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如何用CRISPR 技術,揭開螞蟻複雜社會行為之謎?——《科學月刊》

科學月刊_96
・2017/05/16 ・3958字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

文/林翰佐|銘傳大學生物科技學系副教授,科學月刊副總編輯。

複雜的社會行為

螞蟻分工合作的行為。圖/By Kasi Metcalf @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

雖然有許多人不喜歡螞蟻,但大多數的人還是會承認,螞蟻是一種神奇的動物。螞蟻似乎有些靈性,可以預知災難的來臨,所以古人會藉由觀察螞蟻搬家的現象來趨吉避凶。生物學家越深入對螞蟻的研究,就益發地對螞蟻的種種感到不可思議,包括螞蟻與蚜蟲(aphids)的共生關係、不同蟻窩之間會發生的部族戰鬥以及彼此掠奪幼蟲與蛹的偷盜行為等。在這些自然發生的現象裡,螞蟻展現了猶如人類般複雜的社會行為(social behavior),令人嘆為觀止。科學家們甚至於以「超個體(super-organism)」(註 1)一詞來形容螞蟻群,盛讚這樣群體協同能力猶如一生物個體。

在獵人蟻王篇中出現的虛擬生物「嵌合蟻」,其特性也部分利用了螞蟻的習性。source:東立

那,螞蟻是如何辦到的呢?長久以來科學家們一直相信,即便昆蟲的社會行為與人類看來相近,但兩者仍然有著根本上的不同。從生物觀點上來說,人類的社會行為是一種群體意志的展現,涉及一些源自動物根底的本能,還有人類之所以為人的人性。雖然複雜,但是其中的一個重要因素是修正的潛能;行為本身可以透過教育訓練,生活經驗進行改變。

而螞蟻的社會行為看起來更像是一種演化後的既定行為模式,是一種無法經過學習產生改變的必然結果。即便信者言之鑿鑿,科學家們似乎一直無法拿出明確而直接的證據來證明這個想法的正確性,再則,就算螞蟻的社會行為真如科學家們所預測的那樣一板一眼,光是想了解螞蟻如何能執行這樣精緻複雜的社會行為,以及演化的過程當中螞蟻如何發展出這樣精緻的社會行為,都是生命科學研究上的重要命題。

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圖/By Susanne Nilsson @ flickr, CC BY-SA 2.0

基因體修編技術的應用

先前我們曾經提過 CRISPR 這樣一個劃時代,新興的生物基因體編修(gene editing)技術。透過轉染(transfer)一段人工合成的質體(plasmid)片段進入受精卵當中,科學家們便能導引酵素的攻擊,在特定基因序列的位置上誘發 DNA 的雙股斷裂(double strand break),然後造成基因實質上的剔除。即便 CRISPR 技術在實驗上仍有著不確定的模糊地帶,但因為對研究物種的限制低、實驗成本低廉等優點下,目前這樣的技術已經廣泛應用在各種動植物的研究上,以用來了解特定基因以及它的蛋白質產物在生理上所扮演的多元角色。

CRISPR 技術特別適用於具有豐沛子代的物種當中,像是果蠅(drosophila)、斑馬魚(zebrafish)等模式動物的研究,所以用來解答螞蟻社會行為的演化之謎,看來是個相當可行的方法。

source:Wikimedia

意外地困難重重

在英雄所見略同的狀況下,世界上頂尖的螞蟻研究團隊相繼的投入利用基因體編修技術來研究螞蟻,但很快的,這些團隊便發現事情沒有想像中的來得容易。在嘗試的過程當中,科學家們發現螞蟻蛋是一種非常敏感的東西,在顯微注射(microinjection)的操作中很容易就弄死了這些脆弱的蛋,就算通過考驗,成功的在蟻蛋的基因體上完成編修,缺乏工蟻們的照顧,螞蟻的蛋也很難孵化存活,想要生產「一整窩」基因改造的螞蟻其實具有相當的難度。

在多數的生物學研究當中,研究上的瓶頸大多受限於高端分子生物技術上的限制,但這一次,科學家們似乎在培養螞蟻這樣的基本議題中就被困住了。

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聰明的選擇露出研究曙光

生命科學研究上的趣味性也許就在這裡,當你覺得在一頭撞入死胡同之際,巷子裡的某些角落裡也許另有一扇為你而開的窗口,提供一條脫困之路。變更研究中所使用的實驗物種有時候也是一個好的研究策略。美國紐約洛克斐勒大學(Rockefeller University)的康勞爾博士(Daniel Kronauer)以及他所領導的團隊在看待這樣的研究議題時,有智慧的選擇了一種特別的螞蟻作為他們的研究材料。

這種螞蟻名為畢氏粗角蟻(Ooceraea biroi),是一種侵略性強,有強烈掠奪行為的突擊蟻(raider ants)。在生殖上,畢氏粗角蟻的族群當中並沒有專司生育的蟻后,每一隻雌性均具有生育的能力,可以自行的孕育自己的後代,比起其他高度分工的螞蟻物種,在人工繁殖上會容易許多。

在生殖上,畢氏粗角蟻的族群當中並沒有專司生育的蟻后,每一隻雌性均具有生育的能力。圖/Ooceraea biroi(Forel, 1907)畢氏粗角蟻《臺灣生物多樣性資訊網-TaiBIF》。

不過,實際的研究工作仍然遠比想像中得來的複雜。在為期 2 年的研究當中,研究團隊致力於研究畢氏粗角蟻卵中的一種可以抑制其他成蟻下蛋的費洛蒙機制。他們相信透過了解這樣的機制,除了可以秣馬厲兵,建立相關分子生物技術研究上的平台之外,透過控制費洛蒙的抑制機轉,才能實現大量生產研究中所需要的「一整窩」螞蟻,為未來的研究鋪上康莊大道。

為了實現這樣的夢想,團隊進行著一系列的分子生物學前置作業研究,挑選適當的目標基因,並將包含這些目標基因以及引發 CRISPR 剔除作用所需之 DNA 序列訊息的質體注射入螞蟻蛋中,靜候基因體修編現象的發生。根據文獻中的描述,光是這部分的研究,團隊就進行了近萬次的顯微注射嘗試;研究者必須小心翼翼的收集這些完好無暇的螞蟻蛋,讓它們整整齊齊的排列在玻璃片上,然後透過顯微注射的方式將適當的 DNA 片段分別的注射到這些蛋裡面,然後個別的進行近 3 個月的培養。

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研究的結果如何呢?文章中提到有關 orco 基因被破壞後的實驗成果。orco 基因,是記錄著螞蟻觸角上一種構成嗅覺受器神經元(odorant receptor neuron)的蛋白質,與螞蟻執行嗅覺的功能有關。在昆蟲的世界裡,螞蟻是著名的「好鼻師」,根據現今的研究,在螞蟻的觸角上至少有 350 種不同種類的嗅覺受器神經元,而大多數的昆蟲則跟果蠅的數量比較接近,大概只有 46 種左右。康勞爾博士以及其他螞蟻學專家們都相信,複雜的嗅覺感官提供了螞蟻執行深度溝通的基礎。

嗅覺並非是 orco 基因剃除對螞蟻所產生的唯一影響

在orco基因遭到剔除的螞蟻實驗中,研究團隊觀察到一些有趣的行為改變。在正常的狀態下,成長中的粗角蟻顯得安份,在頭一個月會與同窩姊妹待在一起,但基因剔除蟻在剛孵化後便顯得格外的活潑躁動,四處不停的隨處遊走。此外,基因剔除蟻也不具備追蹤由其他螞蟻遺留下來的氣味足跡的能力;這種多數螞蟻皆具備的能力被視為是螞蟻得以團隊合作的基礎。有趣的是,不論在壽命或是生育能力上,這些嗅覺障礙的基因剔除蟻都顯得較為羸弱;正常的畢氏粗角蟻平均每 2 周會生產 6 顆蛋,但基因剔除蟻僅能生產 1 顆蛋。正常的畢氏粗角蟻平均壽命大約 6~8 個月,但是基因剔除蟻的壽命則縮短成 2~3 個月。

更有趣的現象則發生在基因剔除蟻的大腦當中。在正常組織結構當中,同一類型的嗅覺受器神經元的神經纖維末梢在進入大腦之後,會連結成為一個稱為「小球(glomeruli)」的結構,然後再向上連結第二級的神經元細胞。在先前以老鼠所作的 orco 基因剔除研究中顯示,這個名為小球的組織結構會隨著基因的破壞而消失,不過在果蠅身上所作的 orco 基因剔除研究則顯示,小球結構則並未有明顯的改變,暗示著隨著物種的差異,orco 基因所記錄的蛋白質產物扮演著不完全相同的角色。雖然血緣上,螞蟻與果蠅的關係比螞蟻與老鼠間親近了許多,但在畢氏粗角蟻身上所作的實驗結果反而與老鼠相似,小球結構在這些基因剔除蟻的組織並未形成。這個結果是否暗示著,除了嗅覺受器神經元種類的差異之外,螞蟻在嗅覺神經系統的演化上也比它的昆蟲親戚們更趨向如同高等動物般的分化發展?

目前整個研究仍處於開端,但無疑的,這是一個全新知識領域的窗口。同為螞蟻專家,來自伊利諾大學(University of Illinois)的羅賓森(Gene E. Robinson)教授盛讚這是一個「大開眼界的研究(the real eyeopeningresult)」。對我而言,大開眼界的不光是獲得螞蟻相關知識的本身,還有研究團隊為了研究這個議題所付出的努力與堅持。

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螞蟻作為超個體,難以單獨生存。圖/By Susanne Nilsson @ flickr, CC BY-SA 2.0
  • 註 1:超個體,其定義為一群個體能夠協調的進行一致性的活動,由集體來支配的現象,是一種真社會性動物的社會單位,在此社會中個體被高度分工且專業化,強調個體單位通常無法長時間獨自生存,著名的超個體有螞蟻、裸鼴鼠等。

CRISPR 話外音

自從 CRISPR 系統在 2012 年由加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)杜德納(Jennifer Doudna)與其合作者卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)首度在試管實驗中發現,並一舉登上 Science 期刊。相隔一年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)以張鋒為首的研究團隊也發表了透過 CRISPR 技術實際應用在動、植物等真核細胞當中,此 CRISPR 系統在科學界掀起一陣波瀾,受到熱烈的討論,也讓卡彭蒂耶、杜德納與張鋒在 2016 年共同獲得了唐獎(Tang Prize)中的生技醫藥獎(Biopharmaceutical Science)。

左至右分別為卡彭蒂耶、杜德納與張鋒。source:唐獎官網

自此之後,CRISPR 技術被運用在各項研究中,許多科學家投入了大量心力,想透過 CRISPR 基因剪輯技術來探討更多的生物生理機制,如本文的研究。然而,最早發現與實際應用的 2 大團隊在近期卻因為 CRISPR 技術專利部分而鬧上法庭,此專利案雖在 3 月初已告一段落,張鋒團隊能夠持續保有已申請通過的 CRISPR 相關專利,而杜德納團隊所申請的專利則與之不相牴觸下持續在美國專利商標局(United States Patent and Trademark Office, USPTO)進行送審。

慶幸的是,在學術的基礎背景下,CRISPR 技術不在專利的收取費用範圍。不過,看著去年 3 位前往臺灣領取獎項及共同進行演講的和樂畫面,或許也是我們當初始料未及的。


〈本文選自《科學月刊》2017 年 4 月號〉

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什麼?!你還不知道《科學月刊》,我們 47 歲囉!

入不惑之年還是可以當個科青

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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科學月刊_96
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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找出品酒的「底層邏輯」——我們的身體如何品出酒品的獨特感受?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/10/27 ・1234字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 財政部國庫署 委託,泛科學企劃執行。

你注意到了嗎?在品酒時,品酒師不會一口乾,而是充分觀察、品嚐後才會下肚。這些動作可不是單純裝模作樣,而是有科學根據的。品酒有五個基本動作:觀察、搖晃、聞、啜飲與漱口、吞嚥,究竟我們的感官跟大腦是怎麼接收酒的訊號呢?

從最簡單的「嗅覺」開始,酒杯湊近口鼻、進入口腔,我們可以聞到「外部」和「內部」的香氣。外部指的就是用鼻子聞到的香氣,是先穿越鼻孔到達嗅上皮組織,形成我們所熟悉的正鼻嗅覺。而內部呢?那些已經在我們嘴巴裡的酒液,會走鼻咽和後鼻孔這條路,最終到達嗅覺粘膜。即使這口酒已經被喝下去,只要輕輕呼口氣,也依然能「聞」到酒味。

圖/giphy

另外,口鼻之間的通道,也就是鼻咽,在吞嚥的過程中會關閉,所以在吞嚥時會有一種「味道好像弱掉了」的錯覺,但其實只是你暫時無法靠鼻間的任何通道呼吸而已。這也是為什麼品酒師會要把酒液含在嘴巴裡漱口,甚至還會打開嘴巴吸一口氣。

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緊接在嗅覺之後的「味覺」,則是重頭戲!食物進到嘴巴,溶解在唾液中,啟動了味覺受器。人類可以透過味蕾的受器感受到「鹹、酸、苦、甜、鮮」五種味道。不過,也有部分的人不喜歡酒的原因,正是因為味覺。美國賓州大學農學院過去研究發現,人體中的苦味受體來自基因 TAS2R13 和 TAS2R38,辣椒素受體則來自基因 TRPV1。因此不同的基因表現,影響著人們對這兩種味道的感受,也決定了他們的攝取喜好。

圖/giphy

講完了嗅覺和味覺,別忘了品酒前的「觀察」。事實上,人們對風味的知覺基礎,來自多重感官的整合。當我們在觀看一杯酒的色澤和濁度時,大腦已經在默默「品嚐」它了。就像是望梅止渴、看到好吃的大餐肚子就先餓了起來。

除上述提到的「身體」感官,其實喝酒的時段、溫度、聲音、順序也會影響我們「心裡」的感受。但話說回來,在品酒前,最重要的應是選擇安全以及衛生的酒品來源,就是要慎選合法的販售業者,並挑選標示內容清晰、完整的酒品。

財政部自 2003 年起委託專業執行機構共同推動「優質酒類認證」制度,從原料、製程、品管、後續追蹤等層層把關,最後通過優質酒類認證技術委員會審查的酒品,才能被授予使用 W 字型認證標誌。因此,選購有 W 認證標誌的優質酒品,可以讓我們在品飲時更加安心!

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 資料來源:財政部國庫署 廣告

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噗!不小心放屁了好尷尬!怎麼辦?——《有點噁的科學》
時報出版_96
・2023/09/24 ・1400字 ・閱讀時間約 2 分鐘

感官的知覺帶給我們許多體驗

我們對自己身體生理現象感到尷尬,這種感覺的來源就在於感官知覺的運作機制:一套我們大腦與外界之間的中介工具。

最明顯的感官是視覺、觸覺、聽覺、嗅覺和味覺,還有,你也可以感覺到疼痛、冷熱、時間(雖然不太準確)、加速、平穩、血液中的氧氣和二氧化碳濃度以及本體感覺(對於四肢、肌肉的運動和位置的感受)。你能不盯著腳步爬樓梯嗎?那就是本體感覺。

我們得感官帶給我們感覺。圖/pexels

這些感官訊息全都被送到大腦:一個沉默的、謎樣器官,質感和斯帕姆午餐肉一樣。你永遠看不到它,它也永遠看不到你周圍的世界,但它會分析所有這些輸入的訊息,並且創造你對自我、愛戀、快樂、痛苦、羞恥、信任、恐懼、懷疑等完整感覺。

尷尬的感覺是從何而來

在公共場合聽到自己放屁會覺得不好意思?

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在公共場合聽到自己放屁會覺得不好意思?圖/giphy

這種感覺是由大腦的前扣帶迴膝皮層產生的。我們尚不了解其中的機制,但大多數心理學家都認為,羞恥感可能是為了維持社會秩序演化而來的,呈現羞恥的經典反應如臉紅、摸臉、視線向下和強制微笑,這些反應讓我們向其他人傳達訊息,表示自己明白破壞了社會常規且感到自責,因為有這樣的溝通功能進而又加強那些反應。

研究指出,表現出尷尬的人比較容易被喜歡、原諒和信任。這一定是幫助我們這種社群生物進化的有用工具,但我擔心它也會讓我們當個乖乖牌,阻礙個人獨特性發展。

感官小學堂

每個人感知世界的方式都不盡相同。聯覺(synaesthesia)是一種不尋常的感官知覺,它使一些人能夠將音樂、字母或星期幾視為顏色。其他有聯覺的人可能會將某些景象與氣味連結起來或者使某些詞語和味道產生聯繫。有一項研究發現,約 4.4% 的人能體驗聯覺。

更令人著迷的是其他動物擁有的感官,那些我們只能夢想的感知方式。狗能藉著磁感應來感測地球磁場,而且排便時往往習慣將自己的身體沿南北向磁力線對齊,牛也一樣。有些蛇有紅外線視覺,一些蜜蜂、鳥類和魚類的視力超出我們的可見光譜,能夠仔仔細細看到紫外線波頻,這意味著牠們實際上正在體驗我們幾乎無法想像的顏色。像嗑了藥一樣迷幻。

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註解

  • 我們確實知道大腦中不斷有微小的電子訊號滋滋作響,這些訊號透過八百六十億個稱為神經元的神經細胞與一百兆個突觸(神經元之間的連結──每個神經元透過它們與多達一萬個其他神經元相連)、八千五百萬個非神經元神經膠質細胞來進行發送、儲存和分析。大腦每天消耗四百卡路里的熱量(占總能量消耗的20%),有趣的是,無論是全神貫注寫一本科普書籍,還是靜靜凝視燭火發呆空想,這個耗能數值都保持不變。

——本文摘自《有點噁的科學:尷尬又失控的生理現象》,2023 年 8 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。