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「貓的 20 種叫聲研究」搞笑諾貝爾獎帶你揭開貓狗的真面目!(上集) ft.曾柏諺【科科聊聊 EP67】

PanSci_96
・2021/11/19 ・2830字 ・閱讀時間約 5 分鐘

泛泛泛科學 Podcast 這裡聽:

「喵星人」的心思總是太難猜,連叫聲也很費解,鏟屎官們是否常常誤觸地雷?2021「搞笑諾貝爾」特輯第二彈由 y 編與泛科學作者曾柏諺,解析今年生物學獎的得獎研究:「貓咪如何以 20 種叫聲與人類溝通」。各位貓奴們,來學習聽懂主子的命令吧!

兩人也將從「狗派」與「貓派」的角度,分享各式阿貓阿狗的趣味研究,重新認識貓咪表情與小狗眼神的意涵,了解他們究竟代表安全、焦慮還是逃避型依戀?揭開毛小孩的真面目,就在本集!

圖/Pixabay
  • 01:46 原來泛科學是貓派集合地

「你是貓還是狗派?」向來是最受歡迎的人類二分法,理論上這兩派的人數應該要差不多,不過根據泛科學官網的數據顯示,貓類文章的流量,長期以來都比起狗類文章高出許多,這個現象一直是 y 編心中的不解之謎。然而,y 編也分享到自己身為「狗派」是出於理性的選擇,柏諺則是因為小時候曾被校狗追咬,而由「狗派」轉為「貓派」。

  • 08:14 如何歸結出 20 種叫聲?

本次獲得「搞笑諾貝爾」生物學獎的瑞典學者舒茲(Susanne Schötz),從語音學角度研究,針對 40 隻貓 780 餘次的叫聲,歸結出「貓咪如何以 20 種叫聲與人類溝通」,替各位貓奴們解解惑。「語音學」(Phonetics)主要研究人類如何使用不同器官與部位,發出相異頻率、時長、振幅的聲音,組成日常表達的字詞以傳遞訊息。而舒茲即是以此種方式,研究貓叫聲的頻率、音色等差異,藉以了解「貓語」的奧妙。

延伸閱讀:鏟屎官們聽令!貓咪如何透過 20 種叫聲支配人類?【2021搞笑諾貝爾-生物獎】

  • 12:46 療癒「呼嚕聲」代表貓咪心滿意足

節目中,也特別播放舒茲研究中的幾種貓咪聲音。「呼嚕聲」與「友善的顫音」,皆屬於貓較平靜與和善時的叫聲。柏諺以養貓經驗說明,發出「呼嚕聲」時,貓多半處於舒服放鬆,或身心感到滿足時的狀態,例如:舒適午後被主人按摩撫摸時,可能會發出此聲響;「友善的顫音」則可能是貓對某事物產生好奇時,像看見窗外鴿子時,較有可能會製造的聲音。

  • 15:38 發出「引擎發動聲」是要大爆發了嗎?

當貓發出有敵意的「咆嘯聲」時,柏諺形容很像「引擎準備發動」的聲音,而前述的「呼嚕聲」則較接近人類打呼或者「引擎怠速運轉」的聲響;另外一種表現警告的「嘶嘶聲」,則可能是遇見陌生事物,嚇到毛豎起來時會出現的聲音。相對於狗較與人親近,柏諺也形容貓與人的關係更像是室友,平常較不會有那麼多「碎念」。

  • 19:00 貓語研究 VS. 喵說 APP

本項研究中,舒茲請貓的飼主將攝影機戴在頭部,以第一人稱視角,紀錄貓所經歷的各種生活情境,歸結出貓在「尋求關注、感到滿足、不滿、覺得有壓力」四種向度時,會產生相異的聲調,當情緒處於前兩者較正面時,語調會相對上揚,情緒處於後兩者較負面時則會下降。

然而,亞馬遜「Alexa」的前工程師 Javier Sanchez ,曾在去年開發 APP「喵說」(MeowTalk),同樣蒐集貓在不同情境下的叫聲,讓機器歸結出 13 種不同的「貓語」。最終讓使用者可透過 APP 判斷自錄的貓語意涵。雖然以上兩種判斷貓語的方式,都還無法完整詮釋貓想表達的內容,但仍可初步判斷貓的情緒狀態。

  • 22:38 貓語行不通,看表情可嗎?

加拿大貴湖大學(University of Guelph)曾進行研究,找來 6000 位受試者觀看貓的影片,抽掉聲音及背景雜物等資訊,僅讓受試者從貓咪表情,判斷其情緒是正面或是負面。結果顯示,受試者的答題正確率僅有 59%,顯示貓的「高深莫測」並非僅是傳言,不過仍有 13% 的人表現特別好,答題正確率落在 75% 以上。

延伸閱讀:原來貓咪有表情,只是鏟屎官看不懂?

  • 24:38 貓狗對人的依戀程度其實差不多

另一項動物實驗,動物學家 Kristyn Vitale 分別針對 38 隻貓、59 隻狗,讓飼主離開貓狗所處空間,隔兩分鐘後再回原位,觀察貓狗對此的反應,判斷牠們對人是屬於「安全性依戀」,還是「不安全性依戀」(包含逃避與焦慮兩類型)。根據實驗結果,65.8% 的貓屬安全性依戀,34.2% 屬不安全性依戀,狗的數據則分別為 64.3% 及 35.7%,顯示兩者對人的安全依戀率,其實非常相近。

延伸閱讀:各位貓奴們看過來!該如何知道家裡的寵物是哪種依戀風格呢?

  • 29:25 小狗眼「確認過眼神」的小心機

相對於貓的表情難以解讀,近年多項研究皆指出,狗會透過挑眉、眼睛往上看、吐舌頭等,積極表現臉部表情,以獲得人類的關愛及照顧,令 y 編在看完研究文章後,開始對狗的「小狗眼」表情有戒心。柏諺也說明,狗與貓對人的互動反應如此不同,源於狗或狼皆屬群居動物,懂得與周遭群體交流,相對而言貓可能僅有繁殖或必要時才會群聚,顯得較獨來獨往。

延伸閱讀:確認過眼神,臉上多兩條肌肉讓狗狗賣萌無辜動人

  • 33:55 多挑幾次眉比較容易被帶回家?

英國學者 Bridget Waller 的研究中,拍攝 29 隻狗與研究員的互動,紀錄分析狗的表情、搖尾巴時長、從籠內靠近人的時長,以及被領養前待在收容所的天數。最終得出的結果顯示:狗在兩分鐘內做 5 次挑眉的動作,待在收容所的平均時間為 49.83 天;挑眉 10 次,時間縮短為 34.88 天;挑眉 15 次,則再減少至 28.31 天。而「搖尾巴的時長」則與被領養天數較無關,也顯示出狗的臉部表情,更有助於牠們博得人類歡心。

  • 38:50 沒有小狗眼的竟是「月月」

另一位英國學者 Juliane Kaminski 曾解剖 4 匹狼、6 隻狗,發現狗的眼睛內緣上方,皆有一條發達的「內側提眼角肌」(levator anguli oculi medialis muscle, LAOM),讓狗狗得以擠出彷彿隱藏在皮毛之下的內眉毛(inner eyebrow),因此能使用「小狗眼」對人類擠眉弄眼,而狼則沒有這條肌肉。不過,眾人喜愛的「月月」哈士奇,同樣也沒有此條肌肉,研究者猜測可能因是他們為較古老的犬種。

柏諺也特別解釋道,狗並非直接由狼所演化,而是約三萬三千年前,狼與狗的通同祖先,所分支出的後代。某一群可能對人較友善,攻擊性較低,且消化道能適應人的食物,因此被馴化成狗;另一群可能維持其狩獵習慣,成為今日我們所認識的狼。

搞笑諾貝爾歷年的得獎研究,貓狗主題佔了大宗。上集介紹了貓語,以及柏諺補充的小狗眼神研究,我們下集就來細數更多更奇葩的阿貓阿狗研究吧。

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PanSci_96
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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》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》