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白色斜塔_篇四[醫學研究]信027_烏鴉真的聰明嗎?
by 陳怡蓁, 2012-09-07 17:05, Views(661)

篇四【醫學研究】

 

給醫學生的信27

烏鴉真的聰明嗎?

【前言】

        身為臨床醫生,怎麼會無聊到關心烏鴉的智力呢?其實,我要談的重點是「神經科學」(Neuroscience);因為,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」。

 

 

  同學們,還記得伊索寓言裡面,那一隻聰明的烏鴉嗎?有一隻口渴的烏鴉想喝瓶裡的水,但瓶中水所剩不多,水位太低,烏鴉的尖嘴搆不到瓶底;由於水瓶旁邊正好有許多小石頭,於是烏鴉銜起石頭,一粒粒地丟到瓶裡,瓶內水面逐漸升高,聰明的烏鴉也終於喝到了水。

  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,想看看烏鴉到底哪裡聰明?衡量生物的智慧,一個很重要的指標就是─看牠有沒有使用工具的能力。

    猩猩確實擁有使用工具的能力,牠們會用樹枝挖出洞中的白蟻幼蟲,大快朵頤一番;那麼,烏鴉會使用工具嗎?科學家仔細觀察歐洲的Caledonean Crow,發現牠們會取用一種特別的樹葉,以鳥嘴將之啄為長條形,再以它為工具去挖取小洞中的昆蟲來食用;由此看來,烏鴉不僅會使用工具,甚至能製造工具(tool-making),證明烏鴉真的跟猩猩一樣聰明。

  在另一個實驗中,科學家把甫出生的烏鴉隔離飼養,不讓牠看到別的烏鴉在製造或使用工具,甚至也不讓牠看到人類在使用任何工具;但當烏鴉長成之後,竟然還是會用樹葉啄製長達13公分的條狀工具,然後用來挖取食物。

  這些觀察,顯示烏鴉確實擁有製造和使用工具的能力,而這個能力並非透過模仿與學習,而是牠的腦中天生就有這種能力;當然,在烏鴉群中長大的幼鴉,牠們製造的工具與成鴉製造的工具,相似度較高。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,則使牠能汲取別鴉的經驗。

  從演化上來看,鳥類與靈長類的分歧,是在三億年前發生。烏鴉與猩猩雖具有相似的智慧,兩者的腦部構造卻大大不同;前者腦子呈現同心圓的成長,靈長類則是一層一層地附加上去;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,可經由不同的腦部構造,達到殊途同歸的結果。

  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,我要談的重點是「神經科學」(Neuroscience);因為,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,就是指癲癇、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cognition﹝認知﹞、consciousness﹝知覺﹞、self﹝自我﹞等等所謂心智(mind)的部分。

    四十年前,我當clerk時,神經科和精神科是一家,即「神經精神科」,但後來便各自獨立,因前者是有實體的,後者則似乎是形而上的(metaphysics)。昔日,精神疾病幾乎就是瘋狂(madness)的另一種說法,人人視為忌諱,避之唯恐不及;日後由於CTMRI等影像工具的出現,加上藥物的進步,方使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又逐漸模糊,兩者都成為神經科學領域的一部份。

  前一陣子,我曾寫文章介紹向來以工程與物理見長的MIT (Massachusetle Institute of Technology),該校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。為何MIT以如此大的動作,從工程和物理跨入在我們看來虛無縹緲的神經科學呢?

  人之所以為人,差別在於人腦的進化程度較高;以肝臟、腎臟、心臟而言,人與豬幾無差別,人與豬八戒的主要差別其實僅在腦子。因此,解析人腦的結構、功能與運作,對人類的意義不會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,更用國防經費資助神經科學的研究,因只要能了解人腦,就不難預測甚至控制人的行為;所以911之後,恐佈份子的心裡、思想和行為,成了熱門的研究領域,此亦屬神經科學的範疇。

    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,人類已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,而投入神經科學這個領域,他們拿出看家本領即可應付,做來必定駕輕就熟。

  過去,我們一向把知覺(consciousness)、自我(self),歸入形而上的精神領域,但神經科學的發展,為這些「玄」學帶來生物學的基礎;例如,我們視為直覺的身體部位歸屬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,不用膝蓋想也知道。

  事實上,“body part ownership”的機轉,多少年來,一直是科學家探討的重點,因它是人類的知覺(consciousness)很基本的部份。去年科學期刊的研究,顯示身體部歸屬是多種感覺在premotor cortex的整合(multisensory integration in the premotor cortex);這是運用功能性核磁共振得到的初步結果。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。

  人類是依賴群體而生活在社會中的動物,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)的行為,沒有這個行為,就沒有人維持社會秩序,社會將亂成一團。例如,一個法官判一個殺人犯死刑,而殺人犯並無傷害法官的親人朋友,所以法官可能招來人犯同夥的報復,對他來說一點好處都沒有,但他還是做了宣判,這就是「利他性的懲罰」;藉此懲罰,可嚇阻人類社會最忌諱的殺人行為(homicide),而有利於整個人類社會﹝即利他(altruism)﹞;而法官、警察、軍人、老師……等行業的本質,其實都是在執行利他性懲罰。

    「利他」這個行為,早在300年前,喀爾文(Kelvin)已開始進行探討;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,腦子活動的的部分是紋狀體(Striatum),而這部分引起的感覺是「爽」;對生物而言,「爽」是比邊界系統(limbic system)所引發的「報酬感」(reward)還要正面的感

覺。由此可見,神經科學的發展,已逐漸揭開人類行為的神秘面紗。

  不過,醫學生們關心的大概還是一般的疾病;最近研究發現,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,即使是在傳統臨床醫學領域,神經科學的角色也愈見重要。

  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、林芳郁院長在去年1119的「台灣大學全面發展神經科學座談會」致辭時,不約而同地表示,「由於出身醫學院,一向以為神經科學只包含帕金森症、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,而台灣大學也有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;身為未來醫學界生力軍的你們,若能從現在起便重視神經科學,定能在不久的將來,在這個研究領域開闢出一片新天新地!