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搞笑諾貝爾再揭貓狗真面目!破解貓咪是固體還是液體?狗狗小便都成南北向?(下集) ft.曾柏諺【科科聊聊 EP68】

PanSci_96
・2021/11/24 ・2529字 ・閱讀時間約 5 分鐘

泛泛泛科學Podcast這裡聽:

聽完前集搞笑諾貝爾「貓咪如何以 20 種叫聲與人類溝通」的研究,是不是還意猶未盡?對貓狗的行徑,是否產生更多疑惑?下集節目,y 編將與泛科學作者曾柏諺再續前緣,暢聊搞笑諾貝爾的其他貓狗研究,解開貓咪到底是固體還是液體,較量貓狗身上跳蚤的「彈跳高度」,以及深究狗狗的「小便方位」。

柏諺也將從「兒童刊物編輯」角度,分享如何讓小讀者了解艱澀的科學研究,並且解析諾貝爾獎與搞笑諾貝爾獎的「精神」差在哪?不論是從正經或歪樓的角度,只要對世間學問與怪事保持好奇心,就能持續往「科普」這條路邁進!

圖/pixabay
  • 01:02 解開貓咪的固、液體之謎

外國網路論壇,曾瘋傳一系列貓「擠身」於玻璃瓶、洗手台的奇葩圖片,因此讓法國學者Marc-Antoine Fardin 突發奇想,以「底波拉數」(Deborah Number)研究貓究竟是「液體還是固體」,因而獲得 2017 年搞笑諾貝爾物理學獎。柏諺也以「職業鏟屎官」之姿,分享家中的貓特別喜愛鑽進紙箱,展現其「柔軟度」,也提及貓喜歡待在狹小、陰暗或高處,可能源於其獨來獨往的性格,需躲於藏身處或至高處,才能獲得安全感。

延伸閱讀:貓體力學!喵星人的固液態之謎——2017搞笑諾貝爾物理學獎

  • 06:26 寵物洗衣機是「人類思維」產物?

2002 年,搞笑諾貝爾獎也曾授予「衛生獎」給研發「貓狗洗衣機」的產品品牌總監Eduardo Segura。近年,台灣亦流行「寵物烘乾機」等便於飼主照料貓、狗的用品,柏諺提醒這些以「人類思維」製造的發明物,常會忽略產品是否適用於寵物,如:把貓放置於烘乾機內,其音頻會否對貓造成壓力,溫度會否令貓感到不安或焦慮,都是發明者研發時該思考的方向,飼主購買時也應判斷產品是否真的「為寵物著想」。

  • 11:30 「貓咪剋星」防止喵星人攻佔鍵盤

另一項由「人類思維」發展的產物,則是 2000 年獲得電腦科學獎的防貓敲鍵盤軟體——「貓咪剋星(PawSense)」。軟體若偵測到貓在電腦鍵盤上行走,便會大聲播放「噪音」把貓嚇走,保護鍵盤不受破壞,更可訓練貓咪遠離電子產品。y 編也想到用於防路殺的「石虎紅綠燈」,以 AI 監測,當石虎出現在馬路邊時,會發射聲音跟光波,吸引石虎目光,也保衛其安危。

延伸閱讀:防貓咪敲鍵盤軟體—《搞笑諾貝爾獎》

  • 13:05 貓狗的跳蚤和小便方式很重要?

有兩項貓狗研究,令 y 編與柏諺摸不清研究目的。一是 2008 年獲得生物學獎「比較貓狗跳蚤彈跳高度」的研究顯示,狗蚤比貓蚤的彈跳高度多 10 公分,垂直起跳也多 2 公分;另一個則是 2014 的生物學獎,觀察出狗在便溺時,傾向於讓身體呈現南北向,與地球磁場線相符。團隊進而再以此往下發展,希望能研究出狗是否有磁覺(Magnetoreception)。曾有研究顯示,鳥類即因眼中的隱花色而具有「磁覺」,因此能夠準確感知、判斷方位。

延伸閱讀:2014搞笑諾貝爾生物獎—狗狗指北針鳥兒內建的磁羅盤-《鳥的感官》

  • 21:31 幫小孩「科普」諾貝獎之難處

柏諺也分享到每年期待「搞笑諾貝爾獎」勝過「諾貝爾獎」許多,因為編輯兒童刊物時,後者的得獎研究常讓他「絞盡腦汁」,才能思索出讓兒童讀者,以深入淺出的方式了解。例如:今年獲得物理學獎的「觀測地球暖化研究」,闡釋論文中自旋玻璃(Spin glass)的「受挫狀態」時,以「有些磁鐵不愛排隊」較生活化的方式解析;針對獲得生理或醫學奬的「人類神經系統的溫度和觸覺受體」,則以「守門員守球」比喻受體的功效,令小讀者更輕易理解。

延伸閱讀:【2021諾貝爾物理學獎】如何觀測地球暖化?有「氣候模型」及「複雜物理系統」就搞定!【2021諾貝爾生理或醫學奬】為何會有「熱熱的、刺刺的」感覺?溫度與觸覺受體的發現

  • 29:30 搞笑諾貝爾展現科學家的「童心」

雖然科學家應不會以「獲得搞笑諾貝爾獎」作為進行研究的目標,但柏諺認為搞笑諾貝爾不僅展現科學家的「童心」,也打破「研究必定要有用處」的迷思,回歸到科學研究就是在探究萬物真理的初心。他在製作兒童刊物時,確實發覺小孩常對世界有千奇百怪的提問,也希望能藉由「搞笑諾貝爾獎」,持續激發孩童的好奇心,讓他們在未來能締造更大的可能性。

  • 32:08 哪個搞笑諾貝爾研究讓人難忘?

搞笑諾貝爾的研究百百種,柏諺印象最深的則是 2019 年獲得物理獎的「袋熊方形便便研究」,碰到參與研究的台灣學者楊佩良時,還請她在書封上簽名;y 編也表示,過往袋熊較常出現在「路殺」的新聞中,而搞笑諾貝爾則讓大眾發覺袋熊的「另一面」。

柏諺也提及,當諾貝爾獎鼓勵學者「為了全人類福祉」進行枯燥研究的同時,搞笑諾貝爾獎則是提醒著大眾,不要忘記對身邊大小事保持好奇,一如本次獲獎的「貓語研究」,也是出於瑞典學者舒茲對家貓的觀察,才發展出的研究。節目到這裡,狗派 y 編與貓派柏諺的「纏鬥」也告一段落,期待日後還有機會邀請柏諺,分享更多獨到的「科普」觀察!

延伸閱讀:不剛正,不屙!破解袋熊的「方便」之謎──2019搞笑諾貝爾物理獎

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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》