七個最噁心（毛骨悚然？）的科學實驗

（這篇是去年舊文搬到這裡重發）為了應景萬聖節，昨天在 Science News 上有一篇文章 [1]，列了七個（最？）噁心的實驗，覺得很有意思，在這裡分享一下。

1. 讓蟲住在自己身體裡

一種分布在加勒比海、南美和非洲沙哈啦，學名是 Tunga penetrans 的跳蚤，又叫做沙蚤(sand flea)，或是一堆其他的名字（例如 chigger flea，chigoe, jigger, etc）， 寄生於溫血動物（例如貓、狗、人類）體內。母蟲鑽入皮膚後（公蟲不寄生），在宿主身體裡排泄和生蛋，接下來的兩週裡會不停地長大，可以大到十公厘。母蟲通常存活四到六週，而直到死亡前，牠們都寄住在宿主的皮膚下層。

在疫區，這種蟲是嚴重又棘手的公共衛生問題，被咬到的地方會又痛又癢，被感染後的症狀叫做 tungiasis，會讓人難以行走，甚至是腳部變形，無藥可治，唯一的辦法就是把蟲從身體裡挖出來，聽起來可恐怖吧？但是一位柏林 Charite University 的女博士生 Marlene Thielecke 為了要研究這種跳蚤的生態，好找出預防感染的方法，於是讓蟲寄生在她體內。當她發現有沙蚤寄生在她腳部後，她開始照相和錄影紀錄跳蚤的成長過程，直到兩個月後還等不到跳蚤下蛋，終於受不了了，於是才把蟲取出來。

那這個研究的重點在哪呢？就是雖然昆蟲學家知道了不少關於 sand flea 的事，但是對於牠的性生活卻不甚了解，到底母蟲是進入宿主體內後才交配呢？還是交配完才進入宿主體內呢？沒想到 Thielecke 觀察了兩個多月還等不到下蛋，於是她得到幾個結論：這隻蟲是處女，在進入宿主體內前沒交配，應該是進入宿主後才等公蟲來交配，而且可以活超過六個禮拜。結果發表在去年十一月的 Travel Medicine and Infectious Disease [2]。

3. 年輕老鼠的血可以讓老年的老鼠回復青春

文中舉的例子是西方文化的吸血鬼，但我最先想到的是西遊記裡的白骨精，大概是因為我對吸血鬼的認知是血是他們的食物，保持青春不是目的（還是我對吸血鬼的認識太淺薄？XD），但是白骨精和一些中國神話裡的女妖是真的想要青春永駐阿阿阿～

這個實驗是怎樣的呢？就是去年哈佛大學的幹細胞科學家 Amy Wagers 的團隊發現血液中叫 GDF11 的生長激素(growth differentiation factor)可以讓心臟的細胞組織抗衰老(anti-aging)，然後現在這個團隊又發現同個生長激素作用在肌肉和腦部細胞上也有同樣的效果。除此之外，另一個研究團隊發現只要把年輕老鼠的血漿注入年老的老鼠，還可以增進學習。這類相關研究的起源是上個世紀（約 150 年前），有一股研究風氣是把兩隻老鼠的皮膚縫在一起，讓牠們的血液循環系統(circulation system)結合，然後觀察這對身體的各種細胞組織會有什麼影響。於是大約在 2000 年的時候，Wagers 和史丹佛大學的 Irving Weissman 與 Thomas Rando 兩間實驗室合作，重現連體實驗(parabiosis)，然後出乎他們意料的是連體之後，年老老鼠的肌肉幹細胞重新恢復活力，後來他們又發表了六篇論文，說明年老和年輕的老鼠連體還可以恢復老化老鼠的肝臟、脊椎和腦部的海馬旋(hippocampus) [3]。

因為好奇連體老鼠到底是怎麼做的，於是孤狗了一下，然後發現 Nature Protocols 有一篇 [4]，有興趣可以點這裡看照片。

3. 找出腦部管理恐懼感的區域

恐懼感是由腦中哪個部位控制的呢？雖然一直以來由臨床觀察得知，杏仁核(amygdala)受損的人對事物的恐懼感會比平常人少，但一直都沒有系統性的研究。2011 年的時候，美國愛荷華大學的 Daniel Tranel 與一個臨床個案合作，這位代號 SM 的個案有嚴重的杏仁核缺損(focal bilateral amygdala lesions)，於是他們讓 SM 接觸各類大多數人會覺得恐懼的事物，例如和蛇和蜘蛛生活、帶他去鬼屋等等，但是都沒有用，SM 有其他正常情緒，就是感覺不到任何恐懼。接著到 2013 年之間，這個團隊又對 SM 做進一步的試驗，他們讓 SM 吸入二氧化碳，讓他感受窒息(asphyxiation)，這次 SM 無法冷靜以對，跟其他同樣杏仁核受損的試驗者一樣，他出現痛苦的攻擊行為，這個結果顯示腦中管理恐懼的不是只有杏仁核而已。（後面這篇竟然還發表在 Nature Neuroscience）

4. 把人電死（是真的電，不是被老闆或指導教授電的那種電。XD）

Stanley Milgram 是美國有名的社會心理學家，受到納粹的種族大屠殺(The Holocaust)籌畫者之一的 Otto Adolf Eichmann 的影響，1960 年代他在耶魯大學教書的時候，開始了一系列有關「服從」(obedience)的實驗，其中一個就是同儕電擊 [5]。這個實驗很簡單，就是受試者（S，subjects, 也就是施予電擊的人）會被試驗者（E, experimenter）指示給隔壁間的受害者（victim）施予電擊，電擊強度由弱(15V)到強(450V)，最強是可能會死人的那種，S 可以和 E 講話，但是受害者不會真的被電，只會依電擊的強度做出假的反應，例如尖叫、搥牆或是說他們的心臟承受不了等等。

這個實驗名義上是「記憶和學習實驗」，內容是研究懲罰對學習與記憶的影響，但這只是受試者（S）接受到的訊息，實質上是想看受試者對於指示的服從程度。受試者是四十位 20-50 歲的男性，有各種社會階層的人。實驗內容是 S 和受害者分別扮演老師和學習者的腳色，老師（S）會出題給學習者（受害者），學習者答錯便被老師施予電擊，每答錯一次就要增加一級電擊強度。如果 S 問電擊會不會造成永久性傷害，為了增加被信任度，E 會回「雖然電擊會非常痛，但不會造成永久性的皮膚組織傷害」。在這個實驗裡 E 和受害者（也就是扮演學習者的人）是合作的，只有受試者們（ S）不知道實際的實驗目的。

整個實驗過程 S 沒有被威脅或斥責，如果他們表示想終止實驗，E 會有依序做出這四種回答：「請繼續」、「實驗需要你繼續」、「你的繼續對實驗非常重要」和「你沒別的選擇，你必須繼續」。如果第一種回答「請繼續」不成功，E 會回第二個「實驗需要你繼續」，如果四個回答都不被 S 接受，那實驗便終止。如果 S 說「但是學習者不想繼續」，E 便回答「不管學習者喜不喜歡，你必須繼續，直到他學會為止，所以請繼續。」實驗結果非常驚人，竟然有 65% 的人接受指示電到最後（也就是最強那級），沒想到那個時代的美國人服從度那麼高阿，也許有部分是因為那個時候人權意識還沒那麼高？

如果你是受試者，在不知情的情況下，你會要求終止實驗嗎？

【題外話】說到二戰時期的心理實驗，以前聽國中國文老師說過一個，就是受試者（通常是戰俘）被矇著眼睛躺在床上，然後被告知他的手腕被畫了一刀，血不停的流，要讓他血流光而死。事實上手上的刀傷並不深，只是痛感讓他感覺很深，然後技術上用溫熱液體配上滴到桶子裡的聲音讓受試者感覺血真的流個不停。中間會告知他血流了多少，液體的滴答聲也會漸漸放慢，讓受試者以為他的血快流完了，到最後再沒有液體滴落的聲音。沒想到只是這樣受試者就死了，因為他以為血已經流光了，心理上認為自己死了也造成生理上真的死亡。

5. 鳥能分辨好人和壞人

好好對待鳥，牠們會記得你。2006 年，西雅圖華盛頓大學的生態學家 Marzluff 試圖用網子去抓當地的烏鴉，想要研究擴大的烏鴉數量如何影響其他鳥類，不過他的團隊很快發現，烏鴉並不笨，牠們分辨得出是誰想抓牠們 [6]。

他們做了兩個面具，一個是美國第46任副總統 Dick Cheney，另一個則面相醜陋，被稱為「洞穴人」(caveman)。他們讓研究團隊的其中兩個人戴上面具在五個觀察區走動，看看烏鴉的反應。幾個禮拜後，其中一個戴上「洞穴人」的面具去抓烏鴉，然後在七到十五隻的烏鴉上身上做記號，之後研究者會戴著面具定期到觀察區走動，通常是混在一群路人之中，然後觀察烏鴉的反應。

實驗結果發現，在抓烏鴉之前，烏鴉對戴「洞穴人」面具的人沒反應，但是在抓烏鴉之後，有三分之二的烏鴉看到「洞穴人」會狂叫，甚至攻擊，不管什麼人戴「洞穴人」的面具都會被攻擊，相反的，烏鴉對戴 Dick Cheney 面具的人則沒任何反應。

結論：烏鴉會記得你的長相。

6. 用死掉的心臟復活（移植）

器官移植最大的問題也許是需要的人很多，但是能提供的器官太少，不過如果死掉的器官也能夠用來移植，說不定能解決這個困境。美國加州 Loma Linda University Medical Center 的研究者想看看非腦死，拔管後的亡者的器官能否用來移植，於是用了狒狒來做實驗 [7]。五隻死亡狒狒的心臟是成功移植到另外五隻年輕的狒狒身上，但是這五隻分別只活了一天、九天、十三天、十六天和 34 天，其中三隻是死於急性抵抗反應(acute rejection)，另外兩隻死於中風(stroke)和脫水(diarrhea/dehydration)。

7. Frankenmouse! （頭上長著人類耳朵的老鼠）

這隻老鼠又稱為 "earmouse"，一度被用來告訴大家「基因改造走太遠了」，但其實這隻並非是基因改造出來的老鼠，因為牠的耳朵是被縫上去的。這隻老鼠的創造者是美國麻省大學醫學院的 Charles Vacanti 和他的同事，實驗結果發表在 1997 年的醫學期刊 Plastic and Reconstructive Surgery [8]。Earmouse 頭上的人耳是用可生物分解的材質塑成人耳的形狀，然後把牛的軟骨細胞種上去，再縫到老鼠頭上。縫上了之後，老鼠自身的血管便會生長進到人工耳裡面，然後和老鼠融為一體。研究者的原意是想試驗人工器官，不過刊出來後，老鼠的照片引起爭議。


References


1. M. Sachdev. The seven creepiest science experiments. Science News (Oct. 2014)

2. G. Vogel. Sex and the Single Sand Flea. Science News (Nov 2013)

3. J. Kaiser. Young Blood Renews Old Mice. Science News (May 2014)

4. A. M. M. Duyverman, et al. A transient parabiosis skin transplantation model in mice. Nature Protocols (2012)

5. S. Milgram. Behavioral Study of obedience. The J. of Abnormal and Social Psychology (1963)

6. D. Malakoff. Is That a Caveman or Dick Cheney? Crows Know the Difference. Science News (Feb 2010)

7. S. R. Gundry, et al. Successful survival of primates receiving transplantation with "dead," nonbeating donor hearts. The J. of Thoracic and Cardiovascular Surgery (1995)

8. Y Cao, et al. Transplantation of chondrocytes utilizing a polymer-cell construct to produce tissue-engineered cartilage in the shape of a human ear. Plast Reconstr Surg. (1997)