2009年7月31日 星期五

臨床試驗是多餘?

豬流感其實再無任何值得關心嘅新消息,不過最近發現原來即使疫苗未完全通過臨床試驗,政府也可能認可其使用。換句話說,認可與否跟臨床試驗可以無甚關係。以下兩段報導為証。

節錄自 ScienceInsider

... vaccine may be ready and approved by the Food and Drug Administration before clinical trials that test different doses of the vaccine are completed ...

第二篇報導來自 The Lancet,由於需要註冊方可見全文(雖是免費),以下全文照錄(粗體由我加):

Last week, Australia and the USA announced that they would begin trials of an H1N1 vaccine. Vaccination against H1N1 will be an important development in controlling the impact of the pandemic. However, several thorny issues exist around vaccine manufacture and approval.

All countries will require the vaccine but current global manufacturing capacity will not be able to meet this demand. Additionally, experts think that individuals might need two doses of the vaccine instead of one, reducing capacity further. Vaccine manufacturers are also struggling to produce good vaccine yields with the H1N1 seed virus.

One way to ease these supply problems is the use of adjuvants in a vaccine. On July 7, WHO's Strategic Advisory Group of Experts on Immunization recommended that vaccine formulated with oil-in-water adjuvants and live-attenuated influenza vaccines should be promoted to help increase the global supply of a vaccine and because they are better at protecting against strain variations. Yet there are signs that the USA might not follow this recommendation. "Adjuvant use would be contingent upon showing that it was needed or clearly beneficial", Jesse Goodman, acting chief scientist and deputy commissioner of the Food and Drug Administration told a press briefing on July 17. The USA must support the use of dose-sparing strategies to avoid depletion of an already short vaccine supply.

As well as availability, safety of an H1N1 vaccine is a concern. Many national regulatory agencies have set-up fast-track approval processes for the H1N1 vaccine, which means that a vaccine might be licensed without the usual safety and efficacy data requirements. Vaccine safety will therefore have to be monitored through post-marketing surveillance. But some fear a repeat of the 1976 H1N1 outbreak in the USA, where mass vaccination was associated with complications, which stopped the campaign and led to the withdrawal of the vaccine.

Countries need to assess carefully the risks and benefits of rapid approval of an H1N1 vaccine, especially since the disease has so far been mild with most patients making a full recovery. They must also ensure that they have strong post-marketing surveillance in place before rolling out a vaccine.

最後一段說得好,其實感冒洗乜打針。這兩段報導的「教訓」,政府認可不代表什麼。到時如果香港政府容許外國認可、但未完成臨床試驗的疫苗在香港使用,不知議員會否抓著這一點繼續咒罵?

2009年7月29日 星期三

兩個抱歉一個人

多謝讀者方潤在〈永遠日全蝕的地方〉一文留言,提出 L2 看到的應是日環蝕,而非日全蝕。當頭棒喝,我確是忽略了這點,以下節錄方潤之言:
L2離地球一百五十萬公里,真的遮到嗎﹖

以維基的資料,那部新太空望遠鏡也要用遮陽板。只是因為太陽的方位固定,所以遮陽板不用移動、容易安裝而已。

維基的拉格朗日點解釋說﹕
"The Sun–Earth L2 is a good spot for space-based observatories. Because an object around L2 will maintain the same orientation with respect to the Sun and Earth, shielding and calibration are much simpler. It is, however, slightly beyond the reach of Earth's umbra, so solar radiation is not completely blocked"

看看 umbra 的定義便會明白。

我也做了一次簡單的計算。「L2-地球」距離是一百五十萬公里,約是「地球-月球」距離的四倍,如下圖:

如果地球半徑也是月球半徑的 4 倍,那從「地球看見的月球」,便和「從 L2 看見的地球」大小一樣。究竟地球半徑是月球的多少倍?

從維基所得,地球半徑是 6371 公里,月球半徑是 1737.10 公里,前者只是後者的 3.6676 倍。換句話說,從地球看見的月球,大過從 L2 看見的地球。L2 只見日環蝕,合理。

(注意,我故意忽略了兩點:一,太陽的距離;二,我們是站在地球表面,而非地球中心看月球。但這兩點不重要,因為:一,「太陽-地球」距離是「L2-地球」的一百倍,無論從 L2 還是從地球看,太陽可說是同樣大小;二,「地球-月球」距離是地球半徑的六十倍,也可不理。)

這個疏忽,是第一個抱歉。

第二個抱歉是有讀者告知
Lagrange Point 不難明白呀﹐任何看過高達的人也知道什麼叫 Lagrange Point。

我不是高達迷,但這不是借口。Research 的時候沒有仔細看清,當咗讀者係傻仔,唔好意思。

最後,是一個人。近來事忙,今天才有空翻開上星期已經出版的《經濟學人》,看見車臣一位……我也不知怎把她歸類,雜誌用 human-rights campaigner 來形容,總之是一位敢於揭露政府醜行的人。她,Natalia Estemirova,最近被虜走,然後遭殺害。我都估唔到會在這個網誌記載這些事,今天才知道她的存在(曾經的存在),看見這則新聞後,只是在想,香港這個地方縱有諸多的不是(哪個地方沒有?),我們活在這個自由的社會,實在是無比的幸運。

永遠日全蝕的地方

上星期的日全蝕,聽說是「本世紀最長」的。

受過教訓,再不會輕信傳媒,本世紀還有九十年才完結,他們怎能肯定那是「本世紀最長」的日全蝕呢?如果我能飛上太空,永遠「躲」在地球背後,我便每一秒都能夠享受「人類史上最長」的日全蝕了。

OK,OK,我唔應該搞「爛 gag」,對傳媒也不應吹毛求疪,但我請求讀者暫時放下所有成見,純粹從技術角度考慮這提議的可行性:一艘太空船能否永遠躲在地球背後?不要低估這任務的難度,太空船不是浮在半空這麼簡單。首先,它要抵抗地球的引力;其次,它要跟地球同步繞著太陽公轉,地球一年繞一圈,它也要一年繞一圈(這才叫「永遠躲在地球背後」嘛);注意,其軌道是以太陽為中心,而非地球。人造衛星、穿梭機、國際太空站和哈勃望遠鏡都是以地球為中心旋轉,速度必須高至產生足夠的離心力,以抵消地球引力,才能免於墜落。同步衛星一天繞地球一周,絕非像「麻鷹捉雞仔」般躲在地球背後,其他大多數衛星的軌道較低、速度更快,一天等於多次晝夜。

說到這裡,大家有否覺得事有蹺蹊?要抵抗地球的引力,便需繞地球而行,既是「繞」,便不能「躲」,必須見光。上面說過,假想的太空船其實是以太陽為中心運行,不是繞著地球轉,又怎能抵抗地球的引力?究竟,躲在地球背後是否可能?

關鍵在於我們不應把地球的引力和太陽的引力分開考慮,太空船受兩者同時影響。嚴格來說,所有人造衛星都會同時感受太陽的引力,但由於很接近地球,故地球的引力遠勝太陽,太陽的影響遂可不理,算式只含兩個元素:地球和人造衛星。地球環繞太陽,理論上同時感受其他八大行星的引力,但由於太陽引力遠勝所有行星,計算地球軌跡的算式也只含兩個元素:太陽和地球。這種把現實簡化,只考慮兩個物體的 two-body problem,答案很容易找,也能夠解釋很多常見的天文現象。可是,要永遠躲在地球背後,情況較為複雜,必須把太陽和地球對太空船的引力同時計算在內,這是一個 three-body problem。真係「多隻香爐多隻鬼」,多一個 body,算式頓時變得難以計算。物理學家唯有再把之簡化,規定其中一件物體為 massless,無質量即無引力,不會牽引,只會被牽引;這叫 restricted three-body problem。明顯地,這個簡化適用於以上系統,因為相對於太陽和地球,太空船的質量近乎零。

計算發現,太空船可以「停泊」在五個非常有趣的位置,叫 Lagrange Points,它們的技術性特徵如下:第一,太空船、地球和太陽的相對位置不變,有些 Lagrange Point 與地球和太陽永遠成一直線,另外一些則成等邊三角形;第二,太空船環繞太陽一周需時和地球相同;第三,太空船運行時的離心力恰好抵消地球和太陽的引力,故能維持一個穩定的軌道。五個 Lagrange Point 其中之一位於地球背後,太空船停泊在這裡,便可永遠「不見天日」。

(Source: Wikipedia)

五月中旬,穿梭機阿特蘭蒂斯號升空修理哈勃望遠鏡之後數天,歐洲航天局(European Space Agency)發射HerschelPlanck 兩顆太空觀測器,其任務便是永久躲在地球背後,在不受太陽干擾的情況下觀測太空。它們的目的地是離地球一百五十萬公里(至月球距離的四倍),一處名為 L2 的地點。五個 Lagrange Point 分別是 L1 - L5。L1 位於地球面向太陽的一邊,也是離地球一百五十萬公里(至太陽距離的百分一),這裡跟 L2 完全相反,只有白天沒有黑夜,是擺放太陽觀測器的最佳位置,SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) 和 ACE (Advanced Composition Explorer) 就在 L1,它們的功能之一是探測太陽釋出的粒子,替研究太陽的科學家收集數據。L2 則是觀察外太空的理想地點,上面提過的 Herschel 是紅外線望遠鏡,Planck 是宇宙微波(cosmic microwave background)探測器,沒有日光照射,方能探測微弱的電磁波。將來替代哈勃望遠鏡的 James Webb 太空望遠鏡(預定 2013 年發射)也會放在 L2。L3 躲在太陽背後,地球永遠看不到,曾有電腦遊戲和科幻小說提出這裡可能有外星人或另一顆行星,當然不是真有其事。作個撮要,L3 - 太陽 - L1 -地球 - L2 成一直線。

L4 和 L5 分別與地球和太陽組成兩個等邊三角形,這兩個位置很難從地球直接觀察,晚上看不到,白天有太陽,只有日出和日落之時才能勉強觀察,至今仍未發現任何物體於這兩處。美國太空總處的兩顆 STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) 觀測器(分別名為 STEREO-A 和 STEREO-B),現正通過 L4 和 L5 區域,但只會間中拍攝那裡的圖片,因為其主要任務是從不同角度觀察太陽,用以構築太陽表面的立體形象。STEREO 能否解開 L4 和 L5 之謎,拭目以待。天文學家對這兩個位置的情況很有興趣,因為那裡的隕石可能與月球的來源有關(這又是另一個大題目),而木星的 L4 和 L5 已被証實藏有一大堆隕石

有些讀者摸不著頭腦:木星也有自己的 Lagrange Point 嗎?對,任何一個 restricted three-body 系統都有自己的五個 Lagrange Point,本文集中討論「太陽-地球」這系統,「太陽-木星」有其 Lagrange Point,「太陽-火星」有其 Lagrange Point,「地球-月球」也有其 Lagrange Point。

若果這令你更加摸不著頭腦,我說聲對不起,本文的確十分 technical,尤其對非理科背景的讀者而言。如果我說 Lagrange Point 是太陽和地球引力互相抵消的地方,物體可以「浮」在那裡,甚至「困」在那裡,這會否較易明白?的確,這是網上經常碰到的說法。對於地球的觀察者而言,位於 Lagrange Point 的物體的確絲毫不動,因為它們與地球的相對位置永恆不變。然而,我認為這種流行的說法有點誤導,看看 L2,太陽和地球同一方向拉,引力怎樣抵消?要正確認識 Lagrange Point,必須從 three-body problem 這種動態結構考慮,代價是比較難明。準確還是易明,這是寫科學文章經常遇到的兩難。今次,我選擇前者。「易明」有其價值,故我不反對那種流行的說法,有興趣的讀者不妨到網上查看。

(2009 年 7 月 29 日 信報副刊)

後記:多謝讀者方潤提醒,L2 應該看見日環蝕,而非日全蝕,詳情參閱〈兩個抱歉一個人〉。

相關連結:
ESA: What are Lagrange points?
我所見最精確而且一般人也能明白的解釋。保證,仲講得好過我。

Solar System Dynamics
一本教科書,有 two-body 和 three-body problem 的講解。

STEREO/SECCHI L4/L5 campaign
一齊幫 STEREO 找隕石。

Where Did The Moon Come From?
一個認為月球來自 L4/L5 的理論,絕對唔係隨口噏。

NASA: STEREO Visits the Lagrange Points - L4 and L5
漂亮的 animation 顯示 STEREO 怎樣飄近 L4/L5。要給點耐性,下載須時。

2009年7月27日 星期一

用水造的降落傘

一滴雨水從天而降,原來不是「一帆風順」……



空氣阻力使之「攤平」,脹起像降落傘,然後爆開。

來源:
Myth of raindrop formation exploded
How a Raindrop Is Like an Exploding Parachute

2009年7月23日 星期四

A Short Summary of The Progress We Made in The Last 40 Years

有 passion 的講者,有誠意的 Powerpoint,有意義的題材。多謝匿名 ( : my reader 推薦。(這個標題是我作的,不是演講的官方標題。)


Source: TED

About this talk:
You've never seen data presented like this. With the drama and urgency of a sportscaster, statistics guru Hans Rosling debunks myths about the so-called "developing world."

2009年7月22日 星期三

「曙光」初「驗」,就是世衛「放棄」之時?

豬流感疫苗首次臨床試驗今日在澳洲 Adelaide 開始,重點是找出多少抗原才能引起足夠的免疫反應,這會影響藥廠最終能夠生產的劑量。

其次,由於豬流感已經擴散,世衛不會繼續點算病例了(有人關心嗎?)。

其實讀者可能已經對豬流感失去興趣,我想繼續跟進,只因希望了解多一點疫苗製作的過程,而不是周一嶽說過十一月有疫苗,到時才發覺願望落空,而又唔係好知點解。

後記:美國也有五個 clinical trials 快將展開,研究重點包括是否需要打兩劑,和豬流感疫苗跟季節性流感疫苗一齊打有冇問題。在美國進行試驗的有兩間藥廠:Sanofi-Pasteur 和 CSL Biotherapies,在澳洲試驗的暫時只有 CSL Limited(CSL Biotherapies 的母公司)。

誰說我們不快樂?

唔好意思,要勾起各位的「慘痛回憶」:七月初,一個名為 Happy Planet Index (HPI) 的排名公報,哥斯達黎加居首,中國位列二十,香港八十四。「是香港人生活要求高?還是大陸人太過安於現狀?」「快樂並非用錢來衡量的。」「環顧亞洲,香港人是最不快樂一群。」論者爭相教訓港人。我心想,為何做人一定要快樂?我就是喜歡金錢多過快樂,又如何?快樂不是用金錢衡量,難道又可以用一個指數衡量嗎?

超級諷刺的是,這個指數根本不是量度快樂。它的網站首頁劈頭第一句便說:
The Happy Planet Index reveals the ecological efficiency with which human well-being is delivered.
詳盡一點的 About 頁,第二段開頭:
The Index doesn't reveal the ‘happiest’ country in the world. It shows the relative efficiency with which nations convert the planet's natural resources into long and happy lives for their citizens.
不知道是記者工作的 efficiency 低至連一兩篇網頁也沒法審閱,還是 efficiency 高到對 efficiency 這個字視而不見。這個指數是一條小學生都識計的除數:

α 和 β 是常數,一些統計學的伎倆,前者防止分母對整個計算的影響過大(特別是分母數值小的時候),後者只是一個 scaling factor,把指數值規限在 0 至 100 之間。香港學生最擅長討好制度拿高分;要拿 HPI 高分,一是分子超大,一是分母超細,最好當然兩者兼備。香港排名低代表什麼,單看指數很難說。我只知道,快樂不是用這個指數衡量的,「Happy Planet Index」這個名稱沒有誤導,它是指我們的地球 happy 與否,不是我們自己 happy 與否。自私的人類,永遠只顧自己 happy,卻不知道只有地球 happy,我們才可天長地久地 happy 下去。看見諸如「全球快樂指數」、「星球快樂指數」、「全球幸福指數」等不倫不類、似是而非的翻譯,地球 happy 才怪。

看看指數的組成。Life Expectancy 有客觀的統計數據,不用多說。Life Satisfaction 怎樣量度呢?讓我問你:All things considered, how satisfied are you with your life as a whole these days? 以數字回答,0 代表不滿意,10 代表滿意;某國的 Life Satisfaction 就是所有國內受訪者的平均。這麼簡單,是否過份兒戲?其實這是心理學和發展經濟學一直以來的課題。發展一國經濟的「目的」是什麼?要國民過「快樂」的生活,相信無人有異議。戰後至今,人均 GDP 是一國發展的不二指標,然而這個指標未必與經濟發展的原本目的吻合,金錢不能換來快樂之餘,盲目追求 GDP 增長而妄顧環境和人民福祉的例子也不鮮見。聯合國的 Human Development Index 便嘗試以多角度衡量一國的發展狀況,涵蓋包括人均壽命和教育普及程度等因素。

然而,所有以外在數據衡量經濟發展的模型,內裡永遠隱含一個假設,就是得分愈高,人民便愈「快樂」。究竟,有冇人真係問過你快樂唔快樂?這種純粹主觀的內在感受,學者稱為 subjective well-being,只有透過訪問才能得到答案。由於語言、文化各地不同,情緒因時而異,訪問必須設計得很有技巧,方能得出一些可供比較和分析的答案。同時,學者會把調查的主觀感受和客觀條件對照,確保誘出的答案不致遠離現實。

總而言之,怎樣探視一群人的 Life Satisfaction 已經多年研究,以上那條看似兒戲的問題背後,其實包含眾多學者的智慧。樂而命短,是可惜;愁而命長,是可悲。因此指數的分子是壽命乘以快樂,缺一不可,作為人民福祉的指標。此指標又稱 Happy Life Year (HLY) ,這概念 1996 年便有學者以一篇五十八頁的鴻文提出[1]。兩個數字一個乘號,簡單,卻不「求其事旦」。(注意,為方便受訪者回應,Life Satisfaction 在訪問中是由 0 至 10;但計算 HLY 的時候,Life Satisfaction 是由 0 至 1,換算時只要把前者除以 10,這是 HLY 從不過百的原因。)

分母那個又是什麼「腳印」?我們的日常所需,追本溯源,都是來自土地的產出;我們排出的廢物,最終也是歸於塵土。Ecological Footprint 是指需要多少土地才能生產我們的日常所需和吸納我們排出的廢物。香港的人均 Ecological Footprint 是 5.7 公頃,即是每人需要 5.7 公頃土地支持我們現時的生活模式,根據 HPI 報告的說法,這是 unsustainable 的,因為全球每人只可分到 2.1 公頃土地。若果所有地球人都像香港人這樣生活,我們需要 2.7 個地球。中國的人均「腳印」為 2.1 公頃,恰好 sustainable,可是隨著經濟繼續發展,人均「腳印」只會增大。無獨有偶,「生態腳印」這概念也是 1996 年出現,還有一本百多頁的書作解述[2];一個簡單數字的來由殊不簡單。

圖一列出人均 GDP 跟 HLY 的關係。人均 GDP 一萬美元以下,金錢帶來快樂的效果非常明顯;以上,效果仍在,只是遞減。個別情況作不得準,但總的來說,金錢的確可以換來快樂。下表顯示,東亞地區之中,香港人均 GDP 最高,Life Satisfaction 最高,HLY 最高,Life Expectancy 僅次於日本。誰說我們不快樂?


香港不能名列前茅,只因 HPI 要求的不僅是快樂,而是有效地運用自然資源來製造快樂;我們排八十四,不是因為愁雲慘霧,而是消耗物質過多。圖二最能表達 HPI 的精髓,水平軸是人均 Ecological Footprint(單位 gha 是 global hectare 的意思),垂直軸是 HLY,記得 HPI 是後者除以前者,故圖左上角是最理想的部份(主辦機構引進了三色標記,愈綠愈好,愈紅愈差)。跟東亞其他地區比較,香港的確離「綠地」較遠;但跟歐美比較,香港一點也不差。

HPI 近數年才出現,主辦機構根據其他相關數據推斷其歷史值,遠至 1990 年,列於圖三。記著,每個國家或地區都應該盡量使其國民享受更加快樂而 sustainable 的生活,以此標準,其於圖中的理想軌跡應該是不斷向左上方移動。觀圖,讀者可發現一個令人憂心的現象?美國和中國這兩大國,近十數年來,雖然 GDP 不斷長進,人均消耗的資源也愈來愈多,但其國民並沒因此而感到更快樂;從 1990 至 2005 年,兩國均是向右下方,而非左上方移動。

搵多咗錢,買多咗嘢,但係又無開心咗,為乜?我當然沒有答案。然而,細心的讀者,有否發覺圖一和圖三表達著兩個相互矛盾的訊息?圖一表示愈多金錢愈快樂,圖三的中美兩國則是金錢換不到快樂的樣版。究竟,金錢是否等於快樂?我有三個回應。第一,圖一只是一個概況,個別情況有誤差絕不出奇;第二,這是一個學者發現已久的現象,也是兩項不同的研究(一是比較國與國之間的快樂程度,一是國內的快樂程度與經濟增長的關係),雖有關聯,卻不可相提並論;第三,其實圖一告訴我們的只是金錢與快樂的 correlation,並非 causation。舉例,泳池愈多人的日子,溫度計的酒精升得愈高,究竟是泳池人多導致酒精升高,還是酒精升高導致泳池人多,抑或兩者並非因果,而是由第三件事同時引發?察看圖一便認定金錢是快樂之源,太魯莽了;同一幅圖,說成「因為快樂,所以有錢」也可以。這個 correlation 因何出現,跟眾多社會現象一樣,只有理論,未有肯定答案。

對於那些有錢沒快樂的人,我以 Lexus 的廣告結尾 - Whoever said money can't buy happiness isn't spending it right。祝各位有錢又快樂。

(2009 年 7 月 22 日 信報副刊)

References:
[1] Veenhoven R (1996), Happy life expectancy: A comprehensive measure of quality-of-life in nations. Social Indicators Research 39:1-58. [Abstract]

[2] Wackernagel M and Rees W (1996) Our ecological footprint: reducing human impact on the Earth (Gabriola Island, Canada: New Society Publishers).

時差醫生

連 Jet Lag 都有得醫?仲有軟件輔助添?

我沒詳閱,有興趣的不妨看看。

2009年7月21日 星期二

污水藏玄機

警察會在疑犯的垃圾中找證據,狗仔隊也會在名人的垃圾中找新聞;我們經常被自己的廢物出賣,這包括身體排出的「污水」。

美國俄勒岡州最近便有學者從污水中所含的毒品濃度推斷社區毒品問題的嚴重性。

治流感的特敏福,病人服用後排出體外,最終流入河流和海洋,從而進入鳥類體內。鳥類不知不覺間「服食」特敏福,可能使病毒更容易發展抗藥性。

2009年7月17日 星期五

疫苗會遲到

流感疫苗的製作,是以雞蛋繁殖病毒,然後把病毒殺死。為了大規模生產,藥廠必須首先「改良」人的病毒,使其能夠迅速地於雞蛋內生長。

至現時為止,改良豬流感的過程不太順利,其於雞蛋內的生長速度只及季節性流感的一半;以這個速度,豬流感疫苗要到 2010 年才有供應。

藥廠還須努力……

資料來源:Slow-grow flu vaccine could set production back months

2009年7月15日 星期三

腦袋有個錯箭咀

我沉迷信報,沉迷至上癮的程度,不吃不眠不工作不社交也要把信報翻看翻看再翻看。點解我會變成咁?我也不清楚,只記得八年前開始,每天讀林行止和曹仁超都有很 high 的感覺;日子久了,單是讀這兩個專欄不夠 high,便發掘其他內容;後來漸漸發現,讀得愈多,high 得愈少。今天讀信報,high 的感覺瞬間即逝,但不知怎的,一股衝動佔據著我,要我繼續翻閱;如此,我便不能自控地把日常生活獻給信報。用官方的話語,我是一位「病態讀者」,或是一位「濫報成年」。普通人眼中,我是一團垃圾。

但是我不甘心,縱是垃圾,也要做一團有用的垃圾。我決心找出上癮的成因。

上癮的定義,是不顧壞後果地不斷做某件事。1954年,一隻在加拿大 McGill University 的老鼠,腦袋插著電極;老鼠按掣,電極便會通電刺激腦部。我心想,不要說腦袋,身體任何部份遭電擊都不是一件快事,這隻老鼠會按掣才奇怪。怎知,牠不只按掣,還要不斷的按,不吃不喝不能自拔的按,最終渴死[1]。這是 James Olds 和 Peter Milner 的經典實驗,他們發現不斷刺激腦中的 pleasure centre,便能令老鼠只顧「享樂」而忘其他。後來再經多年查証,科學家發現 high 的感覺其實是源自腦中分泌的多巴胺(dopamine)。說得廣泛一點,多巴胺引致心境亢奮,驅使我們去做一些事,例如饑餓時見到食物,腦中的多巴胺濃度便會提升,驅使我們把食物放到口中;見到心儀的異性,甚或造愛時,腦中也有同類的化學反應,只是行動不同。

正常情況下,分泌出來的多巴胺會被神經細胞回收(reuptake)或被酵素分解,故亢奮不會維持太久。吸煙、喝酒、吸毒有點不同,這些物質會人為地提高多巴胺濃度,使用者遂得到持續的亢奮。每種物質影響神經的機制都不同,例如可卡因會阻止多巴胺的回收,保持多巴胺在高水平;海洛英和大麻會削弱抑制(dis-inhibit)多巴胺分泌的機制(不單只民主國家,腦袋也充滿「制衡」),亦即增加其分泌;煙和酒的機制較複雜,但增加多巴胺水平是一定的。每種藥品有其獨特性,例如可卡因是興奮劑,海洛英大麻是鎮靜劑,會增加人的侵略性,但提升多巴胺是它們的共同特點。

因此,那些「食壞腦」的藥品就是上癮的元兇?有點不對勁,high 跟上癮是兩回事,如果世上所有 high 過的人都成為癮君子,毒品不會是非法,因絕大多數人都要靠其過活,我上星期也說過,根據美國一個研究報告[2],曾使用酒和毒品的人當中,只有15%上癮;曾吸過煙的人當中,也只有32%上癮;high 跟上癮是兩回事。再者,病態賭博、病態購物、病態進食(洋稱分別是 compulsive gambling, shopping, eating)和我的病態讀報這些不牽涉藥物的上癮又怎樣解釋? high 只是起點,要上癮,還有一大段路要走。繼續走之前,給讀者一個「警告」,本文不能完全解答「為何會上癮」這個問題,原因有二:一,這是包含社會、生理、心理、基因等多方面因素,本文只談生理;二,單是上癮的生理,科學家也未完全理解,可況是我。本文只能探視,解釋不能完全。

經典老鼠實驗之後43年,即1997年,在加拿大另一邊的 University of British Columbia 有另一個老鼠實驗[3],這次的老鼠不是獨守空房瘋狂按掣,而是一雄二雌輪流交歡。首先讓雄鼠跟第一隻雌性交配,正常來說,即使雌性完事後仍然在場,雄鼠也需要休息數天才有力再來。但三十分鐘後,另一雌性出現,雄鼠竟能一反常態再振雄風。雄鼠的多巴胺在第一次交配時處於高水平,符合亢奮的條件,完事後回落,儘管第一隻雌性仍然在場。當第二隻雌性出現,雄的多巴胺回升(縱使不如前一次的高)且再次交配,完事後多巴胺水平如預期般回落。

這實驗撮要了多巴胺的生理功能。多巴胺是對環境中新奇事物(novelty)的一個回應,提升我們對新奇事物的注意力和敏感度,從而促進學習。神經科學的詞彙裡,「學習」有特定意義,是指把某種外在刺激與行動連繫一起,例如饑餓時看見蘋果(刺激)→伸手拿蘋果(行動),嗅到第二隻雌鼠(刺激)→前行交媾(行動),看見綠燈(刺激)→過馬路(行動),看見信報二字(刺激)→閱讀(行動),看見針筒(刺激)→打可卡因(行動),看見便利店招牌(刺激)→買啤酒(行動)。多巴胺其實有兩個功能:第一,鞏固刺激與行動之間的連繫,好比畫箭咀(→),有些箭咀雖是與生俱來,但大部份箭咀是要「畫」的;第二,驅使我們實行箭咀的指示,注意這只是一個動力、衝動,最終實行與否還要視乎腦袋各部份的協調,對其他因素的衡量。正常腦袋的箭咀應該指向一些有利於生存和繁衍的行為,如以上吃蘋果、交媾、過馬路的例子,即使和生存沒有直接關係的買啤酒,我們也會適可而止(記著有驅使不一定有實行)。反之,上癮的腦袋首先是畫「錯」箭咀,再而明知有害卻抗拒不了衝動。上癮的腦袋是有病的腦袋。

每天吃 KFC 會有心臟病,每天吃可卡因會上癮。上癮是腦袋的慢性疾病,像心臟病一樣,需要長期吸毒方可成癮。成癮後的腦袋,也像有心臟病的心臟一樣,跟從前再不一樣。畫錯了的箭咀很難改正過來,失卻了的理性自控也很難回復舊觀,這就是很多癮君子即使成功戒毒也會故態復萌的底因。至於毒品如何導致這些永久損害,科學家仍在鑽研。

初期的多巴胺研究,把多巴胺認定為一種「獎勵」(reward),例如那隻老鼠是為了不斷得到多巴胺這個「獎勵」才會瘋狂按掣,癮君子是為了不斷製造 high(即腦中有高水平的多巴胺)才會不顧一切地吸毒。後來,多巴胺與學習的關係漸趨明顯,科學家開始認清多巴胺本身其實不是「獎勵」,而是「獎勵預期」(predictor of reward)。要體會兩者的分別,請回答以下兩個情況哪一個比較令你亢奮:上司告訴你升職那一刻,還是正式升職那一天?相信多數讀者會選擇前者。再來一條:運動場上帶頭衝線那一刻,還是金牌套在頸上那一刻?前者居多。升職和金牌是獎勵,收到通知和帶頭衝線只是「獎勵預期」,說得淺白一點是「獎勵承諾」。吸引我們的是獎勵,令我們興奮的是承諾。你不同意我的說法也不要緊,重點是承諾作為 motivation 已經綽綽有餘;既然多巴胺是「獎勵預期」,代表多巴胺絕對有能力 motivate,問題是多巴胺是否在適當時候 motivate 我們作適當的事。

我有點失落,原本想尋找上癮的成因,怎知科學家仍然一知半解。其實我已經算幸運,信報合法之餘只是六元一份,縱是上癮也不用偷偷摸摸到處張羅。病態讀報跟吸毒成癮其實沒有分別,大家都是腦袋有個錯箭咀,大家都是明知有害卻不能自控,大家都是不顧壞後果地不斷做某件事。社會上為求追逐金錢、權力、名譽而忽略家庭、健康的人多的是,他們也是不顧壞後果地不斷做某件事,嚴格來說,他們也是上癮。但是,他們可以大模厮樣地上他們的癮,因為世上大部份人都上了他們的癮。

(2009年7月15日信報副刊)

References:
[1] Positive reinforcement produced by electrical stimulation of septal area and other regions of rat brain.
James Olds, Peter Milner.
J comp physiol Psychol, 1954.

[2] Comparative Epidemiology of Dependence on Tobacco, Alcohol, Controlled Substances, and Inhalants: Basic Findings From the National Comorbidity Survey.
James C. Anthony, Lynn A. Warner, and Ronald C. Kessler.
Experimental and Clinical Psychopharmacology, 1994. Vol. 2, No. 3, 244-268. [Abstract]

[3] Dynamic Changes in Nucleus Accumbens Dopamine Efflux During the Coolidge Effect in Male Rats.
Dennis F. Fiorino, Ariane Coury, and Anthony G. Phillips.
The Journal of Neuroscience, June 15, 1997, 17(12):4849–4855. [Full Text]

相關連結:
Mouse Party:很有趣的 animation 解釋各種藥品如何提升多巴胺水平。

How Drugs Affect Neurotransmitters:較深入地解釋各種藥品如何提升多巴胺水平。

A New State of Mind:多巴胺於社交的功能。

以下五篇論文從神經學角度說明上癮是什麼一回事,現今的學報愈來愈 accessible,很多從前要付錢的文章現在都可自由取閱。個人推薦第一和第五份。

Drug addiction: the neurobiology of behaviour gone awry.
Nora D. Volkow and Ting-Kai Li
Nature Reviews, Neuroscience. 2004(5), 963-970. [Abstract]

Addiction and its brain science.
Rainer Spanagel and Markus Heilig
Addiction. December 2005. 100(12):1813-1822. [Abstract][PDF]

Brain Reward Circuitry: Insights from Unsensed Incentives.
Roy A. Wise
Neuron, October 10, 2002. Vol. 36, 229–240. [Abstract][PDF]

The addicted human brain: insights from imaging studies.
Nora D. Volkow, Joanna S. Fowler, and Gene-Jack Wang
J Clin Invest. 2003 May 15; 111(10): 1444–1451. [Full Text]

The Neural Basis of Addiction: A Pathology of Motivation and Choice.
Peter W. Kalivas, and Nora D. Volkow.
Am J Psychiatry, August 2005. 162:1403-1413. [Full Text]

2009年7月10日 星期五

有件事想同大家份額

正在尋找一些網上小工具,希望點綴一下網誌,發現這個 SharePost 的東西,看上很討好,但……

想死……

Share with the World = 與世界的份額
Bookmark and Share = 書簽和份額

Market share 的 share? 不知他們用什麼翻譯軟件,Google translate 譯得好些,給我「與世界分享」和「書簽和共享」。

2009年7月8日 星期三

吸毒的三條填充題

今次給大家幾條填充題,這裡不是小學,可以有多過一個正確答案。

(一)根據美國某個研究報告[1],曾經吃/飲/吸過 ▁▁▁▁ 的人之中,15%會上癮。

第一個答案:酒。相信大多數人只會聳一聳肩膊,不屑地說聲「So?」。像我這樣反應遲緩的,頂多說聲「呵!」,原來飲酒是會上癮的,即日常所謂的「酗酒」,洋人說的 alcoholic。

第二個答案:毒品(報告稱為「受管制藥物」)。如果你不知道第一個答案,可能認為這正是那些東西需要受管制的原因吧。但你已經知道第一個答案,心中怎想?無論你怎樣想,應該感到有點意外吧。

沒有第三個答案,但同一報告有個相關數字:曾經吸過煙的人之中,32%會上癮。

藥理上,這未必表示吸煙較易成癮,因為煙總是較易買到,並為社會所接受。這些數字的含意,報告是以社會政策的角度作論述,我把它們搬到這裡,除了騙一點稿費之外,是要突顯兩點。首先,「使用」和「上癮」是兩回事。對於煙和酒,這是老生常談,喝酒不等於酗酒,懂得吸煙也不等於「煙鏟」。可是,曾經吸毒,別人二話不說便稱你為道友、白粉仔、吸毒妹。也難怪,傳媒、政府、學校從來只說「濫藥」,從來沒有分清「只是濫了一兩次」還是「不斷的不能自制的濫」;在他們看來,這個分野是不必要,甚或是有害的,因為兩者都是於法不容。我們要分清 abuse 跟 dependence 的分別,前者是在法例不容許的情況下使用某類藥物,後者是不能自拔,以上數據清楚顯示兩者的不同。政府和傳媒濫用這個「濫」字,文明社會不要同流合污。(至於為何煙酒跟其他藥品會受到法律不同的對待,這是另一個題目。我不是鼓勵嘗試毒品,只是說出事實。)

其次,單靠毒品並不能釀成毒癮。如果毒品是唯一原兇,所有試過的人都會成為癮君子。以上數據甚至令人懷疑,究竟毒品本身是否使人上癮的「主因」?

(二)離開 ▁▁▁▁ 之後,九成以上癮君子戒除毒癮。

同樣有兩個答案,但不是葛福臨佈道會。

第一個答案:聞名港九新界的正生書院,或任何「成功」的戒毒機構。

第二個答案,包你估唔到,是「越南」。讓我解畫。

1975年,American Medical Association 訪問了越戰回國的軍人[2],得出這些數字:到越南之前,0.4%的被訪者有毒癮;越南期間,21%;回國後,跌至1%。我的第一個反應是,難怪美國打輸。第二個反應是立即查看正生是否三十多年前已經在美國開分校(答案是否定的)。可見,環境對毒癮的形成和持續有著重要的影響。每日的危險、壓力和緊張令人越發尋求片刻的釋放、鬆弛和慰藉。癮君子需要毒品,因為他們真的有「需要」。

這個「需要」,可以是心靈上,也可以是肉體上。醫療上用以減輕痛楚的嗎啡,是從鴉片提煉出來的。醫生使用嗎啡於痛症病人身上,也會考慮上癮的可能性。近期研究顯示[3],只要病人本身不是癮君子,因醫療而染上毒癮的機會十分低。打嗎啡,因為痛,是肉體有需要;當沒有這個需要,病人自會減少甚至停用。

那太平盛世的癮君子又有什麼「需要」呢?問得這個問題,多半覺得他們活該,是自己選擇了一條不歸路,「自己攞嚟衰」。又讓我引用另一研究,這研究旨在探討毒品使用跟成長經歷的關係[4],研究員把「壞」的成長經歷分成十種「Adverse Childhood Experiences」,簡稱 ACE(這個名字真諷刺!)。然後訪問四千多位女士和接近四千位男士,把每人的成長經歷濃縮成一個 ACE score,尋找與毒品使用的關連。結果雖然沒有太大驚喜(例如經歷愈多 ACE 的人首次使用毒品的年齡愈低,上癮的機會也愈大),但毫無疑問地肯定了兩者的相關性(correlation)。

相關不等於因果,可能由於經歷,可能是遺傳,也可能是我們未想過的因素。的確,單靠這個研究不能斷定毒癮的成因,但世上的事(包括毒癮),永遠沒有唯一的因由。就像你面前那杯茶,是「因為」有茶葉,有水,還是那個茶杯?缺一不可。

你笑說,他們「缺」的,不就是意志嗎?

(三)當我面對著 ▁▁▁▁ 的時候,我禁不住 ▁▁▁▁。

我的答案是:「一個裸女」和「跟她上床」。

太露骨?「白馬王子」配「想入非非」如何?

「某個蠢人」配「無明火起」也可以。

「美酒佳餚」當然是「大快朵頭」吧。

自由意志,去了哪裡?自由意志不是絕對的,我們也會情不自禁,做了一些後悔的事情。我們只是比癮君子幸運,失控之處是社會較能接受的,我們與他們,沒有本質上的分別,只有程度上的分別。每人能力不同,說他應該有「足夠」意志去抗拒毒品誘惑,就像高比拜仁認為我應該有「足夠」彈力去入樽一樣無稽。再者,只有他才知道他所受的「痛」。

大腦中有一 orbitofrontal cortex,可說是我們意志的一部份,幫助我們抑制本能情感,做出長遠來說對我們最有利的理性決定。研究發現,癮君子這部份是不正常的,他們的理性決策能力因而受損。染上毒癮好像是腦子生病。身體其他部份生病,腦子會叫我們去求醫。腦子生病,誰叫腦子叫我們去求醫?

(2009年7月8日信報副刊)

References:
[1] Comparative Epidemiology of Dependence on Tobacco, Alcohol, Controlled Substances, and Inhalants: Basic Findings From the National Comorbidity Survey.
James C. Anthony, Lynn A. Warner, and Ronald C. Kessler.
Experimental and Clinical Psychopharmacology, 1994. Vol. 2, No. 3, 244-268. [Abstract]

[2] Narcotic Use in Southeast Asia and Afterward.
Lee N. Robins, John E. Helzer, Darlene H. Davis.
Archives of general psychiatry, 1975, 32, 955-961. [PDF]

[3] Opioid Therapy for Chronic Pain.
Jane C. Ballantyne, M.D., and Jianren Mao, M.D., Ph.D.
New England Journal of Medicine, 2003, 349, 1943-1953. [Abstract][PDF]

[4] Childhood Abuse, Neglect, and Household Dysfunction and the Risk of Illicit Drug Use: The Adverse Childhood Experiences Study.
Shanta R. Dube, Vincent J. Felitti, Maxia Dong, Daniel P. Chapman, Wayne H. Giles, Robert F. Anda.
Pediatrics, 2003, Vol. 111, No. 3, 564-572. [Abstract][PDF]

2009年7月7日 星期二

見底?

4月時說過,今年首90天只有14天(16%)出現太陽黑子,是一個十分低的數目。事隔三個月,update 如下(包括一些歷史低位讓大家參考):















 黑子出現日數百分比
19017821%
191211231%
19135415%
195412434%
2007(1954年以來最低)20255%
2008(1913年以來最低)10128%
2009(1-3月)1416%
2009(4月)517%
2009(5月)1135%
2009(6月)930%
2009(1-6月)3922%


(資料來源:SIDC: Sunspot Data

我也無謂多說,大家可自行「分析」。有一點想補充,把眼光放遠一些,2007年其實不算很低,只是過去五十年太陽活動相對較多,才把2007年比下去。

又有關於太陽黑子的新理論,是對是錯,只有讓時間告訴我們。

2009年7月5日 星期日

繼續估下估下……

豬流感有些「新進展」……

Hong Kong Case Suggests Resistant Swine Flu May Be Spreading
丹麥、日本、香港已經發現對特敏福呈抗藥性的病例,但後者的情況特別令人憂心。前二者的抗藥性都是在診療期間出現,且看來沒有傳染開去。從三藩市來香港的那位女孩,症狀輕微且沒有服用特敏福,表示具抗藥性的病毒很可能已經在加洲流傳。

Revealed: How pandemic swine flu kills
兩隊科學家同時發現,豬流感可感染至白鼬(ferret,流感病毒實驗最常用的動物)的肺部。一般季節性流感病毒只會在白鼬的鼻內滋長。對人類的疫情有何啟示?天知道。我只知道跟據世衛7月3日的 update,全球確診個案 89921 宗,死亡 382 宗,即死亡率 0.42%,和季節性流感差不多。

最後是美國疾控中心 influenza weekly report 的圖片(Week 25 ending June 27, 2009):


疫情是否穩定下來,要多看幾星期。不過早前某些專家言之鑿鑿地認為流感季節快將過去,所以豬流感「應該不會在未來數月肆虐」的「預測」,再一次落空。其實我也不應「取笑」他們,因為連流感為何有季節性(seasonality)這個基本疑團,科學家仍未解開。我們對流感所知極少,除了不斷觀察之外,暫時只能「估估下」。

2009年7月1日 星期三

井底蛙 vs 井底蛙

前言:今日信報談 Michael Jackson,下星期才有位置登我的科學文章。適逢回歸十二周年,有幸應李智良和 Jenny 的邀請,在《我們的萬言書》撰稿,成此文。《我們的萬言書》今日會在灣仔富德樓對開派發。


「還政蛙民!」……「增加生果蚊!」……「蛙王下台!」……

又是一年一度大集會的日子,平時散居各井的青蛙,今日聚首此井,表達訴求。可惜,蛙王不在。事實上,他從未來過。

蛙王的井,很遙遠。某天,有隻青蛙問蛙王:「你對廿年前人類無故大規模捕殺青蛙,有乜睇法?」蛙王答道:「呢廿年來,人類社會嘅發展得到驕人嘅成就。試諗下,如果佢哋唔係發展得咁好,我哋邊度有咁多井住?我相信廣大青蛙對呢件事會有客觀嘅評價,我亦相信我嘅睇法係代表所有嘅青蛙。」

蛙王沒有說謊。他住的那口井,除他之外,還有八百隻大小青蛙。多年來,他們萬眾一心,意見一致。所以我相信,蛙王的看法就是那八百隻青蛙的看法,蛙王的意見就是那口井內所有青蛙的意見。蛙王身份尊貴,當然不會信口開河。

今天集會,跟往常一樣,標語處處。向左望,見到一個「最低工資30000蚊!」的紙牌,我把咪高峰塞向她的咀邊,問:「點解你有呢個訴求?」她說:「我住嘅嗰口井,生活好艱難架。我比較好彩,每個月閒閒地都捉到三萬幾隻蚊,追求我嗰啲男士,無一個捉蚊夠我多,所以我認為最低工資應該最少三萬隻蚊。到時所有男士都唔洗因為捉蚊唔夠我多而自卑,所有女士亦唔洗擔心男朋友捉蚊少過佢囉。」

向右望,另一個紙牌寫著「反對官商勾結!」,我問:「點解你有呢個訴求?」他答:「我住嗰口井,好清廉架,早前我哋個市長因為貪污,查都唔洗查就立即落台。你哋啲井,睇住個高官同奸商私相授受,都耐佢唔何,我咪諗住將我個井嘅清廉風氣帶啲過嚟囉。」

前面隻青蛙沉不住氣,反問:「既然未查,你又知佢真係貪污?唔俾有青蛙想陷害佢呀?!」「我哋口井就有呢度好,凡事只得一個調子,就係井中央嘅調子,唔似得你哋啲井,隻隻都喺度蛙噏。再講,如果佢真係被陷害,咁即係話佢無貪污啦!我口井點都清廉過你哋。」

後面隻青蛙強作冷靜:「請問一聲,呢個係你個人嘅意見,定係你口井所有青蛙嘅意見?」「有分別咩……」他未說完,不過前面隻青蛙插咀道:「井中央講乜你就信乜,用下腦啦,死蠢!」捉三萬隻蚊那隻不給他半秒喘息機會:「佢已經被洗腦,同佢講都嘥氣啦!」遭圍剿的抓緊那四分一秒的空檔:「我俾井中央洗腦,你哋都係俾佢洗緊腦啫!」指著我。

四對眼睛望著我,三張咀齊聲對我說:「你唔好選擇性報導呀!」「當然唔會啦。」

我心想:「除咗蛙王同佢嗰八百位鄰居因為有井中央庇蔭而唔洗為自己籌謀之外,每隻青蛙都有自己嘅 agenda 架啦。客觀?中肯?全面?傻仔!」