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雄果蠅貞操帶:制約研究新道具

PanSci_96
・2014/08/11 ・2700字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 534 ・七年級
Credit: Amy Xinyang Hong & Cedric Tan
Credit:Phys.org Amy Xinyang Hong & Cedric Tan

社會互動對人們影響很大,因為這個過程讓我們學會如何在社會叢林中生存,小時候有被狗追的經驗,就開啟了怕狗人生;曾經被心上人拒絕過,就再也不敢輕易告白;考試沒有拿一百分被老師毒打一頓,就從此跟所有老師保持距離。我們知道人們會在事件中找到因果關係,改變行為以避免下次受傷,但我們還不知道在大腦中,神經迴路如何記得這些不愉快的事件而調整人們的行為,清華大學的團隊用果蠅自動雷射追蹤系統破解神經迴路影響行為的機制。

果蠅的求偶制約常被用來研究基因跟大腦迴路如何調控特定社交行為。雄果蠅是個精蟲衝腦的傢伙,無法克制下半身「見了就上」的強烈慾望,沒事就愛追求雌果蠅,有研究發現雄果蠅跟心有所屬的雌果蠅相處數小時,經歷無數的告白失敗後,會灰心喪志的放棄追求(Winbush et al., 2012),觸景傷情、殘留在雌果蠅身上其他男人的味道都是對雄果蠅欲嚐禁果的懲罰,而抑制雄果蠅繼續求愛,但是科學家還不知道表現先前事件跟不愉快結果的神經活動怎麼在腦中聯結,因為現在的技術很難控制雌果蠅行為,也很難在雄果蠅求偶時有效調控神經元。為了解決這個問題,清華大學的團隊突破性的研發出自動雷射追蹤暨光遺傳調控系統(ALTOMS),可以即時分析並調控兩隻自由果蠅的社會互動,傳統制約研究以雌果蠅拒絕求愛和雄果蠅臭味當做懲罰,本實驗以高能雷射產生的痛覺作為懲罰,訓練雄果蠅遠離雌果蠅。

自動追蹤雷射系統(ALTOMS)示意圖
ALTOMS 示意圖。此系統的組成有果蠅競技場、影像捕捉模組、智慧中央控制模組和雷射掃描模組。

雷射讓雄果蠅痛苦的放棄求愛

飢餓遊戲中,貢品在競技場內廝殺,全方位攝影機 24 小時不間斷直播他們的一舉一動,遊戲設計師全程監控,適時調整遊戲難度。在利用 ALTOMS 的果蠅研究中,研究人員將一隻雄果蠅和一隻處女果蠅放在果蠅競技場,讓雄果蠅自由求愛,攝影機全程錄影,電腦即時分析影像,當雄果蠅靠近雌果蠅有告白嫌疑時,雷腦即時啟動雷射追蹤系統,向雄果蠅發射高能(42 mW/mm2)藍色雷射產生痛覺,像是男性貞操帶的概念,苦情的雄果蠅在一個小時內受到的挫敗,讓牠在往後的 24 小時都對雌果蠅保持距離,顯示果蠅可以迅速形成長期記憶,聯結先前事件(靠近雌果蠅)和懲罰(痛覺),改變行為(迴避母果蠅)。為什麼要特別使用處女果蠅?因為交配過的雌果蠅身上有雄果蠅費洛蒙,也會影響雄果蠅的求偶記憶。

研究人員對雄果蠅進行 60 分鐘的訓練,當雄果蠅靠近雌果蠅距離 3.5mm(相當於母果蠅的體長)超過 2 秒鐘(避免雄果蠅因為路過雌果蠅而被電腦誤會),雷射槍會自動攻擊雄果蠅,直到牠離開雌果蠅方圓 3.5mm 的神聖領域,受到雷射攻擊的雄果蠅傾向遠離雌果蠅,而對照組傾向跟雌果蠅保持 3.5mm左右的距離。此外,在60分鐘的實驗中,雄果蠅因為靠近雌果蠅而引起的雷射次數及長度都隨著時間見少,顯示雄果蠅學會遠離雌果蠅以避免雷射攻擊。

雷射攻擊對好色的雄果蠅真是錐心之痛,在自然條件下,雄果蠅要被拒絕 5 ~ 7 小時,才會形成長期記憶而放棄追求,但利用雷射攻擊的空做制約,可以讓果蠅在1小時內形成長期記憶,訓練結束後 24 小時都對雌果蠅竟而遠之,這種強烈又迅速成立的記憶,顯示雄果蠅意識到自由移動的雌果蠅跟身上莫名的疼痛有關係。

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在60分鐘的訓練中,因為被美色吸引的雄果蠅受到雷射攻擊後傾向遠離雌果蠅。

啟動神經元研究的光遺傳學

科學家常用電極控制神經活動,卻沒辦法準確啟動或抑制特定神經元,為了了解錯綜複雜的大腦,科學家必須找到方法,一次只調控一種神經元活動而不影響其他神經元活動。微生物體內的光敏通道(ChR2)照射藍光後可以啟動神經元活動,將這種物質表現在動物的神經元上,即可用來研究大腦迴路。

在雷射攻擊的制約訓練中,雄果蠅遇到雌果蠅拔腿就跑的其中一個步術是跳開,這個動作很少發生在控制組的果蠅身上。研究人員將 ChR2 表現在果蠅巨大神經纖維,這對聯絡神經元會將感覺傳遞到胸部運動神經元,啟動跳躍反射。ALTOMS 對果蠅發射藍色雷射,相較於對照組,有表現 ChR2 果蠅跳躍的機率較高。但這個作用只對頭部及胸部的雷射有效,腹部則否,因為腹部沒有此神經元,表示光遺傳驅動的 ChR2 可以啟動果蠅運動神經元。

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果蠅的巨大纖維神經(綠色)和雷射照射不同部位產生的跳躍率比較。

光遺傳調控神經迴路,傳遞懲罰訊號

在制約實驗中,雄果蠅怎麼將雌果蠅和痛覺連在一起呢?接近雌果蠅和痛覺散落在茫茫腦海中,我們必須找到牽著兩個事件的神經紅線,才能解開這個秘密。

Painless 基因的產物在產生痛覺中扮演關鍵角色,Pain 是一個 painless 的突變形式,會產生突變的 Painless 蛋白質。這種果蠅在 60 分鐘的強力雷射制約訓練中,跟健康果蠅一樣會逃離雌果蠅,但結束訓練後移除雷射再測試牠們對雌果蠅的反應,突變果蠅的逃離表現卻跟控制組差不多,好像什麼事都沒發生過一樣,顯示 painless 突變的果蠅沒有產生短期記憶。

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圖A Pain1突變的果蠅無法產生短期記憶。圖B 表現pain-Gal4的神經(綠色)。圖C 活化Pain-Gal4上的ChR2可以產生距離限制記憶。

Pain-Gal4 在許多腦部跟腹部神經元上都有表現,研究人員模擬操作制約訓練,將雄果蠅跟處女雌果蠅放在果蠅競技場,但當雄果蠅靠近雌果蠅時,改發射足以活化 ChR2 卻不足以產生制約溫和雷射。結果發現,活化胸部 Pain-Gal4 神經元的 ChR2 可以導致強烈的距離限制記憶,程度相當於對正常果蠅用強力雷射產生的記憶,即使沒有強力的雷射能量,光遺傳活化 Pain-Gal4 神經元可以模擬操作距離限制學習實驗中的懲罰,證明正常的 Painless 基因產物在距離限制記憶的形成扮演不可或缺的角色。

ALTOMS 可以即時分析果蠅互動行為,並訊速、準確的以兩種雷射追蹤動態果蠅的身體目標,啟動光遺傳調控,是果蠅行為和神經迴路研究工具的重大突破,未來有機會藉由此設備系統化的定位果蠅大腦中形成記憶的迴路。

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大數據配對:《戀愛是科學》婚姻必勝公式,存在嗎?

雞湯來了
・2021/09/30 ・3771字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 文/雞湯來了實習生蔡加柔
  • 校稿/雞湯來了陳世芃、張芷晴、榮淑媚
  • 製圖/雞湯來了特派員黃子芸
  • 編輯/雞湯來了蕭子喬

單身靠實力,結婚就靠大數據-《戀愛是科學》

《戀愛是科學》劇照。圖/雞湯來了 提供

「先將設立的理想型條件列出來,然後用電腦分析、引用大數據配對、清查身家背景,最後再簽訂婚前協議,進而快速鎖定「需要」的而非「想要」的伴侶,是避免浪費彼此時間的相親模式。」這是《戀愛是科學》女主角顏霏主張的戀愛 SOP,在劇中 ,她開設一間名為「戀愛科學婚姻仲介所」的公司,藉由大數據的分析,會員配對成功率達到八成之高。

如果這間公司真實存在,你想要加入嗎?你同意她提出「婚姻就是找一個適合你的合夥人」的說法嗎?

我們的匹配指數-「愛情」等於「合適」嗎?

當「勝女」如同「剩女」

「三高女」為何是婚姻市場釘子戶?

《戀愛是科學》劇照。圖/雞湯來了 提供

劇中年齡高、薪資高、學歷高的「三高女」卓乃慧,是一位事業有成的霸道女總裁,卻因為年齡偏大、學歷高又個性強勢等等所謂「死亡組合」,導致沒有願意與她牽手的對象,最後到戀愛科學婚姻仲介所尋求協助,並有了出乎意料的發展。

有一種好,是朋友都是為你好。有一種幸福,是別人覺得你幸福!

我稱它為亞洲壓力。-《戀愛是科學》

相較於乃慧清楚知道自己想要的對象,學歷必須在碩士以上,另外一位林小姐是朋友陪伴而來的。朋友打著幫她尋找幸福的名號,花了半小時洋洋灑灑地列了一堆條件,但是這樣真的是林小姐想要的嗎?

以上兩位角色其實有個共同點,就是她們為自己設下「十分明確且詳細的前提」,無論是否這些條件出自門當戶對的文化或是他人意見。這時我們可以思考一個被討論已久的議題:究竟我們要選擇的是「我愛的人」還是「適合我的人」?換個角度來看,這個問題本身便是感性與理性之間的角逐。

系統的誤差值-當感性破解大數據

系統不會出錯,幫我配對出來的,一定都是條件、能力、價值觀各方面都相當適合我結婚的對象,可是系統它不會知道誰能讓我心情好, 誰會逗我笑。-《戀愛是科學》

我才不管什麼大數據,我 27歲,我選妳。就算妳離過婚,我都選妳。-《戀愛是科學》

《戀愛是科學》劇照。圖/雞湯來了 提供

儘管使用科學輔助,與乃慧設立條件相差甚遠的有福,仍然走進乃慧的心。劇中的另一對,男主角王軒宇也突破大數據,無視一切不利條件也鍾情於女主角顏霏。他們的情感都是突破大數據的存在,確實稱不上理性,而這又是為什麼呢?

事實上,儘管科學上確實能部分證實,我們的心動軌跡有跡可循,但至今依然沒有任何理論或是學者,能完整詮釋愛情的全貌。或許你也曾發現,無論再怎麼理性抉擇,你的暗戀對象或是伴侶,可能依然與你在心裡設定的理想型不太相同,究竟為何「直覺的喜歡」有時會讓人忽略所謂公認的「客觀擇偶條件」呢?學者曾證實,這樣莫名的吸引力其來有自。

當愛來臨時-5大吸引力來源

人類皆是感性與理性的綜合體,所以要做到完全拋卻感性是近乎不可能的。因此劇中除了女主角顏霏使用的科學數據相親法之外,仍有許多「不可測因素」悄然牽動著每位角色的情感,其中,就包含許多「吸引力來源」。以下統整幾項研究,與大家分享超乎理性、多半來自潛意識的五項吸引力來源:

來源 1|時常遇見的「熟悉感」

學者曾在大學課程進行調查,發現在學期結束後,同學與座位附近的同學較有機會成為朋友、建立親密連結。另外一位研究者也在麻省理工學院學生宿舍,詢問一群學生的大學生活中三位親密好友,結果顯示 65% 來自同一棟宿舍。

《戀愛是科學》劇中,在沁藍送了 27 次宵夜之後,軒宇對她漸漸產生情感,可見情感連結或多或少與「熟悉感」相關。但在現實生活要注意的是,勇敢追愛和死纏爛打往往只有一線之隔喔!

《戀愛是科學》劇照。圖/雞湯來了 提供

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來源 2|價值觀念具「相似感」

心理學家 Heider 提出的平衡理論指出,人會追求平衡的認知,例如相似的價值觀、意見、政治傾向等。其他學者也在研究中指出,伴侶婚後價值觀的相似性,對於關係滿意度的影響非常大!

然而這也不能過度追求。例如顏霏的客戶 Jason,就堅持他的對象必須熟讀金庸的武俠小說,因為他希望有人能一起討論感興趣的事物。儘管我們認同伴侶間是需要相似感的,但是太過在意相同,反而會讓關係終止。

來源 3|本能追求的「安全感」

人類會因為過往經驗、個人性格等種種原因,漸漸影響對於感情中安全感的需求,進而影響擇偶。因此討論戀愛關係時,我們常提及三種親密依附類型:焦慮型、逃避型、安全型。簡單來說,容易缺乏安全感者多屬於焦慮型,逃避型的人則傾向封閉心房,並且注重隱私與關係界線,至於安全型,則是普遍認為的理想類型。

男主角軒宇和他的前女友沁藍,前者就偏向逃避型、後者則偏向焦慮型。軒宇始終不善於表達心意,而沁藍缺乏安全感,這也成為他們分開的致命傷。

相關測驗:你的安全感是哪一種愛情依附風格?

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來源 4|能被喜歡的「認同感」

我們容易被「表現出喜歡我們自己」的對象吸引。社會心理學者觀察進行快速約會(speed-Dating)的雙方並進行訪談後,部分受訪者表示,若感受到對方對自己有興趣,那麼自身會容易被對方吸引。

《戀愛是科學》角色裡,並沒有明顯的感情線來自於此。但我們能觀察到,顏霏在之前將軒宇視作小弟弟,在得知軒宇之前暗戀過自己之後,才轉換想法慢慢地察覺自己的心意。

來源 5|直觀感受上的「容貌」

亞里斯多德曾表示:「美貌是勝過任何介紹信的推薦函。」以生物本能來說,不可否認我們會被美麗的人事物吸引,可能是偏好對稱的五官、大眼睛等。然而每個世代的審美也都有變化,每個人看待容貌條件的想法都不同,最重要的是,有意識的思考容貌對於自己的意義即可。

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幸福的交叉點-戀愛是「感性」與「理性」的交匯

有一些爸媽的觀念也是很奇怪,小時候學生時期不讓小孩談戀愛, 但是長大後卻直接催婚,這不是很不符合邏輯嗎?就等於是從來不考模擬考,就直接學測一樣恐怖。-《戀愛是科學》

《戀愛是科學》劇照。圖/雞湯來了 提供

所以,選擇伴侶之時除了考慮種種條件,最為重要的其實是回歸自我本身。勇於面對心裡的真實情感,梳理清楚這樣的吸引力從何而來、程度為何。

像是劇中的大數據聯誼法,近乎是絕對理性且公認可靠的存在。然而,這樣的客觀條件僅是輔助我們的工具,我們依然要依靠探索與自主思考。如此尋找出結合感性與理性的交匯之處,很可能就是一段幸福關係的起點!

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參考資料

  • 林奕丞(2015)。夫妻間依附類型配對組合、休閒興趣的相似程度與婚姻滿意度之關係。國立政治大學輔導與諮商碩士學位學程研究所碩士論文。
  • 劉文琴(2006)。夫妻性格的相似性及互補性與婚姻滿意度及親密度的關係。佛光大學心理學研究所碩士論文。
  • Festinger, L. (1950). Informal social communication. Psychological Review, 57, 271-282.
  • Eastwick, P.W., Finkel, E.J. (2008). An in-depth speed-dating exploration of sex differences in romantic partner preferences and the disconnect between stated and in-vivo preferences.

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