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海豚的超強肌力!

Scimage
・2011/02/16 ・595字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 564 ・九年級

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海豚的肌力之強遠超過人類,因此才能游得那麼快

每每看到影片中大型的魚類或是海豚在水中的泳姿,幾乎就像是在水裡的砲彈一樣,例如海豚的時速就可以達30公里以上。以往科學家不了解為什麼海豚可以游的這麼快,因為根據計算,海豚的肌力負擔不起那麼大的推動力。

之前有發展出利用分析氣泡的動態來評估游泳選手姿勢好壞的方式,方法是在水中注入很多氣泡,當水流動的時候,只要追蹤這些氣泡,就可以知道詳細的流場,然後就可計算出游泳物體對流體施的力。

利用同樣的方式,科學家現在也可找出海豚對周圍液體所施加的力。結果發現海豚肌肉的力量比以往知道大的多,最大可以施加上百公斤力,而人類最好的游泳選手大約只有30多公斤的力。影片中色彩代表了流場的速度,藍色代表流動的快的區域,而箭頭代表流向。

本文原發表於科學影像Scimage

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Scimage
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每日介紹科學新知, 科普知識與實際實驗影片-歡迎每一顆好奇的心 @_@!

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SmartReading 科普閱讀力大賽——打造新世代自主閱讀指標,培養學子適性成長!第三屆頒獎典禮暨第四屆賽事啟動!
PanSci_96
・2022/09/26 ・3811字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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108 課綱開啟全新閱讀素養時代。

科學素養不再侷限於考試的解題方法,學生閱讀科學讀物時,如何在氾濫資訊中找到高品質、適合學習程度的科學素材,是教育現場至關重要的課題。

臺灣師範大學 SmartReading 團隊將 AI 讀物難度分級技術,透過測驗、選書、閱讀、讀後回饋四大功能,完整記錄孩子的學習歷程,提升中小學生科普閱讀動機,成為自律自主的科普學習者。

臺灣師範大學於 110 年至 111 年間,與國科會、新北市、臺中市等單位合作,連續辦理三屆「SmartReading 科普閱讀力大賽」,每屆競賽歷時半年。競賽組別以國小三年級至高中一年級共分七個組別。參賽學校涵蓋臺北市、新北市、臺中市、臺南市、高雄市、花東等十九縣市,報名參賽人數累計八千餘人。

國立臺灣師範大學第四屆科普賽將擴大辦理,邀請PanMedia泛科學馮瑞麒總經理、數感實驗室賴以威教授、臺大科教中心賴亦德執行長,持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章。圖/國立臺灣師範大學

由系統建置適合學生閱讀的兩千多本科普讀物

競賽期間,參賽學生使用「SmartReading 適性閱讀」系統,透過精準快速的中文閱讀能力診斷,將閱讀程度與讀物難度適配。藉由系統已建置,適合國小三年級至高中一年級的 2,180 餘本科普讀物,不僅能激勵其學習動機,更可有效提升選擇的效率,降低科學閱讀恐懼。第三屆科普閱讀力大賽不受疫情波擾,採實體與線上兩種施測方式,於 111 年 5 月份圓滿完成賽事。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮,邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場,為優秀的得獎同學喝采。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮,邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場,為優秀的得獎同學喝采。圖/國立臺灣師範大學

臺師大宋曜廷副校長表示,數位閱讀邁向新時代,團隊使用「SmartReading 適性閱讀」系統作為科普賽競賽平台,期望在知識爆炸的時代,藉由測驗、選書、規劃的「智慧閱讀三步驟」,培養學子的跨領域閱讀力與閱讀習慣,讓學生們手握知識大門的鑰匙,成為自律自主的「SmartReader」。

科普閱讀競賽的三大特色

一、適配閱讀能力與圖書難度,擴增多元書籍與文章素材

參賽學生首先須參加中文適性閱讀能力診斷(DACC),依據診斷結果,配合其當前閱讀能力的科普推薦書單,讓學生選書有依據、個人化。本競賽目前共有「推薦書單」、「推薦文章」等 2 種閱讀素材,主題包含植物/動物、數學、天文地科、物理/化學等 8 大類別。「推薦文章」功能,則與「PanSci 泛科學」及「數感實驗室 Numeracy Lab」合作評選,當前提供 600 餘篇線上科普短文,競賽期間提供已超過 4,000 人次的瀏覽次數。

二、綜合性閱讀五力分數,開啟學生全方位閱讀力

本競賽賽程為期半年,學生透過「前測、閱讀任務挑戰、後測」三個階段。競賽期間,系統詳細記錄每週閱讀歷程,並產出線上「閱讀五力分數」報表。自主規劃閱讀期間計算為「規劃力」;讀後評量填答結果計算為「執行力」;閱讀多元書籍類別的結果計算為「博學力」;閱讀單一書籍類別的深化成果則計算為「精進力」;前後測成長結果計算為「成長力」。將閱讀能力數據化、可視化。

三、閱讀任務徽章,深化學生文化素養與科普閱讀興趣

本競賽內建徽章蒐集系統,參賽者於指定時間依據提示完成閱讀任務,即可獲得期間限定的特色科普徽章。任務內容包含閱讀指定的書單及文章類別、世界性科普節日、科學家生辰、台灣重要節慶與其他隱藏任務。本屆各年級累計獲得徽章達 20423 枚,因設計活潑及任務類型多樣,大受參賽者好評。

競賽結果發現學生的閱讀偏好

一、科普閱讀參與,國小男性最踴躍

活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。以不同學習階段來看;國小參賽者整體閱讀平均本數為 24 本,男生平均閱讀本數為 28 本,女生平均閱讀本數為 20 本。國、高中參賽者因科普讀本難度較高,需要較長的閱讀時間及一定的科學基礎知識,國中參賽者整體平均閱讀書籍數為 10 本;高中參賽者中女性平均閱讀本數多於男性,整體平均閱讀書籍數為 7 本。

總閱讀量/本人數平均閱讀量/本
全體學生21,1531,10019
8,05150516
13,10259522
國小學生17,47971624
6,47432520
11,00539128
國中學生3,45935510
1,4611669
1,99818911
高中學生215297
116148
99157
活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。表/國立臺灣師範大學

二、學生偏好閱讀動物/寵物類與地球生態/天文類書籍

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度,以植物/動物類(男生 28.19%、女生 27.91%)最能引起學生的閱讀興趣(如:《昆蟲老師上課了!:吳沁婕的超級生物課》、《小島上的貓頭鷹》、《神奇樹屋》等系列)。在次要類別,男女皆喜好生態/生命科學類的書籍(男生 15.20%、女生 16.87%)。

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度,以植物/動物類最能引起學生的閱讀興趣。在次要類別,男女皆喜好生態/生命科學類的書籍。圖/國立臺灣師範大學

三、參賽學生閱讀歷程的質與量均佳,表現令人驚豔

本次參賽學生皆積極參與競賽。

以三年級組第一名得主,臺北市立大同國小的林靖軒同學為例,競賽期間閱讀書籍本數高達 383 本,書籍讀後評量的通過率更高達 95%,書籍不僅讀得多,更是能讀得要領。

四年級組第一名為第二次參賽的新北市信義國小謝秉言同學,本次競賽期間共閱讀 427 本書。

其中五年級組為本次競爭最激烈的一組,臺北市立長春國小的黃葦川同學以及高雄市立集美國小的吳勁毅同學,兩者僅以極小的分數差距位居第一及第二名。

此外,第一次參與競賽的高雄市立正義國小的孫政遠,競賽期間閱讀 281 本書籍,通過率達到 97%。

四、教育主管機關、學校師長及家長支持鼓勵,帶動學生優異表現

新北市教育局致力於推動智慧閱讀教育,不遺餘力,成果豐碩。本屆競賽全台共 2,104 人報名參與,全國賽獎項獲獎學生共計 36 人,其中新北市得獎學生便囊括 14 位,表現相當亮眼。

家長與學校師長共同陪伴,使得學生能專注於本次競賽,並有相當卓越的成果,例如新北市康橋國際學校、臺中市明道中學、臺中市葳格國際學校、臺北市東山中學等校,皆因全力推廣閱讀活動,才能有優異的競賽成果。以新北市康橋國際學校國中部為例,此次七年級組參賽者,全國賽前5名得主中,康橋中學就獲有 3 名的佳績。

臺師大華語文與科技研究中心洪嘉馡教授說明第三屆科普閱讀力大賽成果。圖/國立臺灣師範大學

第四屆科普閱讀力大賽即將開跑

延續前三屆廣受好評之科普賽事,第四屆科普賽將擴大辦理,邀請「PanMedia 泛科知識股份有限公司」馮瑞麒總經理、「數感實驗室 Numeracy Lab」賴以威教授、「國立臺灣大學科學教育發展中心」賴亦德執行長,持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章,預期第四屆科普閱讀力大賽將能讓全球讀者有更高品質的閱讀體驗和更充實的閱讀收穫。

活動詳情請參閱官方網站
新聞聯絡人:高等教育深耕計畫辦公室——鄭德蓉 02-2366-0916 #111

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是吞船大魚,還是海裡的「豬」?從古人的眼中,跨時空探索「鯨豚文化史」
研之有物│中央研究院_96
・2022/07/14 ・4913字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文/劉韋佐、田偲妤
  • 美術設計/蔡宛潔

「吞船大魚」?古人的腦洞大開!

很久很久以前,在北方的大海上,出現一隻長六丈、高一丈的大魚。據說船要是遇上這種魚,一個不小心,可能整艘船都會被吞下去啊!在沒有相機、也沒有 IG、臉書打卡的時代,古人面對陌生的物種,只能以文字或繪圖記錄下來,讓中國古代的鯨豚生態披上一層神秘面紗。
中央研究院「研之有物」專訪院內歷史語言研究所邱仲麟研究員,在長期研究歷史的過程中,收集了數百則中國歷史上鯨豚現身、擱淺的文獻。究竟古人眼中的鯨豚長什麼模樣?鯨豚擱淺的可能原因為何?又衍伸出什麼樣的民間傳說?

圖/Unsplash

根據邱仲麟研究員蒐集的文獻,中國史上確切的鯨豚擱淺記錄可能始於兩漢。早在西元前 16 年(西漢永始元年)就出現記載:「北海出大魚,長六丈,高一丈,四枚。」接著在西元前 4 年及西元 173 年,也都有將鯨豚形容為「大魚」的記載。

這個時期多是簡單記錄鯨豚的大小,但到了近世,描述就變得豐富許多。例如在明嘉靖《灤志》就記載:「房魚,出海,極大,如房。或隨潮汐陷沙上,土人割脂熬油。」另外,明崇禎《黃縣志》則有相當生動的描述:

海魚莫大於䱜,長或一、二十丈,三五成群,順流噴浪如雪,山脊翅浮紅水面,如百十赤幟。舟遇之速避,稍遲即可吸口吞舟,故俗名「吞船䱜」。

這些出現在地方志的記載,不僅對鯨豚的大小做出如房子般巨大、且能張口吞船的誇張比喻,也描繪了牠們三五成群現蹤,從頭頂噴水、在海上翻身等生活習性,讓我們從字句間拼湊出古代的鯨豚生態、人與鯨豚的互動,以及古人如何從其文化視角看待鯨豚與其擱淺現象。

海上之「豬」?史料所描繪的鯨豚樣貌

古人對於此般海中龐然大物尚未有「鯨豚」的概念,多半用生活中既有的動物來形容。猜猜看以下描述是指海豚或鯨魚?

地方志中常見「海豬」的記載。在明嘉靖《欽州志》曾有這樣的形容:「其頭類豬」、「無鱗,大似海豬」。清代《連江縣志》也有「海豬魚」的記載,形容其「渾身深黑,形體、腑臓與猪略同。鼻在腦上,噴水直上。」

另有一種生物名叫「海鰌」,「鰌」在今日雖為「鰍」的異體字,但在此處應唸作「ㄧㄡˊ」。在《水經》中曾有這樣的記載:「海鰌魚,長數千里,穴居海底,入穴則海水為潮,出穴則潮退。」北宋《江南野史》則說:「有海鰌,形如大堤,長數十丈。」從「長數千里」到「長數十丈」,我們可以得知,海鰌的形容是從其驚人的體長來描繪。

明崇禎《肇慶府志》更有一則特別的「海鰌」記載,說其「遍體礪房石砌,積如丘山。」記錄者觀察得非常仔細,「礪房石砌」應該是指寄生在皮膚上的藤壺,要能如此詳實描述身上特徵,表示這隻「海鰌」可能擱淺在海灘上,才得以近距離觀察。

從海豬到海鰌,你猜到哪個是指海豚?哪個是指鯨魚?從上述文獻記載可以推測,關鍵在於海豚、鯨魚的體形差距,古人多稱海豚為「海豬」、鯨魚則為「海鰌」

古人多稱海豚為「海豬」,認為其頭與豬相似。「豚」字等同於「豬」,兩者也同為哺乳類動物。圖/Unsplash
古人多稱鯨魚為「海鰌」,身上常有大片藤壺寄生。藤壺會伸出觸手捕食海中的浮游生物,以及鯨魚周遭的有機質。圖/iStock

這些突然躍出海面、或是擱淺在海灘的大魚到底是什麼?已遠遠超出古人的知識範疇,只能從其外觀特徵或動作來命名。除了「海豬」、「海鰌」、「海鰍」等名稱,另有視其龐大的體形,稱之為「房魚」、「海象」、「鱌魚」;也有尊稱為「海龍」、「海龍翁」、「海主」,甚至有記載為「海燕」者,名稱可說是五花八門!在那個沒有相機的時代,文字的描述更為豐富,充滿古人天馬行空的想像力。

爬梳臺灣早期的鯨豚擱淺記錄

清乾隆 9 年,閩浙總督在奏報福建省當年 2 月的雨水和糧食價錢時,附帶報告了在上一年的 12 月,臺灣北路的白沙墩(今日苗栗通霄一帶)有「巨魚二十二尾,頭大丈餘,口闊四尺,腹寬二丈,尾大七尺餘,蝦尾魚身,約長三丈有奇。目生腹下。其魚黑色,聲如牛鳴。隨潮擱淺,未識其名。」此外,《重修臺灣府志》中也提到同一年在白沙墩發現「雷擊死巨魚二十二尾於沙上」、「頭似豕」、「來時聞隱隱有雷聲,隨潮擱淺,如排列狀。背上各有一孔,黃水流出。」

這些記載明確說出「擱淺」現象,雖然記錄者仍「未識其名」,不知道這些擱淺的生物是什麼,但將「巨魚」、「頭似豕」、「聲如牛鳴」等敘述,與前面的記載互相比對,可得知這是一起發生在臺灣的鯨豚集體擱淺現象。

清末澎湖海邊也曾發現鯨魚擱淺,人們還在其腹中發現兩隻百來斤的大魚。在割肉取油時,魚尾突然甩動,將數千斤的巨石擲到百丈之外,成為人們口耳相傳的巨魚駭聞。圖/點石齋畫報大可堂版第十冊

鯨豚擱淺的原因至今依然眾說紛紜,可能是受暴風雨、地震、雷擊影響,或追船誤入淺灘所致,也有可能在不知不覺中受特殊地形牽引。

邱仲麟研究員在整理文獻時有一驚奇發現,鯨豚擱淺記載較多的區域,主要在舟山群島以北海岸,尤其以錢塘灣與長江口一帶最多

清末的西洋傳教士丁韙良在其著作《中國覺醒》就指出「錢塘江是鯨魚的陷阱」,並說:「這個漏斗狀的海灣,潮位出奇地高。當每月初一或十五,太陽和月亮的引力出於同一方向時,海水便咆哮地衝向岸邊,形成了巨大的潮汐。錢塘江大潮不僅摧毀船隻,就連大海深處的龐然大物也無法抵禦那難以抗拒的推力。

錢塘灣的地形是外寬內窄的「喇叭口」,使潮汐容易產生洶湧的浪濤,形成世界三大湧潮之一的「錢塘潮」。雖然鯨豚擱淺的原因至今仍無定論,但在錢塘灣附近容易擱淺,很可能是因為當地特殊的地形使鯨豚往此聚集,當洶湧的潮汐來臨,就特別容易被潮浪捲入而擱淺。

錢塘潮。圖/Wikimedia

過去無法解釋的奇觀,「巨魚」擱淺的傳說

對古人來說,這些龐然大物突然擱淺在沙灘上,想必是難以理解的奇觀,因而產生許多光怪陸離的神鬼傳說。

  • 貶謫說:興風作浪,海神降落處罰

古人觀察到,擱淺死亡的鯨豚常常沒有眼睛!彷彿遭行刑後流放邊陲。北宋《釣磯立談》就記載:「潯陽潮退,有一大鰌,環體於洲上,時時舉首噞喁,水自腦而出,數日乃死。瀕江之人饜食其肉。世說以為海神鑿腦取珠,因以致斃。」歐陽修也曾在詩作中留下「有時隨潮來,暴死疑遭謫」此一經典名句。

清代學者錢泳則在其著作《履園叢話》留下鄉野傳說:「大凡東海有巨魚流入內地者,必無目,無目,故隨潮而進也。相傳此魚在海中作風浪翻船至傷人者,必有海神抉其目。」另一位作家黃逢昶在臺灣寫下的《竹枝詞》也記載地方傳聞:「土人云是魚吞舟不少,龍王剜目示眾」。

從「海神鑿腦取珠」、「暴死疑遭謫」、「海神抉其目」等敘述可知,古人將當時的懲處制度用於解釋鯨豚擱淺現象,歸因於鯨豚犯錯後被海神處罰,行刑挖目後貶謫異地。

  • 閏魚說:閏年報到!鯨豚頭形隨生肖變化?

依據海邊居民的觀察,每到閏年就會有鯨豚報到,因此稱鯨豚為「閏魚」。早從明代開始,在長江以北、黃海海濱就出現這樣的傳說。

明嘉靖《通州志》就記載:「閏魚,形甚鉅,其骨可以為橋梁。每閏年始有,故名閏魚。」另有《如皐縣志》記載:「閏魚,無定形,閏年秋潮,颶風推出海,其大吞舟也。」

此外,更有閏魚的頭形會與該年生肖相似之說。例如江蘇東臺人宋武庭說:「閏魚則非閏年不可見也,且形狀不一,按其所閏之年枝生肖而變更焉。如子年則鼠首魚尾,丑年則牛首魚尾,推而至於寅年虎首,卯年兔首,無不酷肖。」這些記載展現古人將自然現象與民俗節氣結合的文化思維。

清末「閏魚出海」圖文記事。老人們相傳每逢閏月,海中總有大魚被沖上岸,因為大魚平時興風作浪、打翻漁船、以人為食,如今才會擱淺,成為人們的美食。圖/點石齋畫報大可堂版第四冊
  • 神蝦押巨魚說:鯨魚、蝦子,傻傻分不清!

另一種記載也相當有趣,清代的葉良儀在其著作《餘年閒話》中提到,居民看到海外有「四大桅杆(船上懸掛帆的杆柱)悠颺而至」就知道是「閏魚」來了。這裡提到的「四大桅杆」乃是:「兩大蝦釘其目,押之使上,桅杆即蝦鬚也」。魚來後,則天氣漸晴,「居民掇梯魚身,先用鋤撥去砂石,然後以刀斧剜其肉,熬油為燃燈之用。」競相割取三、四日……,接著「又忽晦冥,則蝦復來押之回矣」。

為什麼蝦子會和鯨魚扯上關係,甚至成為懲處鯨魚的獄卒?邱仲麟研究員解釋,會有「兩大蝦釘其目」、「桅杆即蝦鬚」等形容,可能是因為從陸地遠望鯨魚時,其從海中躍起的瞬間,身體兩側的鰭猶如蝦子的兩隻大螯,因此流傳鯨魚擱淺是「神蝦押巨魚」降貶上岸的緣故。

「神蝦押巨魚」傳說,可能是古人誤將鯨魚的鰭看成蝦子的大螯。
圖/研之有物(圖片來源/UnsplashPixabay

地毯式搜尋史料,縱觀鯨豚文化史

邱仲麟研究員的辦公室充滿各式文獻史料,研究主題遍及明清時期的都市、醫療、花卉、西洋鏡、公共衛生、軍事防禦、鯨豚擱淺史等。圖/研之有物

鯨豚擱淺事件常記載於中國各地的地方志,卻缺乏有系統的文獻整理。邱仲麟研究員地毯式搜尋中國各地的地方志、筆記、詩文、報紙等文獻,將有提到鯨豚的史料儘量收集、剪貼成冊,並從中整理出古代對鯨豚外觀的描述、統計擱淺地點與季節,並探討古人對龐然大魚突然現身所衍生的各種傳說故事。

每則鯨豚史料皆剪貼成冊,上頭仔細標註資料來源、畫出重要段落,是多年來飽覽各式文獻所累積的豐碩成果,從中可見歷史學家治學的嚴謹態度。圖/研之有物

從鯨豚史料的研究出發,我們可以得知古人看待海洋生物的態度、應用海洋資源的方式,甚至能觀察古今鯨豚生態的變化。例如明清時期曾記載,長江流域有「中華白海豚」、「白鱀豚」出沒,如今皆因工業和漁業發展的嚴重侵害而數量銳減,瀕臨絕種。

中華白海豚,主要分布於東印度洋至西南太平洋海域,臺灣、中國、馬來西亞、泰國等地皆可見其蹤跡。每逢農曆 3 月下旬,臺灣海峽風浪漸平息,早年的討海人常見到這群嬌客。因恰逢媽祖誕辰月份,人們相信牠們是捎來媽祖訊息的「媽祖魚」。圖/flickr

鯨豚擱淺研究不僅豐富了中國文化史中有關海洋生物的內涵,也呈現不同時空背景下所蘊含的文化思維與古今變遷。

延伸閱讀

研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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逼小鼠游泳,還怪牠放棄掙扎?
胡中行_96
・2022/07/07 ・2777字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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「可有任何事物能令你恐懼?」「有,孤獨地死去。因此,我帶你同行。」-電影《比得兔》(2018)。[1]拉別人陪葬的概念,雖然不太道德,但確實使人安心。然而,「兄弟爬山,各自努力」,人生總有非得獨立克服的重大挑戰。在缺乏救援的情況下,僅知他人也正經歷相同的苦難,對當事者又會有何影響?

《救難小福星》(2022)的花栗鼠,代替小鼠示範本研究的核心精神。圖/IMDB

實驗小鼠接受挑戰

日本研究團隊買了一票10週大的雄性實驗小鼠(C57BL/6 N),來接受行為測試。[備註]為避免不同生理性別的反應差異,可能影響比較結果,雌性被排除在外。小鼠們4到5隻住一籠,裏頭吃喝無限供應,室溫維持在攝氏23到26度之間,照明每天開關各12小時循環。[2]總之,小鼠養尊處優,就等著任人宰割。

C57BL/6實驗小鼠的正常狀態。圖/Scientific Reports

實驗項目:懸尾測試、強迫游泳測試

懸尾測試(tail suspension test):小鼠尾巴末端,被用膠帶固定,整隻吊離地面60公分。[2]

左圖/參考資料 2

強迫游泳測試(Porsolt forced swim test):在透明圓柱容器中,注入23 °C的水,直到水深達7.5公分,再將小鼠放置其中。[2]

右圖/參考資料 2

這二項行為測試,又分別以三種模式進行:[2]

  1. 每次一隻小鼠受試。
  2. 一次有二隻小鼠參與,中間以不透明隔板分開。理論上,還是可能聞到對方的氣味,或聽到彼此的聲音。
  3. 同時實驗的兩隻小鼠之間,沒有隔板阻擋視線。
三種模式:單鼠、雙鼠有隔板,以及雙鼠無隔板。圖/參考資料2,Figure 2a & Figure 3a

此外,為了瞭解受試小鼠是否會受同儕反應的影響,在雙鼠被迫游泳前,還有一道手續:先把小鼠關進圓柱容器中10分鐘,使其失去活動力,再對其中幾隻注射抗憂鬱劑imipramine。另一方面,能夠運動或是靜止的黑色玩具,也被納入此試驗。換句話說,除了單鼠模式外,所有游泳測試都會有下列5組之一,與被觀察的實驗組小鼠相鄰:[2]

  1. 正常的對照組小鼠。
  2. 低活動力小鼠。
  3. 打了抗憂鬱劑的高活動力小鼠。
  4. 毫無作為的黑色玩具。
  5. 動作頻頻的黑色玩具。
強迫游泳測試的組別,由左至右:正常、低活力、高活力、靜止玩具,以及運動玩具。圖/參考資料2,Figure 5a

無論是上述哪種類型的實驗,每回都必須維持6分鐘,全程監視錄影,並記錄小鼠停止掙扎的次數與秒數。[2]

實驗結果:游泳的小鼠受鄰居或環境影響

日本團隊在2022年6月2日的《科學報告》(Scientific Reports)期刊上,發表了這個研究的結果:在二種測試中,小鼠放棄掙扎的次數,都沒有因為同伴或玩具的加入而改變。參加懸尾測試的小鼠,可能因為無法輕易轉頭觀察環境,所以同時受試的小鼠數量,以及是否加入隔板,都不會改變牠們不動的時間長度。相反地,在強迫游泳測試裡,實驗組小鼠的姿勢,比較容易察覺周遭變化。因此,不管有無隔板,旁邊出現什麼狀態的同類或玩具,小鼠都會靜止較久。[2]

於是,日本科學家下了一個結論:抓小鼠來實驗的時候,請記得注意牠們是否被鄰居或環境影響,以預防研究不精準。[2]但是,去除小鼠周遭的干擾,我們就一定會得到想要的結果嗎?

強迫游泳測試的根本問題

強迫游泳測試於1970年代誕生後,就時常被拿來驗證抗憂鬱劑的效果。21世紀初,其運用愈加盛行。到了2015年,平均每天有一篇精神科論文,是根據這種實驗寫出來的。使用該測試的研究人員,普遍相信小鼠放棄掙扎的行為,是一種絕望的憂鬱表現。所以,當小鼠在水裡被搞到生無可戀,再投以抗憂鬱劑,理論上就能從牠們用藥前後的行為異同,來分析藥效。[3]

唯一的癥結是:沒有人類能參透小鼠的感受。

♪小鼠不會寫信告訴您~ ♪ 今天的海是什麼顏色~ ♪牠的心情又如何~ 圖/Jack Robinson

反省強迫游泳測試的必要性

2019年的《自然》(Nature)期刊,以專文反省採用強迫游泳測試的必要性。畢竟醫藥界多年來的經驗顯示,該測試僅適用於百憂解(Prozac,學名:fluoxetine)等SSRI抗憂鬱劑。SSRI向來能讓小鼠在水中放棄掙扎前,多游一陣子;但其他抗憂鬱藥物,卻未必在小鼠身上造成相同作用。更令科學家困惑的,是有別於人類得長時間服藥才能抑制症狀;小鼠對藥物的反應通常極為迅速。這在在都說明,強迫游泳測試或許只是把小鼠整慘了,又未必使之憂鬱,而且根本不能提供對人類有用的科學數據。[3]

有鑑於此,世界上不少知名藥廠,例如:賣COVID-19快篩劑和諸多醫藥產品的羅氏(Roche)、在嬌生旗下做COVID-19疫苗等藥物的楊森(Janssen),以及從奶粉商亞培分離出來專心製藥的艾伯維(AbbVie)等,近年都已經揚棄強迫游泳測試。[3]

強迫游泳測試只會讓人類與小鼠兩敗俱傷。圖/John Tenniel (Wikipedia)

至於日本實驗裡的小鼠,牠們在為科學奉獻之後,被用二氧化碳安樂死,從此不再遭受人類的折磨。[2]

  

備註:C57BL/6是一種實驗小鼠的品種,在繁衍數個世代之後,產生了具有相異特質的亞種。為了區別這些亞種,C57BL/6後面要加上繁殖小鼠的單位代號。例如:C57BL/6 J的J代表美國「傑克遜實驗室」(the Jackson Laboratory),而C57BL/6 N的N則是指美國「國家衛生研究院」(the National Institutes of Health,簡稱NIH)。[4]

參考資料

  1. PETER RABBIT Funny Scenes Compilation, 5:39 – 5:44 (FRESH Movie Trailers, 2021)
  2. Ueno H, Takahashi Y, Murakami S, et al. (2022) ‘Effect of simultaneous testing of two mice in the tail suspension test and forced swim test’. Scientific Reports, 12 (9224).
  3. Reardon S. (2019) ‘Depression researchers rethink popular mouse swim tests’ Nature, 571, 456-457.
  4. There is No Such Thing as a C57bl/6 Mouse! (The Jackson Laboratory, 2016)
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。