LMSSitesePortfolioRegisterLogin
臺大真好玩_[信20] 當生命科學與社會科學相遇
by 陳怡蓁, 2012-09-19 09:55, Views(665)

給臺大學生的電子信20

當生命科學與社會科學相遇

 

生命科學(life science)與社會科學(social science)的互動過去不是都沒有,但是現在的互動我相信是有些特別的因素,就是:現在有基因體科學、有神經科學,以及生物資訊,這些是過去較少的東西。我相信這個時候生命科學與社會科學的互動,應該要加進這幾個因素。另一個因素是,作為一個大學,過去我們產出的,大多是研究論文或書籍。但是,我覺得我們的Output其實不限於這兩者,也可以是一種藝術作品、一個展覽、一個會議,甚至是一個戲劇,這樣大學對社會的Impact應該會更大。

 

生物學3個發展主軸

基本上,人類是生物,從生物的觀點,雖然無法完全解釋人的行為,但是基本上,人不是生物的話,是不會有行為的。所以,我去查了一下human behavior biological basis。其中有一個寫的比較簡要的說法:human behavior biological basis就是self- preservation,就是要活下去。為什麼要活下去?目的就是要reproduction(生殖)。那麼怎麼活下去呢? 就是要,要greed,能拿的東西儘量拿。但是,人的貪,只要貪過頭,就會被社會唾棄,所以這兩者之間的平衡,是一個重點。生物學過去大概只有醫學院、動物系這些人在研究,但是最近有所謂biology literacy的說法,亦即生物學的知識是一般人必須具備的素養

到底生物學發展的主軸是什麼?其實有三個主要面向:第一個就是「遺傳」,第二個是「發育」,第三個就是「演化」。遺傳是指生物的性狀會一代一代傳下去;「發育」是我們如何從一個受精卵發展成複雜的生物體;還有,從百萬年或幾億年的眼光來看,我們的生命到底是怎樣變化的,就是「演化」。

 

現代生物學三個開創人物

生物學有3位非常重要的開創性人物,第一位是達爾文,他搭乘小獵犬號環游世界。第二位是孟德爾,他發現了遺傳的法則。這兩位是大家比較知道的人物。第三位則是摩爾根(Thomas Hunt Morgan),大家比較不熟悉,他是現代實驗生物學的始祖。

現代演化生物學的開創者Theodosius Dobzhansky講過一句非常出名的話:Nothing in biology make sense except in the light of evolution. 也就是說,生物學的事情,不用演化的眼光來看,是不會理解的。比如說,為什麼鼻子是長在眼睛的下面?大家為什麼沒有看過鼻子在眼睛上面的人?因為這些人在演化過程中不見了。演化的再延伸,就是最近所謂的:literary animal (文學動物):用演化的眼光來看文學創作,包括荷馬的史詩,還有傲慢與偏見,其實當中就是一場又一場演化的故事。

達爾文提出演化,提出天擇,不過一個性狀要能夠發生天擇,一定要先能夠遺傳。但是,達爾文沒有講遺傳,遺傳的法則是孟德爾提出的。他利用豌豆的實驗告訴我們,到底遺傳的法則是什麼。但是,誰是遺傳真正的player?這是摩爾根的發現。他提出的理論不是基因的理論,而是一個染色體的理論,他說:染色體上的基因就是遺傳和天擇的player。能夠了解這3位的貢獻,就能掌握現代生物學的發展。

 

人類基因體計畫

  要研究生物,一定要透過研究最簡單的細菌、酵母菌、果蠅、線蟲,這些無脊椎生物來了解,還有就是阿拉伯芥,這就是像我們在路邊看的到的咸豐草那樣的野草。我們本來認為人這麼複雜一定是因為基因多,結果人只有3萬個基因,而野草就有28千個基因,小蟲也有18千個基因,所以生物的複雜性,不是在於的基因多少,而是在於其調控。


人類的基因體已經定序完成了,接下來要往什麼方向發展呢?美國國家基因體科學計畫的領導者 Francis S. Collins寫了一篇文章:A vision in the future of genomics research

美國的建築巨匠萊特(Frank Lloyd Wright)的建築「落水山莊」(Falling Water)大家可能有點印象,Collins.就利用這個建築做骨架,提出了基因體未來發展的方向。這個3層樓的建築的基礎,就是Human Genome Project(人類基因體計畫)。我們可以從這3個層次去使用這個知識,第一個層次是 Genomic to biology,我們經由基因體研究去了解生物;再來是Genomics to health,我們經由基因體研究改革我們的健康,控制疾病;但是,還有一個更高層的,就是Genomics to society 。我們最高的期待是希望基因體研究能對我們的世界、我們的社會有所幫忙。房子一定要有柱子,而這間房子的6根柱子,大家可以看到trainingresource,還有ELSIethical, legal and societal implications)。

 

探索humanness

莎士比亞有一句話:what is past is prologue:過去的一切,其實只是將來的序幕。基因體雖然已經定序完成,但是這只是序幕。基因體序列和社會科學有什麼關係?其實不是只有定序人的基因體,最近學者把蜜蜂的基因體序列也定出來了。蜜蜂是一種非常社會化的生物,可以做到絕對的利他,工蜂都是雌蜂,會生蛋,但是自己的蛋,自己毀掉,這就是絕對的利他。我們希望從蜂群的社會行為和蜜蜂的基因體序去了解人類的社會行為。

尼安德魯人(Neanderthal)是一個重要的原始人類。最近科學家開始去定他們的基因體序列。基本上,智人(Homo sapiens)和尼安德魯人,在70萬年前就分歧了,不過大約3萬年前,智人與尼安德魯人可能有一個共存的階段。現在有個有趣的問題是,到底智人和尼安德魯人之間有沒有interbreeding(品種雜交)?相信這些答案對我們的社會的發展會有很重大的啟發。

我們最想了解的還是humanness(人之所以為人)。學者已經把黑猩猩的基因體序列定出來,這些序列只和我們差了1.23%,那麼,為什麼兩者會差這麼多?希望能藉由慢慢去比對人類和黑猩猩的基因體序列,去了解humanness(人之所以為人)。

 

腦科學

在這個時間點上另一個關鍵重點就是「腦科學」或「神經科學」,心理系的同仁已經在這個領域做了很久,只是我們現在才大夢初醒。研究腦科學並不是只為了一些疾病(神經病、精神分裂症或帕金森氏症),更重要的是所謂「認知功能」。在這方面,現在有一個很重要的工具功能性磁振造影(functional MRI, fMRI),它可以用來mapping(繪製)人在做某些動作或思考的時候,腦的哪個相對應的部分被激發。

目前學者甚至已經將「社會認知」(social cognition)這麼抽象的東西,對應到腦中的額葉皮質內側部分(medial prefrontal cortex, MFC)。MFC可以分為3個部分:後部(prMFC)是負責行動監測,下部(oMFC)是負責結果監測,最重要的是前部(arMFC),負責社會認知功能,包括(1) self knowledge:認知自我,「自我」這個字是非常有學問的字;(2) person perception:這個人是誰;還有最重要的就是(3)mentalizing,別人到底在想什麼?我在別人心目中是什麼?基本上,愈抽象、愈複雜的東西愈在腦子的前面,這是一個通則。腦科學研究甚至於延伸到冥想(meditation)的人腦子裡到底發生了什麼事?

 

透過「不可怕」的方式

過去在臺灣大學,很多人做「腦科學」方面的研究,但就是沒有一個整合的機制。2005年本校成立了「臺灣大學神經生物及認知科學研究中心」。我希望用比較藝術的眼光去推動神經科學的發展。我們的logo中,腦代表認知,杜鵑花代表臺大,神經細胞代表神經生物學。2006年的杜鵑花節開始舉辦神經科學影像競賽,希望能透過比較不那麼可怕的方式去推動神經科學。

最近我去日本名古屋,在地下鐵看到一個全國性的巡迴展,就是在推廣這些事情。我認為我們高研院的平臺,可以從這裡衍伸出一些東西。例如說,1998年在倫敦開始首演的一齣舞臺劇,劇名叫《哥本哈根》(Copenhagen),作者Michael Frayn用這個戲,對一個物理學的重要文件Copenhagen interpretation,去做一個呈現。劇本內容是兩位物理學大師Heisenberg Bohr的對話;主要是要去磨合「相對論」和「量子力學」。我們也有戲劇系,也有物理系,我們臺大是不是也能夠去演出這樣的劇本?

另外,有一位物理學家Nicola Tesla,他是Slovakia人,是磁力研究的先鋒。Slovakia最近就用他的名字當作他們國際機場的名字。去年是他150歲冥誕,他們依照他的傳記編了一齣舞臺劇,叫做Violet Fire。臺大也有音樂學研究所,大家也許聽過《莫扎特效應》(Mozart effect):聽莫扎特的音樂能夠增強記憶力,不過是否屬實還不是那麼清楚。臺大也可以從音樂學神經科學的交集去著眼。我想這類跨領域的東西應該最能夠呈現我們臺大是綜合大學的特色,這也是實踐科際合作的最佳方式。

 

兩匹馬:情緒與理性

最近有所謂的神經經濟學(neuroeconomics)。人類的心靈像是一個雙馬並轡的馬車,一匹馬叫做「理性」,另一匹馬叫做「情緒」,但是,理性往往是一匹小馬,情緒卻像一頭大象,所以看到一套LV衣服要價30萬,還是買了下去,因為情緒超越了理性。

我最近寫了一篇Islamism and Science”(回教主義與科學),回教主義者現在逐漸在回教國家當權,這些人對科學的態度是正面還是負面?文章裡面也有一些討論。當中涉及的是宗教、政治、科學、科技政策。有些問題,我們臺灣也有。這些都是社會學的領域,可見社會學對大家都有重要性。當今人類所面對的許多主要問題是屬於社會與經濟面。從橫掃回教世界的宗教基本教義(religious fundamentalism集體經濟安全(collective economic security地球暖化(global warming)以至於近年來的大流行疾病都少不了強大而神祕的社會力(powerful yet mysterious social force)牽涉到其中。因此有人認為21世紀的科學將是社會科學。由於社會畢竟還是人的集合,而無可否認的,人是生物的一種。生物學的元素,必然會給社會科學帶來新的發展契機,反之亦然。

傳統上大家好像認為醫學院都是超優秀的,其實我們醫學院大概都是停留在一個平庸(mediocre)的狀態,這是因為傳統的技術心態(technical mentality)所致。東亞的大學,幾乎都是為了技術而設立的,對於人文社會的東西相當忽視。其實技術是在人文社會的基礎上發展出來的。現在應該是我們正視人文與社會科學的時候了。