失智患者激增!3C上癮與記憶退化的關係
文/趙桂英 臺灣師範大學樂活產業高階經理人EMBA
據台灣失智症協會推估,台灣失智人口在民國120年將近46萬人,屆時每100位台灣人約有2位失智;預估未來20年,台灣平均每天增加近48人、約每30分鐘增加1位失智者 (註4)。阿茲海默氏症是在1906年由德國Alois Alzheimer醫師發現,並以其名命名,是最常見的失智症。但近年來,失智患者似乎愈來愈多,人類的大腦出了甚麼問題嗎?
失智是什麼?
失智症是一種後天的多種認知領域的認知喪失,嚴重到足以影響社會或職業功能(註1 )。研究顯示,失智症的特徵是大腦皮層和海馬體的神經元細胞死亡,導致記憶、認知和行為受損(註2)。根據世界衛生組織(WHO)資料統計,全球大約有 5000 萬人患有失智症,每年有近 1000 萬新病例。三分之二的失智症患者生活在低收入和中等收入國家;據預測,全球失智症患者到2030年將達8200萬,到2050年預估將達1.52億(註3)。
記憶怎麼形成
日常見聞映入腦海就能形成印象,但大部分很快就消失了,因這些訊號沒有關連性。要成為記憶,是需要大腦複雜處理的。美國心理學家James根據記憶維持的時間長短,將記憶分為長期記憶 (long term memory) 與短期記憶(short term memory)。簡言之,短期記憶 (STM) 是一種快速形成神經連接、在相對較短的時間內(通常達 30 秒)保留訊息片段(記憶區塊)的不同記憶系統(註5)。長期記憶 (LTM) 是長期存儲信息的能力,持續時間範圍很廣,通常可一生(註6)。即便短期記憶,其關鍵程序是細胞一起激發的時間必須夠長、夠久、才能連結一起形成記憶(fire together, wire together),此即為知名的赫布理論Hebbian learning rule (註7 )。
- 傳統主流認為,記憶與海馬迴、大腦皮質相關。海馬迴使我們學習新資訊,統整習得的訊息,再把它儲存在大腦皮質,形成長期記憶。因此主流認為記憶形成是海馬迴先儲存短期記憶,再經轉換儲存至大腦皮層(註8)。
- 後來科學有不同看法,認為短期記憶與長期記憶是同時形成,然後往不同方向演變(註9)。
研究認為每個記憶儲存器都有一個印跡細胞(engram cell)集成包含多個大腦區域的電路(註10);前額葉印跡細胞在海馬記憶印跡細胞的支持下,隨著時間推移在功能上變成熟,海馬體的印跡細胞則逐漸沉默(註11 )。
影響記憶因子
影響記憶因子很多,記憶再提取時也會讓記憶處在一個不穩定狀態,經過蛋白質合成才能再次穩定記憶(註12),因此,長期記憶 (LTM) 也取決於新蛋白質的合成(註13)。然而,清除大腦中蛋白質廢物的類淋巴系統在睡眠期間最活躍。類淋巴系統會隨年齡增長而退化,這表明睡眠障礙與神經退行性癡呆的症狀進展之間存在因果關係(註14);睡眠也是一種優化記憶固化的大腦狀態(註15)。
記憶形成極度複雜,過程還受到傳入信號影響。傳入信號如果夠強,神經元就產生樹突蛋白,有助固化連接,記憶方可持久。如信號弱,集群的激發狀態漸退,就不會有連接,記憶就無法形成。細胞需能量來長樹突,而能量來自神經元的電子活動—激發越多,連線越多(註16)。
大腦喜歡刺激:網路vs閱讀
科學家建議許多激發方法幫助大腦記憶;可從閱讀、飲食、運動、作息等日常生活習慣著手。如要幫助記憶,要讓自己常鍛鍊大腦,活化大腦。當大腦接觸新東西,大腦就會改變其突觸,如果是固定連結(如一成不變的日常),大腦將記不住任何新東西(註17 )。因此,經常鍛鍊是很有用的方法。但是鍛鍊都需要:聚焦、提升注意力、持續練習。
看書是吸收新資訊最直接方式之一。惟現代人接收新知已漸從紙本改為多合一功能的手機。平時不僅大量接觸3C用品,智能手機的出現,讓不斷跳躍與動態的畫面,成為人類最親密接觸的日常;那麼大腦接收這些所謂「新資訊、新刺激」,是不是就能幫助記憶呢?答案卻是相反的。
瀏覽網頁時,無數感官刺激的廣告一直出現,翻頁後卻沒印象,因為瀏覽網頁與閱讀書本的腦部活動模式是不一的。讀書的大腦在處理語言、記憶和視覺的區域有大量活動,所以能有深化思考、昇華情感的認知提升,形成心智圖強化記憶;人類的閱讀能力是進化來的,文字解讀與闡釋意義是長時間專注後獲得來的。
常玩手機3C!記憶無法固化
而瀏覽網頁時動到的是做判斷的前額葉,面對目不暇給的動態資訊大腦必須頻繁瞬間決定要不要點選連結……;因此擅長深層思考、下決斷的前額葉不斷被打擾,破壞了決斷設計,不僅沒辦法專心,而且記憶固化的過程也無法展開(註18)。諸多訊息又同時湧現(促銷廣告、即時新聞、朋友上線等),每個動態都讓人分心,讓大腦不斷處在「重新整理」(F5)狀態,這種無意義的多工,形成大腦的認知負荷。
研究認為,愈常瀏覽網頁,前額葉被瞬間中斷的頻率愈高,思緒愈分散,記憶愈衰弱,人還會變得緊張兮兮、焦慮抑鬱(註19)。與手機形影不離的現代人,深恐沒即時按讚會被群組孤離、擔心發布訊息沒被熱情回應……,時刻處在「希望被打擾」的隱性期待中,導致連睡覺必須將手機放床頭,內心充滿「害怕錯過」的FOMO ( “fear of missing out”) 憂慮感(註20)。沒帶手機或手機沒電之際,少了叮咚訊息的現代人,立馬魂不守舍,美國的一項大型調查甚至發現,46% 的智能手機用戶認為沒有手機他們就活不下去(註21)。
研究證實,每天頻繁瀏覽網頁的無意義多工神經連結,長期下來將佔領大腦,讓原本專注的心智功能因相對少用而脆弱瓦解,以至認知與記憶受到干擾;干擾愈高度重複,學習能力愈為減弱,不僅產生過動,無法專心,對事物無法深入理解,影響記憶,還影響情緒調節能力(註22);研究也顯示,經常同時使用多種媒體的人(例同時上網、看Line、開電視、聽音樂、用電腦、回郵件……等),在控制自己心智方面會出現問題(註23)。
今日3C不只與人類如影隨形,民眾玩到不想睡、睡不著的,甚為普遍。研究發現5歲以下過早使用螢幕會影響大腦早期發育(註24);青少年過度使用螢幕(指電玩)則會使大腦提早老化(註25 );2018年WHO已將「電玩失調症」(gaming disorder)列入精神疾病。數位科技對人類桎梏幾同上癮,科技幾乎操控了神經。
科技上癮:愈玩愈兇使多巴胺降低
上癮機制很多,多巴胺為其一。多巴胺是人體掌管愉悅回饋的神經傳導物(neurotransmitter),是天然的快樂丸,也是重要的神經元分泌的信號分子。當大腦看見繽紛有趣的3C媒體,就會分泌多巴胺。一旦執行完成,大腦通過體內平衡的自我調節,會漸感覺情緒低落、多巴胺下降。如反覆操作,多巴胺亦逐次降低;研究顯示網絡成癮者與多巴胺受體可用性水平降低有關(註26)。令人擔憂的是,對3C的如膠似漆,記憶退化是否一去不復返?研究顯示,還是大有機會的。這個機制在於大腦可塑性(Neuronal Plasticity) (註27)。
善用大腦可塑性:拯救記性
大腦可塑性又稱神經可塑性,意指 「神經系統通過重組其結構、功能或連接來改變其活動以回應內外在刺激的能力」(註28),是一個大腦適應性結構和功能變化的過程;簡言之,即重複性經驗可改變大腦結構。神經可塑性分為神經元再生及功能重組兩個主要機制。研究顯示,如果一段時間不接觸網路,尤其是改為頻繁接觸大自然後,因神經可塑性之故,大腦神經有顯著恢復的機會(註29)。大腦神經的改變一生不斷發生(註30),不要放任記憶任其退化,如惡化成病理程度就難以處理。
4行為幫助恢復大腦功能
全球失智患者與日俱增,防止記憶惡化,重新檢視用腦機制是重要的。大腦有神經可塑性,恢復大腦功能,須給予正確新刺激。
- 好好睡覺,不要熬夜,重視睡眠,睡眠尤其對固化長期記憶有幫助(註31)
- 走出戶外,不帶手機,接觸自然,改變環境給大腦的壓力,讓神經恢復可塑性。
- 適度重拾書本,鍛鍊大腦,培養聚焦力、持續練習,讓前額葉發揮天生審斷機制。要形成記憶,記住「細胞一起激發的時間必須夠長、夠久、才能連結一起」,深入閱讀可形成心智地圖,幫助大腦決斷思考。如不能斷絕手機,那麼…
- 斷捨離一些沒必要的群組;如不能斷絕群組,至少不能只看3C不看書。
資料來源:
註1 Arvanitakis, Z., Shah, R. C., & Bennett, D. A. (2019). Diagnosis and Management of Dementia: Review. JAMA, 322(16), 1589–1599. https://doi.org/10.1001/jama.2019.4782
註2 Ooi, L., Dottori, M., Cook, A. L., Engel, M., Gautam, V., Grubman, A., Hernández, D., King, A. E., Maksour, S., Targa Dias Anastacio, H., Balez, R., Pébay, A., Pouton, C., Valenzuela, M., White, A., & Williamson, R. (2020). If Human Brain Organoids Are the Answer to Understanding Dementia, What Are the Questions?. The Neuroscientist : a review journal bringing neurobiology, neurology and psychiatry, 26(5-6), 438–454. https://doi.org/10.1177/1073858420912404
註3 World health organization , WHO
https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/dementia
註4 台灣失智症協會 http://www.tada2002.org.tw/About/IsntDementia
註5 Cascella, M., & Al Khalili, Y. (2023). Short-Term Memory Impairment. In StatPearls. StatPearls Publishing.
註6 Knudson, K., Fernandes, J., Holbert, R., Averbuch, R., Suryadevara, U. (2021). Short-Term/Long-Term Memory. In: Gu, D., Dupre, M.E. (eds) Encyclopedia of Gerontology and Population Aging. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22009-9_702
註7 Keysers, C., & Gazzola, V. (2014). Hebbian learning and predictive mirror neurons for actions, sensations and emotions. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 369(1644), 20130175. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0175
註8 Almaraz-Espinoza, A., & Grider, M. H. (2022). Physiology, Long Term Memory. In StatPearls. StatPearls Publishing. Squire, L. R.
註9 Kitamura, T., Ogawa, S. K., Roy, D. S., Okuyama, T., Morrissey, M. D., Smith, L. M., Redondo, R. L., & Tonegawa, S. (2017). Engrams and circuits crucial for systems consolidation of a memory. Science (New York, N.Y.), 356(6333), 73–78. https://doi.org/10.1126/science.aam6808
註10 Roy, D. S., Muralidhar, S., Smith, L. M., & Tonegawa, S. (2017). Silent memory engrams as the basis for retrograde amnesia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(46), E9972-E9979
註11 Yates D. (2017). Learning and memory: Consolidation circuitry. Nature reviews. Neuroscience, 18(6), 321. https://doi.org/10.1038/nrn.2017.58
註12 Ryan, T. J., Roy, D. S., Pignatelli, M., Arons, A., & Tonegawa, S. (2015). Engram cells retain memory under retrograde amnesia. Science, 348(6238), 1007-1013.
註13 Chen, C. C., Wu, J. K., Lin, H. W., Pai, T. P., Fu, T. F., Wu, C. L., Tully, T., & Chiang, A. S. (2012). Visualizing long-term memory formation in two neurons of the Drosophila brain. Science (New York, N.Y.), 335(6069), 678–685. https://doi.org/10.1126/science.1212735
註14 Nedergaard, M., & Goldman, S. A. (2020). Glymphatic failure as a final common pathway to dementia. Science (New York, N.Y.), 370(6512), 50–56. https://doi.org/10.1126/science.abb8739
註15 Rasch, B., & Born, J. (2013). About sleep’s role in memory. Physiological reviews, 93(2), 681–766. https://doi.org/10.1152/physrev.00032.2012
註16 Veronica O’Keane, 2021, The Rag and Bone Shop: How We Make Memories and Memories Make Us. Kindle Edition, Penguin 2021
註17 Arden, John B., Ph.D. 2010, Rewire Your Brain: Think Your Way to a Better Life, Wiley, 2010/03/29
註18 Carr, Nicholas, 2011, The Shallows: What the Internet Is Doing to Our Brains, W. W. Norton & Company, 2011/06/06
註19 Ratan, Z. A., Parrish, A. M., Zaman, S. B., Alotaibi, M. S., & Hosseinzadeh, H. (2021). Smartphone Addiction and Associated Health Outcomes in Adult Populations: A Systematic Review. International journal of environmental research and public health, 18(22), 12257. https://doi.org/10.3390/ijerph182212257
註20 Wolniewicz C.A., Rozgonjuk D., Elhai J.D. Boredom proneness and fear of missing out mediate relations between depression and anxiety with problematic smartphone use. Hum. Behav. Emerg. Technol. 2020;2:61–70. doi: 10.1002/hbe2.159.
註21 https://www.pewresearch.org/internet/2015/04/01/us-smartphone-use-in-2015/
註22 Ratan, Z. A., Parrish, A. M., Zaman, S. B., Alotaibi, M. S., & Hosseinzadeh, H. (2021). Smartphone Addiction and Associated Health Outcomes in Adult Populations: A Systematic Review. International journal of environmental research and public health, 18(22), 12257. https://doi.org/10.3390/ijerph182212257
註23 Ophir, E., Nass, C., & Wagner, A. D. (2009). Cognitive control in media multitaskers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(37), 15583–15587. 註24 Hutton, J. S., Dudley, J., Horowitz-Kraus, T., DeWitt, T., & Holland, S. K. (2020). Associations Between Screen-Based Media Use and Brain White Matter Integrity in Preschool-Aged Children. JAMA pediatrics, 174(1), e193869.
註25 Paulus, M. P., Squeglia, L. M., Bagot, K., Jacobus, J., Kuplicki, R., Breslin, F. J., Bodurka, J., Morris, A. S., Thompson, W. K., Bartsch, H., & Tapert, S. F. (2019). Screen media activity and brain structure in youth: Evidence for diverse structural correlation networks from the ABCD study. NeuroImage, 185, 140–153. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.10.040
註26 Kim, S. H., Baik, S. H., Park, C. S., Kim, S. J., Choi, S. W., & Kim, S. E. (2011). Reduced striatal dopamine D2 receptors in people with Internet addiction. Neuroreport, 22(8), 407–411. https://doi.org/10.1097/WNR.0b013e328346e16e
註27 Puderbaugh, M., & Emmady, P. D. (2022). Neuroplasticity. In StatPearls. StatPearls Publishing.
註28 Puderbaugh, M., & Emmady, P. D. (2023). Neuroplasticity. In StatPearls. StatPearls Publishing.
註29 Berman, M. G., Jonides, J., & Kaplan, S. (2008). The cognitive benefits of interacting with nature. Psychological science, 19(12), 1207–1212. https://doi.org/10.1111/j.1467-9280.2008.02225.x
註30 Voss, P., Thomas, M. E., Cisneros-Franco, J. M., & de Villers-Sidani, É. (2017). Dynamic Brains and the Changing Rules of Neuroplasticity: Implications for Learning and Recovery. Frontiers in psychology, 8, 1657. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2017.01657
註31 Klinzing, J.G., Niethard, N. & Born, J. Mechanisms of systems memory consolidation during sleep. Nat Neurosci 22, 1598–1610 (2019). https://doi.org/10.1038/s41593-019-0467-3