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給醫學生的二十封信_[信之二十]-烏鴉真的聰明嗎?
by 陳怡蓁, 2012-09-03 14:55, Views(1278)

給醫學生的信之二十

 

烏鴉真的聰明嗎?

 

謝豐舟

 

  你可記得伊索寓言裡面那一隻聰明的烏鴉?口渴的烏鴉想喝水瓶裡的水,但瓶子裡水不多,水位太低,烏鴉的尖嘴搆不到。水瓶旁邊正好有許多小石頭。烏鴉銜起石頭,一粒一粒地丟到水瓶裡,水瓶裡的水面逐漸升高。終於,烏鴉可以喝到了水。

  烏鴉真的聰明嗎?有人說,烏鴉跟人猿(Apes)一樣聰明。最近科學家做了一些實驗,來看看烏鴉到底聰明到那裡?衡量生物的智慧,一個很重要的指標就是,看它有沒有使用工具的能力。猩猩是確實有使用工具的能力,他們會用樹枝挖出洞中的白蟻幼蟲,大快朵頤。那麼,烏鴉會使用工具嗎?科學家仔細觀察歐洲的Caledonean Crow,發現它們會利用一種特別的樹葉,用鳥嘴啄成長條形,再利用它去挖取小洞中的昆蟲來食用。看來,烏鴉不僅能使用工具,甚至能製造工具(tool-making)。以這個觀點來看,烏鴉真的跟猩猩一樣聰明。

  在另一個實驗中,科學家把烏鴉從一出生就隔離飼養,不讓它看到別的烏鴉在製造或使用工具,甚至也不讓它看到人在使用任何工具。當烏鴉成長之後,竟然可以用樹葉啄製長達13公分的條狀工具,然後用它來挖取食物。

  這些觀察,顯示烏鴉確實擁有製造和使用工具的能力。這個能力並非透過模仿與學習,而是,它的腦子中天生就有這種能力。確實,在烏鴉群中長大的幼鴉,他們製造的工具與成鴉製造的比較相似。因此,我們可以推測,烏鴉天生具有製造和使用工具的能力,而後天的學習與模仿,使它能吸取別的經驗。

  演化上,鳥類與靈長類的分歧是在三億年前。烏鴉與猩猩具備了相似的智慧,兩者的腦部構造大大不同。烏鴉的腦子是呈現同心圓的成長,而靈長類則是一層一層地附加上去。但儘管構造不同,卻發展出同樣的功能。這意味著,動物智力的進化可以經由不同的腦部構造,達到殊途同歸的目的。

  同學們,你們可能認為身為臨床醫生的我,怎麼會無聊到關心烏鴉的智力呢?其實我在說的是神經科學Neuroscience)。21世紀最重要的科學領域,我可以很肯定的說,絕對是神經科學。傳統上,醫學院的師生腦子中的神經科學就是癲癇、腦瘤、帕金森氏症、阿茲海默症。其實,神經科學除了研究神經系統的構造、生理、疾病之外,還包括了cognition(認知)、consciousness(知覺)、self(自我)等等所謂mind的部份。四十年前,我當clerk時,神經科跟精神科是一家的,即神經精神科,但後來各自獨立,因為前者是有實體的,後者似乎是形而上的(metaphysics)。精神疾病幾乎就是瘋狂(madness)的另一種說法。因此,人人將之視為忌諱,避之唯恐不及。相反地,由於CTMRI等影像工具的出現,藥物的進步,神經科走上與內科相近的發展途徑。然而,天下事,合久必分,分久必合。近來,神經科與精神科的界限逐漸模糊,兩者都成為神經科學內的一部份。

  前陣子,我曾經寫文章介紹向來以工程與物理見長的MIT Massachusetle Institute of Technology)起用一位來自耶魯大學的女性神經科學家擔任校長,並投資3.75億美元成立McGovern Institute of Brain Research,全力投入神經科學的發展。何以MIT以如此大的動作,從工程和物理跨入在我們看來虛無漂渺的神經科學呢?

  人之所以為人,差別在人類腦子的進化。以肝臟、腎臟、心臟而言,人與豬幾無差別。人與豬八戒其實只差別在腦子。因此,解析人類腦子的結構,功能與運作對人類的意義不下於十五世紀的啟蒙運動(文藝復興+宗教改革)。不少先進國家,其實是用國防經費來支助神經科學的研究。因為,只要能了解人的腦子,就不難預測甚至控制他的行為。911之後,對恐佈份子的心裡、思想和行為,成了熱門的研究領域,這也是神經科學的範疇。在這樣的氛圍之下,加上基因體科學、生物學、工程學及資訊學的進步,人類現在已經開始具備解析人腦這個超級複雜系統的能力。MIT的數學家、物理學家、資訊專家及工程師一向以分析複雜體學見長。因此,投入神經科學這個領域使用的是他們的看家本領,做起來駕輕就熟。

  過去,我們一向把知覺(consciousness),自我(self)這些視為形上學,但神經科學的發展,卻為這些學帶來生物學的基礎。例如,我們視為直覺的“body part ownership”—為什麼我會認為我的手是我的,而不是別人的?我相信,你在台大醫學院問這個問題,八成會被大家認為你瘋了。我的手,當然是我的,用膝蓋想也知道。

  事實上,body part ownership的機轉,多少年來,一直是科學家探討的重點,因為它是人類的知覺(consciousness)很基本的部份。去年的科學期刊的研究,顯示body part ownership是許多種感覺在premotor cortex的整合(multisensory integration in the premotor cortex)。這是運用functional MRI所得到的初步結果。當然,對於知覺(consciousness)的研究還在起步階段,但總算有了比較客觀的開始。

  人類是以群體生活在社會中。要維持社會不崩解,很重要的一個要素是所謂利他性懲罰altruistic punishment)。沒有這個行為,就沒有人維持社會秩序,社會亂成一團。一個法官,判一個殺人犯死刑。這個殺人犯並沒傷害這個法官的親人朋友,法官判他死刑,有可能招來沒人犯同夥的報復。因此,法官判他死刑,對自己可是一點好處都沒有,還可能招來不測。但法官還是做了這樣的宣判,這就是利他性的懲罰,因為藉著這個懲罰,可以嚇阻人類社會最忌諱的homicide,而有利於整個人類社會(即利他:altruism)。法官、警察、軍人、老師其實都在執行利他性懲罰利他這個行為早在300年前喀爾文就開始探討。今天,藉由腦部顯影技術,科學家發現人類進行利他性懲罰時,腦子作用的部分是Striatum。這部分引起的感覺是。對生物而言,是比Limbic system所引發的“reward”感更正面的東西。神經科學的發展開始揭起人類行為的神秘面紗。

  醫學生們關心的大概還是一般的疾病。最近的發現顯示,許多所謂功能性腸胃疾病,其實也是管腸胃的神經系統脫線所致。因此,即使是我們傳統的臨床醫學領域,神經科學的角色也愈來愈重要。

  神經科學和遺傳學一樣,在台大醫學院向來不受重視。但誠如陳維昭校長在20041119日的台灣大學全面發展神經科學座談會致辭時,不約而同的說:「由於出身醫學院,一向以為“神經科學”只是帕金森症、阿茲海默症,最近才知道神經科學的範疇如此廣大,影響如此深遠,而台灣大學也許這麼多老師在神經科學裡默默耕耘。

  同學們!,校長和院長的感言道出了臨床醫生對神經科學遲來的認知與重視。同學們,可別輸給烏鴉。