科學月刊524期(8月號)目錄

561 【編輯室手記】 毫秒之間的六十年---編輯部
564 【評論】 只有罪犯才需要擔心政府管制網路嗎？---洪朝貴
566 一月紀聞---編輯部
570 【游理數 ‧ 數裡遊】 孿生質數猜想---游森棚
572 【談天說地】 系外行星之謎---曾耀寰
574 【生物醫學新發現】 天擇依然塑造人類嗎？---程樹德

578 【封面故事】 動作電位六十年
580  動作或不動作？由電決定—動作電位的離子流機制---嚴震東
587  釋放或不釋放？是個或然率問題—化學性神經傳遞的量子機制---閔明源
595  開啟或不開啟？通道探幽入微—窺探動作電位的離子通道基礎---王瀚潁

600 【大家談科學】 混動汽車值得發展嗎？---賴昭正
601 【大家談科學】 加百列號角的詭論---李武炎
604 布袋蓮：一種可為淨化水質與沼氣原料之水生植物---蔡文田
608 牛頓的水桶---賴昭正
612 老化研究的挑戰：如何尋覓自由基的中庸之道？---周成功
615 噬菌體基因也能表現細胞骨架蛋白---許家偉
618 「平均」而言「平均」知多少---陳昱成
623 數獨的另類玩法！---李祐宗
628 【科學史話】 限時專送用的木牘---陳大川
630 【話中有化】 決定化學反應方位的伍德沃德–霍夫曼定律---高憲章
634 【永續化學與生活】 塑膠製品的添加劑---劉廣定

毫秒之間的六十年

講到帶電的生物，你可能會想到能夠短暫強力放電的「電鰻」，讓人退避三舍的電力是牠的武器。人和其他生物其實也有帶電，只不過沒有電鰻這麼兇猛，我們的電藏在神經細胞中，並且隨時隨地都在「放電」，發出訊號指揮生物體內大大小小的事。

60年前，英國科學家霍奇金和赫胥黎展開神經探謎之旅，烏賊的巨大軸突洩漏了神經電訊號的秘密，讓他們找到了帶電的離子流。鈉離子和鉀離子盡責的在適當的時機湧入或撤出神經細胞，這一進一出的離子流造成電位變化，動作電位的理論基礎從此生根（第580頁）。

細胞外層有相當嚴密守備的雙層膜結構，不會穿牆之術的離子們，得走秘密通道才不會被擋在門外。這些通道是為鈉離子和鉀離子量身訂做的，可不是隨隨便便都可以進出（第595頁）。

人體內的神經網絡，讓訊號由一個神經細胞傳遞至下個神經細胞。動作電位走到神經末端時，面對兩條神經沒有相連的縫隙，像是遇見溪流，無法直接 涉水而過。這時候神經傳遞物質會扮演駕船接應的船夫，帶著訊號過河。只不過能不能遇到這樣的船夫，可能就要看機緣了（第587頁）！

看似大費周章的神經訊號傳遞過程，實際上卻花不到一眨眼的時間，想像我們體內複雜的神經網絡，竄動在其中的電帶著各式的訊號奔馳，因為差個一毫秒可能就是你順利接住迎面而來的球，或是硬生生被球打中的差異。

回首每個重要的科學突破歷程，科學家從看到現象，提出假說，進而去求證，最後突破重重難關的故事總是令人驚嘆。在我們向動作電位發現者致敬同 時，全球仍有許多致力於研究的科學家，他們的故事與貢獻值得我們去關注。華裔數學家張益唐對於數學的執著，使他突破百年的數學猜想，讓攣生質數猜想的證明 露出一道曙光（第570頁）。

科學讓我們對舊有觀念產生質疑的例子不勝枚舉：自由基真的是老化的推手嗎（第612頁）？太陽與行星的形成能單純以星雲自身萬有引力的塌縮來 解釋嗎（第572頁）？科學不停地向前轉動，正是因為這些疑問不斷地在推動科學家繼續探究。動作電位研究突破60年後的現在，我們所知道的這一毫秒間發生 的事情，肯定又更精彩、豐富許多了。（趙軒翎）

動作電位六十年

想像你站在大聯盟的打擊區，看著王建民時速一百五十公里的伸卡球飛奔而來，準備揮出你的第一棒。

投手丘與本壘間的距離為18.39公尺，因此在王建民出手後的0.44秒內，球的軌跡光影進入你的眼睛，刺激視網膜的感光細胞，再經由視神經將光影訊息傳入大腦枕葉紋狀皮質。處理後的訊息經過好多個不同腦區的加工處理，至少包括大腦皮質運動區、視丘、基底核、小腦等，計算出球的行進軌跡，也計算出球棒在0.44秒後該到的位置、與球相遇時球棒該有的行進速度、維持球棒以這個速度前進時，手腕該加諸其上的力道，以及，身體各部位配合揮棒的動作所該有的姿勢。

這些繁複的計算結果出爐後，形成的最後指令則經由脊髓內的不同運動神經元指揮手腕、上臂、下臂、腳踝、大腿、小腿、腰部、腹部、背部、頸部甚至臉部各處的肌肉協同收縮，然後，揮棒出去。

0.44秒內要決定這一切，多或少了0.01秒，戰局都會改觀。

這一期的專輯，談的就是這電光火石的了解過程，從六十年前的五篇論文開始。

文／蔡孟利：任教宜蘭大學生物機電工程學系