研究人員現在了解椿象的綠色熱線是如何運作。這個兩公分長的小蟲子，利用樹枝來傳播通訊，因為透過空氣傳播聲音，可能會引起掠食者的注意，而且聲音在潮溼的植叢裡傳不遠。根據一項發表在汎美/伊比利亞（Pan-American/Iberian）會議中的研究，椿象藉由震動它們的腹部達100赫茲的頻率，來傳遞聲音；椿象所處的樹枝，能有效地維持這頻率，並傳送到幾公尺外。不同種類的椿象，有不同的震動模式；所以同種的其他個體可以找到發出訊號的個體，如果它們想接這通來電的話。
精神個案系列：說自閉症患者聽得進去的「畫」
在美國賓州有個 19 歲的非裔青年，近來狂妄自大、幻想戀情、行為怪異，而且憂鬱又想自殺。他一廂情願地認定自己能拯救宇宙，還有某位女同學真心愛他。住院病房的醫師，開立抗精神病藥物 olanzapine，試圖將他拉回現實；以及選擇性血清素再吸收抑制劑 fluoxetine，以化解其心中執念。不過，藥物並非萬能，有些事情還是得仰賴諮商。[1]
泛自閉症障礙
這名青年罹患情感性思覺失調症（schizoaffective disorder），難免有些極端情緒和不切實際的想法，[1, 2]醫療團隊必要跟他懇談。然而，他非住院原因的泛自閉症障礙（autism spectrum disorder），卻是溝通的挑戰。[1]自閉者的腦部發育與眾不同，雖然不減損智能，但是會影響其感知，以及與外界互動的方式。[3]換句話說，別人想講的內容，青年未必不能理解，問題是要怎麼讓他先聽進去。
泛自閉症障礙的症狀繁多，以下是其中幾個例子：
- 缺乏情緒或非言語的交流，比方說：不太有表情，或點頭、搖頭等動作。[3]
- 說話時，不看對方的眼睛。[3]
- 偏好規律；當情況改變，就非常焦慮。[3]
- 對某些感官刺激，像是聲音或疼痛等，有異常強烈的反應。[3]
- 鍾情於狹隘的興趣，僅談論特定的議題，或者只玩某種玩具。[3]
- 不擅長處理情緒。[3]
- 無法維持穩定的人際關係，因而感到孤獨。[3]
儘管溝通品質不甚理想，該說的話還是得說。治療團隊看青年的「戀愛」，該是郎有情妹無意，便勸他想想對方就好，別致電或登門騷擾。不曉得到底聽進去幾分，青年最後勉強同意。[1]
不當舉止
出院才一週，青年又被送回來了，這次展露殺人意圖：宣稱家人若阻止他拜訪「女友」，他就神擋殺神，佛擋殺佛。根據其姊妹的說法，青年之前返家後，曾接近該「女友」的住處，因此觸景生情，無法自拔。看來上次住院期間的好言相勸，效果微弱。現在滿腦子性愛的他，對病房裡的女性病友，舉止頗不恰當。醫師將他的抗精神病藥物從 olanzapine，換成 haloperidol，然後又改為 aripiprazole；同時，停止造成副作用的 fluoxetine。多數的精神症狀都改善了，唯獨矯正舉止的方面，仍有待加強。[1]
畫作意涵
青年常講，有顆小行星將要撞擊地球，所有人都會死，而他務必救世。這個主題，也頻繁地出現在他的畫作之中。他闡述創作理念的時候，總是長篇大論；換作醫師問診，就變得言簡意賅。幾週來，醫療團隊不斷表達對其作品的好奇。有天，青年終於忍不住解釋：他母親的伴侶曾虐待他與姊妹。醫療團隊恍然大悟，原來圖畫的意思是母親的伴侶如同小行星，所做的惡行令大家遭殃。[1]
「耶！！」雙眼閃爍著幸遇知音的光芒，青年露出一抹難得的微笑，主動跟醫療人員碰拳。[1]
以畫溝通
總算掌握溝通技巧的醫療團隊，決心拾起畫筆，放手一搏。他們畫了一顆快要被小行星撞擊的地球，外頭包著由人群組成的防護罩。繪製的過程吸引了青年的注意，團隊藉機向他曉以大義：包含他在內的每個人，都擔當保護地球的重責大任。他可以給大家安全感，一起防範攻擊。青年聽完說，懂。[1]
又過了幾週，他在團體治療的活動中，向眾人表示：「我們要與人為善…這樣地球上的每個人才都能存活。」原來只要方法對了，他不僅能聽懂、記得，還會傳道。[1]
2021 年於期刊上發表此個案報告的作者群中，大概有《星艦迷航記：銀河飛龍》（Star Trek : The Next Generation）的劇迷。他們將與自閉青年的互動經驗，比喻做劇情裡兩個語言不通的外星種族，找到創意的溝通方式。由於這個重大突破，青年學會了道理，行為舉止也不再使他人困擾。[1]
參考資料
- Kim E, Martin K, Karper L, et al. (2021) ‘Darmok and Jalad at the Psych Ward: A Case Demonstration of How to Creatively Communicate with a 19-Year-Old Patient with Autism Spectrum Disorder’. Case Reports in Psychiatry, 6690564.
- ‘Schizoaffective disorder’. (09 NOV 2019) Mayo Clinic.
- ‘Autism spectrum disorder (ASD)’. (JUN 2022) Health Direct.
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采采蠅與寄生蟲，以及空氣中的油膩愛情
非洲的采采蠅（tsetse fly）以吸血維生，但是它們也時常是錐蟲的宿主，如果吸食人血，便有機會將錐蟲傳染給人類，引發昏睡病，在非洲導致不少問題。
昆蟲常以費洛蒙作為溝通媒介，采采蠅也不例外。2023 年發表的新研究，找到幾款采采蠅使用的費洛蒙，能促進情慾交流；而且又發現感染錐蟲會改變費洛蒙組成，求偶時還會降低身價。
昆蟲的氣味語言
舌蠅屬（Glossina）旗下有多個物種統稱「采采蠅」，這項研究著重的是 Glossina morsitans，為求簡便，本文之後直接稱之為「采采蠅」。要注意還有不一樣的其他款采采蠅，本文後面會登場一種。
費洛蒙是生物排放到體外，用於溝通的訊號分子，可謂是昆蟲的化學語言。一如人類的花言巧語或暴言各有巧妙，各種昆蟲使用不同費洛蒙，能達到不同效果。
從前對采采蠅的費洛蒙也不是一無所知，以前知道有一種化學分子 15,19,23-trimethylheptatriacontane，也叫作 morsilure，被采采蠅當作費洛蒙。此分子是主鏈為 37 個碳鍊長，總共有 40 碳的脂肪酸衍生物，而且含量非常多，5 天大的女生超過 4 mg。
有些費洛蒙輕盈，可以揮發；也有的飄不起來，要直接接觸。40 碳的分子體重太胖，只能直接碰觸，可以說是一種接觸式的油膩情慾。
傳宗接代，迅速而持久
新研究的目標是探討：采采蠅是否存在揮發性費洛蒙，又如何作用。比較效果之前，要先了解采采蠅情慾交流的正常狀況。
把沒有性經驗的一男一女擺在一起，20 組幾乎都迅速合體，在 15 秒內開始啪啪啪（請自行腦補音效）；而且平均 do 愛 58.5 分鐘之久，持久力一級棒。
拿來對照的對象，是常被當作實驗動物的黃果蠅（Drosophila melanogaster）。黃果蠅和采采蠅雖然都叫蠅，但是親戚關係比人和猩猩之差還要遠，不是最合適的比較對象，不過是最方便取得的材料。
黃果蠅平均要等 22 分鐘才男女合體，維持 20 分鐘左右，明顯不如采采蠅對性的渴望。然而，采采蠅的實驗，假如一方換成交配過的女生，原本興致高昂的男生竟然會完全不想 do 愛，判若兩蠅。
總之，采采蠅情慾交流的正常狀態是，由男生向女生求偶，女生很快接受。過程中吸引男生辨識的「女蠅味」是哪些費洛蒙呢？
空氣中充滿愛情的味道
采采蠅的費洛蒙是脂肪酸衍伸物，和果蠅、螞蟻一樣，能用有機溶劑己烷（hexane）分離。
可是一開始實驗，把接觸采采蠅 10 分鐘的己烷塗在棒棒上，結果不論是有或沒有性經驗的男女，4 類原味樣品對男生都毫無吸引力。
做過實驗都知道，沒反應不能寫論文 💔。所以又把搜集費洛蒙的時間延長到 24 小時，這下就對惹 ❤️！
觀察得知，沒有性經驗的處女原味，能吸引 60% 男生；有性經驗的女生則是 27%；男蠅味對男生依然缺乏吸引力。
「女蠅味」具體是什麼呢？用氣相層析質譜儀（Gas Chromatography Mass Spectrometry，簡稱 GC-MS）分離可得到 6 種化學物質。
3 種是脂肪酸：16 碳的棕櫚酸、棕櫚油酸，以及 18 碳的油酸。3 種是脂肪酸加上甲基酯（methyl ester）的衍生物：methyl palmitoleate（MPO）、methyl oleate（MO）、methyl palmitate（MP）。
就算是做這一行的，大部分也會覺得那一串名詞彷彿火星文，反正就是好幾種結構略有不同的油。但是以訊號分子來說，重點不是有多油膩，而是這些分子會啟動哪些神經反應，又影響哪些行為。
費洛蒙有時候化學結構只差一點點，意義完全不同，就像人類講話，「我日常生性活潑，想要多交朋友」和「我日常性生活潑，想要多交朋友」意思就很不一樣。
饞她身子的味道，油膩的情慾語言
女蠅味 6 種成分逐一測試，女生們完全不為所動。至於男生，3 款脂肪酸都缺乏吸引力，不過 3 款衍生物都有吸引力，尤其是塗抹 MPO 的棒棒，能吸引 87% 男生，效果最強（有人覺得奇怪，比前述實驗 60% 更高嗎？應該是因為濃度更高，效果更強）。
費洛蒙有具體的收訊器，訊號應該是透過觸角（antenna）上的感覺受器傳達，因為如果把觸角切除，男生也不會起反應。
為了進一步認識費洛蒙的效果，研究者又將費洛蒙塗在近親物種 Glossina fuscipes 身上。正常時這次的主角 Glossina morsitans 采采蠅男生，對異種女生不會有性趣；但是近親女 MPO 上身後，有 60% 男生會撲上來。
可見單單 MPO 這種化學分子，便對男生有強烈的誘惑力。可是這只是單方面的喜歡，近親女依然對異種男生毫無感覺，會把他們馬上踢開。
感受情慾的神經元
不一樣的費洛蒙，會激發不同感覺神經元，就像把某個開關打開。采采蠅的觸角上有許多微小的感覺零件（sensilla），各自配備不同的受器神經元。被激發的 sensilla 上存在兩款神經元 A 與 B，對不同物質起反應。
MPO 會刺激 B 神經元，而且分隔一段距離，透過氣流傳送便有效果。由此判斷 MPO 是揮發性作用的費洛蒙。
但是同樣的距離，MO 與 MP 都不起反應。不過縮短到距離 1mm 後，MP 就能刺激 B 神經元，MO 則能同時刺激 A 與 B。這兩款費洛蒙僅管結構類似 MPO，卻要近到快直接接觸才有作用。顯然這種事不能看結構鍵盤辦案，要實測才知道。
奇妙的是，這些費洛蒙對近親物種 Glossina fuscipes 的神經元，幾乎都不起作用。因此上述費洛蒙與受器的組合，僅限於 Glossina morsitans 這款采采蠅，和其他物種未必有共通語言，近親即使收到也理解不能。
- 延伸閱讀：兩種蘭花蜂長很像，嗅覺受器不一樣
寄生錐蟲降低身價，采采蠅也是受害者
不少采采蠅體內存在錐蟲，吸血時成為傳播媒介。檢驗發現，錐蟲對采采蠅的影響也非常明顯，會大幅影響求偶選擇。
采采蠅的求偶是男生提出要求，女生決定是否接受。觀察得知，有或沒有感染的兩男，如果和處女共處一室，女生接受兩者的機率差異不多。但是有或沒有感染的兩女，給男生選擇，男生 100% 挑選沒有感染的女生。
這麼看來，有錐蟲寄生的女生，在男生眼中是比較差的對象，但是不知道男生如何分辨。費洛蒙方面，被寄生的采采蠅又會多出 21 種揮發性小分子，也許有所影響，可惜這些氣味的具體作用仍不清楚。
上述結果都是實驗室中的測試。采采蠅在野外活動時，或許大部份候選蠅都是感染錐蟲的不理想對象。野生的采采蠅實際上如何擇偶，也許是另一番光景。不過應該能推測，它們也不喜歡錐蟲。
食慾與情慾的開關一同打開，吃飯，順便do愛？
野生的采采蠅，要自己尋找對象。最容易碰到異性的場合是采采蠅餐廳，也就是被吸血的動物周圍。實際觀察到，采采蠅常常在獵物附近順便情慾交流。
動物散發的氣味分子，就像餐廳飄出的香味，吸引采采蠅前來覓食。有趣的是，獵物排放的 4-methylphenol、1-octen-3-ol 兩種揮發性物質，和采采蠅的揮發性費洛蒙 MPO 使用同一套神經受器。
或許采采蠅去吃飯，開啟食慾的同時，也一同釋放情慾的開關。交配和吃飯是兩回事，如果能一次滿足，也很棒。
延伸閱讀
- 采采蠅與牠們的基因
- 「精液求精」的果蠅！情慾交流後擇偶變得更挑剔？
- 促進情慾流動的果蠅費洛蒙，竟然也能讓人類有反應!?──2018搞笑諾貝爾生物學獎
- 隱翅蟲的毒液生化武器，演化上如何組裝而成？
- 狗用來標記地盤，老鼠用來求偶，但人類很可能沒有？神奇的化學分子費洛蒙——《完美歐姆蛋的化學》
- 對抗紅火蟻新兵法：破解關鍵基因，讓工蟻對蟻后下剋上？
- 嘟嘴或不嘟嘴，讓尼加拉瓜的慈鯛，變成不同物種？
參考資料
- Ebrahim, S. A., Dweck, H. K., Weiss, B. L., & Carlson, J. R. (2023). A volatile sex attractant of tsetse flies. Science, 379(6633), eade1877.
- Chemical notes of tsetse fly mating
本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。
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聲音的DNA：聲紋辨識
- 文／洪萱眉 雅文基金會聽語科學研究中心 助理研究員
在如今這個網路時代，人人在日常生活中都常要透過帳號、密碼來辨識身份，不管是提款卡、行動裝置（手機、筆電、平板）、網路銀行、行動支付等，都需設定一組帳號密碼來辨識自己的身份。
為了不讓自己的帳號被駭，每次都得抓破頭來設定，太簡單擔心被破解，太複雜又怕自己記不住。更煩人的是，每個平台的密碼設定都有自己的規則，有些要求要有特殊符號，有些則要求英文大小寫和數字都要有。
於是，為了兼顧安全與便利性，越來越多廠商使用指紋辨識來解鎖，這樣既不用擔心忘記密碼，也不容易被盜用。然而，你知道，我們的聲音其實和指紋一樣，也能進行身份辨識嗎？
專屬個人的聲音密碼
聲音跟指紋一樣，都有獨一無二的特定性，而在利用聲音的特性做辨識時，就稱為聲紋辨識。我們接到熟識親朋好友來電時，他們不用說他是誰，我們只要一聽到聲音就能辨識。這是因為每個人的說話特性不同，聽聲音就能辨識說話者。而我們的語音訊號中可供辨識的因素，主要可分為三個面向[1]：
- 發音器官的差異：因每個人的發音器官差異，如口腔形狀、聲帶長短粗細不同，造成每個人的聲音特性有所不同。例如，當小朋友前排乳牙掉了時，說話時會有俗稱「漏風」的感覺，就是因為口腔的共鳴特性變了而造成的；而男生的聲帶比女生的要長且粗厚，振動頻率較低，因此聲音較低沈。
- 說話方式的差異：每個人的說話習慣的不同，像是說話的語速、語氣、抑揚頓挫、咬字清晰度、口音等等。比如電話一接通，就聽到大聲又連珠炮似的說話，馬上就知道是樓上的王阿姨要找媽媽。或是一聽到緩慢溫柔充滿感情的台灣國語，就知道是阿嬤從台南打電話來了。
- 說話內容的差異：生長背景、教育程度、社經地位的不同，使說話內容有所差異，例如：用詞、句型等等。像巷口賣水果的阿伯和他讀中文系的女兒，同樣要向顧客自賣自誇鳳梨有多甜，女兒也許會說「那甜蜜的滋味藏著一絲微微的酸，就像那年夏天的初戀」，阿伯則可能會說「帥哥偶謀騙你，這粒旺來跟我女兒的笑容一樣甜啦！」
上述的這些差異都可作為我們辨識說話者的依據。而其中說話方式和內容可能被他人學習、模仿，只有發音器官的差異是天生的，無法被模仿且在分析，所以許多辨識系統是採用發音的聲學特徵（acoustic features），例如，聲音頻率（高/低）、音色（如：輕柔、渾厚）等特性都可作為辨識的依據[1]。
聲紋比對辨身分
聲紋辨識和指紋一樣，皆為生物辨識的一種。從人類的身上萃取出具有身份鑑別能力的特徵，如：指紋、聲音，將此特徵經處理、分析後儲在系統裡，日後可依據此特徵來辨識使用者的身份。利用我們獨特的聲音來辨識身份的聲紋技術，亦可稱為「語者辨認」或「說話人辨認」（speaker identification）[2]。
聲紋辨識的過程包含兩個階段：1. 聲紋提取（voiceprint extraction）。2. 聲紋比對（voiceprint comparison）。在確認說話者的身分之前，要先有說話者的聲音語料，依說話者提供的聲音語料進行分析，並建立專屬他的聲紋模型。
一般在處理語音訊號時，會將音檔切割成小區段的方式來處理、進行分析，透過聲譜圖上的資訊來分析說話者的聲音頻率、音強、抑揚頓挫等建立專屬他的聲紋模型，並將其聲紋資訊存到系統裡。就像將我們的指紋存到手機的系統裡一樣，可以比對我們登錄系統裡的生物資訊來進行身份的核對。
當系統裡存有說話者的聲紋資訊後，其實就就能快速的進行一對一的說話者身份驗證（speaker verification），或是進行一對多的說話者辨認（speaker identification），從眾多人找出誰是說話者[3]。
聲紋辨識不只可以抓犯人，還可以……
上述的聲紋辨識，是不是會讓你聯想到在看影集時，劇中的刑警從報案中心的人聲或是搜集回來的錄音檔中，辨識出報案人或犯人的身份。一般大家的印象會覺得聲紋辨識只會出現在刑事調查中，但其實日常生活中已經有用到聲紋來辨識身份囉！比如，智慧型手機的語音助理，只要說出關鍵詞：「嘿，Siri」、「OK Google」就能啟動AI回應。
其實，這個過程就是擷取聲音特徵，並與之前登錄的音檔互相比對，進行說話者的身份認證。除此之外，越來越多的金融機構也開始引進這項技術，憑聲音來確認身份，這樣除了可以取代回答冗長的問題來確認客戶身份、提高便利性外，也同時提高了安全性[4]。
除了辨識身份，聲紋辨識其實也能應用在其他地方。現在也有許多研究團隊開發各種聲紋科技的應用，例如：透過大數據的聲音比對，由電腦判斷出鳳梨的好壞[5]、或是辨識青蛙叫聲的APP [6]等，這些也都是運用到聲紋辨識的原理。想必聲紋科技的發展會是一種趨勢，未來會有越來越多的場合都能運用此技術，讓我們拭目以待！
參考資料：
- 王小川。（2009）。說話人辨認。語音訊號處理（第二版，頁12-2 – 12-12）。全華圖書。清華大學電機系。淺談語者辨認。http://web.ee.nthu.edu.tw/p/404-1175-11508.php?Lang=zh-tw
- Phonexia. (n.d). What Is Voice Biometrics?https://www.phonexia.com/knowledge-base/voice-biometrics-essential-guide/
- 緒方憲太郎。（2022）。語音科技將會如何改變未來。聲音經濟學（林詠譯，頁159-191）。商周出版。
- 洪明生、蘇晟維。（2022/12/11）。大數據聲紋比對判斷好壞 選鳳梨用「聽」的！ Yahoo！新聞。取自：https://bit.ly/3Vrh2Hf
- 上游新聞市集。（2022/8/25）。現在是哪隻青蛙在叫？「蛙抵家」APP幫你聽聲認蛙！青蛙辨識軟體，揪你幫台灣錄蛙聲。取自：https://today.line.me/tw/v2/article/7NjZrr8
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