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嬰兒就認得出「自己人」

Jacky Hsieh
・2012/05/08 ・1006字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 467 ・五年級

(photo credit: Sergiu Bacioiu via photo pin cc)

雖然嬰兒出生時就像一張白紙,沒有任何種族的認知,但根據新的研究顯示,大約九個月大的嬰兒便可以認得與他們最常互動的臉孔情緒的人。

麻州大學心理學家Lisa Scott的實驗結果發現,九個月大的嬰兒,對於區辨兩張不同種族的臉的能力下降,也較難正確的配對情緒聲音與不同種族的情緒表達。這是第一個「不同種族臉孔的情緒認知比同種族的還困難」於嬰兒身上驗證的實驗。這篇研究刊登在最新的《Developmental Science》。

研究者表示,在嬰兒新生的第一年,他們的感知發展特別強烈的在他們周遭的人,像是家庭成員。這樣專注在相似人群,被假定是造成日後有些成人要區辨其他人種的臉孔感覺較困難的根源(就像你會不會覺得美國人好像長得都一樣,台灣人卻讓你一看就知道誰是誰?)

這樣的結果雷同於嬰兒學習語言。在嬰兒不知道語言其代表的意義時,他們將所有聲音一視同仁,不同語言的細微差異皆能區辨;但當他們開始學習母語時,便對於其他語言細微差異的區辨能力便下降。

Scott說:「這個實驗除了顯示嬰兒學習環境造成的差異影響之外,也許可以提醒早期教育(幼稚園甚至更小的孩子)應該加入避免未來種族歧視或刻板觀念的議題。」Scott強調:「實驗結果顯示對於臉部認知能力開始有偏見,大約是在學語前的嬰兒,這時期的嬰兒還沒有種族的觀念。所以我們必須去了解這些『自然造成的』偏見,而試圖去減少消滅偏見。」

這個實驗的流程,每個嬰兒由父母帶他們進實驗室參與一小時的腦電波實驗,過程包括給嬰兒看臉孔圖片同時聽情緒聲音。受試者為48位幾乎沒有與黑人互動經驗的白人嬰兒。他們必須完成兩項作業,第一樣是區辨兩張臉的異同,兩張臉可能都是白人或是都與自己不同種族;第二樣是讓他們看與自己同種族或不同種族的情緒臉孔(開心或難過),搭配正確或不正確的情緒音效(笑或哭),並記錄他們的腦電波。

結果顯示,五個月大的嬰兒區辨同種人或不同種人的情緒臉孔能力相同,但九個月大的嬰兒則只在區辨同種人的情緒臉孔時有較好的表現。而腦電波的部分,五個月大的嬰兒在同種與不同種的情緒臉孔區辨的腦電波相同;而由五個月大到九個月大的嬰兒,與情緒臉孔區辨相關的腦電波則從大腦的前端慢慢移往後面。這樣的神經活動區位的改變,幫助我們了解新生第一年的腦部發展過程。

資料來源:Science Daily:Infants Begin to Learn About Race in the First Year [2 May 2012]

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Jacky Hsieh
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中大認知所碩士。使用者經驗工程師。喜歡寫東西分享。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》