[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 海馬回的神經新生與憂鬱症的關聯 提及海馬回的神經新生對於心智功能的影響，除了最經典的學習與記憶之外，還有研究發現神經新生對於情緒的調節同樣不可或缺。過去神經科學家就已發現憂鬱症的患者海馬回的容量較小 (Bremner et al., 2000)，而且不是年齡而是罹患憂鬱症時間長短可以預測出其容量萎縮的程度 (Sheline, Sanghavi, Mintun, & Gado, 1999)。近年來，有更多的研究對於海馬回如何調控情緒進行更深入的探討。 海馬回如何調節情緒? 海馬回會釋放麩胺酸 (glutamate) 活化在終紋床核 (bed nucleus of the stria terminalis) 裡面會釋放γ-氨基丁酸的神經元 (GABAergic neurons) ，藉此抑制下視丘-腦下垂體-腎上腺軸 (HPA axis)

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 海馬齒狀回 (dentate gyrus)，是成人腦中被發現有神經新生的兩個區域之一 (Gage, 2019)，在學習與記憶中扮演了重要角色。記憶的儲存與區辨，是我們學習與日常生活中不可或缺的過程。「齒狀回」除了參與記憶的形塑之外，還兼具了模組分離 (pattern separation) 的任務 (Deng, Aimone, & Gage, 2010)。 模組分離:此功能讓我們能夠辨別相似但不同的記憶。例如:在林間選出正確的路；在偌大的停車場中找到愛車……等等，在這個辨識的過程，「神經新生」扮演著功不可沒的角色。 大腦儲存記憶的區域就好比電腦的硬碟，不僅有著容量的限制，還會因接受的資料過於雜亂而造成無法辨識的困境。此時，就必須要有足夠的檔案夾，好讓資料有條理的分類歸檔。大腦中的「神經元」就如同一個個的儲存單位，可以將接受的資料有系統的組織、排序。只是，如果資料夾的數量固定不變，那麼在儲存相似但實際上有所不同的資訊時，就可能會發生把原本應該分開存放的資料混淆在一起，導致日後難以辨別及提取。此時，若有不斷新生的神經元加入，就可以立即因應需求，調整修改出新的資料夾，提供不同的儲存空間，讓記憶倉庫變得井井有條。 小鼠在進行莫里斯水迷宮測驗。 作者:Jean-Etienne Minh-Duy Poirrier 「莫里斯水迷宮」 (Morris water maze) 是最常用來檢視小鼠學習與記憶能力的測驗之一。小鼠需要在一個水池中，搜尋一個不易發現的安全台，唯有站上平台才能免於不停地游泳。藉由小鼠能否找到安全台?以及每次搜尋的速度以衡量空間記憶。 (Vorhees & Williams, 2006)。神經新生較旺盛的小鼠，在安全台的位置被更換之後，比起低神經新生的小鼠能更快地找到新平台的位置。這個研究發現顯示，神經新生多寡會影響記憶清除 (memory clearance) 及認知彈性的能力。如果神經新生不足，習得新資訊的能力與高神經新生的小鼠相比，就會受到舊記憶較嚴重的干擾 (順向干擾，proactive interference)，因此在學習上會較為困難

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 在知道成年後的神經新生是真有其事之後 ，當然要進一步了解這些新生的神經元，在我們的腦中扮演著什麼樣的角色?首先，先帶大家一覽「神經新生」在不同時期所發揮的功能。 產後發育 在我們出生之後，海馬回的容量會持續地增加，直到兩歲左右 1，這個階段是大腦發育最快速的時期。此時，新生的神經元會藉由弱化原有記憶與既存資訊，以增加學習新事物及獲取新資訊的能力。我們對於三歲以前所發生的事情，常常少有記憶，可能就是因為這樣的原因 2。 青春期 親和行為(affiliation):指的是意圖促進與他人關係的互動行為 3。 包含了「關切於建立、維持或重塑正向的人際關係 (”concern over establishing, maintaining, or restoring a positive affective relationship with another person or persons”)」 4。「積極開創良好的人際關係」，一般被認為是青春期階段，重要的行為發展傾向。而此時期的神經新生活動也是依循著這樣的身、心發展趨勢。過去曾有研究，即利用阻斷神經的方式介入，使青春期小鼠的神經新生活動受到阻礙，結果證明小鼠因此減少了社交行為的發展。 雖然上述阻斷神經新生的介入手段無法用於人類，不過，有研究則藉由觀察發育期間腦部曾受到放射線治療的患者，發現放射線治療會減少神經新生的數量，進而導致患者的認知功能受到影響  6。此外，於青春期就有酗酒習慣者，對於腦部所帶來的損害也高於成年人。酒精對神經新生的影響，不僅會造成腦部發育的缺陷，值得一提的是，即便戒除酒精之後，大腦恢復的程度也不及成年後才酗酒的戒酒者 7。再次支持了青春期的神經新生階段，對於腦部功能的發展是極重要的關鍵時刻，不可忽視。 成年 2013年，斯伯丁 (Spalding) 等人發表一篇極具影響力的文章中提到，以冷戰期間 (1955-1963) 原子彈試爆所產生具放射性的碳14 (14C) 做為依據，推測出成年人一天大約有七百個新生神經元的產生 8，而成年的新生神經元，在動物實驗中被發現影響學習與記憶 9；在人體的研究中也發現與憂鬱症有關 10。 上述的每個生長階段，所產生的新生神經元都有著特定的功能 5。我們必須建立良好的生活習慣，以讓發育的過程順利完整。 之後的兩篇文章，會繼續針對「神經新生」如何影響學習與記憶和憂鬱症，做進一步的探討。   參考文獻 1. Hevner,

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 什麼是神經新生 (Neurogenesis) ? 神經幹細胞 (neural stem cell) 分化形成神經祖細胞 (neural progenitor cell) 再分化成神經元的過程稱為神經新生 1。依據發生的時間，可分成在懷孕後約10~25 周3的「胚胎期神經新生」(embryonic neurogenesis)與出生之後 3的「產後神經新生」(postnatal neurogenesis) 2。而後者又可區分成”發育期”與”成年後”兩個階段。成年之後的哺乳類動物(包含人類)到底有沒有新的神經產生?這個議題在過去激起了無數的爭辯。 成人神經新生的發現史 在上回「神經可塑性」一文中，提到了「神經新生」。而研究「神經新生」最具代表性的科學家之一，就是瑟夫·奧特曼(Joseph Altman 1925–2016)。在他去世後《比較神經學期刊》(The Journal of Comparative Neurology)還發表了一篇文章紀念他 4。從今日來看，瑟夫·奧特曼無疑是聲名卓著的學者，但他早期的學術生涯卻可謂是命運乖舛。1962年，他發表了一篇關於成年大鼠仍持續有神經新生的文章。可惜這個重要的發現，與當時神經科學界的主流觀念相牴觸。因此，不僅被其他的科學家所忽視，還遭受到當時已成名的學者，如:獲獎無數的神經科學家拉基許(Pasko Rakic)嚴厲地批評。不過，即使這個研究結果不被學術界的大部分同行接受，奧特曼與他的研究夥伴，仍繼續堅持這條研究路線。直到1990年代，「成人與發育中的胎兒一樣，還是不斷地會有新的神經元產生。」這個看法才普遍被學界所接受 5。 瑟夫·奧特曼早期關於神經新生突破性的發現，之所以會受到質疑的原因之一，是來自「現代神經科學之父卡哈爾 (Santiago Ramón y Cajal)的影響。他認為我們的大腦在發育結束後便無法產生新的神經元 1。如果把大腦比喻成一台車，那麼神經元就猶如在出廠(出生)之後便沒有任何保固的零件，因此面對任何零件耗損時，車主(成年人)就只能接受，無法改變。 在過去三十年中，神經科學家不只找到了越來越多大腦每天都會產生新生神經元的證據，還發現了神經新生的多樣功能，除了參與學習與記憶之外，還與情緒(例如憂鬱症 6) 以及神經退化性疾病(例如阿茲海默氏症)有所關連1。 下回文章，我們將會更進一步深入地探討「神經新生」的重要性。敬請期待~     引用文獻 1.Gage,

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 神經可塑性的歷史 早在一個世紀以前，神經科學之父卡哈爾 (Santiago Ramón y Cajal) 就已經使用了「神經可塑性 (neuronal plasticity)」這個名詞1 來描述腦部結構的變化，但「神經可塑性」對於我們腦部運作的影響到什麼程度? 在近一百多年來，仍被神經科學家不斷地探討，也引發了無數的激辯。 卡哈爾曾說: 「成年人的神經路徑是固定且恆久不變的」(In adult centers the nerve paths are something fixed, ended, immutable. Everything may die, nothing may be

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 藉由前兩篇文章，我們了解了影響生物年齡的因子、生活習慣對健康的影響。 本篇將針對運動與禁食這兩個能夠有效保持大腦年輕的方法進行闡述，並於文末介紹要怎麼將兩者結合。 運動:不同的運動類型有不同的效果 我們的大腦就像肌肉一樣，要接受適當的刺激才能夠變得更加強健。給予大腦的刺激要達到良好的效果有兩個關鍵：「複雜」與「新穎」兩個要素 1,2。 運動除了可以改善生理健康，同時也會增加神經滋養因子 (BDNF) 的釋放3，進而使神經新生的數量上升 4。臺灣師範大學洪聰敏研究講座教授與臺灣大學洪巧菱副教授等人，在2018年發表的研究即發現在運動量相近的情況下，打羽球比起跑步更能夠促進血清中的BDNF濃度的上升 5。由此可見，學習一項包含了複雜動作的運動，例如:持拍運動 (桌球、網球、羽球) 可能會對大腦有更好的幫助。 「阻力訓練」除了可以提升肌肉量與肌力，同樣也能增加血中BDNF的濃度，但並非所有形式的阻力運動都能達到最佳的效果。自由重量(free-weight) 、多關節(multi-joint) 的阻力運動 (例如槓鈴、壺鈴) 除了對於身體功能比起器械式、單關節的動作有更大的幫助之外 6,7，綜合數篇過去的研究可以發現自由重量、多關節 8,9 而非單關節、器械式的阻力運動 10,11 才能夠顯著地提升血中BDNF的濃度 。兩者的差異可能來自於前者的動作更加複雜，因此需要投入更多的心智資源與徵招更多的肌肉參與12,13所致。 禁食:需要多久? 除了規律運動以外，間歇性禁食 (intermittent fasting) 一樣可以提升神經滋養因子的釋放，同時也能活化Notch等與神經元生長相關的訊息途徑 (signaling pathway)，Baik等人在2020年發表的動物實驗顯示，只要每天禁食16個小時 持續三個月，海馬迴 (負責學習與記憶的腦區) 中就會有更多的新生神經元 14！ 不論是規律運動或是禁食對於身體來說都是一種「良性壓力」，可以讓我們維持健康並對抗潛在疾病。禁食能夠促進健康的其中一個生理途徑，是藉由暫時停止攝取食物來限制細胞可以獲得的能量，而運動本身又能更進一步地增加能量的消耗，因此合併兩者能夠達到更好的效果 15！ 該如何執行? (註：此文章僅為提供資訊，非醫療建議，有任何疾病相關問題請與您的醫師討論) 一篇2019年發表在新英格蘭醫學期刊 15 的文獻給出「漸進式」的禁食處方，與平常我們所說運動要漸進式地增加負荷的概念相若。禁食和運動一樣需要練習與適應，剛開始時可以從晚一點吃早餐並且早一點吃晚餐 (並與消夜說再見) 起步。以下即為結合兩者而生的漸進式運動與禁食處方： 引用文獻 Kempermann, G., Kuhn, H. G. & Gage, F.

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學   上一篇文章中我們認識了八大類會導致生物年齡增加的因子，本文將聚焦在後天最有機會改善的要素: 生活習慣。 在力行能夠延緩生物年齡增長的策略之前，我們要先來戒除生活中會加速老化的不良習慣。包含了 (1) 過量飲酒: 由於乙醇 (食用酒精) 只能由肝臟來代謝，過量的飲用酒精，會引發一系列的分子生物機轉，導致三酸甘油脂囤積在肝臟中形成脂肪肝，一旦形成了脂肪肝的症狀不僅損害到肝臟功能，所造成的傷害更是不可逆轉的，即便日後戒酒，肝功能也沒辦法恢復到原本的狀態1 。 (2) 濫用藥物: 使用非法毒品。例如：古柯鹼，會導致心血管功能失調2。 (3) 抽菸: 在澳洲有一個追蹤四十五歲以上成人，超過十八萬人次的長期觀察性實驗，發現在七年的追蹤期間中，抽菸者被診斷出心血管疾病的機率是從未吸菸者的1.63倍。 (4) 吃進過度精緻的食物與喝含糖飲料: 3過度精緻的食物不僅在加工做成中流失了很多營養成分例如纖維、維生素等，也因為太過容易消化並吸收，導致餐後血糖過度升高並促使胰島素大量的分泌，週而復始之下便可能導致胰島素阻抗，也就是糖尿病的前身 4。以其他未加工的「完整食物」(whole food)，例如蔬菜 5、堅果 6 和橄欖油 7,8 等取代上述的精緻食物與含糖飲料可有助於降低罹患心血管疾病的機率。 除了吃對東西之外，一天有多少時間在「進食/禁食」也會對身體健康造成不可小覷的影響，此外，對於良好生活習慣同樣不可或缺的還有規律的運動，下一篇文章就會介紹要怎麼合併運動與禁食兩者。   參考文獻 1.Purhit, V., Gao, B. & Song, B. J. Molecular mechanisms of alcoholic fatty liver. Alcoholism: Clinical and Experimental Research 33, 191-205 (2009). 2.Schwartz, B.

[vc_row][vc_column][vc_column_text] 文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學 「你看起來好年輕，到底怎麼保養的?! 」 「怎麼可能! 從外表完全看不出你的年紀耶?! 」 日常生活中，我們常常發現周遭有好多的人「凍齡」了。 到底他/她們是怎麼做到的呢？今天我們就來好好談談「實際年齡」與「生物年齡」到底有甚麼不一樣。 所謂「實際年齡」是指從出生後經過了多久的時間，也就是取決於身分證上面的出生日期1。而「生物年齡」又稱為「功能性年齡」或「生理年齡」2反應的是生理功能下降的程度。 當某個人生物年齡增加的速度遠小於實際年齡時，就是我們常常聽到的「凍齡」。「逝者如斯夫，不舍晝夜」，實際年齡的增加是我們無法改變的事實，但是對於生物年齡我們是否也同樣束手無策呢? ♦生物年齡的測量 過去有不少測量生物年齡的指標，例如細胞端粒 (telomeres) 的長度與DNA甲基化的程度 (methylation)。如果把細胞想像成一座座的工廠，DNA為工廠生產成品的設計圖，端粒就是負責在細胞分裂，也就是開設分工廠時犧牲自己來保護這些設計圖不受毀損，甲基化則像是設計圖上的折痕，當甲基化太多時工廠辨識這些設計圖就有困難，導致生產效率下降，因此不論是端粒變短或是甲基化增加都會對細胞造成不良的影響。 然而這些單一的指標難以正確且完整地顯示出一個人的生物年齡，加上前述的這些方法既繁複又要價不斐，對於很多人來說並不實用，因此我們可以藉由日常生活中最常見也是最容易使用的方法，就是透過測量血壓 (3) 來初步檢視自己的生物年齡。高血壓者不管是得到心血管疾病還是總死亡率都比血壓正常者來得高，但高血壓的原因錯綜複雜，包含了血管硬化、慢性壓力與其他慢性病等等，通常不是由單一的原因引起，所以血壓測量的結果也僅能做為最初步且簡單的篩檢，若出現異常警訊時仍須更進一步的檢查及追蹤。 ♦影響生物年齡的因素 2020年發表在美國心臟病學院期刊的文獻彙整了會影響生物年齡的因素 (2)。這些因素被作者分成八大類： (1) 實際年齡。 (2) 疾病：例如肥胖、糖尿病等慢性疾病會加速老化現象。 (3) 性別：女性荷爾蒙具有保護心血管的效果。 (4) 慢性壓力。 (5) 遺傳：直系血親中患有心臟病者風險較高。 (6) 社經地位：成長於低社經地位家庭的孩童在成年後老化速度較快。 (7) 環境：空氣汙染、胎兒因母體不良習慣(如:抽菸、酗酒)而受到的影響。 (8) 生活習慣。 ♦該從何下手？ 上述這八大類影響生物年齡的要素中，生物性別、遺傳與胚胎發育時所處的環境，這在我們出生時就已經決定，「逝者已矣，來者可追」，這篇文獻的作者認為雖然很多因素不能或是難以改變，但其中的一大類還是有相當程度的改善空間，那就是「生活習慣」。 生活習慣的好壞對於生理機能退化的速度有著決定性的影響 (見圖) ，而有哪些習慣會加速，哪些習慣會延緩生物年齡的積累呢？下一篇文章將會把鏡頭聚焦於不同生活習慣所產生的效應。   參考文獻 1  Merriam-Webster. in Merriam-Webster.com dictionary    (n.d.). 2  Hamczyk,