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天竺鼠車車是真的!為何科學家要教老鼠學開車、教綿羊辨識人類面孔?

元氣周報

科學家教老鼠學開車,並觀察其技能如何隨著年紀而改變。圖片來源/里奇蒙大學
科學家教老鼠學開車,並觀察其技能如何隨著年紀而改變。圖片來源/里奇蒙大學

動物對人類健康促進的協助愈來愈廣泛,已知經訓練的狗狗,可以準確聞出癌症、新冠肺炎患者。近期科學家發表的研究,是了解蜜蜂的腸道菌如何影響他們的記憶強度,作為了解人類記憶運作的參考。其他研究還有引導螞蟻聞出癌細胞、教老鼠開微型汽車、訓練綿羊辨識人類面孔。

教蜜蜂踢足球、辨認花朵顏色

用蜜蜂聰明的小腦袋,研究人類記憶問題。

蜜蜂每天必須記住很多東西,讓他們在離家數公里採蜜後,還能找到回家的路。2017年的研究,科學家訓練蜜蜂踢足球,將一個豌豆大小的球移動到球門裡,以藉此獲得一滴花蜜。實驗結果證實蜜蜂可以記住人臉、會計數--通過計算來定位他們的蜂巢。

最近的研究著眼於腸道細菌是否與記憶相關。團隊在實驗室裡放置十種不同顏色的人造花朵,其中五種顏色包含「蜂蜜獎勵」,另外五個顏色的花朵則沒有,實驗假設蜜蜂能靠蜂蜜獎勵記住這些花朵,三天後再進行測試。其中一組蜜蜂的飲食裡添加乳酸桿菌,此桿菌也存在人類腸道中,被認為與較好的記憶力相關。結果證實補充乳酸桿菌的蜜蜂,用蜂蜜獎勵找到特定花朵的能力提高20%到25%。

過去認為昆蟲的大腦很小,只有很低的學習能力,研究發現蜜蜂的學習能力其實很強。「牠們的大腦如針頭那麼大,只有一百萬神經元(人類大約有850億個神經元),使用蜜蜂進行實驗,可以在一個不太複雜的系統中,解決有關記憶的問題。」倫敦瑪麗王后大學感覺與行為生態學教授Lars Chittka說。

蜜蜂的記憶驚人,實驗中只要蜜蜂將足球「踢」進球門,就能獲得一滴蜂蜜的獎勵。圖片來源/Daily Planet
蜜蜂的記憶驚人,實驗中只要蜜蜂將足球「踢」進球門,就能獲得一滴蜂蜜的獎勵。圖片來源/Daily Planet

教老鼠學習開車

了解移動或空間技能,如何隨著年紀改變。

美國里奇蒙大學(University of Richmond)行為神經學家Kelly Lambert訓練老鼠駕駛微型汽車。讓老鼠透過學習推動左右移動的桿子,開著汽車去吃零食。Lambert說,「我們最近停止用零食引導,但老鼠仍繼續開車,看起來似乎很享受。」這些發現可能有助科學家了解移動或空間技能,如何隨著年紀而改變。

讓螞蟻嗅聞癌細胞

讓學習速度比狗更快的螞蟻,找出可能的患者。

今年3月,法國研究人員在iScience雜誌上發表一項研究,顯示他們已經知道如何訓練螞蟻檢測癌細胞。「細胞就像小型工廠,它們需要燃料,並且會產生廢棄物,而螞蟻擁有令人印象深刻的嗅覺,可以檢測到癌細胞釋放的特定廢棄物。」動物行為研究員、實驗的主要作者Baptiste Piqueret教授說。

螞蟻被放在一個含糖溶液的空間中進行訓練,旁邊放置卵巢癌患者的細胞。當螞蟻吸取含糖溶液時,會同時嗅聞到癌細胞的氣味,進而將兩者聯結起來。

科學家說,未來期待能透過汗液或尿液,讓訓練有素的螞蟻找出可能的患者。Piqueret教授說,雖然狗已被訓練來檢測COVID-19感染,甚至能提醒主人血糖即將下降或癲癇將發作,但「螞蟻的學習速度快得多,只需要幾分鐘而不是幾個月。」

訓練螞蟻嗅出癌細胞,比訓練狗狗的速度更快。圖片來源/iScience
訓練螞蟻嗅出癌細胞,比訓練狗狗的速度更快。圖片來源/iScience

教綿羊辨識人類面孔

了解阿茲海默症等疾病的認知問題。

2017年發表在《皇家學會開放科學期刊(Journal Royal Society Open Science)》的一項研究,綿羊經訓練後可以辨識人類的面孔。

實驗中,當綿羊從兩張照片中挑出名人的臉(包括知名女星艾瑪‧華森和美國前總統歐巴馬)時,會獲得食物獎勵。研究人員希望藉著綿羊辨識臉孔的能力,如何隨著時間推移而變化,以了解阿茲海默症等疾病的認知問題。之所以選擇綿羊,一是因為牠們的壽命相對較長,平均為10~20歲,且大腦和人類一樣複雜,「更重要的是,至少有16個遺傳疾病來自與人類相同的基因,包括亨丁頓舞蹈症。」主要研究者劍橋大學神經生物學教授Jenny Morton說。他表示,人類在這些情況下的認知能力下降很難衡量,這項研究提供了一種監測能力變化的方法。

綿羊與人類的遺傳疾病基因相似,科學家利用其辨識人類面孔,觀察認知功能的改變。  圖片來源/劍橋大學
綿羊與人類的遺傳疾病基因相似,科學家利用其辨識人類面孔,觀察認知功能的改變。 圖片來源/劍橋大學

資料來源/英國每日郵報

記憶力 癌細胞 阿茲海默症 亨丁頓舞蹈症 認知功能

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