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想變成《攻殼機動隊》裡的機器人?抱歉,電腦還無法處理你的複雜大腦

林希陶_96
・2017/08/22 ・2840字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

科學之神啊!請給我一顆機器大腦吧!

想當初《攻殼機動隊》 1995 年在台灣上市,對於我的幼小心靈造成了多麼巨大的衝擊。我到現在還將書留在身邊,舊版的書只有前面七話,比新版的書薄了許多。當時看完書的第一個感想是:「如果有這樣的世界還真好,接一根電線就可以將知識都傳進來了,YA,不用唸書了,大家現在念得要死要活的是怎麼樣。」這是深受聯考荼毒的考生,最深刻的感受。

攻殼機動隊書本。左為新版,右為舊版。

不過經過了二十年的生命洗禮,現在再來思考《攻殼機動隊》所建構的科幻世界,就會知道現今的社會要變成書裡那樣,還不太可能。首先,人腦平均有 860 億個神經元1,這些神經元還需互有連結,一根都不能接錯,才有可能用電腦的方式完全模擬人腦。

光這樣的工程想來就不太可行2,更不用說大腦裡面的神經傳導無時無刻都在發生,這樣的景象,在電腦上仍否完全模擬,還有很大的疑問。除非我們能完全摸透大腦運作的模式,知道所有的神經衝動為何會開始、為何會結束,以及它們的關係是什麼?這還有賴科學家們持續努力。

午餐的選擇太多?機器人可沒這種煩惱

接著《攻殼機動隊》中,是把機器人(或者說生化人)等同於人,所有的運作都可以跟人類一樣。但如果接受機器人是由電腦所驅動的話,就必須先接受要先有指令,才會有成果。如果沒有指令(或內建的程式運作),就不可能會有結果產出。我覺得這是人類與機器人最大的不同。

人類最可貴的地方,在於前額葉的功能。前額葉是一個複雜的總和能力,統稱為「執行能力」(Executive Function)。

執行功能是一組複雜的後設認知能力,其面向包含抽象能力、問題解決能力、計畫能力、組織能力、目標設定能力、工作記憶、抑制能力、自我監控能力、注意力控制、起始能力、預估能力、創造力等等。也就是說,前額葉告訴我們自己要做什麼事情,我們進入辦公室後,會自己規劃一天的行程,知道哪一件事情先做、哪一件事情後做,這些都屬於執行功能。前額葉就像是總司令的角色,協調腦中各個部位做出合宜的反應。就像是軍艦的艦長室一般,合適地發出適當的命令,船隻才知道要怎麼往正確的方向行動。

前額葉就像是總司令的角色,協調腦中各個部位做出合宜的反應。圖 /By jawavs @ flickr, CC BY 2.0

另外,前額葉最特別的地方在於,它會隨時改變主意。像是我們下班之後,本來計畫要去吃牛肉麵的,但是走到一半,你突然回想起上週才剛吃過牛肉麵,今天應該吃點不一樣的東西。停在紅路燈前,聞到煎餃飄出的香味、煎餃出爐吱吱作響的聲音、看到爐子飄出的煙霧,你突然覺得今天可以不吃牛肉麵了,改吃知名店家的煎餃好了,就立刻指揮自己的身體調頭,往煎餃店出發。

這是現今機械人不可能做到的事,因為他只會按照既定的指令行事,不會自己突然改變命令,自己又指示自己往別的地方前進。(當然,根據葛詹尼加(Michael S. Gazzaniga)的研究與看法,我們的大腦會有統一的感覺,是因為左腦有一個解譯器,他會自動幫我們行為加上合理的說法,讓我們可以解釋這些突如其來的行為1。)

鏡像神經元:電腦難以複製的同理心來源

如果再微觀一點看,人類跟機器人最大的不同,在於人類有鏡像神經元。

有了這個神經元,就能形成心智推理能力(Theory of mind)[註],也可視為同理心的起源。看到別人在受苦,自己大腦裡的鏡像神經元就會動作,讓身體的各部位也運作起來,並模擬起受苦的感受。

這樣的能力,大約四到五歲就會發展出來,才有可能適度的理解別人,建立合宜的社交技巧。這是一個非常複雜的歷程,我實在不知道如果真要用程式驅動機器人的話,應該要怎麼寫才好。因為我們的模仿不只是表面的感受而已,而是連肌肉、內分泌、大腦中的神經衝動都會同時運作;唯有自己感同身受,我們才能真實地理解他人,對方也能迅速的接收這樣的訊息,進而使人與人之間聯繫在一起。這絕對是很細緻的,不是設定一兩個程式就能辦到的。

機器人要能做到這樣,肯定還有很長的路要走。(沒錯,我們可以說機器人就是「Mg U Cu Li Zn」!這裡另外介紹一部廣告,大家就可以知道人類的感情變化,不是三兩下就能模仿出來的。)

機器人缺乏鏡像神經元,沒有同理心。圖 /changehali @ flickr, CC BY 2.0

別擔心被機器人超越,至少我們認識自己

《攻殼機動隊》中一個很重要的主線,是在說明與傀儡師之間的鬥智。這裡面最神奇的一件事,就是傀儡師可以靠著一根傳輸線就將本體傳送到別的地方去,甚至他可以躲在資訊的大海之中,不被他人發現。故事中的設定,最後是將傀儡師定位為「失控的程式」,他因為發展出「自我意識」,而必須被追緝到案。

若以發展心理學的角度來看,要發展出自我意識,要先能認出自己的樣貌,才能知道自己是誰。

在 1970 年,知名的心理學家小蓋洛普(Gordon Gallup Jr.)發明出一種別緻的測量自我意識的方式:「鏡子測試」(Mirror test):在動物麻醉之後,在他們的臉上點上一個紅點,等到他們醒來,再將該動物放在鏡子前面。如果動物可以從鏡子中,認出自己的臉上多出一個紅點,就表示他們可以認出自己3。目前只有少數物種可以通過該測試,如人類、大型類人猿(黑猩猩、大猩猩)、鯨魚、海豚、亞洲象等等。幼兒要大約 20 至 24 個月才能理解該測試,也才逐步發展出自我概念。

科學家會利用「鏡子測驗」來檢視動物的自我認知,僅有少數的動物會對鏡中的自我有反應。圖/ By Kadres @Pixabay

因此,若要瞭解機器人(程式)是否有自我意識,只要能通過該測試就算數。但回顧過去的研究,目前只有耶魯大學發表過一個案例4(發表的地方是會議論文,並非正式的審查期刊之上)。所以,大家也不擔心的太早,以為家門口前等著一堆機器人隨時要叛變。他們最應該學會的是:主動告訴你螢幕髒了,需要幫他們擦一擦。如果他們真能辦到,這才是人類與機器人爭鬥的開始。

總而言之,《攻殼機動隊》雖然是一部科幻神作,啟發了後世無數作品,但距離人類真實世界,絕不能以道里計。我們只要不停地發揮人類的優勢,「不時騰出時間,停下一切好好思考」。或許,未來世界人類仍有許多生存空間。

  • 註:人類天生有能力瞭解其他人的心裡有不同的欲望、企圖、信念與心智狀態,還有能力建立具有某種程度的理論來解釋那些欲望、企圖、信念與心智狀態為何。

參考資料

  1. 鍾沛君(譯)(2013)。我們真的有自由意志嗎?意識、抉擇與背後的大腦科學(Michael S. Gazzaniga)。台北:貓頭鷹。
  2. 系統神經科學的觀點─腦袋裡到底裝些什麼東西? (2017/04/27)。科學月刊。
  3. Gallup, G. G., Jr (1970). Chimpanzees: Self-recognition. Science, 167, 86-87. DOI: 10.1126/science.167.3914.86
  4. Gold and B. Scassellati (2007). A Bayesian Robot that Distinguishes “Self” from “Other”. In: Proceedings of the 29th Annual Meeting of the Cognitive Science Society (CogSci2007). Nashville, Tennessee.

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林希陶_96
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作者為臨床心理師,專長為臨床兒童心理病理、臨床兒童心理衡鑑、臨床兒童心理治療與親子教養諮詢。近來因生養雙胞胎,致力於嬰幼兒相關教養研究,並將科學育兒的經驗,集結為《心理師爸爸的心手育嬰筆記》。與許正典醫師合著有《125遊戲,提升孩子專注力》(1)~(6)、《99連連看遊戲,把專心變有趣》、《99迷宮遊戲,把專心變有趣》。並主持FB專頁:林希陶臨床心理師及部落格:暗香浮動月黃昏。


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控制進食時間與熱量,小鼠可以更長命?

台灣科技媒體中心_96
・2022/05/22 ・2156字 ・閱讀時間約 4 分鐘

目前越來越多動物實驗的研究結果顯示,「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果,不比「限制總熱量攝取」差,甚至效果更好。

圖/envato elements

控制吃飯時間,可以延長壽命?

美國德克薩斯大學西南醫學中心的小彼得.奧唐納腦研究所 (Peter O’donnell Jr. Brain Institute) 研究團隊,今(2022)年 5 月 5 日在國際期刊《科學》(Science)公開研究論文,使用小鼠為實驗對象,研究進食熱量與進食時間,與小鼠壽命之間的關係。

團隊先讓小鼠自由的取食飼料 6 週後,再分成 5 個不同組別,分別是:

  1. 只能在日間每隔 90 分鐘進食、
  2. 只能在晚間每隔 90 分鐘進食、
  3. 只能在日間開始兩小時內進食、
  4. 只能在晚間開始兩小時內進食、
  5. 全天內每隔 160 分鐘允許進食。

這 5 組小鼠被限制攝取的熱量相同,實驗過後,再和完全自由取食且沒有限制熱量攝取的小鼠比較。

研究結果顯示,與完全自由進食的小鼠相比,有限制進食時間的小鼠平均壽命較長,其中第 2.4 組(只能在晚間每隔 90 分鐘進食,以及只能在晚間開始兩小時內進食)延長壽命的效果最好,平均可延長 35% 壽命;而只能在日間進食的兩組小鼠,平均可延長20%壽命。

與完全自由進食的小鼠相比,有限制進食時間的小鼠平均壽命較長。示意圖/envato elements

研究也觀察到其它有趣結論:

  • 隨著年齡增長,五組小鼠的體重,都比自由進食的小鼠更輕,且在非主要活動的時間(白天)進食的小鼠,白天的活動變多了。
  • 在完全自由取食的小鼠肝臟中,原本與老化相關的基因表現隨年齡增長而改變,有些基因表現降低,有些增加,且基因表現的晝夜節律性也隨老化而降低。但在只能晚間進食的兩組小鼠身上,這些因老化而造成的改變較少。

作者根據研究結果指出,僅僅限制熱量攝取而不在特定時間禁食,可以延長小鼠的壽命,禁食可以對延長壽命效果有加分的作用,而不是主要造成效果的原因。

研究凸顯了「晝夜節律」的重要性

國立陽明交通大學生化暨分子生物研究所教授 許翺麟 表示,目前越來越多,動物實驗的研究結果顯示,「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果,不比「限制總熱量攝取」差,甚至效果更好。

特定時段禁食,有可能比限制總熱量更能延緩老化。圖/envato elements

過去研究飲食中,熱量限制對老化與壽命的影響時,常常無法分辨原因到底是因為「總卡路里攝取較少」還是「固定且有規律的長時間禁食」。最近幾年,科學家開始針對此一問題進行更深入的研究。

去年一項使用小鼠的研究顯示,限制飲食的熱量可延緩老化的效果,可能大部分來自於長時間且有規律的禁食[1]。此外,另一項在果蠅的研究中也指出,不但是要有規律的禁食,何時禁食也同樣重要。最有效延緩老化的方式,要與動物本身的生理時鐘配合,在本來就比較少進食的時候進行禁食[2]

  • 編註:小鼠是夜行性動物,上述文字中的「日間」指的是白天光線照射,對小鼠而言是休息和睡眠的時段,「晚間」沒有光照,才是小鼠活動和主要進食的時段。

這次的研究中更進一步證實,單純只是限制總熱量攝取,只能提供很少的延長壽命效果,反而熱量限制並配合生理時鐘進行間歇性禁食的效果最好。小鼠是夜行性動物,日間禁食對延長壽命的效果,遠比夜間禁食的效果更加顯著,至於每日禁食 12 小時或 22 小時則差異不大。此外本研究也顯示,調控生理時鐘的基因在調控老化上的重要性。

配合生理時鐘進食很重要。圖/envato elements

人類比照辦理也會有用嗎?

許翺麟教授 說明,本研究最大的限制來自於其僅用單一品系、單一性別的小鼠來進行研究。從過去其他研究已知,飲食限制對不同品系與不同性別的動物,效果不盡相同。因此本研究雖然頗具參考價值,但是能否推論到其他品系的小鼠,甚至其他物種與人類,仍有待未來更多研究來支持。

雖說人類遠比實驗動物複雜,會影響老化的因素也不僅止於飲食,然而維持平衡且有規律的飲食習慣,加上適當的限制進食時間,也許是一種相對可行,且有效促進健康老化的方式。也期待未來更多相關研究,能協助我們進一步釐清這些結果在人類中是否相同。

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