《麻省理工科技評論 MIT Tech》8/1

* 【改善空氣污染能降低患阿茲海默症風險】

根據 7/26 日在美國丹佛舉行的 2021 年阿茲海默病協會國際會議上發佈的多項研究報告，改善空氣污染會改善認知功能，降低阿茲海默症風險。此前報告曾顯示，長期暴露於空氣污染與阿爾茨海默病相關腦斑有關。而此次會議是第一次累計證據表明，減少污染，特別是空氣中的細顆粒物和燃料燃燒產生的污染物，與降低全因失智症和阿茲海默症風險有關。

* 【MIT科學家研究了如何減少一次性口罩對環境的影響】

據估計，COVID-19大流行期間每天產生多達7200噸的醫療廢物，其中大部分是一次性口罩。近日，麻省理工學院（MIT）的一項新研究指出，通過採用可重復使用的口罩可以大大減少這一損失，該研究計算了幾種不同的口罩使用方案的財務和環境成本。研究人員表示，完全可重復使用的硅膠N95口罩能更大程度地減少浪費，而他們現在正致力於開發這種新型口罩。目前，這項研究已經刊登在《British Medical Journal》上。

* 【新發明的的尿液或血液測試方法可以發現腦腫瘤】

劍橋大學的醫學研究人員開發了兩種新的測試方法，能夠檢測最惡的腦癌膠質瘤。使用新開發的測試可以在病人的尿液或血漿中檢測到腫瘤，這也是世界上第一個此類測試方式。 ​​​

* 【歐洲科學家開發出可低成本製造發光材料的新技術】

劍橋大學和慕尼黑工業大學領導的研究人員發現，通過將一種材料的每 1000 個原子中的一個換成另一個，他們能夠將一種被稱為鹵化物鈣鈦礦的新材料類發光體的發光能力提高兩倍。該發現有益於製造更有效的低成本發光材料，這些材料具有柔性，並可使用噴墨技術列印。相關研究發表於《美國化學會志》。

* 【哈佛科學家發起伽利略項目，致力尋找宇宙中的外星科技文明】

哈佛帶領的一支科學家團隊，已經發起了一個旨在宇宙中尋找外星生命證據的伽利略項目（Galileo Project）。結合地面望遠鏡、人工智能等方案，這項研究將著重於外星智能的物理例證，而不是源自遙遠文明的電磁信號。 ​​​

* 【科學家發現潛在療法能提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力】

近日，南安普敦大學和米蘭國家分子遺傳學研究所的研究人員發現了一種潛在的治療方法，可以提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力。研究人員表示，他們已經確定了一種限制調節免疫系統的一組細胞的活動的方法，這反過來可以釋放其他免疫細胞來攻擊癌症患者的腫瘤。目前，這項研究已經發表於《PNAS》。

* 【美國研究團隊在太陽能制氫方面獲得新突破】

數十年來，世界各地的研究人員一直在尋找利用太陽能來制氫的關鍵反應方法，即如何將水分子分解成氫氣和氧氣。儘管大多數努力以失敗而告終，且少數成果也面臨著成本過高的尷尬。德克薩斯大學奧斯汀分校的一支研究團隊，還是設法找到了一種通過厚二氧化硅層來創建導電路徑的方法來有效從水中分離氧分子。該方案能夠低成本地運用，並擴展到大批量生產流程中。有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《Nature Communications》期刊上。

* 【現近 20% 的原始森林景觀與採礦、石油和天然氣等採掘業特許地相重疊】

國際野生生物保護學會(WCS)和世界自然基金會（WWF）的一項新研究顯示，近 20% 的熱帶原始森林景觀（IFLs）與採礦、石油和天然氣等採掘業的特許地相重疊。重疊的總面積約為97.5萬平方公里，大約相當於埃及的面積。採掘業特許地與熱帶國際森林公園重疊最多，佔總面積的 11.33%，而石油和天然氣特許地的重疊面積佔總面積的 7.85%。該研究發表在《森林與全球變化》上。

* 【MIT研究人員用紅外攝像機和人工智能來預測「沸騰危機」】

最近，麻省理工學院（MIT）核科學與工程系的研究人員，通過訓練一個神經網絡模型來預測「沸騰危機」。研究人員表示，該模型能夠從具有不同形態和潤濕性（或吸濕性）的表面上的氣泡動力學的高分辨率紅外測量中預測沸騰危機的餘量（即偏離核沸騰比，DNBR）。這項研究成果或將應用於冷卻計算機芯片和核反應堆。目前，該研究已經發表於《Applied Physics Letters》。

* 【英國研究人員使用一種創新方法來「逆轉」與年齡有關的記憶衰退】

英國研究人員的一項新研究提出了一種創新的方法來治療與年齡有關的記憶衰退。臨床前研究顯示，通過「操縱」大腦中被稱為神經元周圍基質網絡(PNNs)的結構組成，可以逆轉衰老小鼠的記憶衰退。 ​​​

* 【中國科學家利用簡單的 RNA 微調讓馬鈴薯和水稻產量提高 50%】

北京大學的研究小組將一種叫做 FTO 的單一基因插入到馬鈴薯和水稻植株中。由此產生的植物是更有效的光合作用者，這意味著它們長得更大，產量也更高 —— 在實驗室中產量提高了 3 倍，在田間產量提高了 50%。它們還能長出更長的根系，這有助於它們更好地忍受乾旱。

* 【歐盟提出一攬子應對氣候變化方案】

歐盟委員會近日提出應對氣候變化的一攬子計劃提案，旨在實現到 2030 年歐盟溫室氣體淨排放量與 1990 年的水平相比至少減少 55%，進而到 2050 年實現碳中和的目標。這份提案涉及交通、能源、建築、農業和稅收政策等諸多領域，具體內容包括收緊現有碳排放交易體系，增加可再生能源的使用，提高能源效率，盡快推出低碳運輸方式及相關配套基礎設施和燃料，制定與脫碳目標相一致的稅收政策等。

* 時間晶體即將誕生？當地時間 7 月 28 日，谷歌在一篇預印本論文中表示，其首次使用 「懸鈴木」 （Sycamore）量子計算機創造出了 「真正的時間晶體」。
參與該研究的科學家超過 80 人，分別來自Stanford 大學、普林斯頓大學、MIT 和德國德累斯頓馬普固體化學物理學研究所（德累斯頓）等科研院所，論文標題為《在量子處理器上觀測時間晶體的本徵態序》（Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor ）。

* 【新分子圖譜揭示腦細胞發育軌跡】

瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）和瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員首次繪制了胚胎大腦細胞在成熟過程中遵循的遺傳和發育軌跡。這份分子圖譜不僅可幫助人們識別與神經發育狀況有關的基因，確定腦癌中惡性細胞的來源，還可以作為評估實驗室中乾細胞產生的腦組織的參考，同時能改進神經退行性疾病的細胞替代療法。相關研究發表在近日的《自然》雜誌上。

* 【液體填充光纖設計可實現更可靠的數據傳輸】

瑞士 Empa 研究所的研究人員開發了一種光纖，該光纖由連續的液體甘油芯和透明含氟聚合物護套組成。這種光纖以光脈衝的形式傳輸數據的能力跟固體塑料光纖差不多，另外它還擁有更高的抗拉強度。

#Q博展知識
在德國科學家倫琴發現X射線以前，醫生診斷病患體內的情況在手術前都只能依據觸診或是病患自己的描述，這樣的診斷方法常會造成誤診，以致拖延治療進度

現代醫學造影技術的發展，使病患經過掃描後就能夠很清楚的知道體內發生的問題，協助醫生更了解病患的狀況。

就讓Q博來簡單的介紹醫學影像技術吧！

【3D影像醫學及手術】
1970年代發展的電腦斷層(Computed Tomography，簡稱CT)及磁振造影(MRI)，經過數代的進階，時至今日的21世紀，不僅速度飛快、解析度高清、更進入從二維(2D)重建三維(3D)接近人體解剖的虛擬實境(Virtual Reality簡稱VR)的軟體發展。 VR虛擬實境已經運用在遊戲、媒體、室內設計、建築等各行各業，透過這樣技術將是未來融合虛實世界的重要設備，同樣運用於外科手術，三維(3D)的VR更可以做治療前計畫、教學及微創手術前的模擬操作。

所謂的AR擴增實境（Augmented Reality）的定義就是將3D重建的VR與實際的即時影像重疊結合，讓醫師在手術時更清楚病灶及周圍器官的相關性，特別是血管，使手術避免出血，視野更清楚。 目前至少已經有三個器官突破挑戰AR，即是眼睛、手與腦部(Augmented Eye, Hands and Brain)，這個確定性的進步不僅是醫療科技的創新更是人民的福祉。
https://scitechvista.nat.gov.tw/UrlMap?t=fG8

【核子醫學科技】
大自然中有氮、氫、氧、碳……等多種元素，這些元素分別有不同的原子序數與質量數。凡原子序數相同、質量數不同的元素都稱為同位素，各同位素的化學性質仍相同，只是物理性質不一樣。例如：氫有三個同位素，氫一叫氫，氫二叫氘，氫三叫氚，原子序都是1，但其質量數，氫是1，氘是2，氚是3，質量數的不同，使物理性質也不同。若從物理上觀察：氫的個性穩定，不會釋出放射線，稱為氫的「穩定同位素」；氚的個性不穩定，會釋出β負粒子放射線，稱為氫的「放射性同位素」。

當我們需要放射線的時候，可以先製造一個不穩定的放射性同位素，由於它會釋出不同能量的粒子與放射線，也因此，放射性同位素成為人造放射線的主要來源之一。

核醫科技結合放射性同位素藥物及放射線示蹤性，協助醫生診斷或追蹤病情；利用Ｘ光的穿透性，讓體內器官組織病變在底片上顯示；紫外光與物質作用時具有殺菌力；醫院為癌症病患做放射線治療，即是一種透過鈷-60加瑪（γ）射線或電子加速器產生X射線殺死癌細胞的治療方法。
https://scitechvista.nat.gov.tw/UrlMap?t=h5C

【磁振造影】
要說明磁振造影的原理，必須先解釋什麼是「核磁共振」。可以想像一個原子的結構，是在中心有一個很小的原子核，週圍有電子。不同的元素，它的原子核裡，會有不一樣數目的質子與中子，質子與中子數量的總和，稱為「質量數」。一個原子，只要原子核的質量數是奇數，比如是1, 3, 5, 7……的時候，當原子在強力磁場的作用下，原子核外圍電子的「磁矩」的「總向量和」，就會順著磁場方向來排列。這個時候，如果向原子照射適當的電磁波，原子核就會吸收其中的特定波長或能量的電磁波，被激發到比較高的能階，這個過程稱為「核磁共振」。
原子核會自然從高的能階掉回低的能階，此時它會放出電磁波，於是就產生了核磁共振的信號，也就是用來做磁振造影的信號。我們可以用儀器偵測這些信號。比方說，生物體內含有許多水，水分子是由氫原子和氧原子組成的，氫原子的質量數是1，我們就可以使用核磁共振的設備，讓它產生信號，並且偵測。醫學界發現，利用這個方法，不必動手術接觸人體，就可以獲取體內水分子分布的資訊，從而精確繪製人體內部的結構，這就叫做磁振造影。
https://scitechvista.nat.gov.tw/UrlMap?t=i8w

「竹」起科技防疫網

日前集結醫界及科技界的意見，呼籲「尋一條科技防疫的道路」的想法，得到一些回應與關注。學界、科技界期待整合運用資源，積極發展最新科技協助防疫，並且盼望從科技重鎮「新竹」出發。

在熱心產業界人士的奔走下，新竹縣政府將在蔡總統指示成立「竹竹苗防疫作戰聯盟」的基礎上，設置科技防疫網小組，並採納C-Tech的概念架構，邀請醫界、科技界及企業界等民間單位，加速打造新的防疫科技，築起科技防疫網，楊文科縣長也邀請我擔任小組的顧問之一，十分榮幸能盡點心力。

因應防疫而生的科技，我們稱它為C-Tech。Ｃ-Tech建立在一個5X5的初步架構，未來可以再擴充，大家可以從圖裡面簡易了解這個概念。Ｃ可以是COVID-19簡稱，也可以是Connection（連結）、Communication（溝通）、Community (社區)、Corporation（企業）的意思，放在左邊的欄位。上方的的欄位則分別是「預防」、「追蹤」、「隔離」、「治療」及「關懷」，互相對應。

簡言之，C-Tech的目的，在於建構科技防疫+全民防疫的安全網，來打破已經進入社區的（隱形）病毒傳播鏈，這需要擴大地方培力(empowerment)，並利用科技防疫網加乘防疫效果，達成民眾7分自助2分互助1分公助，的721原則。在這個網裡，若有科技輔助，保護自己，也保護別人，減少迷惘。防疫不是只有中央的工作，強化地方政府與全民防疫，則能分擔中央繁重的防疫負擔。

試想運用科學技術，發展出一套可以在手機上使用的系統，將資訊整合在一起，每一個人都能用最便利的方式，在不同階段取得防疫所需的整合性資訊指引。其中包括預防知識、最新確診情形、熱區示警、追蹤足跡、篩檢站資訊、隔離資訊、醫療服務、疫苗資訊、實名制QRcode掃描、社區關懷、線上心理諮商等，都試整合在一個APP裡，那麼科技將成為協助我們防疫生活的重要工具，能更有效率、更聰明地協助我們回到安全、安心、安定的生活。

不止如此，我們甚至可以更大膽想像結合智慧醫療的可能性，例如血氧偵測和遠距醫療等。在顧全法規與個資問題的使用下，大數據所統計的訊息，也能協助疫調數位化，幫助政府更精準防疫，讓科技協助我們全面掌握正確資訊流，才能有效為個人、家庭、社區、機構、企業築起安全網，降低民眾在疫情急遽爆發時對未知的恐慌和傷害。

有人說，全世界的病毒加起來，可能是一個拳頭大小，這個如同原子彈威力的病毒，已破壞了世界秩序，也徹底改變人類的生活，甚至危及許多人的性命。因此，我們必須有更超前的思維、更強烈的企圖心來升級醫療能量、並加速創新科技發展，才能找到對應的方法，快速反應。當全世界都在尋找科技防疫的方法，台灣民間許多高手，也正投入相關研發。儘管有許多問題需要克服，儘管可能必須經過漫長的實驗，但這卻是一條必須走的路。

科技防疫能從新竹出發具有相當的指標性。除了新竹是科學重鎮之外，地方政府在防疫上肩負重大責任，楊文科縣長曾任竹科及中科管理局局長，他特別提到，在蔡英文總統期待的「竹竹苗防疫作戰聯盟」架構下，希望能擴大推動科技防疫網。新竹市林智堅市長守住竹科勞苦功高，苗栗縣徐耀昌縣長在京元電廠抗疫期間，也曾多次與我討論防疫的相關工作。地方政府在防疫上，竹竹苗若能進一步仰賴科技工具，將能帶來防疫上的重大突破。

我也將盡綿薄之力，推薦專家學者，共同參與這個防疫史上的重要時刻。讓我們不分彼此，團結防疫守台灣。

楊文科
林智堅
徐耀昌加油讚