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2024年10月20日 星期日

《天生不愛動》~如何克服抗拒能量消耗的演化天性開始運動?

讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是天生不愛動,原文是"運動既健康又有益,為何沒有演化成讓我們需要去做?",作者是 Daniel E. Lieberman.

作者根據演化理論、生理學實驗和田野考察,既比較人類和其他動物的差異,也比較各種人類群體的差異(涵蓋採集狩獵族群、農民、城市藍領及白領),比較人類的各種"活動",提出了一些有趣的觀點。

能量的吸收與消耗:運動是勞動和移動的替代品

在書本的一開始,作者首先論述田野調查的成果:狩獵採集者經過長時間的移動並取得食物後,幾乎就會直接久坐,不會再刻意做運動,傳統自耕農也是如此,不運動這件事似乎並未對他們的健康狀況造成影響。

然而眾多調查和實驗表明,現代工商社會,無論藍領還是白領,缺乏運動會對他們的健康造成負面影響,然而大家就像狩獵採集者的祖先一樣,下班後累得要死,根本不想動。只有少數人會刻意運動、甚至喜歡運動。

作者認為,關鍵在於能量的輸入和輸出。

和採集狩獵者和自耕農相比,現代工商社會能夠更快速的取得食物和能量。同時我們的體力勞動相對減少,尤其是長距離移動的差異最大(通勤無論駕駛、坐車或站著都是靜態,而狩獵採集者必須不斷移動)。

攝入能量增多、消耗能量減少,因此可能產生健康問題。而"運動"是一種活動,是長距離移動和勞動的"替代品"。

理性會認為我們需要靠運動來促進健康,但人的生理機制會認為運動只是白白消耗能量,因此天生不愛動,只有少數人會喜愛運動。

然而勞動、移動和運動並不是消耗能量最主要的方式,真正關鍵的在於維持人體正常器官運作、修復受損組織的"基礎代謝率",占了全天能量消耗的三分之二。

二戰期間針對飢荒逃難者的檢查,以及對同意受試者的模擬實驗,發現當長期間飲食減量、活動增加的情況下,他們的基礎代謝率降低了40%,而且持續很長一段時間無法恢復。

當我們透過短時間的大幅節食和劇烈運動進行減重呢,人的生理機制會認為身體正面臨飢荒或逃難,導致能量攝入不足、損耗過多,因此開啟節能模式,漸少基礎代謝率。

因此當節食和運動習慣終止時,反而容易復胖、其他代謝性疾病也會惡化。

採用漸進式的方法增加維持運動習慣、逐步調整飲食內容,使得運動不過累、節食不過餓,或許是較合適的方式。

活動方式分析:靜止不動、爆發力與耐力

本書的中段分為三大部分,談論各種生理活動的特徵,與其他物種的比較,以及不同人類群體的比較。針對許多我們習以為常的活動,作者提出一些可能有利於健康的方案。

第一部分探討靜坐、站立、休息和睡眠時能量的消耗狀況;第二部分探討需要爆發力的活動,例如短跑、重量訓練和格鬥;第三部分討論走路、慢跑、跳舞等需要耐力的身體活動。

例如"有活動的久坐"就是一種值得推驗的方式。

採集狩獵族群和自耕農坐者時,同時在進行其他雜務,並且不斷變換姿勢,時而站起,時而蹲下、時而席地而坐。一方面坐著仍在消耗能量,一方面肢體屈伸減少壓迫和慢性發炎。此外沒有靠背的椅子,反而能夠更加訓練腰背肌肉的力量。

而用久站取代久坐,由於人的構造為了幫助直立而演化出來,因此站立的肌群相對省力,因此站起來雖然腿痠但不見得比坐著消耗更多能量,坐著常常起身,或者站著配合原地慢走,可能也是不錯的方式。

人類雖然短跑的爆發力不如其他動物,但透過發達的汗腺散熱系統,以及各種解剖上的構造,使得長距離行走和奔跑成了人類的優勢,透過群體合作和兩種運動型態的替換,採集狩獵者能夠逼得獵物熱衰竭而死。

然而這兩種活動用到的解剖構造不太一樣。因此採取不同的方式可以更加省力及避免受傷。我們在走路時通常腳跟先著地,但跑步時蹠趾關節先著地較好(尤其是沒有鞋子時)。軀幹不要前傾,膝蓋微彎,跨步不要太大也有幫助。

採集狩獵族群、自耕農進行長距離步行時,通常還得背負重物,因此又能夠消耗更多能量。同時透過頭頂、紮帶、擔子等方式來協助平衡,使得頸部、肩部和腰髖等肌群更加發達有力,而現代工商業人群的這些肌肉缺乏訓練,反而常常抱怨痠痛。

古人不可能練出現代人那樣發達的肌肉,一方面營養攝取不足,不可能運動過度白白消耗能量。一方面是器材和理論的差異,工業革命後刻意設計出來的啞鈴、牽引設備等等,相較於其他重物密度高、方便抓握,以及解剖學的知識,使得重量訓練可以讓特定肌肉變得相對發達。爆發力需要快速向心收縮,而肌力和耐力需要慢速離心或等長收縮。

關於睡眠,如果白天有做充足的運動,可以幫助晚上睡眠的深度,但如果就寢前不久還在做運動,神經過於興奮反而影響睡眠。另外每個人習慣的就寢時間、睡眠環境都不同,這可能和採集狩獵時代人群輪流監視危險的習慣有關,因此不應強求要何時睡、如何睡、睡多久。

運動處方:如何鼓勵不愛動的人開始運動

現代醫學的公共衛生、藥物和手術等介入手段,使得人類壽命延長,但生活方式的改變,卻使得慢性病提早發生,導致中間的失能患病狀態變得更長,使得人有更多的時間被困在輪椅或病床上,無法自由自在的活動。

大家都知道運動習慣很重要,然而面臨"天生不愛動"的演化慣性,該如何讓人克服呢?

本書的最後一段著重探討如何激勵那些不愛運動的人跨出第一步,逐漸培養運動的習慣。

有些研究評估提供資訊的效果,例如透過講座、影片和手冊告知運動的益處,或者用監測裝置紀錄做了多少運動;有的試圖影響行為,例如安排運動處方,運動者給錢不運動者罰款、不斷發訊息提醒運動;有的試圖改變環境,例如拓展單車道人行道鼓勵人使用、鼓勵下樓時走樓梯不坐電梯等。

各種方法都有人試過,但不是對每個人都有效,因為人的性格是複雜多變的。作者建議,每個人應該挑出對自己較有效的方法開始實行。

另外一個重要策略是減少運動的痛苦感受。對於沒有運動習慣的人,從他們較不抗拒的活動開始,並配合自己的其他愛好,能有效提升動力,例如外向的人可以找朋友一起運動、喜歡音樂的人可以邊聽邊運動,喜歡旅遊的人在戶外環境中運動可能比在健身房更好。此外選擇多樣的運動方式,避免單調枯燥,也有助於保持興趣。

運動目標應該符合個人的體能和時間安排,過高的期望可能導致挫折感,因此應循序漸進,達到一個可以持續的節奏。對於這些人來說,多鼓勵而非批判尤為重要,正面的支持能更有效促進他們的進步。

當開始運動後,針對預防及改善不同的疾病,所選擇的運動處方也應該量身定制:

  • 阻力訓練(如重量訓練):能有效預防肌少症、骨質疏鬆和退化性關節炎,尤其對年長者和久坐族群特別有幫助。
  • 中強度有氧運動(如慢跑、健走、騎單車、跳舞和游泳):對於代謝性症候群、三高及心血管疾病的預防最為有效。
  • 高強度間歇性訓練:(快速衝刺和大部分比賽的運動競技),增加肌肉爆發力,但應先暖身後再量力而行,對於過度肥胖、關節疼痛或心肺疾病患者,做太多反而容易受傷。

另外,針對減重的效果,運動必須與飲食控制結合,單靠運動減重效果有限。而長期來看,穩定的飲食控制與適量的運動量能有效防止復胖。

最後,對於失智症、癌症和心理疾患的患者,雖然運動的影響不如其他慢性病明顯,但適量的運動仍可能幫助延緩疾病的惡化。總之,找到適合自己的運動方式,並在一個積極的環境中進行,才是克服天生不愛動的有效途徑。

2024年9月9日 星期一

《右手、左手》~探索不對稱的起源


讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是《右手、左手--探索不對稱的起源》,作者是Chris McManus

用一句話來概括本書主旨:從最小的次原子到最大的宇宙,每一層級似乎都會遇到不對稱性,或者某種形式存在的偏手性。其產生的機制各不相同,下位層級的不對稱性,通常不影響上位層級不對稱性的發生。

接下來的各章節就是盤點各層級的不對稱性,但並未按大小排列,讀者可挑選感興趣的章節先行閱讀。

14章雖然標題是"人都是對稱的",但實際上講的是數學和物理學

提到了拓樸、光學、電磁學、量子力學等等,對於一般讀者仍須高中數理的先驗知識。

第6章醜陋的蟾蜍,講化學的鏡像異構物

現代化工能夠同時合成兩者,許多細菌和真菌體內兩者都有,但動物界往往只利用一種,例如左旋胺基酸和右旋醣類,因此不符合需求的鏡像分子進入體內時,若不能順利排除,可能會造成不良反應。

第1章華生醫生的難題、第5章龍之心,講胚胎學和比較解剖學

為什麼脊椎動物的心脾胃在左側、肝膽在右側?胚胎發育是如何將對稱的構造轉成不對稱的?內臟異位和異構的比例為何?其他生物又是如何?

第8章左腦右腦和整個大腦,講神經解剖學

左腦與右腦有功能上的分配,例如大部分的人語言與在左腦,但也有20%的人是右腦,而無論是左撇子和右撇子,語言區都是左腦比較多。左右腦各區域功能性的比較,仍有許多探索空間。

第4章矛與盾和第7章靈活與笨拙,同時談發育學

兒童是甚麼時候能夠分辨左右的?又是甚麼時候發展出左撇右撇的傾向?左右對稱的文字如何影響閱讀障礙者?

第7章靈活與笨拙,談論人體各部位的不對稱性。

大家有聽過慣用眼嗎,攝影、測距、運動、射擊時有時候會建議操作者使用慣用眼,會較為準確。當手臂身長指向遠處某物,閉上一隻眼,如果指尖仍然對準該物時,睜開的那隻眼就是慣用眼。大部分的人慣用眼和慣用手同側,不過也有相反的(我測試後發現自己就是這種)。本章也討論其他器官的偏性。

本章也提到了慣用手的比例。雙親都是右撇,孩子有9.5%是左撇;其中一位是左撇則有19.5%機率,都是左撇則有26.1%。同卵雙胞胎中有1/5的機率左右撇不同(我堂弟就是這樣,父母都是右撇)。顯示遺傳可能有關,但不是決定一切。

另外根據使用的器材不同,每個人兩手慣用的比例不同、甚至輪流使用(我發現自己在針灸時左右手都能進針)

第9章基拉之子以笏,以個體為基準,比較人類和其他動物的左右偏向。

黑猩猩的右撇子只占六成,而人類高達九成。鳥類習慣用右腳站立,左腳抓癢或拿東西(有養鸚鵡的可以注意看看)。比目魚的眼睛、鳴蟲的翅膀、招潮蟹的鉗子、貓頭鷹的耳朵....許許多多的不對稱性。

第10章三個割草的男人、第11章左撇子,談論社會學

有部分談論的是整體人類的習俗:書寫文字曾經由右往左較多,如今由左往右較多。各國開車駕駛在19世紀初時靠左靠右各半,如今卻是靠馬路右側為多。

另外的部分則是談論左撇子的優勢和劣勢。戰鬥和運動競技容易讓人出奇不意而佔優勢,然而合作項目容易和占優勢的右撇子互相干擾,因而在日常生活中遭到壓抑。本章又以剪刀為例,談論左撇子和右撇子慣用器材的主要差異在哪。

第2章死亡與右手、第3章在左岸、第4章矛與盾,從哲學和語言學的觀點談論左右

我們如何定義左右,隨著視角的改變左右關係會變,該怎麼確定?關於左的種種負面和正面詞彙聯想,是如何加諸上去的?各個文化圈有無不同?

第12章錯誤的見解、第13章布偶也有偏手性,整理了許多關於左右的雜談軼聞。

本書深入淺出,涵蓋的議題寬廣,可以挑選感興趣的議題閱讀。

2024年4月16日 星期二

《五感之外的世界》~換個角度,用眾生的感官窺探自然的豐富多彩

 

讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是《五感之外的世界》,作者Ed Yong 

視聽嗅味觸,是我們人類熟悉的五感。那其他動物的感官能力,與我們有什麼樣的差別、有什麼獨到過人之處?作者採訪了各領域的學者,將動物對世界的感知,做了全面性的盤點,展現這萬千世界的多元性。

動物為了生存繁衍、尋找食物、躲避危險,具備了探測世界的能力,將化學分子、電磁波動和壓力震動等轉換成電子訊號,再由神經系統分析處理。

整個系統一直處在蓄勢待發的狀態,非常消耗能量,因此物種必需有所取捨,將部分能力打磨到極致,而其他則相對退化,減少無用的雜訊干擾。

人類嗅覺不如豬狗靈敏、不能像海龜探測磁場、鯊魚探測電場、像蜘蛛感受氣流震動,並不是這些生物有什麼超能力,而是面對不同的生存環境,必須盡力將祖先遺傳下來的器官構造,做適當的改造。

對其他動物而言,我們人類的感官也是特殊神奇的。我們或許會驚訝昆蟲和許多生物能夠看到紫外光,但對牠們而言,人類能夠看到紅光這種"黃外光"也是不可思議的。

本書前半段從從嗅覺和味覺開始談起,接著用兩個章節談論人類最熟悉的視覺,然後是皮膚的痛覺和冷熱覺,以上幾種感官都是能被物質分子激活的化學性感覺。

後半段則從皮膚的觸壓覺說起,接著是氣體液體的流動、固體液體的表面震動、已及震動所衍生的聽覺和回聲定位,最後是人類感受不到的電場和磁場,以上幾種屬於物理上的機械性感覺。

最後兩個章節談論各種感覺之間的統合,以及人類因為不了解生物的感覺,對他們的生活產生嚴重的干擾仍渾然不覺。

透過了解生物的感官,我們將會發現大自然的壯麗,遠比我們的感官所能體會的更燦爛。身為人類,我們無法徹底理解其他動物的感覺,然而我們卻是唯一能夠透過科技和研究方法,加上好奇心和想像力,嘗試貼近牠們感覺的物種。這是人類的天賦,也是生命的禮物。

2024年3月24日 星期日

《我們的身體裡有一條魚》~億萬斯年的器官翻修工程


讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是《我們的身體裡有一條魚》 (Your Inner Fish),作者是Neil Shubin(尼爾蘇賓)

提塔利克魚是種三億七千五百萬年前的魚類,雖然仍沒有脖子、長者魚鱗,然而牠的胸鰭已有骨骼和關節,能像蛙類一樣伏地挺身。作者藉自身的考古發現成果為引言,講述同源器官的相關知識。

演化,正是透過這樣的小修小補,讓生物適應當下的環境,當億萬斯年過去,這物種的後代,無論是外觀和結構都發生顯著的變化,然而如果我們一步步往前追溯,還是能找到這些結構的根源,因此每個人的身體不但都藏著一隻魚的構造,還有類似水母的組織、與細菌相同的基因。

拿耳朵為例,兩棲類的外耳比魚類多了鼓膜,爬行類多了外耳道,哺乳類又增加耳廓;中耳的三根聽小骨,鐙骨來自魚的上顎後緣,兩棲爬行類和鳥類沿用至今,而哺乳類多出來的槌骨砧骨來自下顎後緣。內耳的耳蝸、前庭、半規管的構造,與魚類感應水流的的側線幾乎一樣。

對於生物結構精妙之處感興趣的讀者,值得找來看看。