, 35, 66-77. DOI: 10.1016/j.concog.2015.04.020
  4. Halpern, A. R., & Bartlett, J. C. (2011). The persistence of musical memories: A descriptive study of earworms., DOI: 10.1525/mp.2011.28.4.425 
  5. Kraemer, D. J., Macrae, C. N., Green, A. E., & Kelley, W. M. (2005). Musical imagery: sound of silence activates auditory cortex. Nature, 434(7030), 158-DOI:10.1038/434158a
  6. Liikkanen, L. A. (2012). Inducing involuntary musical imagery: An experimental study. Musicae Scientiae, DOI: 10.1177/1029864912440770
  7. Liikkanen, L. A. (2011). Musical activities predispose to involuntary musical imagery. Psychology of Music, DOI: 10.1177/0305735611406578
  8. Williamson, V. J., Jilka, S. R., Fry, J., Finkel, S., Müllensiefen, D., & Stewart, L. (2012). How do “earworms” start? Classifying the everyday circumstances of involuntary musical imagery. Psychology of Music, 40(3), 259-284. DOI: 10.1177/0305735611418553
  9. Williamson, V. J., Liikkanen, L. A., Jakubowski, K., & Stewart, L. (2014). Sticky tunes: how do people react to involuntary musical imagery?. PloS one,9(1). DOI: 10.1371/journal.pone.0086170

後記:為了逼使自己寫完這篇文章,我反覆聽了同一首歌好幾小時。尋尋找找….其實也挺好聽。

現實中的Iron Man

試想像你眼前的左邊桌子放著一個皮球,試將它拿起並放在你右手邊的桌子上。對一般人來說,要完成這個任務實在易如反掌。整個過程只用了你兩秒鐘時間。詳盡一點描述這個動作,就是︰

  1. 伸出手
  2. 抓著球
  3. 將手移動到右邊
  4. 將球放下

讀者或許會問,這個問題究竟有甚麼意思?我現在不解答這個問題,先留待讀者自己想想有甚麼可以補充。

根據前超人基斯杜化·里夫和其夫人成立的Christopher & Dana Reeve Foundation,每五十人就有一位不幸癱瘓,行動因而受到限制,而當中其中一種較嚴重的癱瘓就是我們理解的四肢癱瘓。這類癱瘓其中一個主要成因,就是脊髓神經受損。以往一般只有基本的物理治療等比較被動的方法,但隨著神經科學和幹細胞治療等方法的出現,對癱瘓病人來說正正是曙光漸露,開始為他們的生活帶來更多希望。世界各地的工程師和神經科學家多年來都嘗試用不同方法將機械臂安裝在癱瘓病人身上,令他們可以使用機械臂照顅到基本日常生活。聽起來就像Iron Man一樣。

不過這個聽起來相當簡單的概念其實談何容易?

在探究機械臂如何運作前,首先我們先要了解一下在一般人是如何控制手的動作。

回想一下一開始的問題,究竟這一連串動作是不是這麼簡單?我們每一個動作都是由神經系統配合神經訊息所控,要完成一個手部動作其實是要經過一連串的過程的。

如下圖所見,當你想用手去「執行」一個動作時,這個想法(神經訊息)會由大腦運動區(專門負責動作的區域)將神經訊息(郁動手心的指令)利用神經線經過脊髓神經傳到手。同樣地,當手收到訊息時,也會循脊髓神經傳到經神經線傳到大腦感知區。

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但有不少癱瘓的病人,由於脊髓神經受損,神經訊息因而不能被傳遞所以失去了感覺和活動能力。視乎脊髓神經受損的位置,不同的肌肉的功能會相應停頓。神經義肢( Neural Prosthetics)和腦機接口( Brain-Machine Interface )的發展為癱瘓的病人帶來更大的改變。神經義肢簡單來說就是將神經系統、儀器和電腦連繫起來,再使用不同方法控制義肢。

在這個時侯,希望大家先想想一個問題,究竟可以用甚麼方法控制到義肢呢?

先看看機械臂的威力︰

現時有兩個主要的方法,分別是使用具入侵性的和非入侵性的儀器去控制義肢。

你可以將入侵性儀器想像作直接把電線值入大腦收取神經訊息再利用電腦程式控制神經義肢或者機械臂。聽起來好像很可怕,但的確為不少病人帶來希望,例如Collinger在二零一二年,就在一個五十二歲四肢癱瘓志願者大腦運動區上值入晶片,在第二天的訓練已經成功控制義肢移動到三個方向。十三個星期訓練電腦解讀神經訊息後,他成功做到更複雜的動作。

另一種是非入侵性的儀器,是利用膊頭肌肉和追踪眼球技術( Corbett, 2013 )來控制機械臂,訓練電腦和病人使用設備後,都得到不錯的效果,令病人很流暢地使用到機械臂。除此之外,科學家亦嘗試以磁力共振技術測量腦部氧氣在思考時的方向,在訓練後得到相當理想的效果。但正常生活機械臂。

話雖如此,但病人總不能任何時間都將膊頭肌肉和追踪眼球的設備和帽戴在身上,為了嘗試解決這個問題,在二零一三年,Borton的研究隊伍將晶片值入動物,並成功利用Wi-Fi將神經訊息傳入電腦作分析。這個技術方便了將來發展隨身的儀器控制義肢,大大方便了病人日常生活。或許將來配合入侵性儀器可以令病人重獲新生。而且這些技術也可以利用在其他地方,例如在拯救行動中供救援人員使用。或許有一天,Iron Man可以真正實現。

Reference

Borton, D. A., Yin, M., Aceros, J., & Nurmikko, A. (2013). An implantable wireless neural interface for recording cortical circuit dynamics in moving primates. Journal of neural engineering, 10(2), 026010.

Collinger, J. L., Wodlinger, B., Downey, J. E., Wang, W., Tyler-Kabara, E. C., Weber, D. J., … & Schwartz, A. B. (2013). High-performance neuroprosthetic control by an individual with tetraplegia. The Lancet, 381(9866), 557-564.

Corbett, E. A., Kording, K. P., & Perreault, E. J. (2013). Real-Time evaluation of a noninvasive neuroprosthetic interface for control of reach. Neural Systems and Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions on, 21(4), 674-683.

Hochberg, L. R., Bacher, D., Jarosiewicz, B., Masse, N. Y., Simeral, J. D., Vogel, J., … & Donoghue, J. P. (2012). Reach and grasp by people with tetraplegia using a neurally controlled robotic arm. Nature, 485(7398), 372-375.

【廣傳!】人腦解密 - 腦部開發

(文章盡量寫得短一點,讓讀者讀得沒那麼辛苦。)

被隱藏良久的消息!我們只用了人腦的十分之一。這篇文章將教授大家如何將人腦發展到可以利用剩餘的十分之九,去達到我們最深處的潛能,充分運用左右腦,令你和孩子都可以得到全面發展。方法十分簡單….

當然,這些都是我捏造的廢話。想看知道完全開發人腦方法的讀者要失望了。坊間有不少機構宣稱能讓人腦全面開發,香港本地也有不少這類的公司嘗試在這個市場中分一杯羹,不少課程收費都不菲。可憐家長,就枉費不少金錢在這些機構去開發本身已『被開發』的人腦 。更加有不少荷里活電影(例如電影露西)和小說不厭其煩地不停宣傳我們沒有充分利用人腦 -絕望真相是,我們不止用了十分之一,我們是用了100%的人腦。

人腦主宰著我們的生命,其實每一分鐘都有不同的部分在運作。例如網狀結構(Reticular Formation),控制了睡眠,心血管和痛楚神經等。

當然,人腦並不是每秒都用著100%,有時候我們只用了10%有時候可能會用了89%。科學家利用不同的腦掃描技術,發現在做不同的活動時,腦部會有相應的活動配合。例如睡眠時,相對運動神經就會減少活動(不是沒有)。那為什麼我們不是隨時隨地利用100%的腦袋呢?其實大家試想想,人腦只佔人體2%左右,卻用了人體20-25%的能源(這些能源就是令我們可以走動和令我可以打字的能源-至於主要的能源來源之一,就是來自每日的飲食。),而人體的能源本身就很珍貴的,所以並不會供應能源予不需要用的部分。而這些能源主要用途,就是令人腦內的神經元有足夠「電力」去傳達訊息,從而指令身體運作。

科學證據指出一個事實,我們已經用了人腦的100%,大家不要再作無謂的幻想,去追求那『剩餘沒用』的90%了。

(資料來源都是來自Wikipedia,因為自己比較懶找Source,我承諾各位一些非debunk的文章會用多一些Primary source)

Reference:

http://en.wikipedia.org/wiki/Brain

http://www.scientificamerican.com/article/do-people-only-use-10-percent-of-their-brains/

圖: http://www.publicdomainpictures.net/view-image.php?image=76648&picture=symbolic-human-head

思前想後 序

《心理學是甚麼?》

 

相信不少讀心理學的朋友都會被問這個問題,而往往之後的問題,一定會是:那你豈不是會讀心?那你看不看得穿我在想甚麼?心理醫生是一個甚麼行業?究竟他們可不可以操縱人的思想?究竟世上有沒有靈魂?讀心理學的朋友就可能會想,究竟這些問題從何而來?

往往這些資訊都來自不少市面上不同的資訊。而它們很多都以心理學作招徠 (Popular Psychology),介紹一些人際關係,或者是處理感情事的方法。這些書籍本來並沒有大害,畢竟只是一門自助人生的書籍資訊,或是談及一下人生哲理,根本不是甚麼心理學書本。而網路上亦流傳很多不同的心理測驗,預測一個人的性格,更有一些測驗,例如九型人格等推出了不少分析性格書籍,更有一些可以改變人一生的心理學技巧。而不同機構亦舉辦了很多不同的與心理學有關的課程,或是甚麼療程(通常收費都相當昂貴)。甚至有很多不同的受歡迎的電視劇,也有以心理學情節作招徠(TVB的有讀心神探,外國的有Lie to Me)。雖然有很多這類資訊都很吸引大眾,但我都有保留,直接點說,很多也是吹水,或者是誇張的。

讀者可能會問(其實是我希望讀者會問)究竟主流心理學/神經科學和大眾所想的是否一致?我心中也有浮現這些迷團,所以我決定撰文去和讀者分享和研究這個問題。也許這就是我寫這個blog的主因吧!一來令自己更了解哪些是誤解,哪一些是有證據支持的,二來,嘗試改變讀者對心理學/神經科學的誤解(下一期文章將會討論)。

讀者要留意幾個我的立場(最重要的排最前):

一,我只是個大學畢業生,有些知識可能有誤差,歡迎大家指出我文章的錯處,但麻煩要提供證據(和出處)- 此後會談及科學精神

二,我認為現在最切合人的意識(Consciousness)比喻是大腦和心靈的關係(即Brain and Mind),其後也會解釋

三,我很久沒寫文,寫得不好請大家多多指教

四,我暫時對神經科學,神經心理學,認知心理學和臨床心理學最感興趣,所以文章會集中這幾個範疇

五,我也是被這些資訊「騙」進心理學系,我也曾經相信過某些電視劇情節

六,我對催眠,讀心等的神奇力量有保留

七,為了保持讀者量,我盡量會談及和日常生活有關的題材

暫時這麼多,將會之後增加更多(或減少)

為了令讀者分清楚文章中哪些是我的意(愚)見,哪些是引述學者的論文,每一個引述都會以粗體顯示。

最後希望大家會繼續支持這個blog 🙂 有想問的問題可以直接留言,我懂得的會盡量解答。