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你連睡覺時都在想著下一餐嗎?沒關係,老鼠也是

葉綠舒
・2015/07/04 ・946字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 457 ・五年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

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Photo credit: Matt Reinbold

人會作夢,老鼠會嗎? 最近英國的UCL(University College London)的研究團隊發現,當老鼠醒著的時候看到食物,但不能到手時,接下來在睡眠或休息狀態中他們會先籌畫好路線,等醒來就可以去嘗試。

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Source: wiki

我們的腦中有一個構造稱為海馬迴(hippocampus,上圖中粉紅色的部分),它在我們進入一個陌生的環境時,可以幫助我們在腦中畫出一個地圖。近幾年的研究甚至發現,有時海馬迴還可以畫出沒去過的地方的地圖。

究竟海馬迴是如何幫我們畫下地圖的呢? 原來,在我們到一個陌生的地方(A)時,海馬迴的一部份神經細胞(神經細胞群A)會啟動(fire)。當我們往前進到另一個地方(B),海馬迴的另一部份神經細胞(神經細胞群B)又會啟動。下次,當我們再度造訪這裡時,只要到了之前到過的地方,同樣的一群神經細胞又會再度啟動。A地啟動A群、B地啟動B群,一點都不含糊。

而UCL的研究團隊,先讓老鼠探索一個T字路。T字路的兩邊,一邊(A)有食物,另一邊(B)沒有食物,但是通道的開口被隔起來了,所以老鼠只能走到T字路的分叉點,眼巴巴地看著食物但吃不到。

接著,他們讓這些老鼠回去休息一小時,再將它們放回去T字路,這次屏障解除,老鼠可以跑到A點大吃一頓。

整個過程,老鼠的腦活動都被記錄下來。結果發現,老鼠在休息的時候,海馬迴有一群細胞啟動,這群細胞是剛剛在行走T字路時沒有啟動的;而這群細胞在後來休息完畢回到T字路,當他們跑到A點去大吃一頓時,又再度啟動了。

但是,當牠們跑到沒有食物的B點時,海馬迴有另一群細胞啟動,但這群細胞在看得到吃不到的時候、以及在休息的時候,都沒有啟動。

因為老鼠的腦構造與人相似,研究團隊認為,老鼠可能在睡眠或休息中籌畫好了醒來的時候要怎麼樣去取得食物;他們同時也認為,或許這就是海馬迴受傷的人,為何對未來產生想像會有困難的緣故。不過老鼠到底是否跟跟人類一樣有那樣多樣的夢境,就還不知道了。

參考文獻:

Ólafsdóttir, H. F., Barry, C., Saleem, A. B., Hassabis, D., & Spiers, H. J. (2015). Hippocampal place cells construct reward related sequences through unexplored space. eLife, 4, e06063.

原文轉載自作者部落格 Miscellaneous 999

文章難易度
葉綠舒
262 篇文章 ・ 8 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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鑑識故事系列:被植入的性侵記憶
胡中行_96
・2022/09/15 ・2147字 ・閱讀時間約 4 分鐘

2015 年,15 歲的義大利女孩 Sara[註],父母離異。她的母親向社工舉報,女兒被同為青少年的男友性侵,並把對方告上法庭。Sara 既生氣母親無視她的隱私,又不想捲入訴訟。不過,依法她還是得在開庭前,配合社福單位的盤問。向別人坦承私事,令 Sara 備感羞恥,卻也因此發現自己傷得有多重。此外,她還被告知兒時曾遭父親的友人侵犯。[1]

  

2016 年 2 月,Sara 開始接受諮商。心理治療師跟她的對談全程皆有錄影,而且社工也會坐在單面鏡的另一邊觀察。Sara 道出 13、14 歲時,前男友對她的所作所為,以及近來同學的攻擊性舉動等。治療師更進一步迫使她向前追溯,挖掘約莫 5、6 歲時,那段現已毫無記憶的過往。

「啊,妳忘光了,但 Kathy 告訴妳,妳孩提時曾說…」
「是的。」
「妳記得 Kathy 說,妳當時講了什麼?」
「我忘了。」
「妳不記得。」
「上次我媽說,我告訴阿姨,阿姨又跟我媽講……我爸說,全是我捏造的。」
「難道妳忘得一乾二淨?純粹是 Kathy 的說詞,沒有妳的成份在內?我認為應該有些記憶是妳個人……」治療師強烈暗示。
「反正我以前去他家,總感到不舒服。我有印象自己穿著洋裝,跟父親的朋友在沙發上並肩而坐……」
「那件洋裝有無特別之處?」
「粉紅色。」[1]

  

Sara 接受心理諮商後,憶起兒時穿著的粉紅洋裝。(此非當事洋裝。)圖/
XINYI SONG on Unsplash

  

「他離我很近……他正在……」,Sara 雙手掩面:「我不曉得該怎麼說。」
「某方面來講,他正在進行性行為。」治療師提示。
「是的。」
「他的性行為」,治療師朝既定的假設推進:「是對妳,還是自己?」
「對我。」
「他正在對妳進行性行為。」再次肯定答案。
「欸,他什麼都還沒做,但快要了。」
「快了,性行為即將發生。」
「是的。」
「在這個場景中,妳有看到他的性器嗎?」[1]

  

隨著療程的進展,他們試圖於已經建立的框架中,填補故事的細節,卻似乎不太容易。

「我若沒記錯,是粉紅色的。」
「粉紅?」
「對,我穿著粉紅色的洋裝。」
「那個男人的手,是否正在觸碰妳的洋裝?是不是很靠近?」
「呃……很靠近。」Sara 遲疑,卻依然附和。
「很靠近,很靠近。」治療師重複強調,然後說:「在精確地描繪之前,我要妳先回想那個畫面裡,有無任何細節?」
「嗯……我看見沙發後的牆壁。」
「哎呀,還有很多東西!」
「只有沙發,沒別的了。」Sara 回答。[1]

  

美劇《金錢戰爭》(Billions)的EMDR片段中,Chuck Rhoades 學習用眼睛追蹤光點,以克服創傷記憶。來源:Espaço da Mente on Vimeo

  

其實 Sara 的陳年記憶一片混沌,她直說看不清畫面裡那個性侵犯的臉。2016 年 10 月,第 14 次也是最終的諮商,心理治療師決定執行 EMDR。[1]眼動脫敏再處理(Eye Movement Desensitisation and Reprocessing,簡稱 EMDR)始於 1987 年,是一種針對創傷後壓力症候群(posttraumatic stress disorder,簡稱 PTSD)的療法。在回憶創傷的過程中,運用左右來回的眼球運動等規律的雙側刺激,舒緩對特定記憶的情緒。[2]EMDR 雖然有效,但風險是可能在探索被壓抑的記憶時,不慎無中生有。[3, 4]於是,Sara 就在眼球規律運動的狀態下,回憶過去。

「不知為何……我經常混淆父親和他的朋友。」
「啊……」
「我不確定為什麼,有時會有這種轉換。」
「這種轉換,這種重疊。」
「是的,所以……我不懂。」
「但妳意識到該現象?妳正在告訴我,有時會有此經歷。讓我們聚焦在妳父親跟友人的重疊上,然後看看會注意到什麼。」

Sara 表示無法理解為何兩人在她的記憶中如此相似,於是治療師繼續引導。

「當妳想起那個畫面,是否還看得到臉龐?有沒有變化?」
「嗯……我記得這個妖魔……他有奇怪的鬼臉,他的臉是那種……嗯……總是轉變成我父親。」[1]

  

2017 年 10 月,法庭宣判 Sara 的父親喪失親權,然後她整個人就變了樣。他們要等到 2019 年 8 月才再次見面。同時,Sara 和母親關係衝突。2019 年 10 月,其母和姊妹向調查人員表示,她不僅焦躁,有侵略性,交壞朋友,還會吸毒。[1]

  

2021 年 11 月,該治療師被控在諮商中,使用暗示性的語言影響 Sara 的陳述,並捏造出父親性侵的記憶,進而嚴重傷害她的心理健康。檢方以上述理由求處這名治療師 6 年刑期;遺憾最後法庭僅判 4 年,外加 5 年內不得擔任公職,以及 2 年內不可從事心理治療相關工作。然而不管怎麼判決,都無法彌補 Sara 所受的創傷。[1]

  

備註

2022 年《鑑識科學期刊》(Journal of Forensic Sciences)個案研究的作者,為了保護當事人,未洩漏其真實姓名,僅以化名 Sara 稱呼。本文的對話取材自療程影像紀錄的英語翻譯文稿,原本諮商使用的語言為義大利文。[1]

參考資料

  1. Otgaar H, Curci A, Mangiulli I, et al. (02 JUN 2022) ‘A court ruled case on therapy-induced false memories’. Journal of Forensic Sciences, 67, 5, pp. 2122-2129.
  2. Eye Movement Desensitization and Reprocessing (EMDR) Therapy’. (31 JUL 2017) American Psychological Association.
  3. Houben STL, Otgaar H, Roelofs J, et al. (2021). ‘Eye movement desensitization and reprocessing (EMDR) practitioners’ beliefs about memory’. Psychology of Consciousness: Theory, Research, and Practice, 8, 3, pp. 258–273.
  4. Otgaar H, Houben STL, Rassin E, et al. (18 AUG 2021) ‘Memory and eye movement desensitization and reprocessing therapy: a potentially risky combination in the courtroom’. Memory, 29, 9, pp. 1254-1262.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?
胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)

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胡中行_96
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「好奇心」不只是珍貴的學習動機,還能讓孩子學得更好、記得更牢!
數感實驗室_96
・2022/05/12 ・1781字 ・閱讀時間約 3 分鐘

大家或許都有這樣的經驗:隔天要考試了,卻不管怎麼背誦依然記不得內容,反倒是平常無意間看到的有趣事情,那怕再冷僻或有些困難,卻深深印在腦海裡,就算隔了好一陣子依然記得很清楚。
就算隔了好一陣子依然記得很清楚。或者回想一些學習能力很強的友人、孩子,好像也特別愛問「為什麼」,對事物都充滿好奇。

一些學習能力很強的友人、孩子,好像也特別愛問「為什麼」,對事物都充滿好奇。圖/envato elements

究竟,好奇心跟學習有甚麼關聯呢?

好奇心讓你記得更清楚

戴維斯加州大學曾作過一項研究相關研究。他們邀請了一群受試者,給他們快速看過一系列題目,不用作答,只需自評對題目的「把握度」及「好奇度」。評分完畢後,實驗者將一邊進行 fMRI 掃描大腦活動,一邊觀看方才「把握度較低」的 50 餘組題目與對應解答。

全部看完後休息 20 分鐘,受試者被要求再次作答同樣、但順序調整過的題目。由於都不是選擇題,受試者完全無法猜答案。22.5 小時後,受試者被要求第二次作答。

有趣的結果發生了。

實驗結果發現,受試者20分鐘後,針對「好奇度高」的題目答對率高達 70.6%;「好奇度低」的題目答對率只有 54.1%。

22.5小時後,「好奇度高」的題目答對率依然有 45.9%;「好奇度低」的題目答對率只剩 28.1%。

好奇心讓你記得。圖/數感實驗室

與問題無關的資訊也能記得牢牢的!

不只如此,實驗裡還設計了一個很特別的橋段:在每題的【題目】與【解答】中間,隨機插入一些人臉,之後的兩次測驗中,同時請受測者辨認那些人臉照片是否有出現在原本的題目中。

實驗結果發現,受試者在看到比較好奇的題目,不只答案會記得比較牢,連辨認在題目和答案中間呈現的人臉的正確率也比較高!圖/envato elements

實驗結果發現,受試者在看到比較好奇的題目,不只答案會記得比較牢,連辨認在題目和答案中間呈現的人臉的正確率也比較高!

好奇度高與好奇度低的題目,各自有著 42.4% 與 38.2% 的人臉辨識正確率。換句話說,好奇心不僅能幫助記得關心的事件,還能連帶強化和事件無關資訊的記憶力。

為什麼會這樣呢?研究人員利用 fMRI 掃描,發現好奇心引發的強化記憶迴路,和外在動機啟動的區域非常相似,同樣仰賴多巴胺在神經間進行傳遞。

受試者看到他們比較好奇的題目時,會活化大腦內部一條與獎勵機制有關的途徑,增加負責大腦記憶的海馬迴活動。此時,大腦會處在能夠吸收各種資訊並記憶下來的狀態,所以即使是與問題無關的無聊資訊,也比較容易記住。

過去我們一直鼓勵探索、鼓勵孩子喜歡數學,激發學習動機。這次跟大家分享的研究,更進一步展現了「好奇心」與「喜歡」的價值。它不只是學習的起點,不只是讓孩子學習時快樂些,更是學習路上的加速器,能讓孩子學得更好、更有效率。

好奇心讓學習更快樂也更有效率!圖/envato elements

那麼,好奇心要去哪裡買?

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參考資料

  • Matthias J. Gruber, Bernard D. Gelman, Charan Ranganath. States of Curiosity Modulate Hippocampus-Dependent Learning via the Dopaminergic Circuit. Neuron, 2014 DOI: 10.1016/j.neuron.2014.08.060
數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/