關於唱歌的神經學

  從古至今，唱歌是人類一種用來表達自我的重要方式。究竟我們是如何擁有唱歌的能力的呢？究竟動人的旋律是如何產生的？以下讓我們看下去。

  首先，跟我們講話最相關的器官是聲帶，我們是藉由氣體通過聲帶的時候產生震動而發出濁音的。聲帶 (vocal cord) 位在喉部，氣管的上端。從外表看大約是在甲狀軟骨後面的地方，差不多是喉結後面。因為血管分布稀少，聲帶通常看起來是白色。它是兩片對稱的膜狀結構，男性約 23mm，女性約 17mm。因為女性平均聲帶比較短，所以一般而言女性的聲音比較高。

  控制聲帶的變化分成四種：張開、閉合、縮短、拉緊。張開聲帶的是後環杓肌 (posterior cricoarytenoid muscle)。閉合聲帶的有外環杓肌 (lateral cricoarytenoid muscle) 和橫杓肌 (transverse arytenoid muscle)，其中橫杓肌 (transverse arytenoid muscle) 也會拉緊聲帶。縮短聲帶的是甲杓肌 (thyroarytenoid muscle)。拉緊聲帶的是環甲肌 (cricothyroid muscle)。這些肌肉都是由第十對腦神經(迷走神經， vagus nerve) 的分支控制的，其中除了環甲肌由迷走神經喉上支 (Superior laryngeal nerve) 控制之外，其他的都是由喉返神經 (recurrent laryngeal nerve) 控制。

  人體的感覺從身體各處經由感覺神經傳到大腦的初級感覺皮質，經過其他感覺皮質分析，並統合各種其他神經訊號，最後由運動皮質發出指令，傳到身體的各個肌肉，完成動作。而感覺與運動皮質由身體各部位對應到大腦的位置有特殊的分布，稱為 cortex homunculus 。越精細的動作需要越多的神經來管控，所佔的大腦皮質範圍越大。

  人類跟其他靈長類很不一樣的一點就是學會了很精細的控制音調的改變。以前認為這樣的變化是因為喉部的解剖構造的改變，但是近年來發現可能是因為演化上關於發聲的神經有所不同造成。一般推測是皮質對於控制喉部肌肉的功能變得更好，所以可以產生各種韻律，進而加速人類發展出語言。

  目前研究已經發現兩個腦區跟喉部的運動有關。ventral laryngeal motor cortex (vLMC) 在 cortex homunculus 的底部，是其他靈長類管控喉部運動的中心。而另一個稱為 dorsal premotor region (dLMC) 的腦區也被發現可能是嘴唇和手的表徵。研究人員分析一般人在講話時不同腦區活化的程度，發現跟大腦雙側 dorsal premotor region (dLMC) 有關的是音高而不是喉部運動。這邊的神經控制短音調來表達強調句子中的特定的字詞。喉部皮質表徵控制清濁或是短音調來勾勒語調的部分被發現在其他不同的地方， dLMC 也負責控制歌唱的音調。最後，如果直接刺激 dLMC ，也會產生喉部的運動與不自主發生，代表 dLMC 在是大腦自主控制語調的腦區。

Reference: 10.1016/j.cell.2018.05.016

睡眠相關的精神疾患

案例一

王先生有嚴重失眠的情形，不僅睡不著還容易醒來，有時候半夜醒來會驚覺全身被汗水浸透。太太表示他有時候會醒著揮舞雙手。他說他要睡覺時沒有辦法關掉他的心智。他的工作是一個外交官，在世界很多有危險的地方工作。他從1993年開始失眠，那時候盧安達內戰，他開始他的工作。有幾次白天時，他會看到或聽到一些他知道那些不存在的東西，但這件事沒有造成他的困擾。

這是個典型創傷後症候群的表現。患者通常曾經歷或目睹一些嚴重創傷事件。有些人還會有幻覺，或是覺得自己靈魂飄出來的感覺。他們會反覆的被那個創傷事件相關的夢所影響，變得急躁，容易暴怒，也容易被驚嚇。通常他們很難睡著，也很難維持睡眠，就算睡著了，也很容易被那個創傷事件相關的噩夢給驚醒，有些人甚至會陷入恐慌狀態。如果做睡眠生理檢查會發現它麼的 REM 睡眠變得比較密集且時間較短呈片段狀。

治療必須考慮患著有沒有合併其他疾病，針對個別病患的情形下去治療。通常常見會合併憂鬱與焦慮疾患、睡眠呼吸中止、酒精藥物濫用。藥物治療的部分可能會使用抗憂鬱的藥物。其中特別要注意的是有些會增加體重，比如說 mirtazapine (Remeron)，它是個 alpha2A, 5HT-2, 5HT-3 的結抗劑，有抗憂鬱的作用，它曾經被用來治療睡眠呼吸中止，但是因為會增加體重，反而會惡化睡眠呼吸中止症。另外也有想睡覺的副作用。另外，Prozacin是中樞神經的 alpha1 拮抗劑，除了降血壓作用外，有研究發現可以減少這些戰爭相關創傷後症候群的作惡夢跟睡眠的問題。除了藥物治療，同時必須加上心理治療與認知行為治療才會有比較好的效果。

案例二

四十五歲的陳女士有很強的家族憂鬱症病史，五年來她有嚴重的憂鬱情形。白天容易覺得疲倦，沒有精神。她的 BMI 高達42。她曾經接受過心理治療，但是沒有用。她在 Epworth 嗜睡量表上的分數是 13/24。她單身，不知道睡覺時會不會打呼。因為睡眠問題，她被精神科醫師轉到睡眠中心評估是否需要加上安眠藥。陳女士認為，只要她失眠的狀況改善，她憂鬱的情形也會進步。

因為她有嗜睡的情況，加上肥胖，在 Berlin Questionnaire (柏林睡眠呼吸中止症檢測表) 的得分是2，屬於睡眠呼吸中止症的高風險族群。因此，醫師幫她安排呼吸睡眠檢查。

睡眠檢查：
睡眠的部分：sleep latency (睡眠遲滯期) 30 分鐘； arousal index (覺醒係數) 每小時15；slow wave sleep (慢波睡眠)占全部睡眠的0%；REM 睡眠占全部睡眠的15%；REM sleep latency (快速眼動睡眠潛時) 180 分鐘
呼吸的部分：Apnea-Hypopnea Index (睡眠窒息指數) 6；Apnea-Hypopnea Index (睡眠窒息指數) 是 25。

根據這個睡眠檢查的報告，陳女士患有睡眠呼吸中止的問題。雖然說整體的 Apnea-Hypopnea Index 在正常範圍內，但是她的 REM 睡眠時的 Apnea-Hypopnea Index 明顯增加。因此，關於她失眠的狀況，應該先考慮使用 CPAP 治療睡眠呼吸中止的問題，再來考慮是否需要增加安眠藥。
憂鬱症患者常常會睡不著，難維持睡眠，也會很早醒來。整個睡眠時間短，而且靜不下來，會做惡夢，睡醒不會有一天重新開始的感覺。如果憂鬱症的病人做睡眠檢查會發現整體上 sleep latency 比較長，但是 REM sleep latency 會比較短，但是 REM sleep latency 比較短不能拿來診斷憂鬱症。其他可能會有的發現包括：慢波變少、REM 睡眠的比例增加。

藥物治療方面可以分成第一代抗憂鬱劑與第二代抗憂鬱劑，都可以抑制 REM 睡眠。
第一代抗憂鬱劑包括三環及異環抗憂鬱劑（tricyclic and tetra/heterocyclic antidepressants, TCA）與單胺氧化酵素抑制酶（monoamine oxidase inhibitors, MAOI）可以非專一性的抑制神經突觸之間的神經傳導物質的代謝。其中 TCA 中除了 protriptyline 皆有鎮定效果，而 MAOI 大部分則會造成失眠。

相對於第一代是非專一性的作用，第二代抗憂鬱劑則是選擇性的作用在某些特定的受體上，包括選擇性血清素回收抑制劑 (Selective serotonin reuptake inhibitors, SSRI)、選擇性血清素與正腎上腺素回收抑制劑 (Selective serotonin and norepinephrine reuptake inhibitors, SSNRI)。不論 SSRI 或 SSNRI 都會有失眠副作用。另外， SSRI 可以抑制 REM 睡眠，可能會造成 NREM 時眼球慢慢地運動。

其他抗憂鬱的藥物，這邊就暫時不細細描述。

案例三

24 歲超重的王小姐因為白天無法維持清醒被轉診到睡眠中心。她說她整晚都醒著抽菸、喝咖啡，而且覺得急躁易怒。躺在床上總是會有聲音告訴她要幹嘛。快睡著的時候會有很清晰的夢，所以她不確定她那時候有沒有睡著。

這是一個思覺失調 (schizophrenia)症患者的症狀，跟猝睡症患者很像，都會有幻覺，但是思覺失調症患者的幻覺會不只一種感官上的幻覺，而睡覺前的幻覺則是睡眠疾患相關的幻覺。思覺失調症患者的幻覺產生是因為他們對於真實或是夢境無法區分。除了幻覺之外，思覺失調症患者容易有錯覺，思考也比較沒有組織。晚上可能會有嚴重的失眠。睡眠生理檢查會發現他們的睡眠效率很低、漫波會減少、一半以上的病人會有 REM sleep latency 減少、很多人會同時合併睡眠呼吸中止。

治療必須使用抗精神病藥物。不論典型或非典型抗精神病藥物都會減少 sleep latency ，改善整體睡眠時間，增加睡眠效率，但是對於 REM 或是睡眠慢波的影響則不一定。其中 clozapine 會減少睡眠慢波，而 respiridone 和 olanzapine 會增加睡眠慢波。