零距離科學：再生醫學與幹細胞療法，為脊髓損傷患者重燃希望
我們想讓你知道的是
幹細胞療法為患者帶來天大的喜訊，為他們重燃希望。在這集《零距離科學》中，有患者從下半身癱瘓，康復至可以在輔助下行走，甚至能重拾駕駛的樂趣。再生醫學利用了幹細胞的特性，將從前的不可能變為可能。
文：吳家亮（香港中文大學通識教育基礎課程講師）
圖：香港電台
提起香港中文大學的校長段崇智教授，可能大家會想起他曾經跟學生一起吃過催淚彈，而忽略了他科學家的身分。他從事肌肉骨骼生物學及組織再生研究多年，希望為修復人體受損的組織出一分力。再生醫學（Regenerative Medicine）可說是近年醫學界的一個革命性領域，最新一集《零距離科學》跟大家一起探索再生醫學的進展，看看它在病人身上促成何等的奇蹟。
神經可再生？
大家或許聽過，有些人體組織有自我修復的功能，例如捐肝者只要保留原有肝臟的三分之一，便能在大約半年後再生成原來大小。但不是每一個組織都有如此厲害的能力，斷指、玉莖就不能重生，神經細胞的自我修復能力也不高。後者尤其對脊髓損傷（Spinal Cord Injury）患者造成相當困擾，覺得自己康復遙遙無期。在日本，每年有大約五千名患者因車禍、運動等不同原因，造成不同程度的脊髓損傷，有的患者受傷脊髓部位以下完全喪失知覺和肌肉功能，呈癱瘓狀態，有的則仍維持一定功能。
現代醫學有沒有方法幫助患者的神經細胞再生，改善患者的生活質素，甚至讓他們完全康復？科學家對幹細胞（stem cells）的研究帶來了巨大的突破，為患者帶來希望。幹細胞是一些未充分分化的細胞，在身體裏不同的組織均能找到，它們具備再生成各種組織、器官的潛能。
育成幹細胞
科學家特別對研究間充質幹細胞（mesenchymal stem cells）感興趣。它們不像胚胎幹細胞般存在著道德爭議，又能易於從患者的組織提取和培養。正因細胞來自患者本人，放回體內時亦沒甚麼排斥的風險。再者，間充質幹細胞有一個特殊的能力，它們會被損傷位置所釋放的因子吸引，從而自我導航至該部位，讓治療更具針對性。
讓我們先來看看間充質幹細胞從提取到放回患者體內的過程。骨髓和脂肪組織都是這種幹細胞的提取來源，原因是骨髓具備再生能力，而脂肪組織則是我們「避之則吉」的。若是前者的話，醫護人員大多會從髖骨抽取骨髓液，當中大約0.1%為間充質幹細胞。
接著，科學家會用二至三星期在實驗室的環境下培養這些幹細胞，讓它們的數量增加超過一萬倍，達至大約一億至一億五千萬顆的數量。數目看似驚人，其實當這些細胞緊緊地靠在一起，才是大約半毫升的體積。這一劑量的幹細胞接下來就會通過血液送回患者的體內，然後自我導航至傷處。
能幹幹細胞
科學界之前普遍認為，幹細胞的作用是分化成傷處的細胞，從而取代壞死的部分。後來發現，這並不如想像中簡單，受損的組織要被分解、吸收、更新和重塑，這過程之複雜並不能單靠幹細胞來解決。
那幹細胞扮演著甚麼樣的角色？科學家認為，幹細胞造成的旁分泌效應（paracrine effect）更為重要。幹細胞會分泌出一些細胞因子（cytokines），刺激附近的受傷細胞，為它們療傷。
以脊髓損傷的患者為例，在第一階段，間充質幹細胞會遊走至傷處，刺激附近的受傷神經細胞。這或已讓患者能脫離病床，以輪椅活動一下。在第二階段，幹細胞會「醫好」受傷神經細胞，有患者在接受療程的三個月後回復了走路的能力。在第三階段，幹細胞或會轉化成該神經細胞，讓電子訊號得以完好地傳遞全身，有患者在六個月後便能走動自如，毋須協助。
患者的福音
幹細胞療法為患者帶來天大喜訊，為他們重燃希望。在這集《零距離科學》中，有患者從下半身癱瘓，康復至可以在輔助下行走，甚至能重拾駕駛的樂趣。再生醫學利用了幹細胞的特性，將從前的不可能變為可能。展望將來，我們還會從身體裏發掘到甚麼寶藏，成就更多生命的奇蹟？
延伸閱讀：Pittenger, M.F., Discher, D.E., Péault, B.M. et al. Mesenchymal stem cell perspective: cell biology to clinical progress. npj Regen Med 4, 22 （2019）. https://doi.org/10.1038/s41536-019-0083-6
《零距離科學》（節目網站）集合世界各地有趣的科學紀錄片，網羅與大眾息息相關的科學資訊，啟發觀眾的好奇心和求知慾，節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於2月21日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。
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責任編輯︰Kayue
核稿編輯︰Alex
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以引擎創造汽車， Mercedes-Benz 又將如何以 AI 重新定義汽車？
我們想讓你知道的是
AI 人工智慧，正在快速改變你我世界。從客服中心的對答到文章的生成， AI 似乎越來越無所不能。與你我生活息息相關的移動生活同樣沒因此例外， AI 不僅讓座艙內車載資訊系統的語音系統聰明應答，更可逐步取代人類掌握方向盤自動駕駛。巧合的是，積極利用 AI 改變汽車樣貌與功能的，更是 130 多年前發明汽車的 Mercedes-Benz！
從 Siri 、 Chatbot 、 ChatGPT ，到 Bing 搜尋引擎， AI 成為了生活中不可忽視的存在。 AI 發揮分析語言及推測使用者意圖的強項，讓過去需要人類親力親為的服務與對談，成為了 AI 當前最火熱的應用功能。汽車產業中也有相同運用，座艙內的車載資訊系統正是最好例子。透過聲控操作車輛功能，讓駕駛不再需要用手一鍵一鍵地輸入指令，更輕鬆直覺，也更便利安全。但 AI 的強大可不僅於此，透過對圖像能力的處理與深度學習，更一步步實現全自動駕駛願景。
AI 於汽車產業的應用，放諸全球每個汽車品牌都在積極努力。身為汽車的發明者， Mercedes-Benz 曾以內燃機改變了人類的移動方式，以當前的發展趨勢看來， Mercedes-Benz 很有可能要再度運用 AI 科技，改變汽車於人類歷史中的定義。
AI 能帶給車主何等的科技便利？ 以 Mercedes-Benz 的 MBUX 多媒體系統發展來說明
開車時要如何讓旅程更添便利與樂趣？從收音機的發明開始，車廠們從不停止創新。在安全的基礎上，設置更進階的汽車音響、透過衛星訊號的導航系統、利用連網能力引入更多元的功能等。 Mercedes-Benz 於 2018 年推出 MBUX 多媒體系統，更開拓了汽車產業的全新領域。雖然聲控不算是最新的科技，但搭載於當時 A-Class 上的第一代 MBUX 多媒體系統，可以透過 AI 學習，讓駕駛使用如「我覺得冷」的人性化口語，命令車輛聰明自動地調高空調溫度，並結合大尺寸的觸控螢幕與高度個人化設定，達到因人而異的介面風格。此外，亦可發揮 AI 運算與學習能力，分析駕駛愛聽的音樂類別、常去的餐廳等安排建議，直接顯示於介面上。
立基於第一代基礎， 2021 年第二代 MBUX 多媒體系統迎來了更智慧的更新。延續前一代的大尺碼螢幕規格，創造出更大且前所未見的顯示介面。且不僅針對駕駛，更能針對座艙內的每位乘客進行貼心功能。後座乘客也可以直接與 MBUX 語音助理溝通、夜間拿取前方置物箱內物品時副駕駛座室內燈主動開啟等等。針對駕駛部分更是無微不至，駕駛要倒車時系統會自動收起後擋玻璃電動遮陽簾、要調整後視鏡時駕駛只需注視欲調整的後視鏡，就可直接進行控制；不僅如此，更研發出擴增實境抬頭顯示器，讓導航路徑可與前方環境合而為一，駕駛無需低頭觀看地圖。
而在第一代 MBUX 多媒體系統研發不到五年時光內，第三代 MBUX 多媒體系統將於 2023 年問世，啟用 5G 模組，加強即時連線的應用能力。在車輛靜止時，要於車上進行視訊會議、觀看 TikTok 影片或是玩個 Angry Bird 都不成問題。更強大的沈浸式體驗也是第三代 MBUX 多媒體系統的強項，將讚譽為柏林之音 Burmester® 環場音響系統結合環景式內裝照明，讓燈光可隨著音樂節奏改變照明效果，再搭配 Dolby Atmos® 音效科技，打造聲歷其境的環繞音響體驗與體感震動，大幅豐富聽覺體驗。
AI 如何創造安全未來 看看領先的 Mercedes-Benz 怎麼做？
無論是汽車發明前的馬車，或是搭載著內燃機或電動馬達的汽車，駕駛皆是以人為主。車輛上的介面亦應以使用者為導向，盡可能增加駕駛便利性與行車安全。畢竟人非機器，駕駛過程會受到各種身體、心理狀況影響，行車安全也會隨之起伏，而往往意外就是在此分心或失誤中產生。
正因 AI 科技的日新月異，如何能改善行車安全，成為了工程師們的重要課題。透過感應器的資料收集，再結合圖像判斷能力與豐富的大數據，以及 AI 強大的深度學習，讓輔助駕駛科技一步步地朝向「自動駕駛」邁進。也因當前自動駕駛科技的發展火熱，國際汽車工程師協會（ Society of Automotive Engineers，SAE ） 將自動駕駛以自主能力區分，從 Level 0 到 Level 5 區分出六種自動駕駛等級。當前諸多車廠都已達到的 Level 2 ，於定義上仍屬於「輔助」階段，非真正的自動駕駛科技，意味著駕駛不能離開方向盤，駕駛必須時時監督輔助駕駛功能。簡而言之，仍是人為主、科技為輔的階段。
而 Level 3 開始，自動駕駛科技可以適度地接管車輛。當系統要求，駕駛需要立刻接手車輛操控，換言之，駕駛可在某些路況或路段交由車輛自動駕駛； Level 4 則是實踐了高度自動，基本上除了極端的氣候或環境影響外，駕駛不須時時注意方向盤、油門等操控，車子都能執行自駕。如計程車的自駕服務，方向盤或油門踏板可能無須安裝等。而到了 Level 5 ，則是完全交由系統自主操控，在「任何條件」下車輛都能自動駕駛，無需人類操控。
Mercedes-Benz 不僅於 MBUX 多媒體系統中高度結合 AI 科技發展，在自動駕駛輔助上有著領先業界的地位。 2023 年 Mercedes-Benz 成為了全球首家於美國內華達州獲得 Level 3 有條件自動駕駛國際認證的汽車品牌，在特定的路線上與特定條件中，駕駛可以將駕駛任務交由系統來執行。
你以為 Mercedes-Benz 於自動駕駛的領導地位僅此於此嗎？其實不然。 Mercedes-Benz 其實也已成功開發出 Level 4 自動駕駛科技，被德國聯邦汽車運輸管理局核准在斯圖加特機場的 P6 停車場中使用，實踐無人自動停車技術。意指當駕駛開車進入此停車場後，點擊智慧手機應用程式並發送到預先預定的停車位，駕駛就可離開， Level 4 自動停車功能會自動把車輛停妥到指定車位。駕駛再也不用辛苦於停車場中找尋車位，再也不用擔心自己停車技術不佳而無法停好車。一切的停車動作，交給 AI 掌控的 Level 4 自動停車功能即可。
身為汽車發明者 Mercedes-Benz 更要重塑汽車未來樣貌
從過去的汽車發展軌跡可以發現，過去重點以硬體設備為主；而當前或是未來汽車的核心價值，則會奠基在車廠於車內系統的軟體科技水平之上。許多車廠為了迎合此改變，期望透過與其他科技公司合作，串接現有軟體介面，試圖縮短革新的時間，但對於汽車發明者 Mercedes-Benz 而言，更專注於自有系統與架構研發。適度地與 NVIDIA、Google 等 科技大廠聯手開發，目的就是要打造完整的自有科技團隊與生態系。這點或許是品牌的自我高度期許，也或許是身為汽車發明者的責任使然。
AI 正改變人類社會中的各個層面，其中也包含汽車產業。以硬體定義車輛品質的時代已然過去，在使用者體驗上考驗著眾車廠如何以使用者體驗為核心，發展車用軟體系統，以創造消費者於車輛內的全新體驗。未來汽車產業將不會只是傳統製造業，更須引進科技業的核心追求突變。 Mercedes-Benz 近年來的發展路徑，不僅是最佳說明，也為車壇發展開啟了一條明燈。
