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Wednesday, August 10, 2016

第十三對腦神經!


有學過生物學的學生應該都知道,人有十二對腦神經。但是很可惜,這是一個過時的錯誤知識。人其實有十三對腦神經!!

這第十三對腦神經,叫作「終末神經」(terminal nerve)。他的功能非常特別,是腦中的第三套嗅覺系統。而更令人驚訝的是,幾乎沒有人知道它的存在。不要說一般人對它毫無所知,甚至連很多醫生或腦科學家也都沒有聽過這一套系統。

這一對「終末神經」,差點就讓所有教科書中的腦神經全部改名!它到底是何方神聖呢?以下就一起來看看它的發現歷史和生理功能吧!

顛覆神經科學知識的一條鯊魚

修過生物學或神解(神經解剖學)的學生,應該應該都背過類似這樣的十二對腦神經口訣:
一嗅二視三動眼,
滑車三叉六外旋,
顏面八聽九舌咽,
迷走十一副舌下。

解剖人腦時,如果把已經從頭顱取出的腦面對著我們,然後朝上翻轉九十度,我們就可以看到由上而下依序排列的十二對腦神經(如下圖)。其中最上方的第一對腦神經,就是嗅神經(olfactory),最下面的最後三對則是迷走(vagus)、舌下(hypoglossal)和副神經(accessory)。

由於所有的人類感官知覺幾乎都被這十二對腦神經給囊括解釋了,所以數百年來,學者們也都自以為這十二對腦神經就是全部的腦神經。



沒想到,到了19世紀末,人類引以為傲的腦神經知識體系卻讓一隻「鯊魚」無意間撞出了一個大破洞,我們對大腦的無知也終於原形畢露。

1878年,德國大學的生理與解剖學家佛瑞胥(Gustav Fritsch)檢視了鯊魚的大腦,結果發現在十二對腦神經的前方,竟然還有另一對腦神經,(下圖紅星處)[1]。


這個發現著實讓解剖學家們傷透腦筋!因為按照位置來說,這一對新發現的腦神經應該要叫做第一對腦神經才對,然後嗅神經應該要改稱為第二對腦神經,而且後面每一對腦神經編號,都應該要因此往後順移。但是如果真的把十二對神經的編號全部改變,那數百年來文獻中的腦神經使用名稱,就會因為和新的名稱不一致而陷入完全混亂的局面。

由於全面改動的代價實在是太大了,而且解剖學家也不確定人類究竟有沒有這一對神經,所以命名和改名的事也就一直沒有定論。

只是屋漏偏逢連夜雨,這一對腦神經也在 1905 年時於人類胚胎中發現 [2],而且稍後在 1914 年也於成人腦中發現 [3]。

由於人類腦中也發現了這對腦神經,學界對命名的問題終於避無可避,同一年,生物學家洛西(William A. Locy)才想出一個辦法,正式把它叫做「第零對腦神經」或是「終末神經」[4]。由於羅馬字母中沒有零的符號,這對神經有時也被稱為「第N對腦神經」(cranial nerve N)[5]。但是不知為何,至今為止許多教科書中仍然看不到這對腦神經的蹤影。


終末神經(第零對腦神經)的功能?

這套默默無聞的嗅覺系統,到底扮演著什麼角色呢?目前有些許證據顯示,這一套系統可能是與性行為有關的荷爾蒙偵測系統。

比方說,從解剖學的結構來看,終末神經的末梢位於鼻腔,但是其接收到的資訊並沒有傳到嗅球,而是連接到大腦裡面與性行為密切相關的「隔核」(septal nuclei)(如下圖)。




行為神經科學的研究也顯示,當雄金魚的終末神經被刺激時,就會立刻釋放精子 [6],而當終末神經被破壞時,雄倉鼠的交配行為則會消失 [7]。

美國國家衛生院的神經生物學家菲斯(Douglas Fields)還發現,終末神經除了偵測荷爾蒙,甚至可能還有釋放荷爾蒙的功能。他觀察到終末神經的軸突中有許多荷爾蒙,這些荷爾蒙會在神經末梢處釋放出來,並進入血液之中以調節生殖行為 [8]。

此外菲斯還有另一項發現,也大大突顯出終末神經的重要性。他在解剖鯨魚的大腦時發現,鯨魚竟然仍保有終末神經。鯨魚在演化的過程中因為重新回到海中,牠們的鼻孔,也就是噴氣孔,為了方便呼吸已經移至頭部的上側後方,而牠們也因為長期生活在水中,不常接觸到氣味分子,所以主要嗅覺系統和副嗅覺系統都已經喪失。

有趣的是,牠們卻仍然保有終末神經。這項發現可能顯示出終末神經有著極為重要的生存繁衍功能,因為鯨魚在演化的過程犧牲了前兩套嗅覺系統(嗅覺系統與副嗅覺系統),但是卻沒有放棄這第三套嗅覺系統,其重要性可想而之。(有興趣的瞭解另外兩套嗅覺系統的故事的話,可以參見我的新書《大腦簡史》。)

至於終末神經的重要功能究竟是不是透過偵測與釋放荷爾蒙來調節性行為?在人類腦中的終末神經是否已經失去功能?未來的研究很快就會為我們揭曉。


參考資料:

[0] 本文節錄改寫自我的新書大腦簡史》(貓頭鷹出版社出版)。博客來連結:http://www.books.com.tw/products/0010723238

[x] 九月和十月份的新書講座活動:https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScnenU_5BS15caN_EC2Se8lpY2e3vZfi9VQagh7j90N_Xn0Rg/viewform

[1] Fritsch, G. (1878) Untersuchungen über den fieneren Bau des Fischgehirns mit besonderer Berücksichtigung der Homologien bei anderen Wirbelthierklassen. Berlin:Verlag der Gutmann'schen Buchhandlung.

[2] De Vries, E. (1905) Note on the ganglion vomeronasale. Proc kon ned Akad Wet 7: 704-708.

[3] Johnston, J.B. (1914) The nervus terminalis in man and mammals. Anatomical Record 8: 185-198.

[4] Locy, W.A. (1905) On a newly recognized nerve connected with the forebrain of selachians. Anat Anz 26: 33–123.

[5] Vilensky, J.A. (2014). The neglected cranial nerve: nervus terminalis (cranial nerve N). Clin Anat. 27(1):46-53.

[6] Demski, L.S. and Northcutt, R.G. (1983) The terminal nerve: a new chemosensory system in vertebrates? Science 220: 435–437.

[7] Wirsig, C.R. (1987), Effects of Lesions of the Terminal Nerve on Mating Behavior in the Male Hamster. Annals of the New York Academy of Sciences, 519: 241–251.

[8] Fields, R.D. (2007). "Sex and the Secret Nerve". Scientific American Mind 18: 20–7.

Wednesday, November 18, 2015

雙面間諜?烏賊表示略懂!?


大家知道圖中右側的雙色雄烏賊在幹嘛嗎?這隻雄烏賊,其實正在上演「雙面間諜」的欺騙戲碼!

軟體動物中大腦比例最大的烏賊(cuttlefish),向來就善於利用身體顏色的變化來進行溝通。在最近的一項研究中,科學家更是發現:雄烏賊竟然懂得在身體兩側展現出不同的圖案,以同時進行「求偶」與「欺騙」的行為。

澳洲的生態學家布朗(Culum Brown)發現,如果雄烏賊在求偶時出現了其它的雄性競爭者,那牠面對著雌烏賊的那一側身體就會呈現出雄性的求偶花紋(左邊的那隻是雌烏賊),但是面對著其它雄性烏賊的那一側身體則會呈現出雌性的花紋(A側有其它雄烏賊)。

布朗的研究團隊發現,當有好幾隻雄烏賊在同時求偶時,就有39%的機率會觀察到這個現象。但是如果只有一隻雄烏賊、或在其他社交情境中,則完全不會發生此現象。

科學家猜測,雄烏賊的這個舉動,可能就是在透過雙面變色施展欺敵戰術,透過這種方式,牠就可以在求偶時順便混淆其他雄性競爭者,這種做法不僅可以避免其它雄烏賊來找自己打架、甚至還可以讓其它雄烏賊把時間浪費在追求錯誤目標上。真可謂一舉數得。

下次參加聯誼時,大家知道該怎麼做了嗎?

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參考資料:
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Brown C, Garwood MP, Williamson JE. (2012). It pays to cheat: tactical deception in a cephalopod social signalling system. Biol Lett. 23; 8(5):729-32.

Monday, October 19, 2015

貓咪、嗅覺、與梨鼻器!


如果大家有養貓的話,應該就會發現,貓咪有時候會用鼻子到處聞來聞去,聞到如癡如醉時,嘴巴還會張開。我第一次養貓、並看見貓咪作出這個舉動時,著實嚇了一大跳,當時還以為牠是下巴脫臼了。

事實上,貓咪的這個舉動,叫作裂唇嗅反應(flehmen response),透過微微張開嘴巴,就可以利用上顎與鼻腔之間的梨鼻器(Jacobson’s/Vomeronasal organ)來偵測氣味分子。

梨鼻器收集到的氣味訊息會傳入副嗅球,然後直接傳入杏仁核。因此下次再看到這一幕,不要太緊張,貓咪只是發現了特殊的氣味,想要好好聞一聞究竟是什麼味道而已。

Monday, October 12, 2015

寒武紀生命大爆發!


寒武紀時期(Cambrian period)距今約 5.42 億年。根據世界各地的化石群證據,在寒武紀短短的前後 2000 年之內,物種化石出現爆炸性的增長,動物界大多數的「門」幾乎全部都出現在這一個時期。

達爾文對於寒武紀大爆發的現象,一直感到頭痛不已,他認為這個現象可能是對演化論學說的最大挑戰。甚至到了今日,寒武紀大爆發的原因依然成謎。

成謎歸成謎,我們還是來看看目前有哪幾種可能的解釋:

1. 有些人完全否定寒武紀生物大爆發。他們認為,生物物種其實一直以持續穩定的速度在演化,但因地球在寒武紀之前沒有穩定的岩層,所以不容易形成化石。

2. 另一種類似的想法認為,生物可能在寒武紀時才演化出堅硬軀殼,因此才能形成化石。換言之,寒武紀大爆發並不是物種大爆發,而只是化石大爆發。

3. 也有人認為,寒武紀大爆發真的是物種上的大爆發。他們主張寒武紀時期的地球大氣中,可能已經出現臭氧層、並且累積了足夠的氧氣,因此當時的環境或許極有利於生物生長,而導致新物種爆發。

4. 另外也有理論認為,當時可能出現了物種入侵而導致演化波動,例如某些掠食性動物可能無意間侵入了原本穩定的生態系統之中,導致演化壓力上升,並因此促進了生態系統中的物種歧異度。

5. 還有一個較新的理論認為,上述其中幾種因素可能同時都成立。例如生物學家派克(Andrew Parker)在2003年提出了「光開關」理論(light switch theory),他認為當寒武紀的三葉蟲演化出第一隻眼睛時,生存環境立刻出現了劇變。擁有視覺的三葉蟲,搖身一變成為最頂尖的掠食者。為了抵抗視覺生物的襲擊,各種生物們開始演化出堅硬的外殼,因此他們才有機會形成化石保留下來。

換言之,「光開關」理論認為寒武紀大爆發的最初演化趨力之一,就是因為眼睛的誕生。眼睛的誕生,讓視覺首次成為掠食武器,掠食者也因此得到升級。為了對抗這種 2.0 版的掠食者,其他生物必須各出奇招,設法對抗或逃脫掠食者的攻擊。是故物種才會大量演化而生,而且其中的一項「硬殼抵禦」方式,剛好讓牠們得以留下化石證據。

這最後一個理論很有意思。小小的一對眼睛的誕生,竟然可能造成了物種大爆發!想不到吧!


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延伸閱讀:資訊透明,適者生存

Saturday, October 10, 2015

意識的功能?


為什麼人腦在處理某些資訊時,會產生意識?有些人認為,這是因為某些資訊特別重要,因此在處理這些特別重要的資訊時,必須產生意識,來幫助我們仔細分辨。

但是「資訊的重要與否」,顯然並不是大腦在處理該資訊時是否會產生意識地判準,因為大腦在處理有很多攸關生死的資訊時,根本不會產生意識。

例如有好幾種化學偵測能力,都會無意識地透過自主神經系統去調節生理狀態。比方說在脊椎動物身上,就有頸動脈體(carotid body)負責偵測血液中二氧化碳,並據此來反射性的調節呼吸。下視丘(hypothalamus)則有受器可以偵測血液中葡萄糖,並據此來調節血糖濃度。在腦極後區(area postrema)也有受器可以偵測毒物並誘發反射性的嘔吐,好讓我們在中毒時可以即時把毒物排出體外。

由此可知,「資訊的重要性」並不是讓資訊在腦中產生意識的原因。那究竟為什麼有些資訊會產生意識?意識的功能到底是什麼?至今仍然是一團迷霧...

(有人有洞見嗎?)

Friday, August 07, 2015

父親失格,導致女兒性早熟?


文/謝伯讓的腦科學世界

大家知道為什麼古代人生活艱困還是拼命生子嗎?你是否知道,父親的存在與否,竟然會影響女兒的性成熟速度、性觀念、以及性行為?!

眾多研究早已發現,父親對孩子的各方面影響都很巨大。在有爸可靠的家庭中,嬰兒的死亡率、孩子的生病風險、學童在學校的課業成績、以及小孩長大後的社經地位等各項指標,都有較佳的表現(1-11)。

但是萬萬沒想到,在父親消失或失格的家庭中,女兒的性成熟速度竟然會比較快,此外,這些失父之女會提早發生性行為,而且懷孕生子的年齡也會提早(12-15)!

這究竟是怎麼一回事呢?

Wednesday, July 01, 2015

資訊透明,適者生存

 
無神論四騎士之一的美國哲學家 Daniel Dennett 針對資訊透明的社會作出評論:在數位時代,資訊透明使人們沒有真正的秘密。社會組織、制度以及工商機構都將面臨「演化壓力」,除非發展出新的生存策略,否則終將淘汰。

撰文/Daniel C. Dennett、Deb Roy 
翻譯/謝伯讓

大約 5 億 4300 萬年前,原始海洋中的生物多樣性劇增,有一項假說認為,這場演化熱潮起因於海洋突然變透明了。這場「寒武紀大爆發事件」,可以幫助我們了解數位科技如何改變社會:資訊透明會讓各種社會組織產生演化壓力。寒武紀大爆發時,透明的海洋讓動物開始演化出外骨骼、偽裝以及讓對手分心的各種方法。同樣的,當資訊透明社會中的人類難以保守秘密時,國家和企業也將發展出類似的能力因應。資訊透明終將導致新型態的社會組織,其中最快速且靈活者將脫穎而出。

五億多年前,地球上的生物物種劇增,稱為「寒武紀大爆發」:在地質學上數百萬年的「瞬間」,生物發展出了新的身體形態、新器官、新掠食策略以及相對應的防禦方式。演化生物學家仍在爭辯這個事件的起因,不過,英國牛津大學的動物學家帕克(Andrew Parker)提出了一個相當有說服力的假說,認為寒武紀大爆發的原因就是「光」。

Sunday, April 26, 2015

阿茲海默症是一種唐氏症?!


幫大家介紹一下「唐氏症」和「阿茲海默症」的奇特關連。

唐氏症(Down syndrome),患者擁有三條第21號染色體(一般人只有兩條),患者一出生,其身材和臉部就有獨特的生理特徵,心智能力也會出現輕度至中度障礙。

而阿茲海莫症(Alzheimer's disease),就是俗稱的失智症(失憶症)裡的大宗,除了失憶失智之外,並沒有明顯的外顯生理特徵。



這兩種症狀,看似南轅北轍,對吧?


但是,1991年,美國的阿茲海莫症專家波特博士(Huntington Potter)竟然提出了一個驚人的假說,認為阿茲海莫症就是一種「唐氏症」。波特主張,阿茲海莫症的病因,就是因為身體(大腦)年老之後跑出許多擁有三條第21號染色體的細胞,因此,這兩種病根本就是同一種。

此假說一出,群情譁然。波特投稿論文時,還有審稿人給出了這樣的評論:「無論何時何處,我都不會建議刊登這篇論文。」("I wouldn't recommend publishing this manuscript anywhere at any time.")

沒想到,現在確有越來越多的證據,都支持波特的假說。例如,幾乎所有的唐氏症患者腦中都會出現類似阿茲海莫症的蛋白質堆積(此現象早在1970年代就為人所知)。還有,阿茲海莫症患者的皮膚和腦細胞中,的確有較高的機率會出現三條第21號染色體。



那為什麼這些具有三條第21號染色體的細胞,可能會導致阿茲海默症和唐氏症呢?原來,第21對染色體上有一個「前類澱粉蛋白質基因」(APP),此基因製造出來的蛋白質在經過修飾後,會於腦中堆積造成失智。而擁有三條第21號染色體,就會製造出更多這些蛋白質,並更容易產生堆積。而且,這些蛋白質還會造成細胞分裂異常,使得更多細胞帶有三條第21號染色體,惡性循環於是產生。

另一個奇特的相關發現是,阿茲海默症和唐氏症患者罹患實性腫瘤(solid cancer)的機率也比較低,其箇中原由,可能就是因為第21號染色體帶有腫瘤抑制基因。

期望將來的研究,能及早找到更多的證據和細部生理機制,以利開發出能夠同時適用於唐氏症與阿茲海默的藥物、或甚至是相關的腫瘤抑制療程。

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5. 唐氏症、21號染色體與腫瘤抑制基因:Kwan-Hyuck Baek et al. (2009). Down's syndrome suppression of tumour growth and the role of the calcineurin inhibitor DSCR1. Nature, 2009; DOI: 10.1038/nature08062

6. 阿茲海默症患者較不易罹癌?(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22531415)(http://www.bmj.com/content/344/bmj.e1442

Tuesday, April 07, 2015

電擊同性戀大腦,改變性取向?!


文/謝伯讓(謝伯讓的腦科學世界

1972 年,美國的精神病學家西斯(Robert Heath)希望透過電擊大腦來矯正精神疾病。在他眾多病人中,有一位代號 B-19 的病人特別引人注目。這位病人是一位 24 歲的男性,已出櫃五年(同性戀)、有三年的藥物濫用經歷、癲癇病史、並時常會出現自殺念頭。

西斯「療法」?


首先,西斯在 B-19 的大腦深處埋入電極(如下圖),然後交給他幾個按鈕,要他透過按鈕來電擊自己的大腦。結果發現,在三小時的實驗過程中,B-19 竟然電擊了自己的「中隔區」(septal area)高達 1500 次。 還有另外兩次「療程」,他也分別電擊自己 900 和 1200 次。


這項發現,和 1950 年代的老鼠自我電擊實驗結果分常神似。

1954 年,神經科學家歐爾茲(James Olds)在老鼠大腦中的內隔核(septal nuclei)置入電極。歐爾茲原本以為,當老鼠進入房間角落並受到大腦電擊後,應該會學會避開角落,沒想到,老鼠竟然一直跑回那個角落,仿佛希望被電擊似的。後來深入研究後才發現。原來這個區域和附近的阿肯伯氏核(nucleus accumbus)以及扣帶皮質(cingulate gyrus),可能就是大腦中的「愉悅中樞」或「慾望中樞」。

刺激這個區域時,老鼠會變得廢寢忘食、一心只想著要繼續接受刺激,如果給老鼠一個按鍵,讓牠可以按壓按鍵來刺激自己的大腦,老鼠就會不斷重複按壓的行為,一小時甚至可以按壓數千次以上,直到精疲力竭為止。(如下短片)




性工作者加入混戰

同樣的,B-19 在電擊自己的「中隔區」(大腦的愉悅中樞)時,也出現了上述老鼠般的行為。他感受到愉悅、警醒、溫馨、並且產生性慾以及想要手淫的衝動。當西斯要停止實驗時,B-19 甚至百般不願的想要繼續電擊自己。

接下來,重頭戲上場了!

Thursday, January 22, 2015

殺手芋螺(糖尿病救星?)





這傢伙叫作殺手芋螺(cone snail 的一種,學名:Conus geographus)。台灣周圍海域也很常見這類海螺。 最新刊登在《PNAS》上的研究發現,牠的毒素中竟然含有胰島素,魚被咬一口後,就會血糖過低而暈倒。

商機:以後糖尿病患者,隨身帶殺手芋螺,血糖過高時就來一劑海螺胰島素吧!

(誤)(可能要先把海螺毒液中的魚類胰島素基改成人類胰島素...)

獵食影片一(噴出魚叉射魚):



獵食影片二(水中釋出毒液):


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參考資料:

Safavi-Hemami, H. et al., (2015). Specialized insulin is used for chemical warfare by fish-hunting cone snails. PNAS.

Tuesday, January 06, 2015

透明生物之二:透明寶石毛蟲


這是生長在南美洲的亮蛾科(Dalceridae)飛蛾的幼蟲。



這種毛毛蟲似乎無毒,牠的保護機制主要來自於身體表面那些膠狀的小圓錐體。

這些小圓錐體很容易脫落,鳥類啄了一口之後,可能就會滿嘴黏液、憤而離去。

螞蟻似乎也不喜歡靠近這種蟲,就算真的咬下去,也會迅速閃到一旁洗嘴。

可遠觀而不可褻玩的經典代表!


 哥斯大黎加毛蟲實拍,羽化成蛾:



參考文獻:

美國科學人的介紹(英文):http://blogs.scientificamerican.com/observations/2012/05/09/the-biology-of-the-translucent-jewel-caterpillar-the-nudibranch-of-the-forest/

延伸閱讀:

透明生物之一:透明花

圖片來源:

1. http://www.projectnoah.org/spottings/10258111 (by Gerardo Aizpuru
2. http://1.im.guokr.com/gkimage/ph/ke/51/phke51.jpg
3. https://www.flickr.com/photos/andreaskay/11473121695 (byAndreas Kay)
4. https://www.flickr.com/photos/ken-ichi/10769397635 (by Ken-ichi Ueda)

Monday, December 29, 2014

狼群真的有改變河流嗎?


很多人應該都有聽過「狼群改變河流」這則報導:1920年代,黃石公園的灰狼滅絕,生態環境開始惡化。1995年,黃石公園重新引進覆育了這些頂端獵食者之後,整個生態系統因此開始復蘇。

這一切聽起來都很夢幻美好,但是,它好像真的只是夢一場!新證據顯示...

Monday, December 08, 2014

寄居蟹集體大換屋!


你有聽過經濟學中的空屋鏈(vacancy chain)嗎?

馬主席的位置空出後,底下人馬逐一往上晉級;

黑道老大掛點後,小弟們依序篡位;

連勝文如果賣出帝寶,大概也會引起幾樁買入賣出的換屋漣漪...

這種資源連續置換的過程,就叫作空屋鏈效應。

有趣的是,寄居蟹好像也略懂經濟學的空屋鏈!

BBC的這部三分鐘短片,就紀錄下寄居蟹排隊大換屋的過程!

當海灘上出現新的大空殼,

寄居蟹們就會聚在一起,

彼此打量大小,然後依序排成一排,

等到最大的寄居蟹出現並搬入空殼後,

連鎖換殼反應就開始囉!!

Monday, November 24, 2014

琴鳥:口技大師


澳洲琴鳥(lyre bird),除了尾巴張開像豎琴,還有驚人的口技大絕!

琴鳥摹仿照相機、汽車警報器、電鋸的聲音:



小孩的雷射槍:



木工的聲音(聽前面 50 秒即可):



琴鳥的摹仿口技,其實唱出了人類對自然環境的破壞之聲。

琴鳥的保育等級一度被評為「易受害」(Vulnerable),所幸保育後目前無虞。

Wednesday, November 12, 2014

笛卡兒與第三眼


松果體(pineal gland)是大腦中一個綠豆般大小的結構,大概位於腦部正中央,長得像松果,故得此名。

說到松果體,就不得不提一下法國的哲學家笛卡兒,就是說過「我思故我在」的那位哲學家。笛卡兒是一位「二元論」者,他認為,心與腦在本質上是完全不同的東西,腦是物質的、心是非物質的(類似靈魂的概念)。

而這兩種本質上截然不同的事物,是怎麼產生互動的呢?笛卡兒認為,如果我們觀察大腦的結構,其中大部份的結構都是左右對稱的成對結構,例如兩個眼睛、兩個半腦、兩個杏仁核等等,而大腦中唯一一個不成對的結構,就是「松果體」,因此,心與腦應該就是透過松果體在互動。

換言之,就是大腦可以透過松果體和非物質的心靈互動交流,或者反過來說,心靈可以透過松果體操控大腦。


不曉得在17世紀時,笛卡兒知不知道松果體的生物功能,如果不知道,那他若能活到今天並看到現代生物學的一些發現時,一定會頗有感觸。

松果體的功能之一,就是根據眼睛所接受到的光線變化來調節體內的褪黑激素,並藉此控制四季以及日夜生理時鐘。

它還有一個特點,就是在演化早期,松果體似乎可以直接對光線作出反應。在一些爬蟲類身上,松果體竟然還會直接延伸到頭頂、開出第三隻眼。生物學上稱之為「第三眼」或「頂眼」(parietal eye)。

 


而且這隻眼有水晶體、視網膜,與一般的眼睛十分類似,有感光的功能 [1, 2]。透過「頂眼」,這些生物可以利用光線來調控生理時鐘、賀爾蒙以及進行體熱調節。


最近的研究也發現,棱皮海龜之所以可以精準的依照四季變化來遷徙,可能就是因為牠們頭頂有一小部份的皮膚沒有色素、且頭殼較薄,因此有助於讓光線直接照入松果體來幫助牠們偵測出四季變化。[3]


還有一個有趣的發現是,成人的松果體一般都會鈣化(原因不明)。

有些宗教和神秘主義人士會說,人們應該要透過各種方式來「開天眼」,去除松果體的鈣化,好讓松果體可以接收能量並發揮潛藏的功能。你相信嗎?

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[1]  Spencer, Walter Baldwin (1886) "On the presence and structure of the pineal eye in Lacertilia". Quart. Jour. of Micr. Science, vol. 27, pp. 165—238.

[2] Tilney F., Warren L. F. (1919) The morphology and evolutional significance of the pineal body. Philadelphia, (page 129)

[3] John Davenport et al., (2014). Pink spot, white spot: The pineal skylight of the leatherback turtle skull and its possible role in the phenology of feeding migrations. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 461. 1-6.

Wednesday, October 29, 2014

透明生物之一:透明花!


透明花!!(不是錯覺、也不是假花喔!)

這是山荷葉屬的植物(Diphylleia grayi),花瓣原本是白色,淋過雨後會變成透明。


遇水變透明的原因不明 ^^"

輪葉沙參(Adenophora triphylla好像也會這樣!  



話說,溼身變透明這一招,人類好像才是佼佼者啊!

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圖片來源:

1. Photo: ©Shougo Yokota 
2. http://grapee.jp/5818
3. http://blog.goo.ne.jp/notti_2005/e/70bf9cc964a3c9da2b508a1846e333a8
4. blog.nekonookouya.shop-pro.jp
5. http://blogs.yahoo.co.jp/taabouman/30070276.html 

Friday, June 06, 2014

嬰兒錯覺


各位有兩個小孩的爸媽,你們有沒有覺得,當老二出生後,老大好像突然長大了許多?根據研究,很多爸媽都有這種「嬰兒錯覺」喔!

什麼是「嬰兒錯覺」呢?就是會錯以為最小的寶寶比其真實的大小還要小。

在《當代生物學》(Current Biology)最近的一篇文章中,科學家詢問了 747 位擁有兩位六歲以下小孩得媽媽,結果發現,超過 70% 的媽媽都覺得,當老二出生後,老大好像突然長大了許多!

科學家猜測,這應該是爸媽通常都會低估家中最小那位小孩的真實大小(例如身高)。當老二出生時,老大就就不會再被低估,因此就有了老大突然長大的感覺。

那麼,有沒有證據顯示,家中最小那位小孩的身高真的被低估呢?

有!科學家們請媽媽在一面白牆上標下老二的身高,然後在和老二的真實身高做比較,量出來的結果,嚇死人!真的差很大!竟然低估了 7.5 公分!!

相較之下,對老大的身高則完全沒有任何顯著的低估!

最後,為什麼爸媽會低估寶寶的大小呢?

科學家猜測,這是因為在演化的過程中,人類對於值得呵護的寶貝事物已經發展出一套既定外觀印象,例如「小體型」和「大眼睛」等。而當爸媽知道一個寶寶是家 中最小的小孩時,似乎就會誘發出這種既定的外觀印象。於是乎,嬰兒、寵物之類這些靠「可愛」謀生的家中寶貝們,大小就被低估啦!

Jordy Kaufman J et al. (2013). Parental misperception of youngest child size. Current Biology, 23(24), R1085-86

Friday, May 23, 2014

衛生環境差,導致男人愛悍妻、女人愛猛男?


最近有一些研究發現,在衛生環境差的國家中,例如尼泊爾,男人比較喜歡悍婦(臉部特質比較陽剛的女性),而女人也比較喜歡猛男(臉部特質比較陽剛的男性)。

反過來說,在衛生環境好的國家中,例如日本,男人則比較喜歡臉部特質比較陰柔的女性。

例如,2010 年《皇家學會報告》上的一項研究中,科學家要求來自 29 個國家的 1972 位異性戀男性,去評選電腦處理過的兩張高加索女性臉孔(其中一張比較女性化),結果發現,國家的衛生指數(National Health Index)和受試者的對女性化臉孔喜好程度有正相關(可以解釋其中 50.4% 的變異度)。

也就是說,衛生環境好時,男人比較喜歡臉部陰柔的女性,衛生環境不好時,男人則比較喜歡臉部較陽剛的女性。

女人看男人的臉,也是一樣。2014 年,《生物學報》上的一項研究中,則是分析了 30 個國家中 4794 位白種女性對白種男性臉孔的喜好程度。結果也十分類似。他們發現,衛生環境好時,女人比較喜歡臉部比較「娘」(無貶義)的男性,衛生環境不好時,則比較喜 歡臉部比較「man」的男性。

為什麼呢?科學家猜測,臉孔會反映出生理或行為特質,較男性化的臉孔(男女皆然)可能代表較強悍的個性和行為,而這種特質或許可以幫助伴侶在衛生不良的環境中生存。

此外,這個現象可能和睪固酮濃度有關。之前的研究發現,睪固酮濃度低時,男性會偏好比較男性化的女性。而環境差的地區,男性的睪固酮濃度通常比較低,(因為
固酮會干擾免疫系統的正常運作),所以,他們才會喜歡男性化的女性。

弱男愛悍妻... 原來不是因為有被虐狂啊?

Welling LLM et al. (2008). Men report stronger attraction to femininity in women's faces when their testosterone levels are high. Horm. Behav. 54, 703–708.

DeBruine LM et al. (2010). The health of a nation predicts their mate preferences: cross-cultural variation in women's preferences for masculinized male faces. Proc. R. Soc. B 277, 2405–2410.

Marcinkowska UM et al. (2014). Cross-cultural variation in men's preference for sexual dimorphism in women's faces. Biol Lett. 10(4):20130850. Print 2014.

Sunday, May 11, 2014

自由派的基因,你有嗎?



最近,台灣的政治和社會運動此起彼落,各種議題都有越來越多人參與討論,而每個人的立場也各有不同。從思想的開放程度來說,可以粗略地把人分成自由派、以及保守派。你是哪一派呢?又是什麼因素,決定了我們是自由或保守呢?

前陣子的一項研究發現,竟然有一個基因,會影響我們是否成為自由派!

2010 年,美國加州大學聖地牙哥分校的佛勒(James Fowler)研究團隊分析了 2000 位受試者後發現,如果一個人身上帶某種特殊形態的 DRD4 基因,就比較有可能在成年時變成思想和政治上的自由派!

但是,前提是這個人在青少年時期必須交遊友廣闊!

原來,DRD4 基因會製造出多巴胺(腦中的一種神經傳導物質,與運動以及興奮的情緒有關)的受器,進而決定多巴胺的活躍程度,並因此影響人們追尋新奇事物的動機。

科學家認為,只有帶有這個基因,就會是個「新奇事物追尋者」,同時,如果在青少年時期交友廣闊,就會欣然地觸及各種不同的觀點和想法,並因此成為思想和政治上的自由派。

不過,如果只有該基因,但卻沒有交友,那也沒用,因為不會有足夠的觀點與想法讓你吸收。一身的追求新奇衝動,可能就會讓你變成動漫阿宅、美食阿宅等等各種達人阿宅。

【結論】自由派的傾向,可以說是受到了基因和環境的共同影響。

啊啊啊!這個基因實在是太猛了!以後政黨吸納青年軍,該不會要先驗驗看有沒有左派基因吧?

Jaime E. Settle, Christopher T. Dawes, Nicholas A. Christakis, James H. Fowler (2010). Friendships Moderate an Association Between a Dopamine Gene Variant and Political Ideology. Journal of Politics 72 (4): 1189–1198

Friday, May 09, 2014

蝸牛暴走(驚),秒殺蚯蚓!


嚇死人!紐西蘭有一種陸生的肉食性蝸牛(Powelliphanta),體積龐大,直徑可長達 9 公分,雖然平常跟普通蝸牛一樣慢吞吞的,但是當蟲子出現時,牠可是會瞬間爆走,秒殺獵物喔!

真的是「秒殺」喔!(影片 16 秒處)椅子抓好別嚇到: