鑑識故事系列：縮水頭顱是美洲原民或樹懶？

本文與 威力暘電子 合作，泛科學企劃執行。

想像一下，當你每天啟動汽車時，啟動的不再只是一台車，而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機，後果會有多嚴重？方向盤可能瞬間失靈，安全氣囊無法啟動，整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情，而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天，我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟，汽車的「大腦」—電子控制單元（ECU），是如何從單一功能，暴增至上百個獨立系統？而全球頂尖的工程師們，又為何正傾盡全力，試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化？

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代，當時的汽車工程師們面臨一項重要任務：如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力？「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現，關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間：火星塞的點火時機，也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內，這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一！引擎效率就能提升整整一成！這不僅意味著車子開起來更順暢，還能直接省下一成的油耗。那麼，要如何跨過這道門檻？答案就是：「電腦」的加入！

工程師們引入了「微控制器」（Microcontroller），你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法，在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內，精準計算出最佳的點火角度，並立刻執行。

從此，引擎的性能表現大躍進，油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元（ECU）的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」（Engine Control Unit）。

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功，在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像：「這 ECU 這麼好用，其他地方是不是也能用？」於是，ECU 的應用範圍不再僅限於點火，燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車，甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而，問題來了：這麼多「小電腦」，它們之間該如何有效溝通？

為了解決這個問題，1986 年，德國的博世（Bosch）公司推出了一項劃時代的發明：控制器區域網路（CAN Bus）。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上，就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是，CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如，煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息，絕對能搶先通過，避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題，但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線，並連接各種感測器和致動器。結果就是，一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里，總重量更高達 50 到 60 公斤，等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面，大量的 ECU 與錯綜複雜的線路，也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束，簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障，無疑讓人一個頭兩個大。

汽車電子革命：從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代，汽車電子架構迎來一場大改革，「分區架構（Zonal Architecture）」搭配「中央高效能運算（HPC）」逐漸成為主流。簡單來說，這就像在車內建立「地方政府＋中央政府」的管理系統。

可以想像，整輛車被劃分為幾個大型區域，像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙，就像數個「大都會」。每個區域控制單元（ZCU）就像「市政府」，負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合，並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理，就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台（HPC）擔任，統籌負責更複雜的運算任務，例如先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的環境感知、物體辨識，或是車載娛樂系統、導航功能，甚至是未來自動駕駛的決策，通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中， 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子，便精準地切入了這個趨勢，致力於開發整合 ECU 與區域控制器（Domain Controller）功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢，威力暘提供的解決方案，就像是將好幾個「分區管理員」的職責，甚至一部分「超級大腦」的功能，都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力，可同時支援 ADAS 與車載娛樂，還能兼容多種通訊協定，大幅簡化車內網路架構。如此一來，車廠在追求輕量化和高效率的同時，也能顧及穩定性與安全性。

萬無一失的「汽車大腦」：威力暘的四大策略

然而，「做出來」與「做好」之間，還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯？具體來說，威力暘電子憑藉以下四大策略，築起其產品的可靠性與安全性：

1. AUTOSAR ： 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層（RTE）和基礎軟體層（BSW）。就像在玩「樂高積木」，ECU 開發者能靈活組合模組，專注在核心功能開發，從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
   
2. V-Model 開發流程：這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般，左側從上而下逐步執行，右側則由下而上層層檢驗，確保每個階段的安全要求都確實落實。
   
3. 基於模型的設計 MBD（Model-Based Design）： 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具，把整個 ECU 要控制的系統(如煞車)，用數學模型搭建起來，然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前，就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷，，並驗證安全機制是否有效。
   
4. Automotive SPICE (ASPICE) ： ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」，它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性，而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」，也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化，並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作，其能否正常運作，自然被視為最優先項目。為此，威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準：ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統（特別是 ECU）的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」，從概念、設計、測試到生產和報廢，都詳細規範了每個安全要求和驗證方法，唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略，威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準，才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而，ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡，「大腦」變得更集中、更強大後，汽車產業又迎來了新一波革命：「軟體定義汽車」（Software-Defined Vehicle, SDV）。

軟體定義汽車 SDV：你的愛車也能「升級」！

未來的汽車，會越來越像你手中的智慧型手機。過去，車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」，想升級？多半只能換車。但在軟體定義汽車（SDV）時代，汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」，能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA（Over-the-Air）技術，車廠能像推送 App 更新一樣，遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過，這種美好願景也將帶來全新的挑戰：資安風險。當汽車連上網路，就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭，輕則個資外洩，重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV，業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略，確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程，到安全認證，這些努力，讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新，也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力，威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota，以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈，更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴，以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈，並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產，驗證其流程與品質。

毫無疑問，未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷，交由電腦判斷，比交由人類駕駛還要安全的那一天，離我們不遠了。而人類的角色，將從操作者轉為監督者，負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全，人類甘願當一個「最弱兵器」，其實也不錯！

在歐亞大陸，馴化馬對歷史的影響很大，但是美洲大陸的漫長歷史中，大部分時光不知道馬的存在。最近幾百年，美洲原住民卻和歐洲人引進的馬一見如故，不同族群發展出各異的人、馬文化。2023 年發表的一項研究，探索美洲原住民和馴化馬的交流歷史。

馬在北美洲流傳，早於歐洲勢力深入

依照現有證據推敲，馴化馬的祖先來自美洲，距今 4000 多年前在亞洲馴化。美洲野馬大部份在一萬年前就消失了，不過根據沉積物的古代 DNA 分析，也許仍有少數成員一直延續到 5700 年前。

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北美洲的原住民，也就是印地安人，他們的馬都是歐洲人帶來的嗎？為了摸索馴化馬進入美洲的歷史，研究隊伍從北美洲各地獲得 33 個樣本，29 個得知年代，27 個取得古代基因組，除 1 驢，其餘皆為馬。

過往認為，1680 年「普韋布洛起義（Pueblo Revolt）」對馬的傳播很重要。西班牙殖民隊伍 16 世紀首先抵達中美洲，要再往北美洲前進，會先接觸北美洲的西南部，也就是廣義普韋布洛族群的地盤。

雙方 1680 年在現今的新墨西哥州爆發衝突，原住民擊敗外來殖民者，應該也收穫不少馬。有歷史學家認為，這促進馬在原住民網絡的傳播。

然而這回研究指出，至少有四處地點的馬骨年代比 1680 年更早，包括懷俄明州的 Blacks Fork、堪薩斯州的 Kaw River、新墨西哥州的 Paa’ko、愛達荷州的 American Falls Reservoir。這表示歐洲殖民者受挫以前，馬已經進入印地安人的世界，傳播到更遠的地點。

至少在 17 世紀中期時，馬已經傳播到北美洲西半部的廣大範圍。那時殖民者尚未深入到大平原一帶（現今的科羅拉多、堪薩斯、德克薩斯、懷俄明等州），不過殖民者帶來的馬，已經融入一些印地安部族的生活，透過原住民原本的交流網絡迅速傳播。

人與馬建立新關係

印地安人的學習與適應能力很強，美國西北部的愛達荷（講波特蘭、西雅圖的東方，台灣人應該比較熟），17 世紀初期就存在馬銜等裝備，死馬骨頭也有被照顧的痕跡。當時與殖民者還沒什麼接觸的的原住民，已經懂得養馬，也會騎馬。

北美洲各地的原住民們，環境條件、生活方式都不太一樣。這也反映在人與馬的關係，17 世紀起衍生出多變的人馬文化。原住民和馬的相處時光雖然不長，卻深刻到成為不少族群的傳統，受到強烈打壓下，馬總是夥伴。

馬骨取得的古代 DNA 分析指出，所有原住民的馬都和更早的美洲馬群無關。維京人曾經抵達美洲，或許有帶馬，但是沒有在美洲留下遺傳紀錄。

顯然美洲原住民的馬，都來自西班牙開始的歐洲殖民者。遺傳上 17 到 18 世紀的馬最接近西班牙，後來卻更像英國，看來歐洲不同勢力前來的順序，也對馬產生影響。

馬的新國度

印地安人指稱馬的名稱很多。像是 Pawnee 族人稱呼馬為「新狗」，Blackfeet 叫作「麋鹿狗（elk）」，Comanche 稱為「魔術狗（magic）」，Assiniboine 則是「偉大狗（great）」。

美洲原住民的祖先移民到美洲時，與馴化狗一起。長期以來，狗狗是美洲人最親密的動物。上述幾族的邏輯，是將原本熟悉的人狗關係，拓展用於理解馬。

拉科達（Lakota）族人心目中，馬的地位更高。拉科達文化中無所謂馴化、野馬之分，也不會特別飼養馬匹，馬屬於「馬國（Horse Nation）」的子民，族語 Šungwakaŋ，和拉科達人就像同盟國一般。

眾多印地安族群中，拉科達人相當出名。公元 1876 年拉柯達蘇族的聯軍，在蒙大拿的小大角擊潰來犯的美軍，轟動一時。領袖「瘋馬」、「坐牛」都成為歷史名人，當中 Šungwakaŋ 的貢獻也可想而知。

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參考資料

1. Taylor, W. T. T., Librado, P., Hunska Tašunke Icu, M., Shield Chief Gover, C., Arterberry, J., Luta Wiƞ, A., … & Orlando, L. (2023). Early dispersal of domestic horses into the Great Plains and northern Rockies. Science, 379(6639), 1316-1323.
2. The untold history of the horse in the American Plains: A new future for the world
3. Horse nations: Animal began transforming Native American life startlingly early

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。

搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始，2022 年也不例外。今年「第 32 次第一屆搞笑諾貝爾獎」一共頒發 10 個獎項，藝術史獎 2 位學者的得獎理由是：

「以跨領域手法研究古代馬雅陶器畫面的儀式性浣腸（A Multidisciplinary Approach to Ritual Enema Scenes on Ancient Maya Pottery）」。

2022 年，肛門或成最大贏家！

浣腸（enema）別名灌腸，就是直接向肛門注入液體，刺激排泄。灌腸也指稱香腸的作法，浣腸讀起來比較有儀式感，本文之後就採用浣腸稱呼。

今年的生物學獎也和肛門有關，肛門或成最大贏家！有種蠍子斷尾求生後，連肛門都會一起脫落，而且無法再生，再也無法排泄，最終便秘致死。好在即使屁股沒惹一半，還可以再活幾個月，完成傳宗接代的蠍生大事。

同時看到馬雅人的浣腸研究，想說能不能幫斷尾的蠍子也浣腸一下，解決便秘問題……馬上想到它們已經沒有屁股，不再有機會享受浣腸的樂趣，嗚嗚。 😭

有趣的是（疑似贅句，本文應該沒有無趣的事），2022 年受到表揚的藝術史獎來自 1986 年發表的論文，本身就很有考古精神，36 年過去，如今得獎者都老惹。

大部分搞笑諾貝爾獎頒給近幾年的研究。但是一查之下大吃一驚，穿越歲月的表揚很少，卻不算罕見：

2022 年的藝術史獎頒給 1986 年的研究，時隔 36 年。

2021 年的昆蟲學獎頒給 1971 年的研究，時隔 50 年。

2013 年的安全工程獎頒給 1972 年的研究，時隔 41 年。

2013 年的公共衛生獎頒給 1983 年的研究，時隔 30 年。

2011 年的公共安全獎頒給 1967 年的研究，時隔 44 年。

2011 年的生物學獎頒給 1983 年的研究，時隔 28 年。

2010 年的公共衛生獎頒給 1967 年的研究，時隔 43 年。

2008 年的化學獎頒給 1985 年的研究，時隔 23 年。
……

研究民族藥物的藥理學家：一個博士不夠，就再讀一個！

今年等待 36 年的 2 位得獎者，是什麼來頭呢？馬雅是個位於中美洲，有數千年歷史的文化，如今依然有數百萬馬雅人樸實地生活著，儘管不如古代輝煌。研究馬雅考古的人，應該是考古學家吧！其中一位地獄慕斯（Nicholas Hellmuth）確實符合想像，他正是探索古馬雅的考古學家。

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然而，另一位德史密特（Peter A.G.M. de Smet）不是考古學家，而是藥理學家。這項探討馬雅浣腸的研究，源自他博士論文中的一部分，而且這是他的第二個博士學位。

德史密特是荷蘭人，就讀烏特勒支大學（Utrecht University），公元 1979 年取得「藥學博士（Doctor of Pharmacy）」，具有一流的藥理學專業。後來他對民族藥物，也就是各地的草藥、菸草等傳統藥物產生興趣，於是 1981 年起又深造數年，1985 年再取得一個 PhD 博士。

他的博士題目叫作《美洲的儀式性浣腸與鼻菸（Ritual enemas and snuffs in the Americas）》，這段期間他幹勁十足地完成多達 11 篇論文！這麼多素材都被整合進博士論文，後來有出書。

這位藥學博士在第二個博士論文中（第 13 頁），一整個理組嗆文組的 fu：

「儀式性用藥的資料中，不當使用藥理學數據，是驚人的常見錯誤。實際上這不太意外，因為這個領域中的作者，往往缺乏藥理學背景。」

初出茅廬的德史密特，整理當時藥理學、民族學、考古學的多方資訊，加上自己的實驗，探討美洲原住民在浣腸、吸菸兩項行為的材料、手法、效果，使他成為以現代科學探討民族藥理學（ethnopharmacology）的先驅。

40 年來他身兼藥理學家、民族藥物學家的雙重身份，兩個領域都頗有建樹，總共發表上百篇論文，有些引用數相當可觀。2011 年還出過一本書，由 20 世紀初的明信片討論各地的民族藥物。

藥理學×考古學：馬雅人為什麼浣腸？

馬雅人為什麼浣腸？馬雅世界後來成為歐洲人殖民地，早在殖民時期便有紀錄，馬雅人以浣腸行醫療用途。這也是當今受過醫學訓練的醫師、護理師之基本專業。

然而，1977 年重現於世的古代陶器，上頭的浣腸畫面卻不像醫療，而是某種儀式的場景。此後累積愈來愈多證據，現在可以肯定馬雅人不只為了醫療浣腸，還會在儀式性的場子中浣腸，有搞別人屁股，也可以自己搞自己屁股，還有互相浣腸的。

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馬雅浣腸是德史密特的博士論文中，少數有關考古的題材，他不懂考古學，因此找到前輩地獄慕斯助拳。地獄慕斯搜藏不少馬雅小本本（主要是 6 到 9 世紀的古典期晚期），在其協助下，德史密特能充分發揮藥理學專業，跨領域探討古代馬雅人的浣腸學問。

「儀式（ritual）」的目的千變萬化（很多人類學家不知道怎樣解釋就說是儀式，老套路），馬雅浣腸的目的是什麼？德史密特認為一項意義可能是「淨化」。浣腸就是人為強制排出消化道中的廢物，在淨化儀式中適合作為象徵。

有些浣腸的目是追求快感，馬雅人應該也不例外，畢竟有些浣腸儀式的畫面，看起來就是派對。在儀式中使用藥物、興奮劑助興，不論古今都很常見。馬雅浣腸多半也是令參與者愉悅的儀式。還有人浣腸的目的是保健，像是現在也有人提倡咖啡浣腸。由此推敲，浣腸儀式能達到綜合性的目的。

浣腸跨越時空。福大命大的法蘭西大皇帝「太陽王」路易十四，便以喜愛浣腸聞名，別稱「大腸王」，據說一生浣腸超過 2000 次。當時浣腸和放血一樣，是流行的醫療與保健手段，不過懂玩的路易十四，想必也從中獲得不少快感。

提醒各位讀者，浣腸未必會傷害人體，但是一定有風險。不論目的是醫療、愉悅或保健，都要審慎進行，一旦碰到狀況，快點尋求醫療協助。尤其千萬不要用屁股直接喝酒或興奮劑！肛門、腸道細胞的吸收效果好，恐怕會不知不覺地中毒。

實驗精神，注入！

注入肛門的液體是浣腸關鍵，浣腸液的配方、用量大有學問。幾乎可以確定馬雅人會用酒精浣腸，畫像中便能見到稱為「balché」的含酒精發酵飲料。

一堆博士牲讀的要死要活，即使僥倖畢業，也常常像 Long COVID 後遺症般，罹患遺憾終生的 Long PhD。德史密特的博士生涯卻充滿趣味，他拿自己的屁股做實驗，測試不同濃度與用量，讓讀者也猝不及防地上車。

讓人享受快感的浣腸，要將浣腸液留在腸道一段時間，不能馬上排出，所以不能注入太多。

德史密特在博士論文第 57 頁寫到，現代西醫操作下，超過 200 cc 只作為刺激排泄使用。古代藝術品中，有些看起來 size 很大大大的注射器，能注入不少浣腸液，其目的看似為快速大爆射的淨化功能，而非慢慢醞釀，體驗灌腸的愉悅感。

然而，德史密特又指出，他用自己屁股做實驗發現，即使注入 500 cc 的酒精灌腸液，也能輕易地維持不會大爆射。因此不能說注射器比較大支，就一定無法享受快感。

大腸王路易十四直呼內行：這荷蘭仔，懂玩！

浣腸液除了酒精，馬雅人還有哪些素材？

酒精以外，德史密特還測試過 DMT（dimethyltryptamine，N,N-二甲基色胺）浣腸，沒什麼特別感覺，不過他謹慎使用的劑量非常低。致幻劑 DMT 可以調製死藤水（ayahuasca）等迷幻藥，吃多會出人命，千萬不要胡亂嘗試。

作為藥理學家，德史密特討論多款可能的成分，不過沒有自稱試用過。像是咖啡因、尼古丁、迷幻蘑菇（psilocybian mushroom）、毒蠅傘（fly agaric，學名 Amanita muscaria）、睡蓮（water lily）、柯拉豆屬植物的蟾毒色胺（Anadenanthera alkaloid bufotenin，巴西植物 paricá 的種子）等等。

德史密特認為，他探討的大部分化學物質都不適合用於浣腸液，或是有機會被馬雅人使用。稀釋的咖啡因、尼古丁溶液肯定能用來浣腸，而且效果不錯。可是沒有馬雅人使用咖啡因、尼古丁浣腸的鐵證。

還有睡蓮值得一提。有些陶器畫面上出現睡蓮，可能作為儀式用途；而某些種類的睡蓮中又含有可作為致幻劑（hallucinogen）的成分，這才懷疑到睡蓮。但是睡蓮是否用於浣腸，至今仍缺乏可靠的證據。

這些研究看似搞笑，有什麼意義呢？不少人類學家、民族學家、考古學家，歷史學家做研究時，會接觸藥物與儀式，卻時常缺乏足夠的藥學知識，對於目的、用法、用量、效果等問題無法深入探討。人類學家 David J. Minderhout 在 1987 年的書評提到，德史密特以藥理學的視角切入，能彌補人類學、民族學的不足，對藥用植物感興趣的人，這類研究頗有參考價值。

總之就是，叔叔有練過，大家不要模仿。浣腸是有風險的行為，不論出於什麼目的，都要謹慎操作。

2022 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片（藝術史獎從 47:50 開始）：

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2. Here are the winners of the 2022 Ig Nobel Prizes
3. 德史密特在 WHO 旗下 International Classification of Traditional Medicine（ICTM）的網頁
4. 德史密特 1985 年的博士論文《Ritual enemas and snuffs in the Americas》
5. de Smet, P. A., & Hellmuth, N. M. (1986). A multidisciplinary approach to ritual enema scenes on ancient Maya pottery. Journal of ethnopharmacology, 16(2-3), 213-262.
6. Minderhout, D. J. (1987). Ritual Enemas and Snuffs in the Americas. Peter AGM de Smet.

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。