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來自嬰兒的心智 去勢能治愛滋嗎？ 狂牛病與血液安全 你想長壽嗎？ 魚類資源之衰減 電腦還是騙不了人 來自嬰兒的心智 人腦的運作方式可能跟電腦一樣喔！ 人腦的運作方式迥異於電腦嗎？馬爾克（Marcus）等所發表了＜七個月嬰兒的規則學習＞一文，認為電腦的處理機制之一──依規則處理符號可能是人腦的基本處理機制之一。 數百年來，對於心智如何運作有兩派極為不同的說法：符號處理理論與組合論。1651年霍布斯（Hobbes）提出了 「計算」 的觀點，認為推論只是符號以腦中活動模式來計算的過程。 例如：如果把 「人」 定義為 「理性的動物」，當我們知道某物是「理性的」，而且又是某種動物時， 我們便會推論其為「人」。這種符號處理理論後來成為笛卡兒（Descates）等理性主義者的哲學基礎，甚至應用於當代的資訊處理理論、丘姆斯基（Chomsky）的生成語法理論，以及人工智慧的語言及推理模式。 1748年休姆（Hume）提出了 「組合論」（Associationism）。他認為觀念（idea）之間的組合只有三種規則：「類似」、「鄰近」與「因或果」。當我們碰到一個有類似的可感知性質（sensitive quality）的物體時，我們會期待它有類似的能力並產生類似的效果。例如，對一個顏色及硬度類似麵包， 我們會期待它有相同的營養。若把休姆所說的「意念」 或 「可感知性質」， 換成 「刺激」 與 「反應」，便成了史金納（Skinner）的行為主義。若把「觀念」改為 「神經元」， 「組合」改為 「連結」， 便又成了赫伯(Hebb)的神經網路模型，也就是連結論（Connectionism）。 雖然許多認知科學家相信，人的心智是 「組合」 及 「規則」 並用的系統，但也有人認為連結網路是認知的基本要素。他們認為人並非天生善於以規則來做推理。使用規則的能力在稍長後才出現，也許是正規學校教育及學習社會規則的結果，或是廣泛的訓練使得連結網路產生近似規則化的表現。 馬爾克表示，七個月大的嬰兒能從一連串似語言的聲音中找出規則，顯見規則形成並非日後習得，而是自出生即擁有的能力。為了研究嬰兒的認知能力，他們重複給予同一刺激直到嬰兒厭煩，然後再交互給予相同與不同的刺激。「相同」與「不同」只有施測者知道，所以若嬰兒對「不同」的刺激注意較久，表示他們能夠分辨「相同」與「不同」。在這些實驗中， 先讓嬰兒習慣一定順序的句子， 如「加提加」和「里那里」(ABA型式)，接著再給予不同字彙，順序相同，如「我非我」(ABA)；或順序不同，如 「我非非」(ABB) 的句子。結果嬰兒聽 「不同」順序的句子較久，顯示他們能分辨ABA及ABB兩種順序。這在其他的測試項目如音節及音節間的變化也有相同的結果。多方條件控制確定嬰兒並不是單純地喜歡某種順序的聲音或是記住某個片段，如BA。 馬爾克並不否定嬰兒有形成連結作用的能力，但他表示，對刺激的抽象形式之辨認能力，是人類心智的基本能力之一，而這個過程在我們心智中如何完成，則仍是一個謎。 畢璞仙 本文取材自Science, 1 January, 1999 BACK 去勢能治愛滋病嗎？ 阻斷性荷爾蒙的作用有助於免疫力的回復 利用化學藥物暫時性的抑制性荷爾蒙作用可望使愛滋病患、骨髓移植者及接受化學治療的病患回復其免疫力。T 細胞主要是負責生物體內有關免疫方面的工作，他會針對被病毒感染的細胞、癌細胞或是外來的組織進行攻擊並予以消滅。T細胞經由骨髓之幹細胞生成之後，會被送到胸腺中進行改造而正式成為有作用的免疫細胞。胸腺位於頸部在進入青春期之後會逐漸萎縮，因而多數的學者都認為胸腺在進入青春期之後就會失去作用。然而最近一群科學家卻發現成年老鼠體內的胸腺並未因為萎縮而喪失作用，他仍可以緩慢的速度釋放 T 細胞。如果進一步將老鼠去勢，胸腺則會慢慢回復到前青春期時的模樣，並且釋放與前青春期差不多數量的T 細胞。另一群科學家則更進一步在人的身上發現相同的現象，因此他們認為愛滋病患如果在接受藥物治療的同時，也利用抑制性荷爾蒙作用的方式讓體內的T細胞數量增加，將可使愛滋病的治療效果更好。 陳燕玲 取材自New Scientist, 2 January., 1999 BACK 狂牛病與血液安全 如果你體內正在培育「人類狂牛病」，你要知道這個情況嗎？ 「在兩、三年之內就會出現一種簡單的血液檢驗方法可以告訴你是否得了人類狂牛病」英國倫敦大學國王學院的John Collinge如此宣稱。他最近發表一種根據活體解剖扁桃腺進行的診斷試驗方法。 Collinge的檢驗方法是尋找被認為引起變種庫亞氏病(vCJD)的普恩蛋白 (prion)，這種疾病與被牛海綿狀腦病（BSE，即所謂狂牛病）感染的肉類有關連，當含有此種蛋白質的組織被某種酵素消化後，所形成的物質在凝膠中通以電流可以將其呈帶狀分開，結果產生一種特殊的模式。 兩年前Collinge就用牛的大腦示範此種檢驗方法，在《探針雜誌》(Lancet, vol.353)中 他顯示相同帶狀模式可以在罹患變種庫亞氏病病人的扁桃腺、脾臟及淋巴結偵測出，Collinge研究中有四位病人死亡，屍體檢驗分析其大腦證實他的診斷無誤，另外五位病人仍然存活著。 普恩蛋白為正常蛋白質PrP的變形物，在正常庫亞氏病，病人扁桃腺、脾臟及淋巴結（身體各部位所有的淋巴組織）都偵測不到此種蛋白質，但是在某些動物普恩疾病的這些組織裡，普恩蛋白卻一定出現，如綿羊的抓搔症，在這些病例中，任何腦部退化症狀出現許久之前，普恩蛋白就現身於淋巴組織。 此現象導致Collinge相信扁桃體的活體解剖組織會對那些正在培育變種庫亞氏病的患者提供進一步警訊，「情況似乎是大部分罹患新變種庫亞氏病的病人如今他們的淋巴組織都帶有惡性的PrP。」他推測說，Collinge認為在感染幾個月之內淋巴組織經測試就會呈陽性。 在英國已經對外科手術切除之組織進行匿名檢驗，位於愛丁堡的國家庫亞氏病調查組織(national CJD Surveillancce Unit)已經開始進行一個研究，使用抗體試驗來偵測儲藏之扁桃腺及闌尾中的普恩蛋白，Collinge預定在超過2000個新鮮扁桃體上嘗試他的試驗方法。 即使沒有陽性結果，也無須進行足夠大型的研究以排除變種庫亞氏病大流行的可能性，但是只要得到一個陽性結果，如果檢體可以代表英國族群話，就可預測有幾萬個人已被感染。 PrP存在於白血球表面，Collinge相信有可能在血液檢體裡偵測出變種庫亞氏病的普恩蛋白，他告知三年內就會有一種檢驗方法可以使用。 目前沒有證據顯示輸血會傳染庫亞氏病，但是這種血液檢驗對於英國（狂牛病的故鄉）例行性捐血篩檢會產生巨大壓力，因此當血液檢驗出為陽性時就必須銷毀作為警示。 但是篩檢會引發許多問題，如同1980年代所進行的愛滋病毒檢驗，國家血液管理局(National Blood Authority)的微生物顧問John Barbara如此表示，他認為在倫理基礎上很難將人們的陽性結果扣押不發表，但是直到治療變種庫亞氏病的藥物出現，人們除了知道會面臨極不愉快的死亡之外其他什麼也沒得到。 江建勳 取材自Science, 6 Nov. 1998 BACK 你想長壽嗎？ 低卡飲食能延緩老化 經過六、七十年的努力，從齧齒類動物到靈長類猿猴的實驗，科學家們發現：降低熱量的攝取可以延緩老化的速率。 根據在維吉尼亞舉行的一項會議報導，利用恆河猴作嚴格飲食限制的結果，隨著年齡的增長，它們發生糖尿病、心臟病或癌症的比率大為減少。雖然這些猴子目前還只是在中年階段，想要遽下定論說是可以延緩老化似嫌太早，可是經過實驗後，它們因病死亡的情形的確稍為降低了。 威斯康辛大學的Richard Weindruch和老化研究院(NIA)的Mark Lane所作的實驗都是降低30%的食物供應，但仍補足充分的維他命和礦物質。而馬里蘭大學的BarbaraHansen則限制飲食，使猴子不會發胖為原則。他們發現：這些實驗動物的血脂、血壓比較低，胰島素的敏感性增強、糖尿病發生率較低，而死亡率為1/120，要比正常組的5/120 低許多。所偵測到的結果絕大部分(99.9%)與齧齒類動物的實驗結果相同。此外，嚴格的飲食限制所造成的不良反應似乎不大，Lane等人只發現到骨骼發育和性成熟稍有遲緩而已。由於還沒有進行生育計劃，目前不知道這項實驗是否會影響到生育能力。三組研究人員同樣發現： 實驗組動物總是顯得很饑餓樣子，遇有食物一定狼吞虎嚥。經過錄影監測這些猴子的表現，不管是活力、或是社會行為都跟正常組的沒有什麼差異。 為什麼低卡飲食的效果會這麼神奇？或許這與身體不胖的人，糖尿病發生率較低的道理一樣。透過小白鼠的實驗，Windruch認為節制飲食能降低含氧自由基的傷害。不只如此，加州大學洛杉磯分校研究老化的專家Roy Walford更發現實驗動物的DNA修護、血糖的調節能力增強，自由基的傷害降低，以及免疫系統仍然健全的情形。 科學家們用猿猴作老化的研究實驗，可以說只進行了一半。因為恆河猴在實驗室裏約能存活四十年，而這些實驗動物目前只有二十多歲，是否能比正常的多活40%的歲數？就算低卡飲食真能讓猿猴延長壽命，然而人類的老化及其延緩是否跟猿猴一樣？人們是否願意接受相似的飲食節制？那還是一個值得探討、饒富趣味的問題。 古宏海 取材自Science, 6 Nov. 1998 BACK 魚類資源之衰減 虎鯨說：「我不想再吃水獺了，還我海豹與海獅。」 去年八月底紐約時報報導了國際上所矚目的一項問題：魚類資源之衰減。這篇報導敘述了科學家與漁撈業者之對立觀點。 科學家們提出歷史紀錄及數字上的證據，指出漁業捕撈行為著重在單一魚種直到該魚種劇減，隨而轉向另外一種魚種，如此反覆下去造成一種骨牌效應，一種魚捕著一種魚資源遭受破壞。以大西洋東北岸之漁場為例，一個世紀前以漁獲以比目魚（halibut）為主，當這些比目魚減少時則轉為捕撈黑鱈類（haddock），後來又轉為捕捉鱈魚（cod），一直到今日這個漁場已經衰微。 漁民們不喜歡任何限制漁獲的規定，並且極力以關說方式，來反對任何法文條款之制定，以維他們的生計。 科學家們指出，日漸增加之知識可支持魚類資源之保護及復育。例如，設立海洋中之保護區，類似陸地上之自然生態保護區。但所擔心的是缺乏政治上的決心。他們提議，應廣為設立像南非那種成功的漁獲配額管理制度，對各魚種設立最適當之總允許捕獲量，同時將這些捕獲量分配給各漁民，便使漁民按照漁獲配額去捕魚，再將漁獲標售給魚商。 魚類資源的衰減不僅影響到漁業之興衰，也間接影響到近岸的海洋生態。去年十月，美國ABC新聞報導指出在阿拉斯加阿留申群島，水獺的數量較十年前減少了十倍。許多科學家們感到很困惑，雖然虎鯨在傳統上是不倚賴水獺為主食的，但也不得不將矛頭指向虎鯨，認為其之捕食是水獺減少的主要原因。事實上，像虎鯨這種大型哺乳類每年至少需要2000尾水瀨才能獲得足夠之營養。為何這些虎鯨會轉向這些食物來源呢？科學家們回顧其食物鏈，發現幾種魚類資源之減少，造成海豹及海獅數量減少，這幾種魚類及海豹、海獅原本都是虎鯨的主要食物來源。不只於此，由於海獺數量之減少，相對的海膽族群數量異常增加，造成這海域內昆布林（海帶）大量的消失。這又再一次驗證了，一旦生態系中的一個環節出了毛病，就會造成骨牌效應，而波及到生態系的其他部分。 江偉全 本文取材自Marine Science Online Magazine.(http://www.virtue.uib.no/magazine) BACK 電腦還是騙不了人 是電腦不會思考，還是人類太容易被愚弄？ 「電腦會思考嗎？」自從電腦出現後，人們就一直問這個問題。1999年的Loeber獎得主Robby Garner 設計了一個被譽為是「世界上最富思考能力的電腦程式」，這個程式名為「ALBERT」。雖然ALBERT是世界上最富思考能力的電腦程式，但是「他」所證明的卻是「電腦還沒有思考能力」，而不是「電腦已經擁有和人類一樣的思考能力」。 為什麼？這要從著名的「涂林測試」（Turing test）談起。為了判斷電腦是否有思考能力，英國哲學家Alan Turing（電腦科學的奠基者之一）在五十年代設計了一個模擬遊戲（imitation game），也就是日後著名的「涂林測試」。該測試是這樣的：由一個詢問者（inquisitor）在看不見對方的情況下，透過終端機（terminal）跟一個人和一台電腦交談，詢問者要在交談的過程中，判斷出哪一方是電腦，哪一方是人。如果詢問者無法從交談中分辨出哪一方是電腦，被電腦騙過去了，則電腦就算通過測試，應該被視為有思考能力；相反的，若電腦在交談中，被詢問者辨認出來，則沒有通過測試，不能視為有思考能力。 在一月底，紐約慈善家Huge Loebner 資助了一系列的「涂林測試」。參加測試的有六個程式與五個人，詢問者要透過終端機跟他們對談，然後作出十一次的判斷。如果任何程式有50%以上的次數被誤判為人類的話，則它就通過測試。結果沒有任何程式通過測試，也就是說它們都不能視為有思考能力。當中最富思考能力的電腦程式ALBERT也只有11%的的次數被誤判為人類；而五個人中表現得最不像人類的人，也有34%的的次數被判定為人類。所以，ALBERT的表現比最不像人類的人還要差。 渥太華傳播研究中心的Thomas Whalen（1994年Loeber獎得主）表示，要達到對話的效果，有兩個進路（approach）：其一是所謂的「Eliza 進路」（Eliza是一個模擬心理治療師的經典程式）。這種進路是利用語法結構來重組句子，從而巧妙的作出回應，像是Eliza就會利用對談者話中的關鍵字來構成下一個問題，從而使對談者以為它真的是一個心理治療師。另一進路是真的找出問題的重點，並以相應的資訊作回應。Whalen批評ALBERT只是巧妙回應，而沒有真正的回答問題。 然而，並不是所有人都認為「涂林測試」顯示了電腦還沒有思考能力，像是麻省理工學院的著名人工智慧專家馬文．明斯基（Marvin Minsky）就認為：「涂林測試」只是顯示了人類是如何容易被愚弄而已。 蔡耀明 本文取材自New Scientist, 30 January,1999 BACK
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