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冷酷與溫暖之間:關於八隻米格魯與實驗動物的科學討論

PanSci_96
・2014/01/17 ・6754字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

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台灣動物社會研究會今(14)日召開記者會,為八隻被用於「藥物動力學」實驗(PK)長達八年,八年來不見天日、健康狀況不佳,又差點可能被轉手賣到另一實驗室進行其他實驗的米格魯犬找家。【圖片來源:台灣動物社會研究會】
台灣動物社會研究會1/14日召開記者會,為八隻被用於「藥物動力學」實驗長達八年,八年來不見天日、健康狀況不佳,又差點可能被轉手賣到另一實驗室進行其他實驗的米格魯犬找家。
【圖片來源:台灣動物社會研究會】

整理 / C編

前情提要

根據2014年1月14日台灣動物社會研究會所發布的記者會及新聞稿指出,台灣動物社會研究會這次的議題將從八隻八年不見天日的米格魯實驗犬,看台灣「動物實驗」管理制度缺失,請民眾伸出援手,讓牠們擁有實驗室外的春天!隨後開始有各家媒體報導了此件事件,引起廣大迴響。PanSci本著以科學理性討論社會大小事的原則,在1月15日下午於臉書專頁上進行此議題的討論

精彩回應節錄

PanSci  Z編:

動物實驗是個複雜的議題,但是像這樣訴諸悲情又缺乏多方觀點的方式引起大家關注,並無助於問題解決,只會加深大家對科學實驗的誤解,還有讓科學家更怯於向大家談論此議題。(z)

米格魯被實驗8年 身心都是病

黃寶誼:

我希望有人可以為線蟲和果蠅講話!

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金山豆:

因現實迫切需要做動物實驗是一回事,是否依循良好的照護原則對待實驗動物、執行動物實驗,則是另外一回事。這篇文章指出台灣許多動物實驗機構沒有完善的實驗動物照顧體制與設備,其實是切入正確的面相,並非情緒性的論述。

事實上在台灣因為研究經費短缺、研究人員訓練不足,以及實驗動物學理觀念落後貧乏,許多執行動物實驗的研究單位所執行的動物實驗是相當粗糙而充滿疑點的。比如說文中提到的獸醫照護系統,在大多數研究機關都是聊具一格甚至付之闕如。缺乏適當動物照護體制除了動物福利議題之外,更重要的是連帶實驗與研究的品質大打折扣。比如說台灣大多數研究單位進行長期實驗的動物(如本文中提到的米格魯),都有各種慢性疾病、感染、營養不平衡等等症狀,但缺乏專業人員的監控管理,來維護良好飼養與實驗環境。這是非常值得去深刻檢討的問題 – 這種失去良好環境控制的實驗條件,能得到可信的研究數據嗎?

雖然基於人類本身許多急迫的需求,必需讓實驗動物無條件地犧牲,但盡可能地減少實驗動物使用的數量 (Reduction) ,以及實驗過程中所帶來的痛苦,並不斷改良實驗技術達到以上目的 (Refinement),或甚至取代動物實驗 (Replacement),是所有相關研究人員都應該謹記在心奉行無渝的核心概念。這一點台灣當前的動物實驗環境,有非常巨大的進步空間應該要檢討。

實驗大白鼠
實驗大白鼠

PanSci Z編:

我是z編,謝謝大家對事件補充許多觀點和資料。我引用這篇報導並不是要針對這篇報導,而是要針對這事件討論,所以在比較多家報導之後,選擇引用帶著較少情緒的中央社的報導來討論。

我認為這事件有幾個層次要分別探討,不能混為一談:
台灣動物社會研究會在記者會上表達的是他們看到也想展現的「事實」,但那未必就是全部。舉例來說,報導提到米格魯伸手給打針其實是很多圈養動物都會有的訓練,即使不是為了實驗而是健康檢查。

除了多了解從記者會看不到的事實之外,再來才有基礎可以討論「是否有妥善照顧實驗動物」,這就是除了制度之外,實際執行面該被檢視與檢討的地方。

接下來才是更大的議題,像是:動物實驗該不該作?怎樣的實驗該做怎樣又不該作?
這些該被正視的問題都不是單方面引起大眾注意就能解決的。假如沒有一個科學家與民間團體對話的機會,那麼當下一次禽流感、狂犬病再度爆發,急迫需要動物實驗時,又會因為這些懸而未解的爭議誤了防疫的時間。

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Matt Yang 回應:

我很想知道Z編能否多指出缺乏的現實是哪些方面,除了伸出手打針的訓練之外,是否還有其他方面。老實說我還真的沒聽過有這種訓練,我相信許多人也沒聽過。也許我們非專門領域的人,還請 Pansci 幫我們科普一下。

另外Z編引用的是媒體報導,卻非引用原單位的報導,若想評論的是事件本身,為何不引用原始官方報導?或許更能聚焦在事件本身,而非是媒體切割過得現實。只寫兩句話把科學無法進步的大帽子扣到人家頭上,也有點太簡短了。留言的許多粉絲也都是這樣。


我認為台灣動物社會研究會的提出的重點在動物實驗申請、審核與監督,這是最基本的程序問題。我想連最基本的都無法搞定,要在繼續往下討論就更難了。

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Chang Chih Pan 在我看來,這是一種無法聚焦的對話,一邊是希望對方先了解其科學實驗的本質(有的實驗有必要性,有的則無,而有些訓練與用藥無法避免),以免一概而論(Z編)。 而另一邊則是希望對方先站在動物的權利上,不過要怎麼判定如何為合理的運用實有難處,不同學者也有不同聲音,可見爭議之大。

Mizuho Takashima 會被懷疑或質疑誤導、煽動受眾情感的有幾點 (也因為這些,讀者的第一印象,重點很可能不在實驗動物監管不良,也會導致動物實驗結果失準):實驗米格魯八年不見天日,動社呼籲加強稽查動物藥物實驗管理

1. 先看新聞照片,這些米格魯有做得像是大鈴鐺與緞帶結,但乍看像似人類衣服的名牌(緞帶結看似領結),牠們面前還放著仿人類言語的標語:你真的不覺得好像看到少年穿著西裝在法庭作證嗎?

2. 這些米格魯取了類似人類的名字,而且講述者刻意用類似人類的名字指稱實驗動物。

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3. 報導如果不是記者忽略未提示 “伸手是基本的實驗動物訓練”,就是記者會的主辦方做出這樣的陳述:由於長期被關在實驗室,這些米格魯行為出現異常,動社委托台大動物醫院診療時,牠們一反動物習性,不僅乖乖翻出肚皮,聽到要打針時還會自動伸出手這樣的陳述 會讓讀者覺得 “這些米格魯被關到心理扭曲” 而不是 經過特別訓練。

4. 講述者採用類似人類的描述來描述這些實驗動物:「這隻叫大衛,雖然很安靜,但看到同伴要被打針,總是第一個挺身而出」、「這是法蘭克,腿最短的一個,很會撒嬌,把牠的飯拿走牠會哭給你看」這樣的作法,懷疑論一點、惡意一點的傾向認為是利用人類心理的新聞操弄是自然的。善意一點,則是推測主辦單位的人習慣於且相信 (實驗)動物應該被類似人類地對待。

Lei Yao Chang:

1.很難有動物實驗計畫書需求8年的實驗”動物照護與使用委員會或小組”會給他通過。Reuse/Reduction到這種地步,至少在現行的國際規範或國內動保法下是很難發生的。

2.文中用台灣的動物實驗設施的數量比英國還多暗示台灣實驗動物的濫用,但是事實上,要不是該研究會不夠努力,不然就是記者不用心,英國去年底才發了一篇新聞,光愛丁堡大學本身,一年就用掉了約22萬隻實驗動物(P編:請問出處?),這數量已經大約是全台灣的1/4的消耗量,點多重要還是消耗數量重要? 消耗數量重要還是計畫合理審查與執行重要?

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3.狗狗一身病,文章幾乎是連接到8年的受苦所造成的,這可能性不是沒有,而且還可能很大,但是8歲的一般狗,一般也是一身病了,這和實驗動物該不該使用一點關係都沒有,或是實驗造成一身病之間,其實這個案子並沒有確定的證明,可是文章就這樣暗示了。

4.打針了,舉腳轉頭。這要一般讀者怎麼忍心。但是在實驗動物中,這樣的反應反而是保護了動物,降低了痛苦,因為這表示動物經過了訓練,降低了需要強制保定造成的緊迫與痛苦,也降低了實驗失敗需要重來的二次危險與痛苦。問題不是這樣表面,身為這領域的研究會,不該連這些都不懂吧。如果要光推銷同情心,那先去屠宰場為那些雞豬牛說說話吧,人家活的好好的,幹嘛給他們死。如果要這樣過度簡化的話。

5.但是對於動物福利精神的維護與要求增進台灣不完善的各別實驗單位或是管理小組這部分,我是支持的。

Lei Yao Chang 接著補充:

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實驗單位的數量並不該是重點,這要看各地的生態,台灣有被納入查核的實驗單位213個是包含了學術單位與私人企業,台灣有數量眾多的大學,與研究單位,光這些單位就佔了不少的各自需求,另外台灣的私人單位,比如醫藥食品檢驗單位,沒有他們怎麼確定東西沒問題? 台灣還有數量眾多的生醫產業,很多都需要進行動物實驗,這要看台灣本地的生態而定,而不是看幅員廣闊,那英國怎麼沒有台灣多的電子公司?不是嗎?

動物實驗看的是是否合理使用,方法,數量都該經過專業的委員審查通過,並且在合格的飼養照顧與實驗規範下進行,這才是重點,而不是看各種數量而已,那反應不出真實面。今天你不用這些狗,也是別些狗被拿來作實驗,這樣的無解迴圈,只會讓人類的同情心無法找到出口。

最後哪個實驗動物不命苦? 被飼養的豬生下來只有6個月不到就要死,誰不苦,但是這就是目前我們生存所會面臨的需求,今天你不殺豬,也是別人殺給你吃。

實驗大鼠/紐西蘭大白兔
實驗大鼠/紐西蘭大白兔

Matt Yang:

訴諸悲情?缺乏多元觀點?建議您先看一下原文
台灣動物社會研究會是台灣最不悲情的,最理性的動保組織之一了。

Imp Hung:

享用實驗動物犧牲所帶給我們的健康生活,同時抨擊替我們作實驗的人,不懂這些人腦袋裝甚麼

鄭茹心:

認同!看了這篇報導我生氣,但氣的是那個研究會!

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葉宸瑋:

等到大家都不吃藥的那天,我猜動物實驗就停止了,現在已經有3R的機制,目的是要盡量減少動物實驗需要的動物量,而且要心存感恩,既然大家都需要用藥,動物實驗我猜就沒有停止的一天。

Meimei Chen:

所以台灣動物社會研究會說的不是事實嗎?即便是不得不為的惡,也應該要有善待這些動物的處理方法,動物實驗確實有存在的必要性,但被犧牲的動物不被善待這樣合理嗎?這只是最基本的人權概念而已,得到利益的相關單位和人類難道不該負責?合情合理,應該是人類和動物都該得到的基本權利吧。將動物安樂死確實是最省成本最能減輕他們痛苦的方式,但是,身為一個人,我們真的能夠冷血自私自利到這樣的程度嗎?今天這些為動物發聲的人在乎的是這一點的冷酷,這樣就說人家是用悲情在反對理智的思考,扣這種帽子也未免不合理了。

Mizuho Takashima:

其實那篇報導要表述成「理性客觀」只需要一點修改,記者的文字功力略欠。文中有一提到:研究會強調,獸醫攸關實驗機構所做實驗,是否依照3R原則(取代、減量、精緻化)進行,[…];未做到3R,實驗正確度也會受影響,因此主張主管藥廠的衛福部也要參與實驗機構查核。

如果強調「實驗用米格魯 身心條件控管不良,疑影響實驗正確性 — 台灣動物社會研究會帶著8隻被實驗8年,心、脾、腎都是病的米格魯,召開記者會,質疑動物實驗監控不力,可能影響實驗正確性,(以下為設想狀況) 危害家畜或大眾健康,並使得實驗用動物 不僅遭受不人道待遇 甚至 形同白白犧牲。」這樣感覺就不同了。呃,當然,被報導的台灣動物社會研究會,也要採取這樣的路線才能這麼報導。

Shu-yi Lee:

有實驗動物要找領養的可以去無動物實驗日用品這邊po

廖宏偉:

基本上這報導的問題是沒有兩方的論點吧。研究會提出的做法跟監督的改善我很同意,但是通篇都是以台灣實驗動物過著很淒慘的生活為主來報導,卻沒有指出為什麼這些實驗動物是必要的,是該給這些動物一個更好的環境,但報導給人的感覺會變成動物實驗壞透了。

Peggy Chen

N次推薦好書–為什麼狗是寵物?豬是食物?:人類與動物之間的道德難題

結語與發想

關於實驗動物的議題,近年來引起大眾的廣泛討論,尤其是在去年,當時要了解鼬獾狂犬病病毒是否會傳染給狗,農委會決定找14隻米格魯注射從染病鼬獾體內得到的狂犬病病毒,引起極大反彈。先看看這段經典的影片,敘述米格魯實驗犬第一次走出戶外,怯生生踏上草皮的放風時刻。

 

看完影片的你,是否覺得這些狗狗怎麼那麼可憐?從來沒接觸過草地?讓人感到心疼無比?怎麼會這樣對待牠們呢?但進一步再想想看,這故事的背後,是不是應該是存在了其他特殊因素呢?

台灣動物社會研究會對於動物權和動物福利貢獻了非常多心力,這次的議題主要重點是要藉由此八隻米格魯實驗犬,看台灣「動物實驗」管理制度缺失。一般媒體習慣以叫聳動的標題吸引讀者目光,因此在這邊就不再討論其他媒體的報導內容。再看一次台灣動物社會研究會所發布的新聞稿,可以看到以下的文句「···為八隻被用於藥物動力學實驗長達八年,八年來不見天日、健康狀況不佳,又差點可能被轉手賣到另一實驗室進行其他實驗的米格魯犬找家。···」、「···台灣尚無實驗動物送養、安養機制,在計畫結束後,往往是被安樂死,或再被轉用於其他實驗。···」這樣的文句,如果沒有加以解釋備註,是不是容易造成誤解呢?貌似米格魯實驗犬被莫名的囚禁在不見天日小房間裡、沒有被好好照顧害得他們一身病痛、實驗結束還不負責任想要任意轉手或安樂死?

然而事實真的是如此嗎?如果其他媒體再加以咀嚼改寫、節錄之後,原本的立意和述求,是不是也容易被模糊了?經過這些議題後,大家可能有聽過動物實驗3R倫理原則(確無替代方法、最大限度減量與動物福利最佳化),也部分大眾接受了實驗動物是必要之惡。試想想看,這些米格魯實驗犬為何會關在室內呢?如果牠們可以正常在外頭溜搭、接觸到其他動物或人類,是不是就會有得到感染病的風險呢?這樣對於實驗來說,是非常糟糕的,會造成實驗的誤差高不準確,也多了許多變因。如果實驗失敗了,那這批米格魯實驗犬是不是白費了呢?

另一方面,實驗結束後,為何研究人員對於這些米格魯實驗犬貌似不負責任、利用完就脫手或甚至殘忍的將牠安樂死呢?目前實驗動物送養、安養機制確實非常不完善,而這些動物們多半有手術或使用藥物過,安樂死的確是標準流程。收容所的流浪動物其實已相當飽和,在這樣的條件之下,一方面實驗動物多半從出生就待在較乾淨無菌的飼育空間裡,如果到了收容中心可能會抵抗力較差、容易得到病痛,另一方面流浪送養都已經很困難了,再加入這些實驗動物,實在是無法負荷。

台灣動物社會研究會提出的「動物實驗管理制度漏洞」【圖片來源:台灣動物社會研究會】
台灣動物社會研究會提出的「動物實驗管理制度漏洞」【圖片來源:台灣動物社會研究會】

C編本身也做動物實驗、修過實驗動物學、還超級喜愛狗狗貓貓。我認為台灣動物社會研究會提出的訴求:「重視動物實驗替代方法的研發、推廣,嚴格審查實驗計畫,避免動物的誤用、濫用與犧牲!」,的確是有其必要,但新聞稿的發言遣詞除了能強調訴求、引起重視之外,是不是也要注重對於容易造成誤解的部分,加以解說、指導,再加上更多方專業人士的意見,以避免誤解和錯誤刻板印象的產生呢?

其實,在國家實驗動物中心的部分,已設置了動物實驗管理小組,明確規定動物實驗審查流程,也非常注重動物福祉的議題。除了國家單位外,其他單位呢?像國內第一所通過「國際實驗動物管理評估及認證協會」認證之教學研究機構-國防醫學院動物中心,也具有完善的動物實驗相關規定:操作者必需通過動物實驗資格相關的筆試和實作、申請實驗及代養、動物環境豐富化、例行健康監測、足夠數量的獸醫固定巡查等。相信研究人員對於實驗動物的重視和要求,也不亞於其他人士;而朝夕相處的實驗動物更是重要data來源,絕會好好留意、照顧牠的健康情況。如果有替代方案能夠減少實驗動物的使用,研究人員更樂意減少花費和極費神、費力的動物實驗的。

實驗小鼠-裸鼠
實驗小鼠-裸鼠

【延伸閱讀】

【參考資料】

  1. 社團法人台灣動物社會研究會
  2. 財團法人國家實驗研究院國家實驗動物中心
  3. 國防醫學院動物中心

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?
胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

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反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

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人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

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參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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超過 50% 的癌症研究實驗無法被重現?RPCB 耗時 8 年點出「再現性危機」
Yiting_96
・2022/01/14 ・2375字 ・閱讀時間約 4 分鐘

你聽過科學研究的「再現性」(reproducibility)嗎?如果一個科學研究結果具有再現性,代表它可以被另一個研究團隊,以同樣的控制條件、操作步驟進行重複測量,並獲得與前人相近的結果。這也代表著這項實驗是可以被驗證的,該研究的可信度也越高。

近年來,許多領域都開始重視科學研究的再現性問題,例如 2015 年由科學開放平台(Open Science Framework, OSF)發表在《科學》(Science)的一篇心理學實驗再現性的研究,就重複了三個重要的心理學期刊,包括 Psychological ScienceJournal of Personality and Social PsychologyJournal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition 在 2008 年間發表的 100 個研究,結果顯示僅有 36%的研究具有統計顯著性[1]

而在 2016 年刊載於《自然》(Nature)的一篇報導中,團隊以線上問卷調查了 1576 位研究者,發現有超過 70% 的研究者,無法重現其他科學家曾經做過的研究結果;更有超過 50% 研究者無法重現「自己的」研究結果[2]

再現研究論文時,會遇到哪些困難?

同樣的科學研究再現性驗證也出現在生醫領域。一項由 RPCB(Reproducibility Project: Cancer Biology)團隊耗資 200 萬美元、歷時 8 年,嘗試複製各大具影響力的臨床前癌症研究,其結果於去年(2021)12 月發表於 eLife[3]

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在看這項研究結果之前,或許我們可以先了解 RPCB 究竟是何方神聖?RPCB 是一個由非營利組織「開放科學中心」(Center for Open Science)與學術平台「科學交流」(Science Exchange),在 2013 年開始合作執行的一項計畫。團隊期望能系統性地重現出 53 篇於 2010~2012 年間,刊登在知名期刊《自然》、《科學》、《細胞》(Cell)中的臨床前癌症相關研究。

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非營利組織「開放科學中心」的標誌。圖/RPCB

即使一開始團隊預計重複 53 篇論文中共 193 項實驗,但最終能成功執行的僅有來自 23 篇論文裡的 50 個實驗,且仍使該計畫延宕了五年才完成。為什麼理想這麼豐滿,現實卻如此骨感?研究團隊在論文中提到了幾項實驗再現的困難與挑戰,例如:

  1. 許多原始論文缺少敘述統計(descriptive statistics)和推論統計(inferential statistics)的關鍵數據,像是效果量(effect size)、統計檢定力(power)等資訊,儘管團隊聯繫了原始論文的作者,仍有 68% 的數據無法取得。
  2. 在這 193 項實驗中,沒有一個具有足夠詳細的說明,令團隊能設計出重複的實驗步驟。這使得他們不得不轉向論文原始作者,以尋求更進一步的實驗建議,而在詢問的過程中,約 26% 作者給了極大的幫助,而有約 32% 作者對實驗完全沒幫助(或是無任何回應)。

癌症研究實驗的再現性僅 46%?

在缺乏合作、需要詳細檢查並調整實驗步驟的情況下,研究團隊平均需要花費 197 週的時間才能複製出一項實驗。此外,每複製一次實驗的成本高達 5 萬 3000 美元——大約是原先預估花費的兩倍,因此再現 193 項實驗的雄心壯志終究無法達成。

那麼這項耗時 8 年、斥資百萬的實驗再現性研究,給了我們什麼結果呢?

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根據團隊在 eLife 發布的第二篇論文顯示,這些臨床前癌症相關研究的實驗再現性僅有 46%,且平均的統計效果量也比原始論文低了 85%[4]

在這些被再現的實驗中,原始研究效果量大的往往更容易被複製,而動物實驗則是再現性最差的,這可能是因為在生物體內(in vivo)實驗的效果量,大多低於體外(in vitro)實驗。

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RPCB 團隊發現,再現一個實驗需要將近四年的時間,且成本是預想中的兩倍,無法完成 193 項實驗。圖/Pexels

只做一次的再現實驗,公信力足夠嗎?

發表在知名期刊上的臨床前癌症研究論文,其實驗再現性居然不到一半,這對於生物醫學相關領域的研究者來說,無疑是一項沉重的打擊。

不過僅憑一次的再現實驗,就評斷一項研究的公信力,對這些研究者來說公平嗎?其中一位研究無法被 RPCB 再現的學者就表示:「他無法確定這些一次性實驗有多少價值。」而那些被選中重現的實驗,當中也不乏已經開始進行第二期藥物臨床試驗的研究。同時也有研究者指出,RPCB 在複製實驗時使用了與原研究不同的細胞株(cell line),也並未在實驗中進行三重複確認最終結果[5]

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若能使用相同細胞株並進行三重複,應該能減少再現實驗的誤差。圖/Pixabay

針對這些指控,RPCB 說明這項計畫的目的,並非藉此斷言某些特定研究是無用,或需要被停止的,而是為了點出現今研究的再現性危機(reproducibility crisis),以期望找出相對應的解方。目前也有一些提升研究再現性的方法被提出,像是以盲性研究(blinding)進行體外實驗或動物實驗、採用更大的樣本量、更嚴謹的統計分析方法,以及研究計畫的預先註冊制度(preregistration)[註 1]

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雖然這項大型研究充滿著許多爭議,但也提醒了各領域的研究人員:對於自身研究的每個步驟、統計方法等,都應更加詳盡、仔細的記錄。除了能使後人有辦法針對已發表的內容,進行深入探討外,亦可以提升該實驗被再現的可能性,增加研究的公信力。

而看完文章的你,對於科學研究的再現性又有什麼看法呢?

註解

  • 註 1:研究計畫的預註冊是指研究者在進行科學研究之前,先對他提出的假設、方法、分析方式上傳到註冊機構,經由該單位的期刊編輯、同儕審查通過後,再進行研究的一種做法。

參考資料

  1. Open Science Collaboration, Estimating the reproducibility of psychological science, Science, Vol 349, Issue 6251, 2015. https://www.science.org/doi/10.1126/science.aac4716
  2. Monya Baker, 1,500 scientists lift the lid on reproducibility, Nature, volume 533, pages452–454, 2016. https://www.nature.com/articles/533452a
  3. Timothy M Errington et al., Reproducibility in Cancer Biology: Challenges for assessing replicability in preclinical cancer biology, eLife, 2021. https://elifesciences.org/articles/67995
  4. Timothy M Errington et al.,Investigating the replicability of preclinical cancer biology, eLife, 2021. https://elifesciences.org/articles/71601
  5. Asher Mullard, Half of top cancer studies fail high-profile reproducibility effort, Nature, 09 December 2021. https://www.nature.com/articles/d41586-021-03691-0
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Yiting_96
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在鳳梨田裡唸生科的人類,畢業後意外走上了科普路,目前還在緩慢前行中。喜歡有趣怪知識、諧音爛笑話,還有床。