「腦死」未算死?科學家「重啟」死亡4小時的豬腦細胞

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許多人認為一旦大腦缺氧,就會很快死去,而且不可逆。這個前所未有的實驗改變了人們對「大腦死亡」的概念。
大腦是我們已知宇宙中最複雜的結構,耶魯大學研究員17日指出,成功在豬隻死亡後,恢復豬腦細胞功能,不只改變了人們對「死亡」的定義,也可望在未來幫助飽受心臟病與中風所苦的病患,解開腦部創傷之謎。
(中央社)《法新社》報導,刊登在《自然》(Nature)期刊的試驗發現,豬腦即便在死亡數小時後,仍可恢復血液流動與細胞功能。
在人類和大型哺乳動物的腦部中,對神經功能至關重要的細胞會隨著血液供給減少開始降低功能,長期以來,這個過程被視為是不可能改變的。
美國國家衛生研究院(NIH)人腦研究倡議團隊使用32隻豬的大腦,執行這項由聯邦贊助的研究計畫。每一隻豬都是被屠宰作為食物並丟棄後,歷時4小時沒有血液或葡萄糖流動,才被拿來做實驗。
接著,團隊藉由研發的體外脈衝灌注系統(extracorporeal pulsatile-perfusion system)將模仿血液的液體注入器官,讓豬腦花6小時再成為水化物。
實驗結果令人震驚,這些被灌輸人造血液的大腦恢復基本細胞功能。它們的血管結構恢復外,團隊也觀察到包括神經元突觸和免疫反應在內的部分活動短暫復甦。此外,實驗還顯示大腦對藥物有正常反應,而且所消耗的氧氣就像正常大腦一樣。
研究第一作者耶魯大學研究員賽斯登(Nenad Sestan)說:「我們很驚訝它(腦部)的結構維持如此完善。我們也觀察到細胞死亡情形降低,這令人非常興奮也帶來希望。」
賽斯登進一步說:「研究主要發現就是,細胞在腦部死亡過程時間較我們以往所想的還要長。」
研究團隊另強調,他們沒有發現「更高階的功能性運作」,如在復甦的腦部出現與意識感知相關的電波訊號。研究結果顯示,科學家們可能未正確評估病人被判定腦死後,大腦自我修復的能力。
然而,這項研究也引發專家提出較深層的哲學與道德問題。
杜克大學(Duke University)法律與哲學教授法拉漢尼(Nita Farahany)指出,這項研究「動搖了長久以來對於是什麼讓動物或人類存活的假設」。
牛津大學(University of Oxford)醫學倫理教授威金森(Dominic Wilkinson)認為:「研究提醒我們『死亡』並非一起事件,比較像是必經的過程。」
《BBC中文網》報導,威金森指出,如果未來有可能讓人死後恢復大腦功能,恢復死者的思想和個性,那當然將對死亡的定義產生重要影響。但目前至少做不到。
雖然,研究人員確定試驗中的豬腦是無意識的,但它仍提出了一系列問題:
- 研究人員能用這種方式把大腦維持多久?
- 如果研究人員不是4小時以後,而是更早一點開始試驗效果是否將更會好呢?
- 實驗中,研究人員使用了藥物壓制了腦部的活動。但如果沒有的話,那豬大腦是否會有意識呢?
《自由時報》報導,這項發現意味,科學界或許不夠了解腦死患者的大腦自我修復力。這項成果將有助於治療像阿茲罕默症、心臟病、中風後大腦受損的病人,甚至是出生時大腦缺氧的新生兒,揭開大腦創傷謎團,研究團隊打算用這套維生系統維持死亡大腦更長一段時間,「一窺救回大腦之道」。
《蘋果日報》報導,這研究結果的另一個意義,是令人重新思考死亡的定義。死亡一般指身體重要機能永久停止運作,而腦部專責統籌身體各器官運作,故腦部功能停止,可視作死亡。
此外,對器官捐贈而言,腦死的定義非常重要,因為大部份器官捐贈者的死因是嚴重腦創傷或中風,死亡時其他器官大致正常,可供器官移植用。
延伸閱讀:
新聞來源:
- 腦創傷研究大突破 科學家成功恢復死亡豬腦細胞(中央社)
- 「科學怪豬」成真? 美科學家「重新啟動」死豬腦細胞(蘋果)
- 美國科學家「復活」死亡豬腦 挑戰死亡定義(BBC中文網)
- 死能復生?耶魯大突破(自由)
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一圖看懂 太陽光電三大觀念釐清!2050淨零台灣為何要有太陽光電?

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為了應對淨零碳排的趨勢,台灣正積極推動再生能源。而太陽光電作為綠能發展的重要一環,本文將從環保、發電效能、經濟效益等三大面向,為讀者破除迷思,說明為何太陽光電會是綠電發展的必選正解。

隨著全球73個國家加入碳稅或ETS,碳定價已被證實是降低溫室氣體排放、減緩氣候變遷的有效手段。尤其台灣產業以外銷為導向,淨零減碳議題不僅是為環保,更關係到台灣企業的競爭力;若不積極面對挑戰,碳價成本將威脅台灣在國際市場上的地位,衝擊產業競爭力。因此,產業轉型發展綠電減排,已是不可不為的生存策略。
當全球綠電應用迅速發展,歐盟更早在2020年取得「最綠年」成果,再生能源佔總發電量的38%,甚至超越化石燃料佔比
為了應對淨零碳排的趨勢,台灣正積極推動再生能源。而太陽光電作為綠能發展的重要一環,經濟部能源局更研擬太陽光電能源用地白皮書,計畫將太陽光電用地需求納入國土規劃架構。然而,太陽光電作為新興能源,對社會大眾來說較為陌生,因此本文從環保、發電效能、經濟效益等三大面向,為讀者破除迷思,說明為何太陽光電會是綠電發展的必選正解。
觀念1:無毒可回收,汙染趨近零
「太陽光電板製造對環境有害?光電會有電磁波對人體影響?」其實,太陽能板結構簡單(主要由玻璃、鋁框和矽晶片組成),材料無毒且可回收,容易模組化又方便建置;目前政府已建立太陽光電模組回收機制,只要遵守環保法規製造太陽能板,幾乎不會排放汙染物。此外,光電發電設備主要由光電模組與變流器組成輸出直流電,不會產生高頻幅射;設備產生的磁場強度相當於一般家用電器如電腦,並沒有對人體產生電磁波危害的疑慮。
更無庸置疑,源源不絕的日照,讓太陽能成為最乾淨、最友善環境的能源之一,也是台灣綠能發展不可或缺的途徑。
觀念2:智慧電網與儲能,365天不斷電
「太陽光電無法提供穩定的能源供應?天氣不好的話,電力又告急?」其實,太陽光電已是是國家發展重點,隨著技術快速發展,勢必能應對高能耗需求,包括工業生產和大型機構的電力所需;例如台電已積極推動再生能源結合儲能,增建大甲溪光明發電廠計畫、協和燃氣機組改建計畫,以提升系統韌性與速度。透過智慧技術和儲能系統,太陽光電能夠提供穩定的能源供應,甚至有機會成為主要能源。
許多綠能產業正致力發展智慧管理、智慧電網和儲能技術,太陽光電也不例外。透過智慧管理,做到依照實際需求和天氣條件即時調整光電輸出,運用智慧電網提升能源分配的效率,藉由儲能系統在離峰時段儲電,於尖峰時段輸出能量,補足用電缺口,提升太陽光電系統的靈活度與應用效率。簡言之,無論天氣變化,只要建構完備的電力系統韌性,即可維持穩定供電。
觀念3:長遠投資,實現回本
「太陽光電設置和運維成本過高,無法回本?」我們都知道太陽光電源自取之不盡的太陽能,隨著太陽光電技術不斷進步,設施的建置和運維成本勢必逐步下降,並反映在電費上;換言之,太陽光電是一項必要的長遠投資,更是一個合理規劃即可預期回報的投資。
目前日本、歐美等國正積極發展農電共生、漁電共生,引導廢耕農地或廢棄魚塭重返耕耘或養殖,他國經驗也多次證明太陽能板有助於降低區域氣溫、幫助維護植被、避免土壤退化。
面對2030年實現產業淨零、2050年全國淨零的目標,地狹人稠的台灣更應該善用土地資源;我們需要思考的是如何再利用廢耕地,推動智慧農/漁業、實現農/漁電共生,並善用太陽光電系統特性,提升綠能佔比、土地與空間利用率、糧食生產效率,最大程度地發揮經濟效益,造就產業多贏。
發展太陽光電的路上或許會面臨許多挑戰,但永續目標在即、綠電趨勢不可逆,太陽光電已被證實是可利用的綠電來源,全民應具備綠能共識、理性討論,共同思考如何實踐環保選址、智慧管理及儲能系統,朝向長遠、穩健的太陽光電邁進,才能為淨零台灣鋪平道路,實現永續未來。
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