神奇抑鬱微生物:益生菌能治療人類抑鬱症嗎?

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益生菌對人類抑鬱症(台灣稱作「憂鬱症」)也會有幫助嗎?初步研究結果顯示,在某些人士身上可能有效。
文:艾莫隆・邁爾醫師(Emeran Mayer, MD)
腸道菌叢對憂鬱症的影響
如果你曾經陷入憂鬱,可能會記得那種難過、灰心、沒有希望的感覺。這是我們向親友描述自己的憂鬱狀態時,經常提到的症狀,那是一種很痛苦的狀態。你或許也記得其他症狀。你會覺得緊張易怒嗎?有沒有睡眠障礙或難以專注的情形?焦慮症患者也常有這些症狀。被診斷出憂鬱症的人當中,大概有一半也會出現焦慮症狀,而許多長期焦慮的患者也有憂鬱症的症狀。憂鬱症的療法——尤其是我們所知的血清素回收抑制劑——通常也能緩解焦慮症的症狀。憂鬱和焦慮可以說是近親。
既然操縱老鼠腸道菌叢的各種做法,包括攝取益生菌,能緩解這種動物的焦慮行為,那它們是否也能緩解老鼠的憂鬱狀態呢?愛爾蘭科克的大學學院(University College)精神病學家約翰.克萊恩(John F. Cryan)發表了數篇支持這種假設的論文,他自創容易朗朗上口的「憂鬱微生物」(melancholic icrobes)一詞,來指稱腸道菌能夠改變人類心情的特質。
在研究中,他的團隊讓實驗室的老鼠食用益生菌「嬰兒雙歧桿菌」(Bifidobacterium infantis),這個名稱的由來是因為它是母親最初傳給寶寶的幾種菌株之一。接著,研究人員讓不喜歡游泳的老鼠游泳,藉此刺激牠們的壓力系統。當這種情況發生時,老鼠血液中的發炎分子「細胞激素」會上升(人類也會出現相同反應)。如果老鼠有食用益生菌,益生菌雖然沒有改變老鼠的「憂鬱」行為,卻似乎能調節牠們血液與大腦出現的變化。在另一項研究中,研究人員證明了,雙歧桿菌的特定菌株能減少老鼠因實驗誘發的類憂鬱與焦慮行為,效果跟常用的抗憂鬱藥物立普能(Lexapro)一樣。
這些結果代表益生菌對人類憂鬱症也會有幫助嗎?初步研究結果顯示,在某些憂鬱人士身上可能有效。在一項隨機雙盲研究中,法國研究人員請五十五位健康的男性和女性受試者每日食用含乳桿菌和雙歧桿菌的益生菌,並且持續一個月。與服用對照產品的組別相比,益生菌組的受試者在心理痛苦和焦慮方面出現微幅的改善。在另一項研究中,英國研究人員提供一百二十四名健康人士另一種乳桿菌菌種。研究開始時較為憂鬱的那些人,因這項治療而顯著改善了他們的心情。
這些研究給了我們好的開始,但我們還需要更大型、設計更縝密的臨床試驗,來確認益生菌是否能在你感覺憂鬱時提振心情,在焦慮時平穩情緒,或者影響心理健康。在此同時,你可以多多注意自己的飲食,藉此讓大腦、腸道與菌群的對話產生正面影響。我們將在後續章節深入了解到,吃下肚的東西對腸道健康有重大的影響,想修正並改善我們的腸腦相互作用,食物是一種簡單、愉快又經濟的方式。
壓力的作用
大多數焦慮症、憂鬱症、腸躁症,或其他大腦與腸腦疾病患者,對於壓力事件都特別敏感。當他們處於壓力下時,常會衍生腸胃道症狀發作。現在我們已經知道,腸道菌對於大腦壓力迴路的反應程度有重大影響。我們還知道壓力系統的神經傳遞物質(如壓力荷爾蒙去甲腎上腺素),可以大幅改變腸道菌行為,使它們變得更具侵略性且更危險。
腸道菌可能影響我們的情緒,其最早的線索之一來自所謂的無菌鼠實驗,關於腸道菌與大腦的已發表研究,大都仰賴這種實驗方法。正常條件下飼養的動物會暴露於各種來自食物、空氣、照顧者與自身糞便的微生物當中,而無菌鼠的狀態不同,牠們出生和飼養的環境是完全無菌的─完全沒有任何微生物。科學家以剖腹產接生小鼠,接著立即把牠們送到隔離的空間,進入這個空間的所有空氣、食物和水都經過殺菌。這些老鼠在無菌世界中長大後,科學家研究牠們的行為和生理機能,並與基因條件相同、但在正常環境下養大的老鼠進行比較。兩組老鼠之間不同的行為或大腦生化特性,就可以被視為是正常腸道菌叢的影響。
研究人員第一次繁殖出這些老鼠不久後便觀察到,牠們成年後面對壓力刺激時會產生更多的壓力荷爾蒙皮質酮(前文曾提到,皮質酮是人類壓力荷爾蒙皮質醇的老鼠版本)而過度反應。如果研究人員在老鼠還小的時候就把有益的微生物群移植到牠們的腸道中,就能夠逆轉老鼠面對壓力的過度反應。然而,如果給予成年老鼠這種腸道菌治療,則未能觀察到這種益處。這些實驗顯示,腸道菌可在早年影響大腦壓力反應能力的發育。
如果你把一窩剛出生的小老鼠分成兩組,其中一組在無菌狀態中養大,這兩組同一對父母生下的小老鼠將出現驚人的廣泛差異。無菌老鼠對疼痛較不敏感,與同齡的老鼠互動時社交度較低。此外,牠們與正常老鼠相較下,大腦和腸道中的生化特性與分子機制都有所改變。例如,瑞典卡羅林斯卡學院的史凡.派德森(Sven Pettersson)研究小組研究顯示,無菌鼠比正常成長的老鼠展現出較少的類焦慮行為,而且在大腦中負責動作控制和類焦慮行為的區域,影響此區神經細胞訊息傳遞的基因表現也改變了。不過,如果無菌鼠在其生命的早期就接觸腸道菌叢,那牠們就不會展現出任何生化上的異常。派德森和他的同事做出的結論是,腸道菌叢定殖在腸道後,就會以某種方式啟動大腦中影響情緒行為的生化訊息傳遞機制。
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ASUS與NVIDIA聯手陽明交大應用藝術所,頂尖軟硬體設備助藝術與STEM領域學生提前接軌AI產業

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近年AI的影響力從業界延伸到學界, AI課程成為學生熱門選修,此類課程仰賴高效能工具。ASUS與NVIDIA看準學界需求,於陽明交通大學應用藝術研究所(Institute of Applied Arts, IAA)配置多台搭載GeForce RTX 40 系列筆電GPU的ASUS/ROG高效能,以頂尖的軟硬體設備,幫助師生輕鬆運用生成式AI技術創作激盪創意,培養前瞻藝術人才。
近年因應生成式AI的熱潮,AI對產業的商業模式、營運流程,產生顛覆性的革新。事實上,AI的影響力,也開始從業界延伸到學界,越來越多學生主動學習寫AI程式,或將AI工具應用到主修科系。透過高效能的軟硬體工具,教授在授課或學生實作過程, 得以無後顧之憂揮灑新世代創意。
本次產學合作由華碩提供經NVIDIA Studio認證並搭載GeForce RTX™ 4060筆電GPU的創作者筆電,包括ASUS Vivobook 16X、ROG Zephyrus G14、ROG Flow X16以及適合STEM學習的ASUS TUF Gaming A15,幫助同時跨藝術創作及STEM(科學、技術、工程、數學)領域的陽明交通大學應用藝術研究所師生在符合業界標準的環境中實作,激發無窮創作潛力。
應藝所專任助理教授劉辰岫:培養跨領域學生使用最新科技媒材進行創作
此次華碩與NVIDIA、國立陽明交通大學應用藝術研究所攜手,以IAA x NVIDIA Studio x ASUS 合作形式打造前瞻藝術學習環境,考量之一就是應藝所訓練學生時,強調對新科技的重視程度。應藝所專任助理教授劉辰岫表示:「我們許多學生是跨科系報考,像是資工、教育、文學等,所上學風自由開放,也與時俱進。教學時使用最新工具媒材,讓藝術與科技產生深度融合,『跨領域』成為應藝所相當獨特的人才養成路徑。」

既然應藝所的師生在教學、創作過程高度依賴科技,ROG Zephyrus G14提供給師生使用後有哪些明顯的感受?劉辰岫舉例,教學過程會使用到3D建模軟體Blender,以及同步執行多個機器學習任務,因為ROG Zephyrus G14搭載GeForce RTX 4060 筆電GPU提供強大的運算效能,在處理複雜的3D建模訓練指令時,操作起來相當順暢,高解析度螢幕可以看到細緻的渲染視覺,對於師生在建模過程,確實可以加速流程。
另外,應藝所在教學現場相當重視腦力激盪的討論,進而嘗試打破藝術邊界,讓創意勇於馳騁。課程中如果人手有一台高效能筆電,不但可大幅減少運算時間,ROG Zephyrus G14輕薄好攜帶,可在任何空間進行討論、創作或展示作品,十分便利。

劉辰岫觀察到,學生透過ROG Zephyrus G14執行視覺化程式設計軟體TouchDesigner,在創建藝術作品之際,受惠高效能的NVIDIA GPU,可以處理更複雜的視覺效果,實現最高畫格率,加速生成出要渲染作品的指令;加上這台筆電相當輕巧,內建HDMI、Type-C和USB多種接頭,學生上課時能輕鬆連接到投影機或拿在手上,將藝術作品分享給其他人觀賞,有助於在課堂上把創意想法變成實際作品。
全球獲獎無數的ROG Zephyrus G14 搭載NVIDIA GeForce RTX 4060 筆電 GPU,高達 125W TGP,並具備 NVIDIA Advanced Optimus 與 DLSS 3 技術,解鎖頂級創作應用程式中的 RTX 和 AI 加速、可實現最大穩定性的 NVIDIA Studio 驅動程式,最佳化運算能力及效能超乎想像,加速創意構思,輕鬆迎戰多工任務。採用ROG Nebula 霓真技術電競螢幕,16:10長寬比,QHD 165Hz/3ms 面板, 100% PCI-P3 廣色域,搭配 Dolby Vision 影像技術,色彩準確度通過Pantone認證,畫面明亮、快速、生動,更有德國萊因護眼認證,不閃屏、抗藍光,揮灑創意開闢嶄新「視」界!了解更多:ROG Zephyrus G14
開放資源給其他學科學生使用,成為校內跨領域的創意激盪Hub
IAA x NVIDIA Studio x ASUS 合作設備,也開放給陽明交大其他科系師生預約使用。因為看到越來越多STEM領域的學生,在寫程式作業的時候,受限私人筆電的GPU效能不夠優異,導致學習效率大打折扣。
對此,華碩與NVIDIA就針對理工相關學科的學生,鼓勵使用搭載NVIDIA GPU的華碩筆電,可加速驅動機械、結構和電氣仿真等數十種的STEM應用程式,展現高速效能;又或是計算機科學、數據科學的學生,在處理大型數據集、訓練生成式 AI和機器學習模型時,可以更快獲得的分析結果。

事實上,過去十年間NVIDIA已經從一間以GPU為核心業務,進化成運算平台的公司,提供的解決方案不光只是顯示卡,還有橫跨其中的軟體及運算平台,例如有NVIDIA AI(企業級尖端人工智慧平台)和 NVIDIA Omniverse(創意協作開放平台)。幫助設計師、藝術家、工程師、數據科學家等專業創作者,不再受限軟硬體資源,影響創作或演算的進度。
也因為IAA x NVIDIA Studio x ASUS學習設備開放給各系所授課使用,有助於日後校內跨領域交流。劉辰岫教授回應:「應藝所是整合跨領域創意的樞紐,很多時候不同領域的師生都會在這裡做腦力激盪,加上應藝所的課程也有很多非本科系學生選修;以及我手上的計畫也會邀請建築所、資工所的老師一起參與,因此我們很期待未來這些資源的加入會帶動更多跨領域的創意激盪。」

ASUS與NVIDIA賦能空間價值,規劃講座/工作坊協助師生掌握新科技
除了提供軟硬體設備,ASUS與NVIDIA也期待能為此場域挹注更多創新能量。後續也將規劃一系列講座與工作坊主題,讓校內師生能第一手掌握產業現況,使用嶄新的設備來進行研發與實作。
例如NVIDIA將籌辦生成式AI主題的研討會,邀請領域的業界講師,教導學生怎麼設定、使用生成式AI來提升創作效率,藉此讓學生們認識到GPU在創作時的重要性。另外,NVIDIA也會規劃Omniverse工作坊,邀請教授和學生親自實作,了解Omniverse的特點和功能,有助於把Omniverse融入創作流程,進而豐富學生的知識與技能。

另一方面,深耕校園多年的華碩,以培育更多國內優秀技術人才為出發點,未來也會在此舉辦AI主題講座,邀請業師講授如何實際操作創作者筆電及相關應用,有助師生更了解產品特色,得以更精實地利用筆電創作,期待能具體提升同學的創意產出效率,以及擴大教授的研究能量。
當人工智慧已成為全球先進國家的下個角力主戰場,台灣若希望在AI賽道不落人後,從教育往下扎根將是關鍵。華碩與NVIDIA攜手陽明交大,透過提供設備、講座等多元資源,有助於培養下一代AI思維,厚植設計人才的數位實力,期待台灣有朝一日成為AI強國。
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