遇見科學

長毛象有可能再重現於地球上嗎？這幾年全球科學界興起探索長毛象風潮，日前就有俄羅斯科學家對外宣稱，他們在1具長毛象的屍體上發現有血液；並說，這項罕有的發現也許能擴大他們複製史前動物的可能性。
俄國科學家率領的1個探險隊，本月稍早在北極海1座偏遠的島嶼上，發現1具保存良好的母長毛象屍體，仍有血液和肌肉組織。
領隊葛利戈列夫（Semyon Grigoryev）說：「當我們擊破長毛象腹部下方的冰層時，有血液流出，顏色很深。這是我一生中最驚人的發現，不知血液何以能保持液態，而肌肉也呈現新鮮的紅色。」
他說，這個發現使得研究人員重新賦予長毛象生命的努力，出現了新希望。
葛利戈列夫表示：「這個發現使我們有個好機會，可找出活細胞，進而讓我們可以落實複製長毛象的計畫。希望能藉此幫助長毛象研究更上層樓。」

 澳洲科學家成功讓絕種動物的基因組「復活」，科學家相信，此技術可協助已絕種動物重現。
澳洲「拉撒路研究計畫」（Lazarus Project）目的在讓絕種蛙類重生。研究團隊使用1970年代採集，並保存在傳統超低溫冰櫃40年的絕種蛙類組織，將其細胞核植入遠親青蛙的卵子內。
其中若干卵子開始分裂，並成長至早期胚胎階段。經證實，分裂的細胞中包含已絕種蛙類的基因。

你幽默嗎？許多國外研究已經發現，一個具有良好幽默感的人，其人際關係與相處也會更加融洽，但幽默感從何而來，也成為科學家想要解開的大腦謎底，為一探幽默的奧妙之處，台灣師範大學心理與輔導學系教授陳學志，深入研究「幽默」究竟是如何經由大腦神經運作過程產生出來，研究成果不但一舉登上國際知名期刊《Neuroimage（神經腦造影）》，更為大腦科學研究走出新的發展之路。
為此，陳學志不但建立一個容納十萬則笑話的研究資料庫，更組成團隊，找來上百名受測者閱讀數十則笑話，利用最新的功能性磁振造影（fMRI）來研究受測者大腦中的運作機制，藉此觀察他們在閱讀笑話時的大腦變化與傳導歷程。
結果，團隊透過受測者的大腦迴路觀測發現，人的大腦要從能感受幽默並理解、進而發出會心一笑，其過程其實沒有我們想像中容易，而是要歷經「失諧」、「解困」、「回饋」等三個歷程，才能產生愉悅的感覺。
陳學志解釋，但我們看到或讀到笑話時，大腦就會開始解讀語意，而要產生幽默感的第一個歷程就是「失諧」，這主要是由右半腦的顳中回與額中回負責，這兩個區域是掌控我們對語意的偵測及訊息的儲存。緊接著，再由兩邊的額下回與左半腦的額上回、及左半腦的頂下葉來擔任「理解與統整笑話」的角色，也就是第二階段的「解困」歷程。當我們的大腦了解笑話意涵後，就會由腹內側前額回、以及掌管喜怒哀樂情緒的大腦皮質下的杏仁核、海馬旁回等部位進行第三階段的「回饋」歷程，並從中產生愉悅與好笑的感覺。
透過功能性磁振造影的實驗觀測，團隊從觀察閱讀者觀看笑話語句的腦部活動變化，來精準掌握失諧、解困及愉悅好笑等三階段所各自對應的腦神經部位，進而找出大腦各部位是如何「各司其職」與「分工合作」來令受測者可以理解笑話內容、進而開朗一笑。
陳學志表示，透過這些複雜的神經迴路也說明了幽默就如同是一個全腦體操般，可以有節奏的活化左右半腦，皮層上（cortex）以及皮質下（subcortex）的腦細胞。而從研究過程，也讓人知道原來「幽默」是從三階段的複雜神經迴路歷程而來，且缺一不可，只要少了一個階段的運作，可能就無法感受笑話的幽默詼諧之處。研究結果不只揭開幽默的神祕面紗，也有助於團隊了解為何有些人如亞斯柏格症患者，無法理解與運用幽默的原因所在。
陳學志說，團隊發現，如果一個人聽不懂或無法理解笑話或別人的幽默感時，在功能性磁振造影的圖像上，就會出現腦神經迴路被「卡」住的現象，就如同一個人在慢跑途中遇到了障礙物，無法繼續往下跑的情況般，為找出改善之道，團隊未來也將進行更深入的差異分析研究，希望能從中找出自閉症患者的腦神經運作究竟出了哪些問題，以至於他們無法理解笑話的幽默之處。

「我一直想知道為何當人聽到詼諧笑話時，就會忍不住會心一笑，談起研究動機，陳學志笑著說，很多人都認同幽默感的重要，卻不了解幽默與大腦間的運作關係，這讓他很好奇。而就是憑著這股想解開幽默謎底的熱情與傻勁，讓他甘心投入長達二十年時間從事幽默研究，並因此獲得「幽默大師」的封號。
陳學志表示，「幽默就像是我們的大腦在進行一場慢跑運動般」，幽默的神經迴路歷程是一個大腦必須要全體共同參與的歷程。就如同在幫大腦作體操般，幽默能夠有節奏的活化腦細胞。
有趣的是，幽默不但有助於活或化大腦，還會釋放出讓人感到快樂的「腦內啡」，其效果就如同我們去跑操場或打了一場汗如雨下的羽球般，讓人可以從幽默中拋開憂愁與煩惱。團隊表示，當一個人開懷大笑時，其大腦的運作機制會更活化，並釋放出腦內啡讓人感覺更放鬆、有助於減輕身心壓力、達到紓壓效果。而這樣的結果似乎也呼應了老祖宗常說的「一笑治百病，再笑解千愁。」的道理。

8月22日傍晚，台灣第一位天主教樞機主教單國璽傳出因為肺腺癌而病逝耕莘醫院，消息傳出後，引起社會大眾高度關注。罹患癌症的他向來以正面態度與癌細胞共處，永不放棄的積極人生觀令人景仰。他的離世不只讓教友深感不捨，也讓癌症議題再次受到重視，不少病患都想問，何時才能有更有效的癌症治療方式問世，讓我們的生命之旅可以走得更長遠些。
除了民眾期盼出現更具療效的抗癌良方外，世界各國科學家也積極透過各種方法找尋那把「治癌之鑰」。像是成功大學化學系特聘教授葉晨聖就帶領研究團隊，投入兩年時間利用肺腺癌細胞進行實驗，成功研發出可以比傳統抗癌藥物提升三成療效的「金奈米棒複合抗癌藥劑」，還能有助於減低食慾不振、掉頭髮、嘔吐等治療副作用的發生。研究成果不但引起醫學界重視，更登上國際頂尖材料科學與應用科學期刊《Advanced materials》的封面故事。
「相較於傳統治癌方式，金奈米棒複合抗癌藥劑可以讓戰鬥力更上層樓，」葉晨聖表示，傳統抗癌藥物注入人體內後，往往在藥物還未抵達癌細胞前就開始釋放運作，使得療效因為無法「直達病灶」而七折八扣，導致治癌能力降低。因為傳統治癌方式成效有待改進，讓團隊開始思考是否有更好的方式來幫助患者提高療效，因而決定著手研究，經長期實驗，終於研發出近紅外光搭配金奈米棒複合藥劑的心血結晶。
葉晨聖表示，這項創新方法是將金奈米棒表面包覆具有孔洞的二氧化矽，並在孔洞中裝填治癌藥物，並利用雙股DNA將洞口封住，團隊形容這就像是用網子將洞口包覆起來一樣，藉此確保藥物分子不會在輸送至癌細胞的過程中「漏出來」，等到藥物抵達病灶後，就可讓患者身體照射近紅外光，藉此讓原本封裝藥物的金奈米棒孔洞被近紅外光的熱能破壞，進而幫助藥物「破網而出」，針對癌細胞進行標靶治療。
葉晨聖舉了一個妙喻來形容這樣的過程。他表示，人體的抗癌過程就如同上戰場打仗，藥物必須像士兵一樣衝到最前線抵禦癌細胞的攻擊。但傳統治癌方式是讓士兵 （藥物）自己上戰場，過程中很容易因舟車勞頓而有傷亡，以至於戰力打折扣；但如果是透過金奈米棒複合藥劑，則可化身為一輛「抗戰專車」，專門運送士兵前往第一線抗敵，讓治癌療效可以有效提升，避免無謂的損失。

葉晨聖表示，簡單來說，「金奈米棒複合抗癌藥劑」就像是用來專門運送治癌藥物的「交通工具」般，負責讓抗癌藥物可以準確到達癌細胞展開治療。這對癌症療程來說很重要，透過良好的輸送過程，才能讓藥物真正發揮作用，達到藥到病除的效果。
而團隊研究也發現，金奈米棒複合藥劑的肺腺癌細胞治療率比單純只使用傳統抗癌藥物的成效來得好，實驗結果顯示約可提高三成療效，且有助於降低副作用、減緩患者身體不適感。
何謂近紅外光？一般人可能對這個名詞不是很熟悉。葉晨聖解釋，在科學界，近紅外光具有「生物之窗（biological window）」的稱號，其特性是藉由近紅外光可輕易穿透人體或生物皮膚的特性進行深層組織治療，且由於人體組織對近紅外光的吸收能力低，因此對人體組織的傷害也可以降到最低，因而有利於進行人體深層組織的治療，作為治癌利器。
葉晨聖表示，除了肺腺癌外，金奈米棒複合藥劑亦能針對其他癌症，裝載合適的抗癌藥物來「對症下藥」，提高療效。團隊曾以會發出綠光的子宮頸癌細胞（GFP expressing HeLa cells）進行實驗，並同樣利用金奈米棒複合藥劑與近紅外光照射來進行抗癌療程，結果發現原本會發出綠光的子宮頸癌細胞因藥效發揮而無法發出綠光，顯示金奈米棒複合藥劑亦可應用在肺腺癌以外的癌細胞中。
團隊指出，目前成大已將這項技術申請台灣與美國專利，並與成大醫院攜手合作、從事動物實驗中。研究團隊估計，最快三年之後，就能向衛生署提出人體實驗申請，希望能在未來為提高癌症療效找到更多生機。

由於金剛猩猩、紅毛猩猩等巨猿類生物體型龐大，因此位於食物鍊頂端的牠們幾乎沒有什麼天敵，照理說牠們可以活得健健康康、安養天年，但事實上，這些智商幾乎僅次於人類的靈長目動物，其生態卻面臨日益嚴峻的考驗。
原因為何？裴家騏語重心長表示，造成金剛猩猩、黑猩猩等靈長目動物生態出現危機的首要原因就是人為開發導致棲息地遭破壞，隨著工業化與城市開發腳步加快，愈來愈多雨林、森林成了開發商眼中的處女地，怪手、伐木機堂而皇之地將一處處森林剷成平地、搭建起一棟棟高樓或工廠，無形中也讓金剛猩猩等生物逐漸失去了遮風避雨的美麗家園。
除了人為開發外，全球暖化與氣候變遷也是加速猩猩生態受影響的原因之一。隨著全球溫度升高，發生森林大火的可能性也隨之增加，不但可能燒毀大片面積的原始樹林，易會導致猩猩、猿猴等動物生命遭受池魚之殃。
不只如此，一直存在的野生動物走私貿易也是讓猩猩生態拉警報的原因。以紅毛猩猩為例，裴家騏說，二十多年前，台灣曾興起一股飼養紅毛猩猩BABY風潮，在「有需求就有供應」的市場機制下，數百隻、甚至上千隻紅毛猩猩寶寶透過走私方式被賣入台灣市場進行販售。

還記得電影《金剛》中那隻高大威猛、力大無窮的金剛猩猩嗎？相信許多看過電影的人都會對這隻聰明又手腳敏捷的「男主角」留下深刻印象。事實上，在台北市立動物園內也有兩隻人氣紅不讓的金剛猩猩「黑皮」與 「寶寶」，總是吸引許多大朋友、小朋友慕名而來。
不過，這陣子高齡已經四十七歲的雄性大猩猩「黑皮」，卻出現連續幾天食慾不佳、無法進食、行動力變差等情況，經過獸醫師麻醉檢查後發現黑皮爺爺不但舌根腫脹化膿，之前甚至有突發性心跳呼吸中止、意識不清等現象，經過醫療團隊緊急治療後，才慢慢甦醒。醫生認為年紀很大的黑皮可能有年老中風的情況。
猩猩也會中風嗎？屏東科技大學野生動物保育研究所教授裴家騏表示，靈長目生物可以分為猿類與猴類。其中，猿類又可分為小猿與巨猿，像是人類與金剛猩猩、紅毛猩猩、黑猩猩就都是屬於巨猿類，而常見的台灣獼候則是猴類的一種。他指出，動物本來就會出現與人類相近的疾病如癌症、心血管疾病等，就連家裡飼養的狗、貓等寵物都會出現三高與肥胖問題，更何況是與人類同屬靈長目、人科的金剛猩猩。
台北市立動物園動物組組長石芝菁表示，「黑皮」名為西部低地大猩猩，也就是一般人所熟悉的金剛猩猩，從分類上來看，屬於哺乳綱、靈長目、人科。其原始分布地與棲息區主要以非洲的熱帶雨林為主，從低地到海拔三千公尺的山地雨林、竹林都能看見牠們的蹤影。
在飲食型態上，有些人會以為看起來有點兇猛的金剛猩猩是肉食主義者，事實上牠們是以素食為主的雜食動物。石芝菁說，金剛猩猩的食物中有八成五以上是樹葉、莖與嫩芽，有時也會吃一些植物的根、花、果實及昆蟲等。
石芝菁表示，巨猿類動物因為與人類同屬一類，所以其智商在野生動物排名中可說是「名列前茅」，根據科學家研究，猩猩的智商相當於人類五歲幼童的聰明程度，也因此讓牠們的學習力特別好，不但會模仿人類的動作，也會出現社交行為等生態。以金剛猩猩為例，主要是屬於一夫多妻制的團體生活型態，由雄性猩猩帶領家庭成員一起生活。像是電影《泰山》中，人類的小孩泰山就是由金剛猩猩一家子養大成人。
猩猩跟人類一樣，會怕熱、怕冷也會變老、生病。石芝菁表示，以黑皮爺爺四十七歲的年齡換算成人類來看，相當於人類八十多歲的高齡，因此體力與活力也大不如前。目前黑皮爺爺雖然已經恢復意識，但手部與嘴巴動作仍然不是很協調，動物園醫療團隊已經決定對黑皮爺爺進行長期照護，希望牠能早日恢復原有元氣。

「未來可結合基因改造技術研發出可抗旱、耐凍的農作物，」潘榮隆表示，焦磷酸水解可作為提供植物生長所需能量的關鍵酵素，會影響植物生長速度以及耐鹽、抗凍、抗旱的能力，因此藉由此特性再結合基改技術，將有助於降雨量較少的非洲地區或天氣嚴寒的北歐國家研發出抗旱或耐寒的農作物，藉此讓植物生長可以因應全球暖化所帶來的氣候變遷。
他以蘭花為例，台灣本身是享譽全球的蘭花王國，但如果要避免蘭花在外銷海外的運送過程中因溫度或水分而影響生長或外觀，就可以利用焦磷酸水解與基因改造技術，將可調控溫度與水分適應的基因植入蘭花中，幫助蘭花生長得更美、更好。
對於研究成果能登上知名國際期刊，大家都十分開心，但對團隊而言，這卻是投入二十五年研究時間辛苦耕耘換來的甜美果實，過程中還曾經碰到有國外團隊搶先一步發表相關研究，而讓團隊成員心灰意冷，潘榮隆說，自己還因此在研究室暗自流淚，但儘管心情沮喪，他和團隊卻從未萌生過想放棄的念頭。
潘榮隆有感而發表示，一般民眾只看得到登在期刊上的論文成果，但往往不了解背後的辛苦歷程；對團隊來說，每個科學步驟都得花上好幾年時間反覆嘗試、實驗，才能順利進入下一個步驟，他形容科學研究就像條漫漫長路，得通過每個階段的「關卡」，才能順利找到那把「知識之鑰」，但這也是科學研究有趣的地方，正因為我們對「未知的事物」感到好奇與不解，才能激勵科學家一直努力探索；他也勉勵未來想踏上科學研究之路的年輕學子要具備高度耐心與毅力，才能讓自己在科學研究領域中「愈挫愈勇」。

綠豆糕、綠豆湯、綠豆粉……很難想像我們日常生活中常吃的食物「綠豆」，有朝一日也能成為台灣科學研究躍上國際期刊的幕後推手！歷經長期研究，清華大學生命科學院講座教授潘榮隆與結構生物研究所教授孫玉珠，共同帶領研究團隊從綠豆中解開焦磷酸水解（H+-pyrophosphatase）的膜蛋白分子結構，不只是國內第一個成功解析多重穿膜膜蛋白結構的研究，成果更刊登於國際頂尖期刊《Nature》，受到國際矚目，未來可應用於藥物研發、經濟作物改良、供應生質能源等多元領域。
為何會以綠豆做為研究主體？潘榮隆笑著說，以前在俄亥俄州立大學念書時，常聽到指導教授誇獎台灣農耕技術很出色。學成歸國後，他下定決心要以台灣本土植物為作為模式植物來進行基礎研究，但過程卻沒想像中順利。他說，自己曾試過牽牛花、番薯、菩提葉，但因這些植物容易分泌大量汁液，會對研究造成干擾而不適合，直到有一天他正好吃到綠豆芽，才靈光乍現想到不妨用綠豆來實驗看看，沒想到無心插柳柳成蔭，竟從綠豆中揭開科學的神秘面紗。
不過，一般人可能不太懂什麼是「焦磷酸水解」。對此，孫玉珠解釋， 焦磷酸水解主要存在於植物的液泡、以及牙周病菌、螺旋桿菌與破傷風桿菌等細菌的細胞表面，其功能是將植物代謝產生的副產物「焦磷酸」的化學能轉化為其他酵素所需要的能量。孫玉珠表示，這個反應機制近似於「焚化爐」的運作過程，能將人類生活中製造的廢棄物轉化為電能。換句話說，焦磷酸水解就如同是「生物焚化爐」，可以進行細胞內能源回收再利用。
不過，儘管已知道焦磷酸水解具備的功能，但要解開焦磷酸水解的膜蛋白分子結構卻不是件易事。潘榮隆表示，由於其構造十分複雜，加上膜蛋白本身不容易從細胞膜中萃取出來，這也使得各國科學家長期以來，都難以建立出膜蛋白高解析度的分子結構。
有鑑於此，研究團隊特別利用X光晶體繞射方法，以及台灣國家同步輻射研究中心所提供的光源，歷經多次嘗試，終於順利建立出高解析度的氫離子傳輸焦磷酸水解的立體結構，了解氫離子通道的運作機制。
研究團隊表示，焦磷酸水解是由兩個相同的蛋白質分子組成，每個分子穿越細胞膜來回十六次，且每個蛋白分子都具有一條獨特通道來進行氫離子的運輸。
潘榮隆說，由於焦磷酸水解也存在於傷風桿菌、牙周病菌等細菌的細胞表面，因此也可以應用於生醫發展領域，協助特定標靶藥物的研發，藉此抑制牙周病菌等細菌的活性，達到殺菌功能。