閒話腦神經科學-普羅大眾漫遊腦科學殿堂的敲門磚

　　普羅大眾漫遊腦科學殿堂的敲門磚

　　本書出自謝豐舟醫師在臺大醫學院的授課精華，33個關於腦神經科學的生活議題。

　　適合
　　．想了解腦效能的社會人士
　　．對神經科學有興趣的理工醫學生
　　．大專院校及高中的科普通識讀物

　　你 可知道世界上從神經科學研究賺到最多錢的人是誰嗎？那就是日本東北大學的川島龍太（Ryuta Kawashima）教授。任天堂公司根據川島教授的一系列腦力訓練書籍開發出來的電玩遊戲「Brain Age: Train Your Brain in Minutes a Day」，光在日本就銷售了300萬套。許多神經科學家對這種腦力訓練有著頗為正面的期許，老人院裡的老人們每天接受15－20分鐘包括讀書及計算的練 習，有效地改善了老年人的行為。

 　　〈你的腦子高齡多少？〉

　　一 般認為，人在睡眠時失去知覺（consciousness），而且人對睡眠時的心智活動缺乏記憶，讓我們將睡眠時腦部活動減少的說法視為當然。不過 1950及60年代睡眠時快速眼球運動（rapid eye movement, REM）與非快速眼球運動（non REM）有周期性交替的發現，顛覆了睡眠時腦部活動劇減的說法。REM睡眠的發現與它和清晰幻覺做夢（vivid hallucinatory dreaming）的關連，證明了睡眠時，腦部是處於高度活躍狀態。
〈腦與睡眠〉

　　不 管實際上喝到的是可口可樂或百事可樂，許多人對標示為可口可樂的可樂有強烈偏好，而且海馬迴（hippocampus）與中腦（midbrain）對可口 可樂的紅色標幟產生強烈的反應，對百事可樂的藍色標幟則否。可見商品標幟對人的情緒及決策的影響力超乎我們的想像。難怪Montague說：「廣告是非常 生物性的遊戲」（Advertising is a deeply biological game）。

　　〈可口可樂大戰百事可樂──淺談神經經濟學〉

作者簡介

謝豐舟

臺灣大學醫學院醫科畢業

◎獎項
行政院傑出科學與技術人才獎
國科會研究成果傑出獎
臺灣大學九十一、九十三、九十五學年度教學優良獎

◎現職
臺灣大學教授，任教於：
醫學院 — 臨床醫學研究所婦產科
分子醫學研究所
工學院 — 醫學工程研究所
生命科學院 — 生命科學系
社會科學院 — 新聞研究所
神經生物與認知科學研究中心
系統生物與生物資訊研究中心
血管生成研究中心

序

1-1　腦力即國力
1-2　烏鴉真的聰明嗎
1-3　從麻省理工學院進軍神經科學看臺灣大學的神經科學發展
1-4　給孩子們看的神經科學網站
1-5　啄木鳥為什麼不會腦震盪--Ig諾貝爾獎

2-1　網絡新世界--社會網絡分析
2-2　馬勒為何那麼天才
2-3　你的腦子高齡多少
2-4　迷幻藥──憂鬱症的新救星
2-5　使用腦深部刺激喚醒腦傷病人
2-6　從睡眠研究看帕金森症
2-7　腦與睡眠
2-8　從腦的架構看意識
2-9　恆河猴基因體序列
2-10 果蠅──研究大腦的敲門磚
2-11 從黑猩猩基因體序列看人之所以為人
2-12 從蜜蜂基因體看人類之社會行為
2-13 Arvid_Carlsson的故事

3-1　嘴巴說的會影響眼睛看的和心裡想的
3-2　百事可樂大戰可口可樂
3-3　從錯覺尋找真實；用知識孕育藝術
3-4　從「心靈宇宙」到「哥本哈根」
3-5　神經科學與建築
3-6　音樂與大腦--真的有莫札特效應嗎
3-7　鳴禽的叫聲為何如此悅耳
3-8　從催產素，同理心到慷慨
3-9　神經科學與教育
3-10　會計師與經理人攜手合作
3-11　你的腦子裡有個購物中心嗎？

4-1　血管新生與神經病變
4-2　額葉皮質內側主司社會認知
4-3　唐氏症的挑戰
4-4　由全身麻醉劑的分子機轉探索人類知覺

附錄一
醫學名詞解釋
附錄二
臺大醫院成力

自序

The Impossible Dream

　　我一向相信，做為一個學者，若不將自己所學或自己的想法寫成專書出版，以供他人研讀、參考、評析，則「學者」生涯不算完整。因此近幾年來，自己以一年出版一本書為原則，勉力寫作。2005年出版《從基因體科學到基因體醫學》，介紹基因體在科學與醫學的入門知識；2006年出版《給醫學生的60封信之一———白色斜塔》；2007年出版《給醫學生的60封信之二———上醫醫國》，以自己混跡醫界近四十年的經驗，給醫學界一些諫言與期許；2008年出版了《臺大真好玩》，這是彙集臺大李嗣涔校長請我寫給臺大學生的電子信而成，此書旨在嘗試界定通識教育的範疇；2009年則把這幾年來自己有關神經科學的文章編印成《閒話腦神經科學》一書，希望能做為有意踏進神經科學領域者的墊腳石或敲門磚。

　　我從2005年開始好像著了魔般地在臺灣大學推動神經科學，許多人都會問我一個問題：「為什麼一個婦產科醫生會去推動神經科學？」或是「為什麼臺灣大學的神經科學要由一個婦產科醫生來推動？」甚至曾有學術高層寫電子信給我，要我不要以「神經科學推手」自居。事實上，婦產科最重要的課題就是發育（development）：一個受精卵如何發育成一個具有各種器官的人。我們婦產科醫生將胎兒視為一個個體（fetus as a patient），在超音波之下，從妊娠九週就可以觀察胎兒的腦部發育一直到出生，我們也可以觀察胎兒脊髓的發育是否正常，更可以觀察胎兒在子宮中的四肢及軀體的運動、吞嚥、呼吸、排尿，甚至可以看到胎兒陰莖的勃起，更奇妙的是經由觀察胎兒水晶體的REM（rapid eye movement）運動，我們可以看到胎兒也會做夢。

　　這些其實都是胎兒神經系統發育的表徵。

　　胎兒的主要先天性異常（major birth defect）發生率約為3%，亦即1,000個胎兒，會有30個帶有major birth defect，其中中樞神經系統約10個、先天性心臟病8個、腎臟異常4個、四肢異常2個，剩下則分屬其他各種器官，因此診斷胎兒腦部異常：如無腦兒、水腦、空前腦症、小腦症、脊椎裂……等，其實是我們婦產科醫生致力多年且每天在作的工作。智障最主要的原因——唐氏症更是我
30年來努力不懈的工作，從產前診斷的建立到產前母血篩檢的全面推廣，成功地使臺灣唐氏症病患減少了至少70%。目前則以微陣列晶片進行唐氏症基因表現的系統生物學研究，因此說筆者研究的是神經發育學（neurodevelopment）或神經基因學（neurogenetics）可說並不為過，接到那封要我不要以「神經科學推手」自居的電子信，令我啼笑皆非，這恐怕也是臺灣神經科學遲遲未能起步的
背景因素之一吧！

　　此書名為《閒話腦神經科學》，可見不是正經八百的一本書，因此內容從基因體、音樂、語言、智力、經濟、建築、錯覺、睡眠到最抽象的意識（consciousness），可說五花八門、毫無章法。「閒話腦神經科學」這名字源起於臺北愛樂電台Zoe主持的「室內閒話」，節目中古典音樂有關的話題，天南地北，無所不談。所以本書中如此五花八門的內容也不足為怪。我是以一個門外漢的眼光來看浩瀚的神經科學，覺得可以引發門外漢對神經科學產生興趣的東西，就拿來介紹，希望此書能引領不同背景的人踏入神經科學的世界。當然，我雖對胎兒的神經發育學略有所知，但神經科學的絕大部分對我仍是陌生的，因此，文章的內容多半來自Nature、Science……等雜誌，為了傳達正確的訊息，有些免不了加以直譯再附上原文，以供讀者自行揣摩。

　　從2005年開始推動神經科學，雖然撞得滿頭包，血壓也升高不少，但總算臺灣大學成立了校級的「神經生物與認知科學研究中心」，及時拿到五年五百億的經費，購置了功能性MRI、micro PET等重型武器，建立了鼠類行為測試實驗室。最令人欣慰的是：原本沒人認為可能成立的神經科學專門研究所———Institute of Brain and Mind也已定案。對一個被認為對神經科學一無所知的婦產科醫生而言，這個過程可以說是An impossible dream comes true。

　　其實在整個過程中，我只是扮演一個dreamer的角色，或是某學長給我下的診斷：一個無可救藥的理想主義者。實際上，成就這些的還是臺灣大學多年來默默耕耘不被矚目的上百位神經科學先進。在2005年9月24日至10月1日，臺灣大學神經科學週的「International Symposium on cerebral cortical organization andfunction」我受邀致詞，相當令大家意外的是，我的講題竟然是「The Impossible Dream」。

　　The Impossible Dream

　　InMay2004, when we started to organize “NTU Neuroscience Study Group” ,people said: It is “The Impossible Dream”
　　To dream the impossible dream
　　To fight the unbeatable foe
　　To bear the unbearable sorrow
　　To run where the brave dare not go

　　Rev. Martin Luther King Jr. said, onAug28, 1963 at the steps of The Lincoln Memorialin Washington D.C.

　　“I have A Dream”
　　Let us not wallow in the valley of despair.
　　I say to you today, my friends that in spite of the difficulties
　　And frustrations of the moment, I still have a dream.
　　I have a dream that one day this nation(university) will rise
　　Up to and live out the true meaning of this creed…
　　I have a dream that one day in the state (campus) of
　　Alabama (Taida) little black boys (neurobiology) and black
　　Girls (cognitive science) will be able to join hands with little
　　White boys (computation) and white girls (genomics) and
　　Walk together like sisters and brothers.
　　We at Taida also have a dream

　　We have a dream that
　　One day Taida will be worldly renown for it's neurobiology We have a dream that
　　One day Taida will be worldly renown for its cognitive science

　　So, we

　　Fight for the right without question or pause
　　be willing to march into the hell for a heavenly cause
　　try when our arms are too weary

　　On Oct. 1 , 2005 here we have National Taiwan University Neurobiology and Cognitive Science Research Center

　　Now, we can say

　　We have a dream:
　　The Impossible Dream
　　With our glorious quest
　　the university is better for this
　　That men scorned and covered with scars
　　Still strove with their last ounce of courage
　　To reach the unreachable stars

　　「The Impossible Dream」是電影「唐吉訶德傳」的主題曲，而「We have a dream」是美國黑人人權領袖金恩牧師的歷史性演說。這兩段文字，正好可以做為我在臺灣大學推動神經科學的心路歷程最好的寫照。

謝豐舟

臺灣大學學術副校長序

讀「閒話腦神經科學」有感

　　2008年12月的某一天，謝豐舟教授到學術副校長辦公室來，適逢我外出開會，他留下這一本書，希望我寫序。隨後的日子，我就儘量找時間來讀它的每一篇文章，原以為很快就可以交卷，沒想到今年 2月中旬寒假結束，才能提筆寫出讀這本書的感想。

　　謝教授常跟我說他永遠有個夢想，夢想實現是他最快樂的時刻。能夠出版這本書是他的夢想之一，因為他是婦產科醫師、教授，對於胎兒的神經發育學有深入的了解和研究，深知神經科學在學術與應用上的重要性。他的個性開朗，總希望就他的新知、見解、觀點、看法等與別人分享。謝教授謙稱這本書內容五花八門、毫無章法，但我細讀每一篇文章內容，卻發現它們是那麼地具有專業性、知識性、趣味性，且還常具通俗性與本土性，特別是他常以所身處的臺大所見所聞做為例子，更讓人有臨場感。此外，內容鋪陳注重跨領域的連結與由科學觀點看待問題的態度，也是很多篇文章的特色。雖然每一篇文章之間乍看似不甚相關，但細看整本書卻仍具結構性，它涵蓋了臨床科學（醫學）、科學普及教育、神經科學應用以及認知科學等範疇。

　　謝教授希望這本書，能作為有意踏進神經科學領域者的墊腳石或敲門磚，我贊同，但我認為，即使不想踏進神經科學領域，讀這本書也會獲得新知與啟發。

陳泰然
國立臺灣大學學術副校長