2017年阿貝爾獎公布 表彰小波分析理論提出者

【本刊訊】挪威阿貝爾獎(Abel Prize)於3月宣布2017年得獎人為法國巴黎薩克雷高等師範學院榮譽教授梅耶爾(Yves Meyer),表彰他對「小波分析」理論的貢獻,這項理論對於電腦訊號、數位信號等領域有相當大的影響。將於5月23日於挪威頒獎,得獎者預計可獲得獎金70萬美元。

梅耶爾於1939年出生於法國,並1966年獲斯特拉斯堡大學博士學位,之後於巴黎第十一大學擔任數學教授,後來又曾在巴黎綜合理工大學和巴黎第九大學任教,於2008年退休。於2010被授予國際數學家大會頒發的高斯獎,表彰他對數論、算子理論以及調和分析的基礎,以及多解析度分析的關鍵性貢獻。

他的研究內容包含理解複雜和變化形式的數學函數。小波分析與法國數學家傅利葉(Joseph Fourier)提出的傅利葉分析法相關,傅利葉可將複雜波形訊號轉換為簡單波形疊加,「小波(wavelet)」一詞是由法國地球物理學家莫萊(Jean Morlet)和物理學家格羅斯曼(Alex Grossman)提出,當時為分析地震波的新工具。梅耶爾在看到莫萊與格羅斯曼的研究論文後,立刻前往拜訪兩位科學家,投身小波研究。梅耶爾相當興奮,並形容在看到小波理論的過程感覺像是終於找到了家。1985年提出「梅耶爾小波」,越來越多研究人員投入相關領域研究,開創應用數學新領域。

許多領域都會大量使用小波分析轉換,包含分子動力學、天文物理學、地球物理學、光學、量子力學等。最常見的應用為影像壓縮,利用小波變換處理原始影像,再將處理後的數據編碼,得到有效壓縮,適用於非規則性訊號。小波分析也常用於音樂訊號分析、影像邊緣偵測、遙測影像分析、生醫訊號分析(如心電圖、腦波圖等)。
阿貝爾獎自2003年宣布開始頒獎,每年頒發一次,由挪威科學與文學院所頒發,被視為數學界最高榮譽。

新聞來源:http://www.abelprize.no/

柏拉木幼葉形成斑紋的原因

【本刊訊】野生動物在野外求生,為了躲避天敵因而在身上演化出了多種不同紋路或花紋,以便其增加存活率。而最近,由中興大學生命科學系與新加坡、美國的學者共同組成的團隊,則發現不只是動物有花紋來增加防禦,連植物也會有其現象。

研究發現,在植物當中的柏拉木(Blastus cochinchinensis)幼葉的白斑與動物身上的花紋功能相同,是提升存活的機會。除此之外,此斑葉形成的機制多達5種,其中2種為首次發現。而這項全新發現也刊登在《植物研究》(Journal of Plant Research)期刊中。

一開始,研究人員在野外調查時發現柏拉木有有斑和無斑的小苗,而且近一半的幼苗為有斑型。相較於秋海棠植物的斑葉大多能持續到成株,柏拉木的斑葉僅出現在幼苗期,是一種「幼年期斑葉」。而研究人員也表示這種白斑可提供視覺訊號,而白斑與其中心茸毛細胞內的晶體,可嚇阻草食動物達到防禦作用,所以柏拉木的幼年期斑葉具有演化適應的意義。
因此,這項實驗則深入研究柏拉木的葉片結構,並且再使用了東南亞的另2種斑葉植物加入輔助,分別是蜂鬥草屬的Sonerila heterostemon和彩葉孔雀薑Kaempferia pulchra共同研究,以探討斑葉的機制成因。結果發現,植物的斑葉形成的原因有2類,主要為色素(化學色)和結構(物理色)相關。

除此之外,造成柏拉木幼葉形成此白斑的機制則多達5種共同作用而成,包含了葉肉細胞、表皮細胞、細胞間隙、晶體與葉綠體變異,而其中晶體與葉綠體變異為這次研究所新發現的機制,相較於一般斑葉植物只有1、2種機制,此幼葉的形成明顯較多。研究團隊也發現越多的機制會使得這些作用有加強效果,可讓柏拉木斑葉呈現出的斑蚊更加明顯與耀眼。

而研究人員也比較了柏拉木無斑幼苗的綠葉和斑葉的白色區與綠色區的葉表特性,也發現了許多差別,包括了厚度、氣孔和毛狀物等。驚訝的是,在斑葉綠色區的光合作用表現竟然顯著高於綠葉,研究人員推斷可能是為了彌補斑葉白色區光合作用略低的作用影響,而有了這樣的現象發生。

此次的斑紋發現主要在柏拉木的幼葉中,研究人員也表示若在爬山時看到了柏拉木幼葉也不要因為美麗的斑紋而伸手去摘,因為在它們長大後這些亮麗的斑紋就會隨即消失,因此,在爬山時則透過眼睛觀察美麗的柏拉木幼葉,讓它們能夠順利健康長大。

新聞來源:中興大學,〈幼苗斑紋有助防禦 興大學者揭斑葉成因〉,2017年3月9日。

高穩定藻褐素和小分子褐藻醣膠 能輔助癌症與慢性疾病

【本刊訊】由臺灣褐藻醣膠發展學會主辦的第九屆臺灣小分子褐藻醣膠國際研討會在2017年3月5日舉行,邀請學者們發表臺灣小分子褐藻醣膠相關研究成果。

糖尿病是全世界最嚴重、最複雜的慢性病之一,罹患的人數在每年都逐漸上升。而在臺灣,因慢性腎臟病而需洗腎的患者,約大概40%的人是因為糖尿病所造成。在洗腎人口眾多的臺灣,若能夠找到一個能夠穩定血糖的好方法,或許能夠減少或延緩更多慢性疾病的產生。最近,由臺灣小分子褐藻醣膠發展學會所研發的小分子褐藻醣膠(Oligo Fucoidan)及高穩定藻褐素(HS Fucoxanthin),能夠有穩定血糖的功效。

由於臺灣海域附有大量的藻類資源,因此透過產、官、醫學研發共同攜手合作,篩選出了適合褐藻,再利用獨特的低分子化及包覆技術,製成高純度、高濃度的小分子褐藻醣膠及高穩定藻褐素。且在進行多項實驗檢測後,發現對於慢性病有輔助治療的功效。除此之外,也發現了臺灣小分子褐藻醣膠能顯著降低腎臟發炎、抑制腎小管間質纖維化,而高穩定藻褐素則能減緩腎小管細胞死亡,以提升腎臟功能。且透過動物試驗也證實了這2種保健食品能對於血糖有明顯下降的現象。

研究人員也表示傳統治療是以調降血糖為目標,部分藥物則是以提高胰島素分泌為治療手段,然而有時積極用藥卻會造成胰島細胞凋亡而面臨洗腎的結果。因此這項結果對於洗腎患者則是一大幫助。

除了與糖尿病相關的治療進展外,高雄醫學大學研究團隊也發現臺灣小分子褐藻醣膠能夠輔助大腸直腸癌病患。大腸直腸癌由於近年來高熱量、高指飲食的型態改變,使得臺灣盛行率不斷提升,是現代人的文明病之一。

因此,研究團隊先前利用細胞與動物實驗,發現了使用臺灣小分子褐藻醣膠後具有抑制癌症生長與轉移的效果。爾後,開始使用褐藻醣膠進行人體臨床試驗,受試者為接受化療及標靶藥物治療的轉移性大腸直腸癌患者,隨機分成實驗組28位,每天食用臺灣小分子褐藻醣膠;對照組26位,每日服用安慰劑,並在雙盲試驗下進行。

結果發現,有使用臺灣小分子褐藻醣膠的病人,疾病控制率可達92.8%,顯著比對照組增加約23.6%。透過此實驗發現,臺灣小分子褐藻醣膠搭配標準的化療及標靶藥物,可以有效提升轉移性大腸直腸癌病人疾病的控制率。而在這過程中,也沒有觀察到明顯的副作用發生。
未來臺灣褐藻醣膠發展學會會持續更多的研究,希望能夠幫助更多不論是慢性病患者或是癌症患者,改善生活或更完善的治療。

新聞來源:臺灣小分子褐藻醣膠,〈高穩定藻褐素及小分子褐藻醣膠 控「糖」降「脂」一起罩〉,2017年3月20日。