接軌珠心算與腦神經科學預防失智症
- 作者
- 葉宗義
- 簡歷
- 行政院衛生福利部全民健康保險會委員 世界珠算心算聯合會副會長 台灣省商業會副理事長兼珠算委員會 主任委員 中華珠算心算協會理事長 台灣省算學學會理事長
一、前言
依據世界衛生組織(WHO)2012年發佈之全球失智症報告,2010年全世界的失智症患者估計有3,560萬名,同時以每年770萬人的速度成長增加,換算下來每4秒鐘就有一名新的罹患失智症病患,全球每年花費在失智症的相關支出高達6040億美元[1]。另外,國際阿茲海黙症協會(ADI)也有報告指出,2005 年亞太地區的失智症患者人口數為1,370 萬人,推估至2050 年將增加到6,460 萬人。
在台灣,根據「台灣失智症協會」的統計,台灣失智總人口數在2011年底已超過19萬人,其中65歲以上失智老人超過17萬,也推估2046年失智人口將突破62萬人,2056更會超過72萬人,每100人中就有4位是失智患者[2],屆時包括家庭結構改變產生的都市化、看護照料、獨居老人等問題,不僅直接影響無數的罹病者家屬,更間接影響到國家整體的經濟與社會問題。
因應失智症驚人的成長速度以及耗費的龐大資源,WHO督促各國政府將失智症防治列入國家健康政策的優先議題,ADI主席阿科斯達(Daisy Acosta)也曾表示「阿茲海默症是21世紀最重要單一健康與社會危機。」而本人也在學習珠心算期間,體悟到心算的運算可以產生大量的腦波指令,直接刺激腦神經,在數年前即已提倡學習珠心算對於預防失智症有其實效,實為一門健腦益腦的新科學,本文將探討珠心算與失智症,在腦神經科學間的關連。
二、腦與記憶的關係
人類的大腦是一個非常特別的器官,由上百億個神經傳導細胞(神經元)與膠質細胞所組成,在外觀上是充滿縐摺狀的大腦皮質(或稱灰質)所形成的腦溝與腦回,它佔一個人的重量比例大約百分之二,但是卻需要消耗百分之二十的能量來運作,所以大腦具有非常的獨特性,同時他能夠發揮出來的功能也充滿了神秘性。
大腦對於透過各個視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等不同器官收到外部訊息,加以轉化處理之後儲存(記憶),日後可以再將已儲存的記憶取出(回想、回憶),這是一段持續轉化的過程。記憶的中樞在「海馬迴」,其發現在於醫界為了治療癲癇,把病患的海馬迴部分切除,之後病患似乎癲癇痊癒了,但是大腦的記憶功能也消失了。記憶從性質上可分為描述記憶(與人、事、時、地、物等有相關的事件記憶)以及程序記憶(吃飯、走路、運動等行為),從時間上又可分為長期記憶、短期記憶(一天之內的記憶),不論長期或短期記憶,海馬迴對描述記憶的影響特別明顯。
台灣清華大學的江安世教授研究團隊更成功的利用生物細胞組織透明的技術與超高解析度3D生物影像技術,取得果蠅的神經細胞及神經纖維圖像,破解了果蠅嗅覺的傳導路徑,完成「果蠅腦內嗅覺神經網路」,建立全球第一個果蠅腦神經網路3D影像資料庫,同時也確認果蠅的中短期記憶是存在於相似人類海馬迴的蕈狀體,長期記憶則是存在另一處的中心體,成功的拆解了果蠅的腦神經結構[3]。江安世教授以腦科學研究專業當選中研院30屆新院士,未來更將以研究果蠅13.5萬個神經細胞為基礎,進一步朝破解1,000萬億個細胞的人類腦神經圖譜邁進。
三、失智症的產生
失智症由於是大腦的退化所造成,記憶減退是最明顯的症狀,但實際上透過大腦所要執行的指令都會影響,包括有語言能力、思考能力、判斷能力、注意力等,都會隨之退化。當情況嚴重到影響日常生活的行為,甚至產生妄想或幻聽等現象,不僅個人生活無法自理,家屬更要消耗更多精神來照顧。
失智症大致可分為退化性和血管性兩大類,退化性最普遍的就是阿茲海默症,其主因就是海馬迴的神經退化性疾病,簡單的說就是海馬迴的腦神經細胞受到澱粉樣蛋白的沈積破壞,而產生異常的老年斑及神經纖維糾結,影響到了記憶的功能。另外還有大腦不同部位退化的影響,例如發生在路易體的路易氏體失智症影響認知功能,容易產生幻覺;還有影響額葉、顳葉為主的額顳葉型失智症,會影響肢體行為及語言等等。
另外還有因大腦減少或缺乏多巴胺產生退化導致協調功能漸失的帕金森氏症,由於帕金森氏症會影響到中樞神經,產生顫抖、僵直、無力、無法平衡等行動不變現象,往往也會逐漸影響到記憶中樞,合併成為失智症。當然,失智症還有其他外力影響大腦方式所造成的,例如腦中風或是腦血管病變造成的血管性失智症,或是撞擊以及其他腦瘤、感染等特殊因素所引起的失憶、失智症。
四、大腦的電極刺激治療
除了外力撞擊或是腦血管病變的失智症,必須依賴醫療手段來嘗試治療,其他因大腦神經退化所導致,影響記憶的阿茲海默症或是影響肢體動作的帕金森氏症等,帕金森氏症的藥物治療初期尚能改善外,實際都無法根治,但持續的研究發現,大腦的神經細胞,透過多動腦、多運動、多社會參與、控制飲食,在持續的學習與刺激,仍有讓腦細胞重生再生的可能。
在刺激腦細胞可以改善症狀的信念下,腦部電流刺激治療首見在帕金森氏症上,「腦晶片刺激」是在患者腦部深處置入含電子晶片的電極,另將電池埋在胸前的皮下,藉由發出的微電流刺激腦神經元,以改善失去的神經傳導功能,恢復肢體的部分活動力。
由於人類壽命的不斷延長,大腦退化的失智症對人類的影響實在太大,科學界無不極力想要找尋破解與治療的方法,中央研究院物理研究所研究員胡進錕博士與其研究團隊在2011年即發表針對大腦蛋白質群聚沈積影響大腦的阿茲海默症的研究,發現蛋白質上正負電荷作用強度或是溫度與群聚時間有相關性,以及影響群集現象的關鍵因素是和彎曲角和雙面角有關的作用力,未來將可從這幾個研究成果的方向,發展出新的藥物或是治療方式[4]。
2014年7月,以阿茲海默症的研究專長獲聘中央研究院院士的美國麻省理工學院大腦與認知科學系蔡立慧教授兼任所長,來台在中央研究院第31次院士會議分享其研究阿茲海默症的最新成果,包括:失智症患者失去的記憶只是大腦受損導致各神經元間的連結遭破壞,記憶無法讀取,研究發現藉由施予小鼠HDAC2抑制劑,就有機會活絡已經受損的腦神經,修復海馬迴與記憶間的連結,恢復失去的記憶。同時蔡教授另一項研究也顯示,利用微量電流電擊小鼠的腦部特定區塊,就能讓老鼠恢復部分記憶能力,所以未來也有機會利用微量電流刺激腦神經來喚起失智症患者的記憶[5]。
五、珠心算學習與大腦的刺激
珠心算的學習者,從閱讀書面紙本的題目開始,視覺上閱讀題目的數字,到腦中轉成珠算數碼,藉由腦中珠算數碼的黑點浮動計算得出具體答數,再將答數轉化成數字書寫出來,這一連串眼睛、腦力、手部的動作,對人的視覺、聽覺、感覺及思維同時進行訓練,使神經細胞元傳送訊息的生物電跳動,成為反射功能,與大腦記憶的植入、儲存、輸出三個步驟一致。
經由本人的實際運作觀察,以計算3位乘3位等於6位數組合乘心算為例,二分鐘(120秒)至少可以運算超過20道題,一道題的組合運算過程超過48個數字,平均6秒算一道題,每一秒腦內數字跳動8個數字,這一連串速度並不只在點,已成為8個直線反射運動。同時由於四則運算關係,閱讀題目時要將題目植入腦中,計算過程還要不斷在腦中加減進位的組合計算與儲存在記憶,翻轉運算後才能得出正確答案,整合生理、心理的效果,不僅具有計算的功能,同時也能刺激深腦,達到手腦並用、身心合一的健腦效果。
珠心算訓練過程中,腦中的珠數碼跳動,在大腦中產生了生物電,飛快的運算過程成為一種生物電流,這個電流刺激左右二個腦的神經元細胞,產生熱能回路,活化整個腦,使它全面多功能活動,世界上沒有任何學習工具可以如此開發大腦功能的。如同醫學界目前利用晶片植入產生微電流的方式刺激大腦,久而久之使大腦發光發熱,融化沈積影響大腦功能的蛋白質,就像雲層中的正負電荷的激盪帶來降雨,雨過後將會有天青般的晴朗。所以,學習珠心算,利用其原理來預防失智症是有原理的。
六、結論
2013年12月,聯合國教科文組織(UNESCO)正式將珠算列入非物質世界文化遺產,這不僅是對綿延兩千年珠算文化的肯定,也是對於全球數以萬計珠心算教育家以及數以百萬計珠心算學習者的積極鼓舞。事物的存在,必具有其功能才能具有意義,傳統的珠算所具有的商業計算應用功能,在成功申請非物質世界文化遺產得到肯定。近年來,在本人一再發表文章強調,以及邀請多位70歲高齡以上老朋友在台灣上海各地表演宣傳下,珠心算在原有的商業計算功能、學童教育功能以外,對於成年人的大腦保健功能逐漸受到重視,成為一門新的科學。
人的核心價值還是成就在大腦以及其產生之智慧,曾任醫師公會全聯會理事長、全國失智症協會理事長的李明濱教授曾經在省商會慶祝世界珠算日大會上致詞指出,喚醒早年記憶也是治療失智症的方式之一,人類在幼時學習珠算,不僅可以對於啟發教育以及成年後的商業計算有所幫助,其儲存在記憶中的學習經驗,到老年時就如同畫圖的視覺記憶或是唱兒歌的聽覺記憶,將成為一種肢體與大腦的反射動作記憶,可以藉此產生聯想,喚起斷失的記憶。所以,我們透過珠算式心算的學習不僅訓練手、眼、口、耳、腦的動作綜合協調,同時在大腦中透過神經細胞生物電遞傳使腦細胞得到充分的應用與發揮,可說是值得終身學習的健腦、益腦法門。
台灣省商業會站在領頭羊,不遺餘力帶著珠心算界的觀念往前走,在多年提倡下,2013年11月嘉義市政府正式舉辦了樂齡珠心算比賽。2014年8月台灣省商業會也將在慶祝世界珠算日大會舉辦祖孫珠算趣味競賽,嘉義市也將繼續舉辦樂齡比賽暨祖父母比賽,讓重視珠心算益腦功能逐漸成為一種風潮。今年世界珠算心算聯合會召開大會,我們將共同以珠算非物質文化遺產作為文化傳承,以心算啟迪孩童智慧為出發,也對珠心算作為老人提昇健康功能提出期許。同時,在此也呼籲有關有關單位,在學生的學習課程中減少採用計算機,以強化學生對數字運算的能力,以及為其儲存腦部健康為日後做準備。以上希望諸位先進給予指正,也歡迎各界對這課題有興趣的朋友集思廣益,共同探討。
[1]參閱台灣失智症協會,〈世界衛生組織(WHO)發佈全球失智症報告【台灣失智症團體之聯合呼籲】〉。
[2]同註1。
[3]參閱科技部高瞻自然科學教學資源平台,〈江安世的果蠅(Fruit Fly)研究心路〉。
[4]參閱中央研究院,〈本院物理團隊成功找出蛋白質群集的關鍵機制開啟神經退化性疾病防治研究之曙光〉。
[5]參閱聯合新聞網,〈蔡立慧:未來10年內失智症有解〉。