科學人觀點

快樂的章魚:藥到性轉伸出橄欖枝

人類和章魚在數億年前走向不同的演化路線,而今腦神經的結構組合完全不同,但對化學物質的反應卻仍然一致,顯示了負責社會化基因的保守性,也再次證實神經細胞裡的化學性質和社會化的行為關係密切。

撰文/曾志朗

科學人觀點

快樂的章魚:藥到性轉伸出橄欖枝

人類和章魚在數億年前走向不同的演化路線,而今腦神經的結構組合完全不同,但對化學物質的反應卻仍然一致,顯示了負責社會化基因的保守性,也再次證實神經細胞裡的化學性質和社會化的行為關係密切。

撰文/曾志朗


你認識章魚保羅嗎?你聽過牠傳奇的故事嗎?如果都沒有,那你一定不是忠實的世界盃足球迷!2010年夏天,這隻號稱有史以來最聰明且能「未卜先知」的保羅哥、章魚哥,在四年一次的世足賽中,正確「預測」了八場比賽的勝負,其中包括「預測」德國在7月10日的季軍賽中擊敗烏拉圭,以及「預測」西班牙成為2010年世足賽總冠軍。猜八場,中八場。


保羅哥真有預知的神秘能力嗎?牠是什麼來歷?預測怎麼做的?是人為操作的騙局嗎?這章魚保羅的成名史,過程也滿好玩的!牠出生於英國威茅斯的海洋生物公園,後來移居到德國奧柏豪森的海洋生物中心,深受遊客喜愛,認為牠從小就展現不凡智力,根本是「神童」。2008年歐洲足球季賽,海生中心的工作人員求勝心切又問卜無門,異想天開出了個點子,乾脆問問章魚兄。怎麼做?很簡單,先讓牠餓一餓,再放出來找食物。每次賽前,工作人員準備好兩個透明玻璃箱,箱面分別貼著德國及對手國的國旗圖樣,箱裡則放入保羅哥愛吃的東西,然後沉置缸底。再把保羅哥放進水缸中和兩個玻璃箱等距的地方,看牠會游向哪個水箱、開蓋取食,就是牠「預測」即將勝出的那一方(右頁左圖)!


開玩笑?是的,最初只是好玩,博君一笑。但當保羅哥在德國隊的六場比賽中,成功「預測」四場勝負,比統計上的隨機平均略勝一籌時,大家開始懷疑牠好像真有意想不到的預測能力。工作人員感到有趣,就用同樣的步驟,讓牠進軍2010年南非世足賽。結果從分組賽到冠軍賽,「保羅先知」的「預測」無一不靈,甚至引來阿根廷廚師球迷發出跨國「烹殺令」,成為世足賽中好玩又有趣的插曲。最終保羅哥八場全測中,成為當年世界盃最受矚目的明星!


保羅哥一戰成名,當然大出風頭。但我們必須認真面對的問題是,保羅哥的「預測」能力是真的嗎?從科學的驗證觀點,牠在2008年的「預測」結果是險勝,而2010年100%的「預測」表現,也許支持了2008年的能力假設,但光憑這兩年的表現,真可以一錘定音,宣告牠有超物質的心靈感應力嗎?真能讓我們斷言這「德國神算子」天賦異稟,隱居水缸卻能知天下事?


當然不可以!儘管兩年共14場賽事,保羅哥猜中12場,高達85.7%的成功率,對任何一位統計專家而言,已經遠遠超過隨機猜測的平均數值,絕對達到統計學上的「顯著」指標。但保羅哥再聰明,怎麼可能在足球拚鬥這種高層次且充滿複雜因素的「不確定」狀態下,正確預測比賽結果呢?在堅持唯物主義的科學家眼裡,章魚哥的神算反映「真相」了嗎?這樣的統計判定會不會太草率了?


想想看,我們在認定大氣變遷型態和全球是否暖化,總不能只看一或兩年的統計數字,一定要有10年、20年,甚至30年的趨勢分析,才讓下結論的人或接受結論的人有信心。世間事很複雜,事件的變化也很難預料。保羅哥那兩年的「預測」紀錄,只是長河中的一段小漣漪,樣本數太小,可能是巧合中的巧合而已。正確的驗證,必須年復一年統計預測的結果,才能算數。也許長期觀察,保羅哥的預測在大 數法則下,會越來越趨近隨機出現的平均數,符合所謂的「向平均數趨近的迴歸」現象。所以要確定保羅哥是否真能預知未來,必須看牠在2014、2018的世足賽中,持續而正確的預測比賽結果。可惜2010年世界盃結束後,工作人員知道牠壽命將盡,就讓牠退休了,牠果然在同年與世長辭,徒留給萬千球迷無限的遺憾,科學界想做的真偽之辨也不可能了。


神算章魚既已仙逝,就不必再去追究牠的神力由何而來了。我曾寫過〈(巧合)n,還是巧合!〉,對無法獲得檢驗的臆測,只好以平常心看待。章魚哥保羅,再見了!


談到章魚,研究牠們的生物學家都很了解,牠叫魚但非魚,長得像外星生物,很聰明,能打開加了保險設施的藥罐(無法隨手扭開,通常要把瓶蓋下壓才能轉開),又很能透過經驗和觀察,學會新的問題解決的行為。牠們很會偽裝術,隨時隨地依環境改變身體的形狀和顏色。牠們沒有像人類一樣的腦,卻能把記憶儲存在八條腕足內的神經連結中,再由八臂交集在一起的終極中心的百萬神經束來統合指揮,掌控身體各部位的活動。但最令人印象深刻的是牠們的隱士性格,總是躲在一旁,不問世事!而且極不友善,碰到別的章魚,出「手」就打,侵略性很強。由於這種極端的反社會行為,飼養章魚的人都知道,不能把兩隻章魚放在同一個魚缸,否則不但打架,還會把對方給吃了!


當然章魚也有「纏綿悱惻」的一面,但那只發生在和異性交配的當下,而且授精一結束,雄章魚就馬上逃離,或乾脆捨棄一條手臂保命,以免遭雌章魚吞噬。章魚這短暫溫柔和友愛的行為,當然是受到體內化學成份在發情期有所變化而引起的,也就是血清張力素,一種普遍認為會促進幸福和快樂感覺的神經傳遞物質。


美國約翰霍普金斯大學的神經科學家杜蘭(Gul Dolen),專門研究腦細胞中化學物質和動物社會行為的關係,對章魚的極端反社會行為感到好奇,試圖從改變章魚神經細胞的化學成份,觀察是否能讓侵略成性的章魚變得更友善一些,她和芝加哥大學海洋生物實驗室的研究員艾德辛格(Eric Edsinger)合作,做了一個很有趣的實驗。


從以往的文獻,早已知道血清張力素是促進社會友好行為的重要化學物質。問題是如何引發章魚神經細胞的血清張力素分泌呢?他們想到了利用MDMA(迷幻藥,俗稱快樂丸或搖頭丸),看看章魚會不會和人類一樣,因吸入MDMA而引發血清張力素的分泌。他們把水缸隔成有小洞相連的三個空間(右上圖),把受試章魚放在中間,一邊用籠子罩著塑膠玩具(玩具室),另一邊放進另一隻章魚,也用籠子關住(社交室)。當社交室裡是雌章魚時,受試章魚無論是雄或雌,和社交室章魚接觸的時間明顯較長;反之,社交室是雄章魚時,受試章魚就會盡量往玩具室靠近。這個前測實驗很有趣,顯示了性別偏好,對雄、雌章魚來說,雌章魚具有同樣吸引力!接下來,研究者把這幾隻受試章魚浸入混有MDMA的水裡10分鐘,讓藥物經由牠們的腮充分吸收後,將牠們捉出洗滌一番,再放回原水缸。這一次研究者想瞧瞧,當社交室只有雄性章魚時,結果會怎樣?


結果呢?受試章魚變成「轟趴」的熱情者,不但嗨起來,而且既友善又積極,盡量往社交室的雄章魚靠攏,更不停伸出手臂想要觸碰和擁抱對方。MDMA促發了血 清張力素,開啟了「社交開關」,有如「發情期」,讓牠們連嘴巴都在籠子外蹭來蹭去,就像是人類服用搖頭丸之後的反應。


這個研究結果意義重大。數億年前,人類和章魚分離,走向不同的演化路線,如今腦神經的結構組合完全不同,但對化學物質的反應卻仍然一致,顯示了負責社會化基因的保守性,也再次證實,神經細胞裡的化學性質和社會化的行為關係密切,意味著我們對「人」性的了解,生化的條件才是關鍵。想想看我們的社會不安,往往來自一些充滿仇恨、嗜殺成性的病態人物,將來若有更多研究,更深入掌握血清張力素和社群和諧的關係,並能以更精準的生化物質,使其藥到性轉,變得善良可親。也許這社會的祥和有可期的一日?是所祈!


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