「我們越了解自己的本性,就越能好好『養成』。」 ——Steven Johnson,《Sociobiology and You》
從吸血鬼到結核桿菌:科學如何取代迷信#
19 世紀末新英格蘭籠罩在恐慌之中:羅德島 Exeter 鎮的女子 Mercy Brown 被指為吸血鬼。她蒼白、夜遊、口或衣物上常有血跡。她死後,鎮民相信她從墳墓中爬出來吸食弟弟的血——
- 他們挖出屍體,看見心臟有凝固的血,便認定這是吸血鬼證據。
- 他們把心臟挖出來燒掉,把灰餵給生病的弟弟。
- 結果:弟弟還是死了。
同一時期,德國科學家 Robert Koch 正在研究這個叫「結核」的怪病——蒼白、失眠、咳血。1882 年他證實病因是 Mycobacterium tuberculosis——一種細菌,不是吸血鬼。
這就是本書貫穿始終的訊息:我們的行為不是來自身體裡的「靈氣」,而是來自基因、表觀遺傳、微生物、潛意識。
- 有人和 Koch 一樣,相信生物學能說明一切。
- 有人仍像 Exeter 居民,把行為丟給超自然解釋——那是知識的流沙。
既然這些「看不見的牽繩」已被照亮,我們還能進一步去剪斷它們嗎?
我們可以怎樣改變基因?#
從育種到基因編輯#
- 一萬多年來,我們已透過選擇性育種改造生物:更大的番茄、更甜的蘋果、更溫馴的狗、更肥的雞——這就是廣義的 GMO。
- 1973 年 Stanley Cohen 與 Herbert Boyer 把青蛙 DNA 插入大腸桿菌,做出第一個基因工程生物。
- 1974 年 Rudolf Jaenisch 與 Beatrice Mintz 把基因注入小鼠胚胎,做出第一個基因改造動物。
- 現在輪到人類。
基因治療的早期挑戰#
「基因治療」(gene therapy):把正常基因送入體內。聽起來簡單,但實踐困難——你不能吞顆基因藥丸。
- 1999 年:18 歲的 Jesse Gelsinger 在腺病毒運送基因的試驗中因免疫風暴去世。
- 2000 年:「泡泡男孩」型免疫缺陷孩童透過反轉錄病毒治療成功,但部分人後來罹患白血病——病毒插入位置剛好破壞了另一個基因。
控制病毒就像「與狼共舞」。
近年的勝利#
- 2017 年:用 lentivirus 治療 ALD(腎上腺白質失養症),成功扭轉病程。
- 表皮分解症(EB)兒童透過基因編輯後的皮膚幹細胞獲得新皮膚移植。
- β 地中海型貧血、某些遺傳性失明、A 型血友病也獲得突破。
CRISPR/Cas9:DNA 剪刀#
- 來自細菌免疫系統的成分,精準到核苷酸層級剪輯 DNA。
- 2015 年中山大學 Junjiu Huang 用它修正 β-thalassemia 基因(用的是不可發育的胚胎)。
- 鋅指核酸酶(ZFNs)是另一類精準剪輯工具。
- CAR-T 細胞療法:取出病人 T 細胞,編輯後變成「追殺癌細胞的雇傭兵」。
倫理紅線#
多數科學家主張:禁止對可發育胚胎或生殖細胞進行基因改造。原因:
- 改變會被遺傳給下一代
- 對個人與後代都可能有未預料的副作用
- 一旦開門,「設計嬰兒」就是必然會走上的下一步
我們可以怎樣改變基因表現?#
表觀遺傳藥物的崛起#
- 既然 DNA 甲基化、組蛋白修飾能調控基因表現,就可以用藥物針對它們。
- 2004 年 FDA 核准首個表觀遺傳藥物 azacitidine 治療骨髓化生不良症候群(MDS)——它抑制 DNA 甲基化,讓某些基因重新被表達(GMA 主播 Robin Roberts 確診後讓此藥廣為人知)。
- 2006 年 FDA 核准 HDAC 抑制劑,用於淋巴瘤、多發性骨髓瘤——它阻止組蛋白上的乙醯基被移除,使腫瘤抑制基因保持活躍。
- 預期應用:思覺失調、肥胖、心血管疾病,甚至逆轉老化。
Meaney 的療癒實驗#
第 5 章提到母愛缺乏的幼鼠 NR3C1 基因甲基化過高、長大後焦慮。給予 HDAC 抑制劑可以「讓壓力反應基因恢復正常表現量」,逆轉這個行為問題。
換句話說,環境造成的表觀印記,可能也能用藥物擦掉。
表觀遺傳藥物與記憶#
- 在中風、阿茲海默症的鼠模型中,HDAC 抑制劑減少腦損傷、提升記憶。
- 對沒有疾病的鼠也能增強學習與記憶。
- 2015 年 Rutgers 大學 Kasia Bieszczad 發現 HDAC 抑制劑促進神經元連結。
- 但特異性仍是難題——HDAC 抑制劑像在電梯按下每一層樓的搗蛋小孩。MIT 的 Li-Huei Tsai 致力於找出特定的 HDAC:2009 年發現 HDAC2 是負向調節記憶的關鍵——專一抑制 HDAC2 可能副作用更少。
不靠藥物:改變生活方式#
你不必等待表觀藥物——運動和飲食本身就在改寫你的基因表現。
運動讓基因換頻道#
- 瑞典 Karolinska 學院實驗:受試者只用一條腿運動 12 週、另一條腿不動。運動腿出現上千個 DNA 甲基化變化(包含代謝和免疫相關基因);懶腿沒有變化。
- 運動腦也跟著得益:2016 年研究發現運動會產生 β-hydroxybutyrate——一種專門抑制 HDAC2 的化合物,反過來促進 BDNF 表現,強化記憶與神經元生長。
- 2018 年德國神經退化疾病中心 André Fischer 研究:運動的公鼠所生後代學習能力更強——精子的表觀遺傳印記改善了下一代腦發育。
正念冥想(Mindful Meditation)#
研究顯示正念冥想會降低 HDAC2、改變組蛋白乙醯化、降低促發炎基因表現——冥想者較能應對壓力有了生物學基礎。
我們可以怎樣管理體內微生物?#
不請自來的房客:弓形蟲#
- 約三分之一的人腦中潛伏弓形蟲。
- 要殺它,藥物得跨越血腦屏障、進入受感染神經元、穿透厚厚的囊壁、再進入寄生蟲本體。
- 作者實驗室在 2015 年發現一種老的降血壓藥 guanabenz 可大幅減少感染鼠腦中囊體數量。
- 但目前最佳策略仍是預防感染:負責任地養貓、管理流浪貓、妥善處理食物。
益生菌 / 糞便移植#
- 對抗 Clostridium difficile(C. diff):當抗生素清掉良性菌讓 C. diff 失控時,糞便移植從健康捐贈者重建腸道菌相。
- 神經藥理學家 John Cryan 預期未來體檢會包含腸道菌相檢測,並設計「psychobiotics」——以活菌製成的藥,針對心理健康。
- 目前的可能組合:
- Lactobacillus helveticus + Bifidobacterium longum:減低焦慮、降低壓力荷爾蒙
- Bifidobacterium infantis:抗憂鬱(鼠類研究)
- Bacteroides fragilis:2013 年加州理工 Sarkis Mazmanian 研究發現可逆轉鼠類自閉症狀
創傷與菌相#
科羅拉多大學 Christopher Lowry 2017 年研究:童年創傷者與 PTSD 成年人缺乏放線菌、Lentisphaerae、Verrucomicrobia 等菌——這些菌負責平衡免疫,缺乏可能解釋 PTSD 患者的慢性發炎。
益生元(Prebiotics)#
- 飲食中的纖維等成分支持有益菌生長。
- 2017 年研究:12 週地中海飲食讓 30% 重度憂鬱者症狀改善。
- 益生菌 + 益生元 = synbiotics——可能成為精神治療的一環。
工程細菌#
- Synlogic 公司在工程菌中放入分解苯丙胺酸的酵素基因,可幫助 PKU 患者吃下蛋白質。
但別被過熱的炒作蒙蔽:基因編輯、表觀遺傳、微生物群都還在嬰兒期。沒有證據支持坊間補充劑能調節你的基因組或菌相——亂吃可能造成傷害。
我們可以怎樣「駭」我們的大腦?#
從鬥牛到 BCI(腦機介面)#
- 1960 年代 José Delgado 用遙控器停下衝向他的鬥牛。
- 1990 年代 Phil Kennedy 為腦幹中風的「閉鎖症候群」(locked-in)患者 Johnny Ray 接上電極,僅靠思維就能移動電腦游標——他成為第一位「人類賽博格」(human cyborg)。電腦並沒讓他失去人性,反而還給他人性。
BrainGate 與義肢#
- 2006 年 Brown 大學 John Donoghue 發明 BrainGate:100 個電極植入運動皮層,讓四肢癱瘓者用意念開信、玩 Pong、轉電視台。
- Johns Hopkins 應用物理實驗室開發的義肢:26 個關節,可用意念舉起 45 磅。
- 反向:把義肢的觸覺、溫度送回大腦,幫截肢者重獲感覺;或讓盲者透過頭戴攝影機 + 腦植入「看見」。
從植入電極到頭皮帽(EEG)#
- 神經元活化時釋出微弱電脈衝;群體活動產生腦波。
- 不同思考產生不同模式,EEG 可解碼為動作。
- 已實現「用意念操控無人機」、跨地域思維操作別人的電玩遊戲。
Phil Kennedy 的「鋼鐵肉身夢」#
Kennedy 推測未來我們可能把大腦移入機械身體以永生。但微生物群對心智的影響該怎麼搬過去還不清楚。也許該存的是 Rust-Oleum 防鏽漆,不是面霜。
深部腦刺激(DBS)#
- 已用於重度憂鬱、強迫症、巴金森症等。
- 像「心臟節律器但給大腦」:電極發出脈衝重置異常腦活動。
- 手術中患者通常清醒——大腦本身沒有痛覺受體;患者可即時告知效果。
記憶植入#
- 南加大生醫工程師 Theodore Berger 的研究:在鼠和猴的海馬迴記錄電訊號,存入記憶晶片;給藥阻斷長期記憶後,晶片開啟時動物仍記得。
- 未來可能:把莎士比亞作品、外語、上一季劇情直接送進大腦。
抹除痛苦記憶#
- PTSD 影響高達 8% 的美國人。
- 記憶每次回憶都會被「重建」——2009 年阿姆斯特丹 Merel Kindt 研究:在記憶重新啟動時搭配 β 阻斷劑,可削弱對蜘蛛照片的恐懼反應。
- 改寫負面記憶的潛力。
把網際網路裝進腦袋#
- 30~50 年內可能把記憶與智能擴增技術上線。
- 接著可能會有針對賽博格的病毒與惡意程式——未來 IT 工程師可能要先有神經科學博士。
為什麼要「以證據為本」生活#
微生物學家為何贏過吸血鬼獵人?#
- 過去人們把瘟疫歸罪於憤怒的神、惡毒的女巫、怪物。
- 1800 年代中期發現病菌後,我們才能對症下藥;20 世紀初青黴素拯救無數生命。
- 把它叫「奇蹟藥」對科學家不公平——這是幾百年扎實研究的成果。
把問題交給超自然,什麼都做不了。捲起袖子實驗、收集證據、批判思考,進步才會發生。
Emma Morano 與 Malawi#
- 117 歲的 Emma Morano(去世於 2017 年)正好出生在「新英格蘭吸血鬼恐慌」期間——時間並沒有過去多久。
- 2017 年 10 月,馬拉威群眾仍因相信「吸血鬼」殺害 8 人。
冰島的逆轉:項目自我探索(Project Self-Discovery)#
1990 年代冰島青少年:40% 飲酒、近 20% 抽大麻。今日:雙雙降至 5% 左右。
怎麼做到的?不是宗教或零容忍。是生物學——回想第 4 章「老鼠樂園」實驗:給老鼠豐富環境,牠們會自己遠離古柯鹼。
冰島的政策包括:
- 國家補助課後活動:鋼琴、雕塑、探戈、武術、運動
- 給家長育兒輔導課
- 為青少年設立晚間 10 點宵禁
- 為孩子提供「自然版多巴胺」
David Olds 的家訪實驗#
- 招募紐約 400 位首次懷孕的低收入孕婦。
- 提供:孕期 10 次、產後兩年內 20 次的健康專業人員家訪。
- 13 年後追蹤:子代再次懷孕、依賴福利、虐童、犯罪行為都顯著減少。
- 1997 年發表,方法簡單便宜——現在我們需要的,只是智慧與意願去用它。
結語#
科學已經拆穿「任何人都可以成為任何想成為的人」這個迷思——先天與後天的差距讓賽道從來就不平等。
但我們可以採取實際措施縮小這些差距:
- 對所有孩子提供良好營養
- 提供導師與引導
- 給予關於毒品與性的教育
- 替每個人打造能盡情發揮潛能的環境
對待同胞,選擇不該是「沉或浮」,而是「游或被救」。以生物學為知識、以證據為指南,我們能為所有人打造更好的環境,讓社會更強健。