隨著新興的研究工具如功能性磁振造影（functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）、腦波（electroencephalogram , EEG）、神經網絡分析（neural network analysis）、經顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）等技術出現，可看到大腦裡的分子影像及其變化，不僅重新定義了精神疾病、揭示人類決策行為背後的神經基礎，更可以延伸到法律層面的應用。
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<h2>腦神經刺激術 解憂鬱症之苦</h2>
臺北榮民總醫院精神部社區復健精神科主任李正達醫師提及，一般人處理負面情緒時，腦內的邊緣系統會活躍起來，此時額葉的抑制作用會啟動，以緩和邊緣系統緩解情緒，但憂鬱症患者此大腦情緒迴路功能失常，包括：前額葉、前扣帶迴、杏仁核、海馬迴&#8230;&#8230;等，而且即使在靜態時也可能存在活性異常。一般的憂鬱症患者，大腦功能雖然出問題，但仍有一定的控管能力，透過藥物或心理治療可有效緩解症狀，但若是頑固型憂鬱症 (treatment-resistant depression, TRD)患者，不僅大腦情緒迴路異常更為明顯，前額葉或與其功能有所連結腦區的控制能力也更為不佳，使得患者一直被負面思維綁架。李正達醫師表示，在這種狀況下使用藥物治療有機會提升患者控制腦區的控制能力，但不一定會成功，況且此類患者腦部情緒迴路的異常不盡相同，因此他積極投入研究頑固型憂鬱症及利用磁場在腦皮質引發電場並活化神經元的TMS技術 ，希望找到頑固型憂鬱症患者腦部的主要問題位點，幫助患者快速改善症狀。
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為什麼頑固型憂鬱症的額葉功能表現失常？李正達醫師表示，與2個特定分子有關，即穀氨酸（Glutamate）與γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid, GABA），前者為腦中最多的興奮性神經傳導物質，後者則為是抑制性神經傳導物質，李正達醫師表示可使用TMS調控情緒迴路，將上述兩個分子的表現正常化，進而可有效改善症狀；他也提到，美國已有針對上述神經傳導物質進行調控的新藥上市，透過鼻噴劑、注射，未來甚至口服的方式，快速平衡大腦的情緒控管系統。
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TMS有不同的刺激方式，目前美國食品藥物管理局（U.S. Food and Drug Administration, FDA）核准用來治療憂鬱症有兩種，一種是重覆性經顱磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS），另一種是高頻θ波脈衝式經顱磁刺激（theta burst stimulation, TBS）。李正達醫師提到：「目前TMS雖然有效，但為病患找到合適的打法及參數才是關鍵，不然有些個案已長期陷入負面情緒，有著想不開的念頭，若又遇到治療無效，會增添挫敗感，甚至錯過挽救情緒的黃金時機。」此外，他也分享，目前最新的研究可運用新科技，例如：結合腦影像學跟人工智慧（artificial intelligence, AI），並透過蒐集與分析過去做過腦波且成效較佳的病患數據，幫助未來要施打TMS的患者，更快篩選合適的治療方式。
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<h2>Omega-3脂肪酸 有效緩解憂鬱症</h2>
憂鬱症已被世界衛生組織列為21世紀人類三大疾病之一，其病因異常複雜，而近年來精神醫學界最為人所知的憂鬱症假說，是源於單胺酸類抗憂鬱藥物的療效而產生的「單胺酸假說」（monoamine theory）。然而，臺灣身心醫學專家、中國醫藥大學安南醫院副院長蘇冠賓醫師表示，單胺酸假說並未將環境因素如心理、社會、大腦營養等納入考慮，單胺酸類抗憂鬱藥物常常無法提供病患良好的治療成果，近年來「神經免疫學」成為一個嶄新的領域，憂鬱症的發炎假說漸受重視，「神經免疫學」是一個嶄新的領域，不但解答「憂鬱症多數以身體病狀來表現」的事實，更應證了「憂鬱症和代謝性、心血管、自體免疫疾病高度共病性」的現象。
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蘇冠賓醫師提到，許多精神醫學研究顯示，飲食習慣（包含潛在性的營養失調）與精神健康有直接的關聯，而特定營養素的單獨療法或合併療法也有一定的療效。世界營養精神醫學會（International Society for Nutritional Research , ISNPR）根據嚴謹的基礎試驗和臨床治療的驗證，發表臨床指引和治療共識之論文，推薦「飲食調控、保健食品及類藥劑營養品 nutrient-based（nutraceutical）」對精神健康的幫助。此外，蘇冠賓醫師研究團隊也致力於尋找腦疾病的致病機轉及創新治療，包含：運用rTMS、針灸（acupuncture）或經顱光刺激等創新療法。
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其中，蘇冠賓醫師團隊針對Omega-3脂肪酸（深海魚油）進行多項跨國研究，發現Omega-3對於焦慮有低到中度的療效（發表於2018年9月《美國臨床內科綜合類期刊》JAMA Network Open），也發現Omega-3對於兒童過動症的療效（發表於2019年11月Translational Psychiatry）；另外，團隊也與英國倫敦國王學院合作研究憂鬱症的生物機轉，發現當憂鬱症患者攝取Omega-3多元不飽和脂肪酸時，這種天然抗鬱物質會代謝成脂質媒介物小分子，首次被發現可減輕人體發炎反應與改善憂鬱症狀有密切相關，其研究成果於今年刊登於國際頂尖期刊《分子精神病學》（Molecular Psychiatry）。蘇冠賓醫師表示，這項研究使用海馬迴神經細胞的神經新生做為體外人類細胞（in vitro human cell model）的實驗，也就是他們戲稱為「培養皿上的憂鬱症（depression in a dish）」的研究模型，來深入探討二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid, EPA）和二十二碳六烯酸 （Docosahexaenoic acid, DHA)在防止細胞激素所導致的細胞死亡與神經新生減少之機轉。由於海馬迴是大腦中與掌管情緒、認知、記憶與學習的腦區，因此海馬迴神經新生也被認為在憂鬱症的病理和治療中扮演最關鍵的角色。蘇教授也指出，這個研究最難能可貴的是利用臨床試驗去驗證「培養皿」中的發現。身心介面研究中心募集重鬱症患者參與實驗，在EPA或DHA治療的兩組病人中，憂鬱症狀皆能顯著地改善，並發現對應的特定脂質媒介物增加。這個結果與研究者們在培養皿實驗中得到的結論相符。
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蘇冠賓教授的身心介面研究中心（MBI-Lab）團隊參與多項國際憂鬱症合作，最近關於產後憂鬱症的篩檢分析，可以更精準地篩檢出高危險族群，成果發表在影響係數40分的國際頂尖期刊《英國醫學期刊》（British Medical Journal, BMJ）。在COVID-19疫情期間，該團隊和國際夥伴進行密切合作，至今共發表7篇疫情對身心健康衝擊的論文。
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<h2>社會認知 從同理心、道德正義與罪惡感出發</h2>
陽明交通大學神經科學研究所鄭雅薇特聘教授分享從同理心、道德判斷及罪惡感的研究經驗與發現。過去，同理心的研究偏向哲學論述，直到2004年，德國科學家坦尼亞・西格（Tania Singer）使用腦造影研究疼痛同理心，才開啟神經科學於同理心研究的大門。鄭雅薇教授表示，同理心主要與腦部的前扣帶迴皮質（anterior cingulate cortex, ACC）及前腦島（anterior insula）有關，也牽涉到處理體感覺的腦部皮質（somatosensory cortex），經過多年研究，發現同理心包含有情感同理心、認知同理心，前者如看到他人哭泣自己也忍不住想哭；後者如設身處地理解他人的情緒。人類在嬰幼兒時期天生就具備有情感同理心，但直到小學生才逐漸發展出較成熟的認知同理心。
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在2012年的研究中，鄭雅薇教授發現小嬰兒在出生2、3天即可分辨不同的情緒性語音，後來她與團隊進一步研究青少年的自閉症個案，發現他們在分辨情緒性語調能力有所減弱。鄭雅薇教授希望未來可透過腦波在新生兒階段就偵測自閉症的罹患風險，早期發現、及早治療。
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鄭雅薇教授表示，「道德跟正義是很複雜的議題，早期研究中，最知名的就是『道德兩難』的電車問題（trolley dilemma），後來衍生出重要的結論：人們做道德判斷時，「認知和情緒兼具的雙重歷程模式」。後來，鄭雅薇教授團隊重新設計較生活化的道德判斷實驗，探討當受試者是行為者（actor）或觀察者（observer）時的道德判斷是否有所不同的神經機制，亦發展內隱道德態度，指標雙重歷程模式的個別差異，近一步發現旁觀者效應，因道德態度的個別差異而有所不同。
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此外，鄭雅薇教授提到缺乏罪惡感是精神病態（psychopathy）的重要指標，在2021年發表一項研究，透過虛擬模式實驗，探討受試者在脅迫（coercion）狀態下的心智變化，是否存在變態性人格而會把過錯歸咎他人而沒有罪惡感，並透過fMRI觀測其腦部變化。結果發現，受試者的前中扣帶迴皮質（anterior midcingulate cortex, aMCC）與罪惡感有關。透過這一系列的研究，讓她思考：「以前總認為脅迫是負面的，但被脅迫者其實也是可憐人，常見的例子就是家庭暴力，我想研究是否有方法幫助受脅迫者找回反抗的力量，這是我的實驗室正在努力的研究方向。」
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<h2>「腦波弱」是真的，神經科學與經濟學的跨域研究</h2>
臺灣大學經濟系黃貞穎特聘教授提到「人的行為是由大腦來決定」，並與陽明大學神經科學研究所的郭文瑞教授合作，從賽局理論（game theory）出發，探討人的直覺與推理思考決策過程中的腦神經機制。透過fMRI觀測大腦做決策時的變化，發現當受試者進行以直覺為主的「協調賽局」（Coordination Problem）時，腦島（insula）及前扣帶迴皮質區（ACC）會出現神經活化的現象，而受試者進行優勢可解賽局時，神經活化區域則出現在大腦皮質前額葉及頂葉（fronto-parietal）。
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近年來，黃貞穎教授與郭文瑞教授及中央大學認知神經科學研究所的阮啟弘講座教授合作，進行誘餌效果（decoy effect）的研究，黃貞穎教授說：「我們常在購物時受到誘餌的影響，例如餐廳推出龍蝦大餐，但現場卻很少客人會點，這其實是商家透過昂貴的龍蝦大餐，讓顧客覺得其他餐點好像沒那麼貴，進而改變消費行為。」在該研究中，透過fMRI與TMS探討誘餌效應的神經基礎，發現當受試者受到誘餌影響而改變選擇時，受試者腦部的左腹側紋狀體（left ventral striatum）更為活躍，而當受試者成功克服誘餌效應並做出公正的選擇時，與抑制強勢反應（prepotent responses）有關的右額下回（right inferior frontal gyrus）會與紋狀體的連結更緊密。該實驗進一步透過TMS刺激受試者腦部的右額下回，使其暫時無法運作，發現受試者較對照組更容易受誘餌影響，出現俗稱「腦波弱」的現象。黃貞穎教授表示，過去神經經濟學的研究已揭示決策行為與腦部神經運作的相關性，而探討決策行為與腦部神經機制的因果關係與機制，是未來神經經濟學的重要趨勢。
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<h2>小心，大腦洩密你說謊</h2>
臺北醫學大學心智意識與腦科學研究所所長曾祥非教授表示，電影中常見的測謊，是透過受試者的心跳和膚電來判斷是否心虛有罪，但並非所有說謊者都會緊張，所以容易造成誤判。1970、80年代，心理學家在硬體不變的情形下，透過改變問法，為測謊帶來突破。
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近年來，科學家開始用fMRI跟腦波做測謊的研究，曾祥非教授的實驗室就透過腦波進行2種不同的測謊實驗，第一種是讓受試者看兇案現場照片，觀測其腦波變化，並透過模擬兇手、目擊證人等不同視角的照片，研究視角對誤判之影響。後來，警方回饋表示，罪犯招供後他們其實會繼續追問其他線索，抓出背後的犯罪組織。但受試者認罪後會開始亂編故事，混淆視聽。因此，曾祥非教授的實驗室發展另一項技術，透過偵測受試者前額葉的腦波作為謊言的指標，曾祥非教授表示，「說謊者為避免露出破綻，就越需要記得先前說過的謊言，所以當問題越問越多，其腦力負荷就會增加，透過腦波就可以看出受試者在編故事。」然而，他也提醒，心智負荷高的人不必然是在說謊，有可能是在努力回想真相，所以目前的研究成果若要應用於辦案，仍有許多待改進之處。
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<h2>神經科學在法治層面的影響</h2>
提到神經科學對社會的影響，曾祥非教授以測謊的角度切入，提到在法庭上，醫師擔任專家證人時，因過去的醫學訓練不允許有一絲的偽陰性，因此容易讓無辜者陷入險境，但大多數的法官、律師或檢察官則較傾向「寧願放過罪犯，也不願錯怪無辜」，這是雙方在觀念上的相異之處，他呼籲各界多互動交流，彼此了解，而心理學、神經科學界也可共同探討此議題。
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另外，他分享近期調查的案例，一名運動員10年前車禍失明，但肇事者跟拍後卻發現他可以丟飛盤、寫字，便告他詐欺，結果該運動員不只要償還理賠金，還被判坐牢，轟動社會。後來曾祥非教授的團隊受委託來判斷被告是否真的視覺皮質損傷，透過腦波測謊及MRI觀測的方式，發現被告雖然沒有傷到眼睛，但卻無法看到任何訊息，估計是傷到腦部的視神經，只能靠其他感官線索填補視覺的不足，才能繼續正常生活。由此可見，神經科學對於法律判決的影響，其實比一般人所想的還深遠。
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<h2>神經科學再突破，除了跨領域合作也需法規來守護</h2>
神經科學的進步，讓人類得以一一破解精神疾病、腦內各種情緒反應與生理機制等醫學上艱困的挑戰，然而，醫師、教授們也不約而同地提醒，如何順應數位時代的發展，透過物聯網、AI及數據分析等科技，並結合跨領域的人才與資源，提供臨床上更精準的診斷與治療，以及面對腦科學的突破性技術時，如何制定或調整法規以保護人民的權益，都是後續值得關注的重要議題。
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（客座總編輯 <a href="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/">| 長庚醫療財團法人生物醫學轉譯研究所／特聘講座教授 華瑜、國立中央大學生醫理工學院院長 / 認知神經科學研究所講座教授 阮啟弘</a>；研究顧問團隊 | 臺大醫學院副院長／臺大醫院神經部主治醫師 謝松蒼、中央研究院生物醫學科學研究所副所長 陳志成、國立臺灣大學心理系特聘教授兼系主任 周泰立、臺北醫學大學人文暨社會科學院副院長／臺北醫學大學心智意識與腦科學研究所所長 曾祥非；責任編輯 | 段芊卉、葉于甄）

透過腦影像、腦波分析等技術，解析人類大腦的奧秘，重新定義了精神疾病、揭示人類決策行為背後的神經基礎。

神經科學除了在醫學上的應用外，社會應用上則以測謊的角度切入，協助警方辦案。