社群媒體真的會影響選舉嗎？

臉書演算法推給人們的內容，到底會不會影響使用的立場和投票意願？它形成的同溫層效應，是否真的會讓人越來越對立呢？

社交媒體影響使用者的政治觀點並引發分歧一直是人們長期以來的擔憂，尤其是造成得同溫層會讓人看不到其他的觀點，還有令人無法理解的演算法。先前有研究顯示，這些功能會加劇兩極分化，並有助於假訊息和仇恨內容更快更廣泛地傳播。

為了要知道臉書的演算法是否真的造成了不好的影響，Meta 於 2020 年初開始向外尋求合作以進行研究，目的是探討改變推給使用閱讀的動態牆幾個月，是否真的會影響他們的態度和行為，以及投票意願。合作的 17 位外部科學家沒有拿 Meta 的酬勞，但可以自由決定進行哪些分析，且可以決定研究論文的內容，但為了保護臉書和 IG 用戶的隱私，外部研究人員不能處理原始數據。


Data source: Kaggle - US Election 2020

Meta 這幾個研究的目標群體都不一樣，每個群體約 23,000 使用者，時間挑在 2020 年九月底到十二月底，美國大選期間的那三個月。研究結果也於最近發表在 Science 和 Nature，目前共有四篇，其中三篇研究都在某方面改變使用者看到的內容。

降低政治文的轉發不會影響政治立場

第一篇刊在 Science 上的研究是讓美國臉書使用者在三個月內，其動態牆不會出現轉發內容，以降低他們看到政治新聞，以及內容來源不可靠的文章的機率。他們發現，移除轉發內容顯著減少了使用者接觸的政治新聞數量，包括內容來源不可信的 po 文，減少了總點擊數和反應數，也減少了黨派新聞的點擊數。不過，與預期相反，移除所有轉發內容並沒有影響他們的政治立場或減少觀點的兩極化。

依時序出現的動態牆降低用戶的使用意願

第二篇也是刊在 Science，是將臉書和 IG 使用者的動態牆改成依時間序出現，而不是原本的演算法，結果使用者在這些平台上的時間和活動顯著減少。除此之外，依時間序排列的動態牆也影響了使用者接觸的內容，他們在這兩個平台上看到的政治和內容來源不可靠的 po 文增加了，在臉書上看到的含辱罵、毀謗字句的內容減少了，而非同溫層的的內容則增加了。雖然在這三個月的研究期間，使用者在平台上的體驗有顯著的改變，但按時間順序排列的動態牆並沒有改變議題兩極化、情感兩極化，以及政治上的態度。

降低同溫層並沒有改變使用者行為

第三篇刊在 Nautre，是降低臉書使用者看到同溫層 po 文的三分之一，以增加他們接觸來非同溫層的內容，但最後的問卷結果顯示，這些改變並沒有影響使用者的行為，在各種議題上，包括移民、新冠疫情的限制，以及種族議題上，他們和其他人一樣，還是相信他們想相信的媒體，以及自身的信仰，會投票的還是會投，不投的還是不投。也就是說，雖然在社交媒體上同溫層的內容很常見，但減少這種現象並未相應地減少信仰或態度上的極化。

在另一篇 Science 的研究裡，他們分析了美國臉書使用者看到的新聞和政治傾向的關係，發現自由派和保守派使用者熱衷的新聞不一樣，有些政治新聞只會被自由派或保守派使用者看見，而這個情況在右派群眾中最為明顯。另外，大多數被第三方事實認證為假訊息的內容都是被保守派使用者看見，只有少數被評為錯誤資訊的內容集中在左派群眾中。

雖然這四篇研究顯示，改變使用者看見的內容並沒有影響到他們的態度，Dartmouth College 的政治學家 Brendan Nyhan 認為，這並不表示社群平台沒有負面影響，而是告訴我們改變餵給使用者內容並不是解法，我們應該要找出是什麼造成使用者極端的態度，才知道怎麼對症下藥。英國 University of Bristol 的心理學家 Stephan Lewandowsky 則表示他對這個結果有點意外，因為這是說就算你餵給使用者不同的資訊，並不會看到立即效果，要改變人們的態度可能需要更長的時間。

三個月也許不足以改變一個人的觀點和立場，但足以惹怒一個人，讓他賭爛不投票，還是只有台灣人會這樣？他們應該研究一下台灣的臉書使用者行為。XD（可能在台灣，也需要研究抖音對政治立場和智商的影響？😂）

大家覺得自己有因為臉書的分享文而影響自己的政治立場，或是投票意願嗎？



Article:

Science | Does social media polarize voters? Unprecedented experiments on Facebook users reveal surprises


Papers:

AM Guess, N Malhotra, J Pan et al. Reshares on social media amplify political news but do not detectably affect beliefs or opinions. Science (2023) DOI: 10.1126/science.add8424

AM Guess, N Malhotra, J Pan et al. How do social media feed algorithms affect attitudes and behaviour in an election campaign? Science (2023) DOI: 10.1126/science.abp9364

B Nyhan, J Settle, E Thorson et al. Like-minded sources on Facebook are prevalent but not polarizing. Nature (2023) DOI: 10.1038/s41586-023-06297-w

S González-Bailón, D Lazer, P Barberá et al. Asymmetric ideological segregation in exposure to political news on Facebook. Science (2023) DOI: 10.1126/science.ade7138

睡覺的時候如何洗腦？

大腦裡的細胞會會不斷產生代謝物，也就是垃圾，而過多的垃圾堆積可能會增加阿茲海默症和其他神經退化性疾病(neurodegenerative diseases)的風險。 之前有研究發現，大腦有一套洗腦系統用來清掉腦部的垃圾，稱為 glymphatic system，而睡眠期間洗腦比在清醒時更有效率。這些發現對於尋找治療，甚至預防阿茲海默症和其他神經退行性疾病的新方法非常有幫助。此外，這些發現還可以協助我們更有效地將藥物傳送到腦部。

相關閱讀：睡覺有多重要？幫你洗腦！

大腦的垃圾是沿著大腦血管周圍的專門通道清除的，血管周圍空隙(perivascular spaces, PVS)是腦部液體和溶質運輸的重要通道，使大腦可以在睡眠期間高效地清除廢物，但是為什麼睡眠期間血管周圍液體的流動會增強並不清楚。挪威奧斯陸大學的研究團隊利用 two-photon 成像技術觀察自然睡眠中的老鼠，發現老鼠在睡覺時，腦部血管會呈現一定的擴張和收縮模式，尤其是動脈，而在清醒老鼠的大腦裡並沒有觀察到這樣的現象，說明大腦可能在睡覺時，透過這樣的擴張與收縮使血管周圍的液體得以把腦中的垃圾清掉。

睡眠週期大致分為四個階段，N1, N2, N3 和快速動眼期(REM, rapid eye movement)，N1-N3 皆為 NREM (non-REM)。一個睡眠週期約 90 到 110 分鐘，通常一個晚上會經過 4 到 6 個週期。睡覺時，大腦會先進入 N1，約一至七分鐘。之後進入 N2，肌肉漸漸放鬆，心跳減緩，體溫降低，腦波會開始變慢，大約 10 到 25 分鐘。接著，進入 N3，也就是深層睡眠(deep sleep)，這時候腦波很慢(delta wave)，又稱為 slow-wave sleep (SWS)，大約 20 到 40 分鐘。再來是快速動眼期，就是做夢的階段，大約 10 到 60 分鐘。之前大家都以為只有深層睡眠才能清除腦部垃圾，但在這項研究中，他們發現腦血管在整個睡眠周期的每個睡眠階段，包括深層睡眠、REM 睡眠和中間短暫的清醒，都有其獨特的收縮和擴張模式。



在深度睡眠期間，動脈緩慢擴張和收縮，但當老鼠轉入 REM 睡眠時，這些振盪會變小，而動脈則慢慢擴張。進入 REM 睡眠期後，動脈會保持擴張，然後睡眠週期結束時快速收縮到入睡前的大小，這樣的收縮也發生在我們睡眠中的短暫清醒期間。這些與睡眠週期有關的動脈擴張和收縮會影響腦血管周圍運送液體和分子的通道，這些通道會隨著血管的變化而變寬和變窄，解釋了為什麼腦中垃圾的清除在睡眠和清醒狀態下會有所不同。

睡覺對大腦來說絕對是 Z > B，大家務必要多多睡覺。



Article:

Technology Networks | A Beneficial Type of "Brainwashing" Happens While You Sleep


Paper:

L Bojarskaite, A Vallet, DM Bjørnstad et al. Sleep cycle-dependent vascular dynamics in male mice and the predicted effects on perivascular cerebrospinal fluid flow and solute transport. Nat Commun (2023) doi: 10.1038/s41467-023-36643-5

用超音波讓動物進入冬眠狀態

有些哺乳動物和鳥類會在冬天的時候進入冬眠狀態來降低能量消耗，其期間牠們的體溫和新陳代謝率皆會下降，使其能夠在困苦的環境中存活，例如極端寒冷或缺乏食物等。二十世紀 1960 年代時，有人提議當科學家在進行太空飛行時，或當人在患有危及性命的重大疾病時，可以讓其進入冬眠狀態，但在當時並沒有一種安全的方式可以讓人進入冬眠狀態。

去年有篇刊在 Nature Communications 的研究顯示，用深層腦部刺激(deep brain stimulation, DBS)去刺激 WSNs (warm-sensitive neurones) 神經細胞，可以快速降低老鼠的核心體溫至 32-34°C，使牠們進入類似冬眠的狀態。在缺氧性中風的老鼠模型中，這個方法可以達到治療效果。不過，DBS 是侵入試治療。

最近，聖路易華盛頓大學(Washington University in St. Louis)的研究團隊則是用超音波去誘發冬眠狀態，這是第一個非侵入性且安全的方式。他們用超音波去刺激腦部的下視丘視前區(hypothalamus preoptic area, POA)，一個控制體溫和代謝的地方，使小鼠進入了冬眠的狀態。

超音波刺激可以系統性的抑制代謝和能量產生，在刺激了老鼠下視丘視前區的神經細胞後，老鼠的體溫會持續約一小時下降約 3C，維持在 33C 左右，心跳下降約 47%。除此之外，牠們的代謝模式也從使用碳水化合物和脂肪為能量，轉變成只使用脂肪為能量來源，這是冬眠的主要特徵，可以在室溫下就觀察到。隨著超音波的壓力和持續時間增加，體溫降低和新陳代謝減慢的程度也增加，這稱為超音波誘導的低溫和低代謝(ultrasound-induced hypothermia and hypometabolism, UIH)。



研究團隊在老鼠進入 UIH 狀態後，用 RNA-Seq 去定序 POA 神經細胞裡的基因表現，發現超音波會活化下視丘視前區神經元中的 TRPM2 離子通道對超音波很敏感，K/O TRPM2 基因的話會抑制 UIH，表示 TRMP2 在引發 UIH 中扮演著重要的角色。

這個研究發現，單次的超音波刺激就足以誘發長達一個小時的低溫和低代謝狀態，每次的超音波刺激都會增加神經元活動，與小鼠體溫的變化相吻合。當超音波關掉後，老鼠的體溫就會恢復正常。在不冬眠的大鼠身上，用超音波刺激下視丘視前區後也有觀察到皮膚溫度下降的情形，特別是在棕色脂肪組織區域，而核心體溫也下降約 1C，類似於自然的冬眠狀態。

沒想到誘發冬眠狀態那麼簡單嗎？不知道是否可以應用在人類身上。



Articles:

Induction of a torpor-like state with ultrasound - Washington University in St. Louis

ScienceDaily | Induction of a torpor-like state with ultrasound: Chen's team used ultrasound to safely, noninvasively induce a torpor-like state in mice, rats


Publications:

Y Yang, J Yuan, RL Field et al. Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound. Nat Metab (2023) DOI: 10.1038/s42255-023-00804-z

頭髮變白的秘密，其實是因為無法變黑

隨著年齡的增長，頭髮會反覆脫落和再生。與大家以為的相反，我們的頭髮不會變白，而是不會變成應有的棕色、金色或黑色。頭髮的顏色是由毛囊內的黑色素幹細胞(melanocyte stem cells, McSCs)所控制的，它們位於毛囊隆突(bulge)和毛基質(hair germ, HG)部位。

今年四月時，有篇刊在 Nature 的研究顯示，可塑性很高的 McSC 會在頭髮的生長期間，於發育中毛囊的不同部位移動的同時，在成熟度上不停的轉換，因為在不同的部位會接收到不同程度的成熟信號，這些細胞接收到訊號後會成熟，然後開始製造形成髮色的色素。但隨著人們年齡的增長，這些細胞會被困在隆起部位，因此失去成熟和維持頭髮顏色的能力。

幹細胞是未成熟細胞，它們可以製造更多同樣的幹細胞並生成成熟細胞，以執行特定的任務。不像其他幹細胞一旦開始成熟，就無法回頭，黑色素幹細胞可以在較不成熟和較成熟的狀態之間切換，能夠在這兩種狀態之間切換是頭髮保持其顏色所必需的。McSC 會根據所處的毛囊的位置，在最原始的幹細胞狀態和下一個階段的成熟狀態之間轉換，稱為 transit-amplifying state。這些 transit-amplifying cells (TACs)可以增生或分化，但沒有自我更新(self-renewal)的能力。

他們之前的研究發現，McSC 需要 WNT 信號的刺激以成熟為黑色素細胞(melanocytes)並產生黑色素(melanin)，它們在毛囊隆起部位接收到的 WNT 信號比在在毛囊突起下方的毛基質少狠多。但如果 WNT 信號太多，就會阻止幹細胞滑回再生狀態。

毛髮的生長分為三個階段：

1. Anagen (growth)：生長期
2. Catagen (transition)：衰退期，毛髮漸漸停止生長，並開始脫離真皮乳突(dermal papilla)。
3. Telogen (rest)：休止期，毛髮完全脫離真皮乳突，準備開始長新的毛基質進入下一個生長期。

在休止期要進入下一輪生長期，頭髮脫落時，在毛基質的黑色素幹細胞接收到 WNT 信號轉變成 TACs。在生長期開始時，TACs 會再生分化後的黑色素細胞，黑色素細胞向下遷移進入毛球(hair bulb)，在那裡產生色素，便可在新頭髮生長的時候把色素注入其中，使頭髮著色。另一些則會移動至 WNT 少的毛囊隆突，回到幹細胞狀態後可以再生一批幹細胞，這些幹細胞在之後的休止期時會再回到毛基質。



研究人員發現，隨著頭髮的老化、脫落和反復生長，越來越多的 McSC 被困在幹細胞區域中的隆起部位，不會成熟為 TACs，也沒有返回毛基質。他們透過反覆拔老鼠的毛髮使其不斷再生導致老化，並觀察在這個過程中 McSCs 的變化，發現拔毛前困住在毛囊隆突部位中的 McSC 的數量為 15%，強制老化後增加至近 50%，這些被困住的 McSC 由於缺少的 WNT 信號中而無法成熟為 TACs，它們無法快速增生，也無法回到毛基部分化成黑色素細胞，進而不能在新的毛囊中產生色素，頭髮因此無法成色。相比之下，繼續在毛囊隆起部位和毛基質之間來回移動的 McSC 則仍有再生、成熟為黑色素細胞和產生色素的能力。

不過，這個情形是可以逆轉的。研究團隊發現，讓細胞移動並重新開始成熟週期可以使頭髮恢復顏色。作者表示這個研究讓我們了解黑色素幹細胞的位置是如何影響髮色，如果在人類身上亦是如此，就可以透過幫助卡住的細胞再次在發展中的毛囊區域之間移動來逆轉或預防白髮。



Articles:

NYU Langone News | Study Links ‘Stuck’ Stem Cells to Hair Turning Gray


Publication:

Q Sun, W Lee, T Ogawa et al. De-differentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche. Nature (2023) DOI: 10.1038/s41586-023-05960-6

第一個也是唯一一個圓禿(鬼剃頭)藥物 - LITFULO

美國 FDA 於六月底核准了輝瑞的 LITFULO™ (Ritlecitinib)，是目前第一個也是唯一一個針對 alopecia areata (圓禿，俗稱鬼剃頭) 的藥物。Ritlecitinib 的研發針對多種疾病，包括圓禿、rheumatoid arthritis (類風濕性關節炎)、 ulcerative colitis (潰瘍性結腸炎)、Crohn's Disease (克隆氏症)、 vitiligo (白斑病)。目前除了在圓禿上取得 FDA 許可外，白斑病已進入第三期臨床試驗，其他適應症還在第二期試驗。

相關文章：究竟誰會拿下鬼剃頭治療藥物的市場？



Ritlecitinib 的圓禿臨床試驗 ALLEGRO 的第二、三期臨床試驗收了 718 位患者，全都掉了五成以上的頭髮，23% 的患者在使用了 LITFULO 50 mg 六個月後從頭上只有不到 50% 的頭髮，長到了有 80% 以上的頭髮。使用該藥的患者裡有 4% 出現副作用，最常見的副作用為頭痛(10.8%)、腹瀉(10%)、長痘痘(6.2%)、出疹子(rush, 6.2%)和尋麻疹(urticaria, 4.6%)，完整的臨床試驗結果刊在今年六月的 Laancet。

全球大概有 147 百萬人(2.2%)患有圓禿，任何種族、年齡、性別都有可能得到，大部分人通常是在青少年時期，或在二、三十歲的時候出現症狀，有近 20% 的患者是在 18.5 歲前被診斷出來。

圓禿是自體免疫疾病，成因為免疫系統攻擊毛囊造成的落髮，目前並沒有有效的治療藥物，大多以幫助生髮為主。最普遍的治療方法是施打類固醇(corticosteroid)，不過它雖然可以幫助生髮，但無法防止掉髮。另外一個藥物則是 Minoxidil，其口服藥原本是用來治療高血壓的，但有嚴重副作用，之後研發出的外用藥因為可以促進毛髮生長，在美國又是 OTC (over-the-counter)，常被拿來治療禿頭。Minoxidil 在美國 2020 年的銷售額超過 $600M 美金，預估會在 2027 年超過 $800M 美金。Ritlecitinib 是 JAK3 和 TEC 抑制劑，主要是抑制免疫細胞，進而阻止落髮，拿到 FDA 許可之後有可能會取代或佔掉一半 Minoxidil 的市場。目前市面上有抑制 JAK3 功能的藥是 Pfizer 的 Xeljanz，主要是用來治療關節炎。

不過，要注意的是如果你有感染症狀，並在接受治療中，LITFULO 可能會讓你的感染症狀加重。 另外，五十歲以上且有一個以上心血管疾病的患者，使用 JAK 抑制劑可能會增加死亡的風險。


News:

Pfizer | FDA Approves Pfizer’s LITFULO™ (Ritlecitinib) for Adults and Adolescents With Severe Alopecia Areata

Drugs.com | Litfulo

FDA Report | LITFULO - ritlecitinib

小強的進化與交配史

你家的小強多嗎？你有用蟑螂餌殺蟑嗎？小強為了在蟑螂毒餌的環境中求生存進化了。

但是，你知道嗎？凡事有利必有弊，雖說進化讓小強得以存活在毒誘餌之下，但同時也斬斷了牠們的桃花。

這一切是怎麼發生的呢？這要先從小強的味覺開始講起。

🪳 小強的味覺 - 甜食就是讚

在昆蟲中，味覺感受器神經元(gustatory receptor neurons, GRNs)位於嘴上的毛狀感受器(sensilla)內，這些神經元有味覺特異性，而每個 GRN 上有多個味覺受體(gustatory receptors, GRs)，這些受體會識別不同的味道，也就是味覺物質。活化糖類 GRNs 的味覺物質會引起食欲，而活化苦味 GRNs 的味覺物質則引起厭惡行為。

而小強，有四個 GRNs：GRN1-4。

GRN1 (sugar-GRN)：刺激這個神經元的東西會被喜歡而一直吃，例如果糖和葡萄糖。
GRN2 (bitter-GRN)：刺激這個神經元的東西會被討厭而不吃，例如咖啡因。
GRN3, GRN4：可被糖和咖啡因刺激，沒什麼特別作用。

也就是說台灣很多的小強，也就是德國蟑螂(Blattella germanica)，喜歡甜食。

因此自 1980 年代中期以來，人類便開始結合殺蟲劑與各種攝食刺激物(phagostimulants)作為蟑螂誘餌，攝食刺激物通常是用葡萄糖(glucose)和果糖(fructose)來吸引嗜甜的小強。但在短短幾年內，小強為了不被毒死，進化成不愛糖的小強，這種特徵稱為葡萄糖厭惡(glucose aversion, GA)。

🪳 在毒餌環境下求生存，進化後的小強討厭葡萄糖

葡糖糖厭惡蟑螂(strain T164-BC)的糖味和苦味感受和野生型蟑螂有所不同，不像野生型蟑螂，只有三個 GRNs 會被葡萄糖刺激，GA 小強的四種 GRNs 都會被葡萄是刺激。

GRN1 (sugar-GRN)：被刺激進食物質刺激，果糖和葡萄糖
GRN2 (bitter-GRN)：被避開進食物質刺激，咖啡因和葡萄糖
GRN3, GRN4：可被糖和咖啡因刺激

研究團隊比較了野生型和葡糖糖厭惡蟑螂對六種味物質的甜味 GRN 和苦味 GRN 敏感性進行了劑量測試，包括咖啡因、果糖、葡萄糖和葡糖糖相關衍化物，結果這兩株蟑螂對果糖和咖啡因的行為和 GRN 反應相似，但對葡萄糖和兩個相關的化合物不同，葡萄糖只有刺激 GA 蟑螂的苦味 GRN。這些結果表示，在野生型蟑螂中，糖類和其相關化合物因為結構不同，並非都可以刺激糖味 GRN 而引起食慾，但葡糖萄厭惡蟑螂的受體接受度比較廣，其苦味 GRNs 也有可以接受葡糖糖和其相關化合物的受體，因此會讓牠們對醣類物質也有反應。

通常昆蟲的苦味感覺神經元會表現不同的味覺受器，因此可以廣泛調控各種討厭的物質，因此可能是 GA 蟑螂的苦味 GRNs 發生了什麼，才會對葡萄糖有反應。作者們對此做了兩個主要假設：

1. 突變改變了苦味感覺神經元上的味覺受器結構，所以可接受葡萄糖。
2. 突變導致葡萄糖味覺受器表現在苦味感覺神經元上。

蛋白結構的研究目前比較支持第一個假設。

葡萄糖厭惡蟑螂族群有多普遍？研究團隊挑選了 19 個野外採集的族群進行測試，發現其中有七個族群的蟑螂是葡萄糖厭惡型。

因為葡萄糖厭惡蟑螂會避免食用含有葡萄糖的誘餌，這會使原本非常有效的蟑螂餌對小強不再有吸引力。葡萄糖厭惡是遺傳的，雖說其生長和繁殖速度比野生型蟑螂慢，但在蟑螂餌的選擇壓力下，葡萄糖厭惡蟑螂的繁殖力會超越未進化的野生型蟑螂。

🪳 求愛成功的關鍵 - 妹子在上位的時間越長成功率越高

前面說到，進化有利有弊，讓蟑生存也斷蟑後路。怎麼說呢？

因為喜甜這個特性對公小強把妹很重要。

小強的全套求愛過程有四個階段：接觸(Contact)、舉翅(Wing raising)、婚禮餵食(Nuptial feeding)和交配(Copulation)。

公蟑螂在求偶時會暴露出背板腺(tergal glands)，分泌出富含寡醣(oligosaccharides)的膠質分泌物來吸引異性，除了含有麥芽糖(maltoose)和麥芽三糖(maltotriose)，還有磷脂(phospholipids)、膽固醇和各種氨基酸。這個膠質分泌物稱為婚禮分泌物(nuptial secretion)，但因為是求愛用的，這裡暫且稱為求愛甜膠。公小強把妹子吸引過來後，妹子會爬到公蟑螂被上開始吃那些糖膠，這時候公蟑螂會慢慢調整妹子的姿勢，然後腹部會展開且翹起屁股，直到到牠的滴滴碰到妹子的咩咩，然後勾住咩咩，接著一個轉身，滴滴就可以進入咩咩。成功的求愛是有進入到交配階段。



不過，研究團隊觀察到葡萄糖厭惡母蟑螂與野生公蟑螂的交配成功率比野性母蟑螂要低，他們還試了不同組合：



發現四個組合中，葡萄糖厭惡母蟑螂與野生公蟑螂的交配成功率最低，但是葡萄糖厭惡公蟑螂對交配成功率沒影響。再進一步分析求愛每個階段的行為，發現交配成功的關鍵是餵食時間，妹子在公蟑螂被上舔的時間越長，就越容易交配成功，就算是葡萄糖厭惡母蟑螂，也可以經過多次餵食，增加總餵食時間而交配成功。

🪳 糖就是這麼讓人又愛又恨，既是把妹利器也會斬桃花

不過，為什麼葡萄糖厭惡的妹子這麼難把？求愛成功率特別低？難道求愛的糖膠裡面有她討厭的葡萄糖，所以吃到一半發現裡有葡萄糖後就立刻厭惡的跳開，導致公蟑螂連進去一下下的機會都沒有嗎？

之前有研究解剖蟑螂的背板腺，發現裡面有由葡萄糖組成的寡醣，包括麥芽糖和麥芽三糖，但是沒有葡萄糖，葡萄糖厭惡母蟑螂是如何察覺葡萄糖而中斷求愛呢？研究團隊之前的研究顯示不管是野生母蟑螂還是葡萄糖厭惡母蟑螂的唾液裡都有甲型醣苷酶(α-glucosidases)，會把食物裡的寡醣分解成葡萄糖，使葡萄糖厭惡母蟑螂無法接受含糖食物，他們認為這也同樣發生在求愛糖膠上。他們先用 GC-MS 分析了背板腺分泌物，檢測到裡面含有麥芽糖和麥芽三糖，和少量的葡萄糖。接著，他們把母蟑螂的唾液分別加到麥芽糖、麥芽三糖和求愛甜膠，然後在 5 秒、10 秒和 300 秒後測量裡面的葡萄糖有多少，結果發現麥芽糖在加了唾液五秒後，葡萄糖增加了兩倍，十秒後增加了近六倍，三百秒後則是 20 倍。麥芽三糖的話則是在加了唾液 5 秒和 10 秒後，葡萄糖和麥芽糖都沒有顯著增加， 300 秒後葡萄糖增加了 2.4 倍，麥芽糖增加了 4 倍。求愛糖膠的話，在家了唾液五秒後三種糖都沒有顯著增加，但十秒後葡萄糖和麥芽糖增加了約 1.7 倍，麥芽三糖為約 1.5 倍，和求愛被中斷的時間差不多。



🪳 進化後的公小強如何克服求愛困境

前面提到，雖然葡萄糖厭惡母蟑螂與野生公蟑螂的交配成功率很低，但葡萄糖厭惡公蟑螂對同是葡萄糖厭惡的母蟑螂求愛的話，成功率就比較高？葡萄糖厭惡公小強做對了什麼？研究發現牠做對了三件事：多求愛幾次、縮短前戲(和改善牠的求愛甜膠。

多求愛幾次很容易理解，反正就是多 try 幾次就對了。縮短前戲(copulation latency)是什麼意思呢？就是縮短喬妹子姿勢的時間，妹子爬上公小強背上開始舔後，野生型公小強大概會花 3.3 秒到 3.9 秒妹子舔食的時間喬姿勢來勾住妹子的咩咩，但是葡萄糖厭惡公小強會在 2.2 秒以內喬好姿勢勾住咩咩。前面提到，野生公小強求愛葡萄糖厭惡母蟑螂失敗的原因是舔食的時間太短，只有約 2.8 秒，而且舔食五秒後求愛甜膠裡的葡萄糖就會增加快一倍，如果在這一切導致失敗的因素發生之前就立勾住咩咩，就可以增加成功率。

如果再改善求愛甜膠的成分，例如降低葡萄糖，便可以讓成功率更上一層樓。

研究團隊們比較了野生型公小強和葡萄糖厭惡公小強的求愛甜膠，發現野生型公小強的求愛甜膠中的葡萄糖比葡萄糖厭惡公小強多了 5倍，麥芽糖則多了 1.3 倍；而葡萄糖厭惡公小強的麥芽三糖則比野生型公小強多了 2.5 倍。他們也加了母蟑螂的唾液去測試，不像野生型的求愛甜膠在十秒後葡萄糖就顯著增加，葡萄糖厭惡公小強的求愛甜膠要在 300 秒後，葡萄糖才有顯著的增加。


🪳 結論

快速進化以適應環境，才能成為打不死的小強。



Article:

Science | When female cockroaches lost their sweet tooth, courting males cooked up a new confection


Papers:

A Wada-Katsumata, E Hatano & C Schal. Gustatory polymorphism mediates a new adaptive courtship strategy. Proc Biol Sci. (2023) DOI: 10.1098/rspb.2022.2337

A Wada-Katsumata, E Hatano, S McPherson et al. Rapid evolution of an adaptive taste polymorphism disrupts courtship behaviour. Commun Biol (2022) DOI: 10.1038/s42003-022-03415-8

A Wada-Katsumata, J Silverman & C Schal. Changes in taste neurons support the emergence of an adaptive behaviour in cockroaches. Science (2013) DOI: 10.1126/science.1234854

常見化學溶劑 TCE 與帕金森氏症風險密切相關

最近由 UCSF 和舊金山 VA Medical Center 研究團隊合作發表在 JAMA Neurology 的一項研究顯示，土壤和地下水中常見的化學溶劑三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)會增加罹患帕金森氏症的風險。全球有越來越多人患有帕金森氏症，病例於過去 25 年間翻倍，但約有 90% 的帕金森氏症並非因為遺傳，這個研究證明了三氯乙烯與帕金森氏症之間的強烈關係。

三氯乙烯是一種無色液體，會迅速揮發為氣體，可以通過口服、皮膚吸收或吸入進入人體，並且能夠輕易通過細胞膜。TCE 被用於工業和商業用途已經近百年，直到 1977 年才被禁止在外科手術中使用。目前主要用於生產冷媒(refrigerants)和作為重工業中的脫脂劑，清潔工業金屬零件的過程需要加熱 TCE 以溶解油脂，產生的蒸氣因此被釋放到大氣中。工業排放的 TCE 如果進入土壤或地下水，可以在被污染的土壤和地下水中存在數十年。除了工業用途，它還被用於許多地方，包括製作無咖啡因咖啡、乾洗、地毯清潔等等，近年來的生產量一直在增加，並且可以在網絡上取得。我們可能會經由懸浮在空氣中的微粒，以及土壤和水吸入或攝入 TCE，而直接在工業環境中使用 TCE 的人得到癌症或帕金森氏症的風險較高。目前在許多食物中也可檢測到 TCE，在美國高達三分之一的飲用水中以及在母乳、血液和尿液中均可檢測到。

UCSF 的流行病學家 Sam Goldman 是該研究的第一作者，一篇他在 2012 年發表的研究顯示 TCE 會增加罹患帕金森氏症的風險。在此之前有個研究發現某個用 TCE 為金屬脫脂劑的工廠有三十位工人因長期和大量接觸 TCE 而罹患帕金森氏症，因此他於 2017 年開展了目前的研究。美國政府當年宣布，在那段時間於 Lejeune 基地服役並患有帕金森氏症的退伍軍人被歸類為是由 TCE 造成的。

之前有動物研究顯示，TCE 作用於中腦的一個負責運動控制的區域，會抑制粒線體中的 Complex I，也就是 NADH:ubiquinone oxidoreductase，是粒線體 respiratory chain 中的第一個氧化酶，負責氧化 NADH。當老鼠暴露在三氯乙烯中，其中腦黑質(substantia nigra)中的多巴胺神經元會被損害，人類的帕金森氏症也有同樣的病理特徵，當老鼠暴露於農藥中的巴拉刈(paraquat)和魚藤酮(rotenone)中也會出現這個病徵，這兩個物質都和帕金森氏症有關。

UCSF 的這篇研究對約 160,000 名於 1975 年至 1985 年間，曾在北卡和加州軍事基地待超過三個月，平均待了約兩年的退伍軍人的醫療資料進行了比較，包括他們在 1997 年至 2021 年間的醫療紀錄。其中近 85,000 名於那十年間是待在北卡的 Marine Corps Base Camp Lejeune，當時基地的水井受到工業排放物和廢棄物處理場的污染，水中的三氯乙烯的含量超過美國環境保護署(Environmental Protection Agency, EPA)規定的標準 70 倍以上，服役人員可能會通過食物或水攝入三氯乙烯、在沐浴或淋浴時經由皮膚接觸進入體內，或在清潔金屬機械的時候吸入。比較對象為在加州 Pendleton 基地待過的 72,000 名退伍軍人，這個基地的三氯乙烯則不高。

截至 2021 年，共有 430 名退伍軍人被診斷患有帕金森氏症。Lejeune 基地的有 279 人(0.33％)，而加州 Pendleton 基地則有 151 人(0.21％)。在把年齡、性別、種族和民族差異納入考量後，研究團隊發現 Lejeune 基地的退伍軍人得到帕金森氏症比例比 Pendleton 基地的高出 70％，且早期發病率也較高，例如勃起功能障礙和嗅覺喪失，這些症狀往往是帕金森氏症的前兆。他們開始待在基地的平均年齡為 20歲，Lejeune 基地人員被診斷為帕金森氏症的平均年齡為 54 歲，Pendleton 基地的為 53 歲，顯示在接觸 TCE 後需要數十年才會發展成帕金森氏症。

不過，該研究有些限制，例如在 Lejeune 基地服役並代表他們一定會暴露於 TCE 之中。另外，因為新政策，2017 年開始有越來越多人透過 VA 尋求醫療保險，可能是該基地帕金森氏症病例較高的原因，因為當研究團隊僅考慮 2017 年之前確定的病例時，其風險增加的機率為 28%。不過，2017 年之前收的軍人年齡較小，演變成帕金森氏症的可能性較低，也可能是 2017 年前風險較低的原因。

研究人員表示，TCE 在全球仍是一種非常常用的化學物品，但是除非工作中會直接使用到，否則大眾很難知道是否接觸到 TCE。我們體內都有可檢測到的 TCE，但它會很快代謝和排出，因此血液和尿液檢查只能知道最近是否接觸過。



Articles:

Science | Widely used chemical strongly linked to Parkinson’s disease

UC San Francisco | Chemical Exposure May Raise Your Risk for Parkinson’s

US ATSDR | Trichloroethylene


Publication:

SM Goldman, FM Weaver, KT Stroupe et al. Risk of Parkinson Disease Among Service Members at Marine Corps Base Camp Lejeune. JAMA Neurol (2023) DOI: 10.1001/jamaneurol.2023.1168