2024年3月16日 星期六

哺乳動物的雌雄二型性:大部分都是雄大於雌嗎?

 

圖片來源:Nature. Comm.

達爾文在他的《人類的由來》(The Descent of Man)裡面提出:哺乳動物的雄性大於雌性。由於達爾文在科學界的崇高地位,多年來始終沒有人去質疑過這一點。

不過,最近真的有人挑戰了達爾文的這個觀點。

研究團隊分析超過400個物種的野生非飼養群體中,成年個體體質量的性別分離均值和變異數,來統計雌雄二型性的比率。

研究結果顯示,38.7%的哺乳動物物種屬於「雌雄一樣大」的性別單型(monomorphic),45.1%的物種呈現雄性偏大的雌雄二型性(male-biased dimorphic),而16.2%的物種中則是呈現雌性比雄性大(female-biased dimorphic)的「大女主」狀態。這個發現意味著,認定雄性普遍大於雌性並不適當,因為它不能準確反映雌雄二型性的頻率。

有趣的是,蝙蝠裡面,雌性大於雄性的比例偏高;而齧齒目裡面,雄性大於雌性的比例偏高。偶蹄目、食肉目與靈長類裡面,雄性更是普遍大於雌性。這或許就是為什麼當初達爾文會下「雄性大於雌性」的結論的原因,畢竟這三個目涵蓋了許多家畜以及動物園裡面的動物。

不過,400種其實只佔了所有哺乳動物的5%。所以,研究團隊強調,未來需要更全面地覆蓋更多物種,以提供更全面和準確的雌雄二型性估計。此外,他們建議未來的研究應探討導致雌雄二型性的生態學和進化機制,以及考慮使用不同的身體大小測量標準(如體長)來進行比較,這可能會展現出不同於僅基於身體質量估計的模式。

研究團隊也討論到,並不是所有的哺乳動物都適用於傳統的配偶競爭理論。他們提出,在某些物種中,可能存在其他形式的性選擇壓力,或者雌性的選擇也可能對雌雄二型性有影響。例如,如果在某個物種中,雌性對於擁有特定特徵(而不僅僅是體型大)的雄性有偏好,那麼這種偏好可能導致了不同的雌雄二型性模式。

此外,作者還指出,在某些物種中,雌性可能因為生殖投資(如孕育和哺育後代)的需要而比雄性更大,這種情況在雌性需要攜帶或保護後代的物種中更常見。這顯示了性選擇和自然選擇可能以多種方式影響性別體型二態性,而不僅僅是通過雄性間的配偶競爭。

研究團隊認為,需要進一步研究不同物種的繁殖策略、生殖系統以及性別間的互動方式,以更全面理解導致性別體型差異的演化機制。因此,對於那些雌雄體型相似或雌性比雄性大的物種,可能存在其他形式的配偶競爭或配偶選擇機制,在這些情況下,傳統的配偶競爭理論確實可能不適用。

總之,這篇論文提供了對哺乳動物性別體型二態性新的理解,挑戰了長期存在的關於雄性普遍比雌性大的觀點,並為未來的性選擇理論研究提出了新的方向。

參考文獻:

Tombak, K.J., Hex, S.B.S.W. & Rubenstein, D.I. New estimates indicate that males are not larger than females in most mammal species. Nat Commun 15, 1872 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45739-5

2024年3月15日 星期五

熬夜容易引發偏頭痛(migraine)

 

圖片來源:維基百科

偏頭痛(migraine)是一種神經方面的疾病,患者會出現單側頭痛,發作前或發作時會有對光線或聲音敏感的症狀。頭痛的強度不一,可以從中等強度到極強,在發作時有些患者會出現噁心的症狀。目前病因不明,但女性罹患偏頭痛的比例高於男性。

罹患偏頭痛的人一定會注意到,如果前一晚熬夜或睡不好,就特別容易引發偏頭痛。但是,有沒有科學的證據來支持這個論點呢?

最近美國亞利桑納大學的研究團隊,以小鼠為模型證實了:熬夜的確會引發偏頭痛!

他們是怎麼讓小鼠熬夜呢?研究團隊透過提供新的築巢材料或新奇物體來進行6小時的急性睡眠剝奪,從早上7點開始到下午1點結束,總共持續6小時(小鼠是夜行動物)。在整個過程中,研究團隊提供不同的新奇物品,以激發非壓力性的本能行為(如咀嚼)。當小鼠閒置超過1分鐘時,研究團隊就會再提供新奇物體,但在小鼠自發醒著時不會干擾牠們。第一次提供的物品總是巢材料。透過這種方法,研究人員在不引起額外壓力的情況下實現了對小鼠的睡眠剝奪。

接著,他們提供低劑量的硝化甘油(NTG,0.1 mg/kg)或鈣調蛋白相關肽(CGRP,0.1 pg/5 μL)。他們使用的劑量,通常在一般狀況下不會引起反應或症狀的刺激;但是研究團隊發現,熬夜的小鼠會出現頭痛的症狀。

研究團隊怎麼知道小鼠的頭在痛呢?為了評估小鼠是否經歷類似於偏頭痛的疼痛,科學家們使用了一種稱為「觸覺痛覺過敏」(allodynia)的方法。這種方法是用von Frey纖維對小鼠的眼部周圍(periorbital 0.4g)和後爪(hindpaw,0.6g)區域進行輕微的觸摸刺激。正常情況下,這種輕微的觸覺刺激不會引起痛覺反應,但如果小鼠正在頭痛,牠就會對這樣輕微的觸摸出現明顯的反應,比如面部梳理、頭部搖擺或避開刺激源,以及後爪的急劇撤回、搖動和/或舔,被稱為「觸覺痛覺過敏」。

透過觀察小鼠對這些輕微刺激的反應頻率增加,研究團隊可以推斷小鼠正在經歷頭痛,類似於人類偏頭痛患者體驗到的疼痛感覺。這種評估方法使得他們能夠在沒有直接測量疼痛感知的情況下,間接地評估小鼠是否經歷了偏頭痛樣的疼痛。

所以,他們發現,熬夜會使得小鼠比較容易被引發偏頭痛,證實了許多偏頭痛病友們的親身經歷。

不過,研究團隊還發現,即使小鼠偏頭痛正在發作的時候,牠還是睡得著,而且睡眠的長度、深度與架構並沒有受到影響。

這點就跟我自己的經驗大不相同了。當我的偏頭痛正在發作的時候,我通常都需要更長的時間才能入睡、甚至有時候會無法入睡;即使睡著了,睡眠品質也很差,因為早上起來會覺得超級累,好像並沒有睡到多少的感覺。

當然,小鼠畢竟是齧齒類不是靈長類,跟人類應該還是會有不少相異之處,所以或許也不該感到意外吧。

參考文獻:

Robson C Lillo Vizin, Caroline M Kopruszinski, Paula M Redman, Hisakatsu Ito, Jill Rau, David W Dodick, Edita Navratilova, Frank Porreca. Unraveling the directional relationship of sleep and migraine-like pain. Brain Communications, 2024; 6 (2) DOI: 10.1093/braincomms/fcae051

2024年3月14日 星期四

為什麼要停經(menopause)?從齒鯨的研究深入瞭解

 

虎鯨。圖片來源:維基百科

儘管一般認為雌性個體若能整個成年生命週期持續繁殖,絕對可以最大化其繁殖成功率,但偏偏人類女性就不這樣做---人類女性通常會在自然壽命結束前數十年就停止繁殖。為什麼要這麼做?

過去有許多理論討論為何人類要停經,包括祖母假說(Grandmother Hypothesis)、生殖衝突假說(Reproductive Conflict Hypothesis)、配偶選擇理論(Mate Choice Theory)、壽命假說(Lifespan Hypothesis)等。因為要測試並不容易,所以各自都有擁護者。

不過,隨著我們對動物的知識的累積,科學家發現不只是人類,許多齒鯨(toothed whale)也有停經行為:短鰭領航鯨(Globicephala macrorhynchus)、虎鯨(Orcinus orca)、偽虎鯨(Pseudorca crassidens)、白鯨(Delphinapterus leucas)和獨角鯨(Monodon monoceros)。如果能收集這些齒鯨的數據,或許可以幫助我們解開停經之謎。

最近發表在《自然》期刊上的論文,就是透過組裝和分析比較齒鯨資料庫,對這一現象進行了測試。

研究團隊收集、組織、並分析不同齒鯨物種的生命史數據(包括壽命、繁殖數據等)來進行,目的是測試和比較有關停經進化的不同假設,特別是評估這些特徵在不同齒鯨物種中的變化和分布模式。

他們從科學文獻、資料庫和其他可靠資源中收集有關齒鯨的生命史數據,包括壽命、繁殖壽命、體型等。然後,將收集到的數據組織成可比較的格式,對數據進行清理和前處理,以便於分析。接著,他們使用統計和數學模型對數據進行分析,探索不同物種間的相似性和差異性,以及停經特徵的演化模式。最後,對收集到的數據進行假設測試,比如「活得更長」假設和其他與停經進化相關的理論。

研究團隊比較了具有停經特徵的齒鯨物種與沒有停經特徵的物種之間的壽命和體型關係。結果顯示,擁有停經特徵的齒鯨物種的壽命比預期的基於其體型更長,但它們的繁殖壽命並未比同體型的無停經物種更長,這支持了停經進化與總壽命延長而非繁殖壽命延長有關的假設。

另外,在擁有停經特徵的齒鯨物種中,雌性與其子代和孫輩的壽命重疊增加,這意味著雌性在停止繁殖後仍然活著,並有更多機會進行代際幫助,如提供照顧和保護。這增加的壽命重疊是通過延長總壽命而非延長繁殖期實現的。

透過對具有停經特徵的齒鯨物種與其他哺乳動物(包括人類)的生命史策略進行比較,研究顯示了停經進化與延長非繁殖期壽命之間的關聯。特別是,在人類中,女性也展現出在生育能力結束後的長壽命,這與齒鯨中觀察到的模式相似,強調了延長壽命作為停經進化一個普遍的進化途徑。

另外,利用生命史數據和統計模型進行的分析預測了如果停經不是透過延長壽命而是透過延長繁殖壽命來進化,那麼齒鯨的壽命和繁殖模式將會有不同的預期模式。這些模型預測與實際觀察到的數據不符,進一步支持了停經與總壽命延長而非繁殖壽命延長的相關性。

另外,研究團隊還深入探討了停經在人類和齒鯨中的相似性,顯示這兩個高度不同的物種在停經的進化上展現了驚人的相似性。在人類和齒鯨中,停經透過延長總壽命而不同時延長繁殖壽命而進化。這一發現為理解停經的進化,包括在人類中的進化,提供了重要的洞見。

總而言之,這項研究透過比較不同物種來測試有關停經進化的理論,並提出了幫助和傷害之間的平衡可能對停經進化有重要影響的觀點。研究結果不僅對理解齒鯨停經的進化機制具有重要意義,也對比較人類與其他物種的生命史策略提供了寶貴的見解。

參考文獻:

Ellis, S., Franks, D.W., Nielsen, M.L.K. et al. The evolution of menopause in toothed whales. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07159-9

2024年3月13日 星期三

「冷到痛」的感覺受器找到了!

 

冷到起雞皮疙瘩。圖片來源:維基百科

還記得2021年的諾貝爾生理學或醫學獎頒給了發現溫度感受器的研究團隊嗎?David Julius利用辣椒中的辣椒素來識別出感知痛覺和溫度的神經受體。後來,他的研究團隊也發現了「涼爽」的感覺受器TRPM8。透過這些發現,我們理解到原來「熱」與「痛」是由相同的受器傳遞,而為什麼擦薄荷會覺得涼涼的,是因為薄荷裡面的薄荷醇活化了TRPM8受器。

但是,我們還是不知道我們是如何感應「冷」。

最近的研究發現,原來一個稱為GluK2的蛋白,竟然是負責感應「冷」的感覺受器。GluK2是一種酸鹼型谷氨酸受體,主要在大腦中主導突觸傳輸,之前認為它主要與神經傳遞和腦功能相關,而不是與溫度感知直接相關。

那麼,為什麼會忽然認為它與溫度感知有關呢?

那是因為在2019年,科學家透過對秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)進行的一項遺傳篩選,找到了它的冷感覺受器GLR-3。

然後,他們發現GLR-3與哺乳動物的GluK2是同源基因(也就是說,它們長得蠻像的),於是他們決定要用小鼠來試試看GluK2是否是哺乳動物的冷感覺受器。

他們剔除了GluK2或/與TRPM8這兩個基因,然後對這些小鼠進行了一系列的行為測試,包括對不同機械和熱刺激的反應。特別是,他們使用溫度誘發的爪撤回實驗來測試小鼠對寒冷和涼爽溫度的感知能力。結果顯示,GluK2 KO小鼠在感知寒冷溫度(攝氏零度)時存在特定的缺陷,而對涼爽溫度(攝氏18度)的感知能力則與野生型控制小鼠相似。

GluK2在最近的發現之前並不被廣泛認為是一種感知寒冷的感覺受器。傳統上,感知溫度的研究主要集中在特定的瞬時接受器潛在通道(TRP)家族成員上,例如TRPM8被認為是感知涼爽溫度的關鍵通道,而TRPV1則與感知熱相關。這些TRP通道因其在感知不同溫度範圍中的作用而被廣泛研究。

GluK2是一種酸鹼型谷氨酸受體,主要在大腦中主導突觸傳輸,之前被認為與神經傳遞和腦功能相關,而不是與溫度感知相關。然而,這個研究發現了GluK2在感知寒冷溫度中的關鍵作用,這是對溫度感知機制理解的一大突破。特別是,這告訴我們,除了已知的TRP通道外,其他類型的受器和通道也可能參與溫度感知,展現了感覺系統的複雜性和多樣性。因此,GluK2的發現擴展了我們對於生物體如何感知和響應環境溫度變化的理解。

總而言之,這項研究的意義在於確定了GluK2是一個寒冷感覺受器,提供了關於寒冷感覺機制的分子洞察。寒冷(特別是慢性寒冷)會造成組織損傷並引發疼痛。研究顯示,GluK2不僅對感知寒冷重要,也對寒冷誘發的痛覺有關,這意味著GluK2是治療寒冷引起的疼痛的潛在治療目標。

參考文獻:

Identification of a cold sensor in peripheral somatosensory neurons. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-024-01606-6

2024年3月12日 星期二

生態脫鉤(decoupling):鳥兒如約而至,植物卻失約了?

 

圖片作者:ChatGPT

全球暖化,對在台灣的許多人來說,或許最大的影響是去日本賞櫻的行程不好抓。2024年預測東京的櫻花是3月18日開花、2023是3月14日、2022是3月24日、2021是3月23日...可以看到櫻花季已經提前了。

對我們來說,可能就只是一點不方便,但是對於不遠千里而來的候鳥,植物提前吐出新芽或提前開花,就意味著也會提前結果。有些鳥類,可能是在植物吐出新芽的時候到達,那時候他們可以捕食危害植物的蟲兒;有些鳥類,則是在植物結果的時候到達,那時他們可以大快朵頤。

如果植物提前吐出新芽,也就是說,整個季節都提前了,那麼,這些候鳥們是否也能夠提前到達呢?

為了回答這個疑問,美國的研究團隊使用了2002年至2021年間的遙感數據和eBird公民科學數據,來觀察候鳥是否會因為春季提前也跟著提前。

研究團隊調查了150種候鳥,這些鳥類橫跨西半球,從北美大陸的遼闊森林到南美的熱帶雨林,涵蓋了各種生態系統和遷徙路徑。想像一下,這就像是為了掌握一個大型機場的所有航班信息,每一種鳥類都有它獨特的「航班號碼」和「行程表」,研究團隊則試圖從牠們的遷徙,來解出牠們如何因應全球氣候變化的挑戰。通過對這些鳥類的深入調查,研究團隊提供了一個廣泛而詳細的視角,描繪出一幅候鳥遷徙行為和生態系統變化之間錯綜複雜的關係圖。

而遙感數據則告訴研究團隊,每年植物開始變綠的時間。他們發現,從2002年至2021年間,春季綠化的時間在鳥類遷徙路徑上平均每年提前了約0.07天,意味著春季綠化現象因氣候變遷而逐年提前。雖然這個數字看似微小,但累積起來,20年的時間範圍內,春季綠化的時間就提前了大約1.4天。

當然,如果鳥兒也能提前到達,那麼這就不是問題。

發現雖然鳥類遷徙路徑上的春季綠化時間有所變化,但大多數鳥種的遷徙時間更加與長期平均的春季綠化時間而非當年的條件同步。具體來說,有72.67%的鳥種,即109種鳥類,其春季遷徙通過日期至少與春季綠化(不論是當前或是長期平均)有一定程度的同步性。而在這些同步的鳥種中,有94.50%(即103種)的鳥類更強烈地與長期平均的綠化條件同步,而不是當年的綠化條件。這意味著大多數鳥類的遷徙時間與過去長期平均的春季綠化時間更為接近,而不是根據每年的具體綠化時間進行調整。也就是說,鳥類遷徙的靈活性可能相當有限,無法適應隨著氣候變化而改變的植被現象,特別是對於長距離遷徙的物種。

鳥兒如約而至,但是植物卻早已開始它們的一年之計;這對於遷徙鳥類來說,可能意味著當牠們到達繁殖地時,理想的食物資源已經開始減少,從而影響到牠們的繁殖和存活。這種現象彰顯了氣候變化對生態系統內物種相互作用模式的深遠影響。

參考文獻:

Robertson EP, La Sorte FA, Mays JD, Taillie PJ, Robinson OJ, Ansley RJ, O'Connell TJ, Davis CA, Loss SR. Decoupling of bird migration from the changing phenology of spring green-up. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Mar 19;121(12):e2308433121. doi: 10.1073/pnas.2308433121. Epub 2024 Mar 4. PMID: 38437528.

2024年3月10日 星期日

揭秘學生韌性(resilience):從日本和澳門的中學生看科學學習的挑戰與機遇

 

圖片來源:維基百科

集中式的學校教育制度,特別是像我們今天所見的形式,主要是近現代教育體系發展的結果。雖然在古代世界,如古希臘、古羅馬和古中國等文明中,已經有了學習和教育的形式,但這些多是針對特定階層或小規模的集體學習。

現代學校教育制度的概念,特別是強調普及教育和將大量學生集中在學校進行系統學習的做法,主要是在18世紀到19世紀期間,隨著啟蒙時代的推進和工業革命的需求而發展起來的。這一時期,對於提高國民整體素質、促進工業和科技進步的需求日益增加,各國開始建立起更加組織化和系統化的教育體系。

例如,普魯士(現在的德國部分地區)在19世紀初期實施的教育改革,被認為是現代義務教育制度的早期形式之一。這些改革強調所有兒童都應接受基本教育,並建立了公共學校系統來實現這一目標。這種將大量年輕人集中起來進行教育的做法,隨後在全世界範圍內逐漸推廣。

總之,將大批年輕人集中起來學習的現代學校制度,是伴隨近現代社會的發展和變革而建立和完善的,這一過程涉及到社會、經濟和政治等多方面的因素。

但是,到底怎樣的教學才是最好的方式?有些人認為小班教學比較好、有些人認為班級的大小沒有影響;而教學的方式,也從最簡便的直接教學法,發展到現在百家爭鳴、百花齊放,有各種各樣不同的教學法。

為了找出到底怎樣才是好的教學組合,研究團隊進行了一個大規模的研究。他們先構建一個全面的科學領域學生韌性模型,描述了學生韌性的形象及其形成的機制。接著,他們透過參數多層次潛在輪廓分析(parametric multilevel latent profile analysis)來達成這一目標,涉及第一層和第二層的協變量。潛在輪廓指標包括反映中學生在科學學習中的動機、主觀幸福感和參與度的變量。第一層和第二層的協變量則涉及科學課堂和學校背景的相關變量。本研究使用的次級數據來自2015年國際學生評估計劃(PISA)中日本和澳門(中國)的數據,樣本大小分別為1594和1114。

他們選取了家庭社經地位位於下25百分位的學生作為分析樣本,以此來界定所謂的「弱勢學生」群體。透過潛在輪廓分析(LPA),這些學生基於他們在學業成就、成就動機、正面情緒和對學校的歸屬感等方面的表現被分類成不同的韌性水平。

學生韌性通常被定義為個體面對逆境時的適應能力和成功克服挑戰的能力。在學術領域,學生韌性指的是學生在面對困難、壓力或挫折時仍能保持積極學習態度,並取得良好學業成就的能力。這包括面對家庭貧窮、疾病、學習障礙以及文化差異等各種挑戰時,學生仍能展現出的持續性、適應性和恢復力。

研究團隊識別了三種學生韌性水平,分別為低韌性群組、中等韌性群組和高韌性群組。每個群組的學生在動機、主觀幸福感和參與科學學習方面展現不同的特徵:

1. 低韌性群組:這個群組的學生展現出低動機、低參與度和低主觀幸福感。他們在科學學習方面的投入較少,對科學的興趣和動力也較低。

2. 中等韌性群組:中等韌性群組的學生在動機、參與度和主觀幸福感上表現出中等水平。他們在面對學業挑戰時,能夠展現出一定程度的韌性和適應能力。

3. 高韌性群組:高韌性群組的學生在動機、參與度和主觀幸福感方面表現出高水平,但也伴隨著一定的焦慮感。這些學生對科學學習有較強的熱情和興趣,並且能夠積極地參與科學活動,展現出較高的學業成就。

這三種韌性水平反映了學生面對學術挑戰和逆境時,不同的適應和應對方式。高韌性群組的學生顯示了一種積極面對困難,並從中找到成長和學習機會的能力,即使這可能伴隨著一定的壓力和焦慮。這些發現強調了在教育實踐中支持和培養學生韌性的重要性,特別是對於處於不利地位的學生來說,理解和識別這些韌性水平可以幫助教育工作者和政策制定者更有效地設計和實施支持措施。

總的來說,學生韌性是學生在面對逆境時展現出來的積極適應能力和成功克服挑戰的能力。這不僅關乎個人的內在品質,也與教室和學校的支持環境緊密相連。

研究結果發現了學生韌性的三種水平並確定了不同學生韌性子類型與跨文化的相似性。教室背景對於學生韌性子類型成員資格的影響顯示,科學課堂紀律、教師導向教學、探究式教學、調整教學和教師支持對於學生韌性的形成都有益處。在日本,探究式教學是最強有力的預測因素;在澳門,教師導向教學的作用更為顯著。因此,科學教師在培養學生韌性中扮演著關鍵角色。研究還暗示,小班教學降低了學生進入高水平韌性組的可能性。

減少班級大小實際上減少了日本弱勢學生處於高水平韌性子類型的可能性?研究團隊發現,與預期相反,小班教學對於提升學生韌性可能並非總是有益的,反而可能有不利影響。研究團隊發現,從學業表現較高的同儕那裡獲得幫助,在韌性形成中扮演了重要角色。如果減少班級大小導致學業表現較高的學生流失,這將減少弱勢學生獲得幫助的機會。

因此,對於學生的韌性來說,小班教學並不一定有益,尤其是當這種減少班級大小的措施導致無法從學業成績較高的同儕那裡獲得幫助時。這些發現提醒我們在考慮教育策略和班級設置時,需要更加細致和全面地考量其對學生各方面影響,包括對學生韌性的影響。

雖然論文指出,小班教學會因為優秀學生的流失而減少弱勢學生得到幫助的機會。因此,從這個角度來看,如果是在一個常態分班的情況下,學生之間的互相幫助可能對於提升學生韌性有正面的影響。然而,論文也指出,學生之間的互相幫助並非自動發生,學校和教師在促進學生間正面互動和協作方面扮演著重要角色。

除此之外,高韌性學生群體具有積極面向學校科學和未來職業的正面情緒,並且在學習科學上比其他人投入更多時間,積極參與科學活動並與同儕合作。然而,即使具有高韌性的學生也會經歷考試焦慮。這意味著,即使在韌性較高的學生群體中,也存在著對於考試的擔憂和壓力,這可能會影響他們尋求和接受同儕幫助的意願和方式。

總而言之,雖然常態分班可能為學生提供了從學業成績較好的同學那裡得到幫助的機會,從而有潛力提升學生的韌性,但這一過程並非不需努力便能自然實現。學校和教師需創建一個支持性和合作性的學習環境,鼓勵學生間的正面互動,這樣才能最大化地發揮同儕之間互相幫助的正面影響。此外,考慮到不同學生對考試焦慮的不同反應,學校也應當提供相關的支持和資源,幫助學生更好地管理和克服這種焦慮,從而促進學生韌性的發展。

所以,這篇論文發現,不同的文化(日本、澳門)培養出來的學生,對不同的教學策略會有不同的反應,在這個國家推行起來「嚇嚇叫」的教學策略,到了另一個國家未必好。另外,日本的資料發現,大班教學不一定是好的,因為這可能使得不同程度的學生無法互相幫助。

參考文獻:

Tao Jiang, Hai Feng Qian, Fu Qiang Li, Tai Jun Wang. Typologies of secondary school student academic resilience in science with classroom and school context predictors. International Journal of Science Education, 2024; 1 DOI: 10.1080/09500693.2024.2321471

為什麼好榜樣很重要?

 

圖片來源:維基百科

我們常說:好榜樣很重要。歷史上最有名的例子,大概就是孟母三遷吧!孟母發現兒子會學鄰居在做什麼,因此最後把家搬到學堂附近,孟子也因此成了一代大儒。但是,榜樣到底是不是真的有用、如果有用,又起了怎樣的作用呢?

最近中國的一項研究,告訴了我們同理心是如何在人與人之間透過觀察學習傳遞的。當我們看到別人表現出同理心或冷漠的反應時,我們的大腦會產生一種學習信號,這個信號會促使我們調整自己對他人的同理心水平。例如,當我們觀察到這個人對他人的痛苦表示出深切的同理時,我們可能會感受到更強烈的同理心;反之,如果我們看到的是冷漠的反應,我們對他人的同理心可能會減弱。

研究者招募了五十多名女性,透過一系列的實驗,來探究這一過程的神經基礎。結果顯示,觀察他人的同理心或非同理心反應,不僅影響我們的情感反應,還影響我們大腦中處理同理心和社會學習的區域。

研究團隊發現,觀察他人表現出的同理心或非同理心反應,會產生學習信號,分別增加或減少觀察者的同理心評分。 他們利用功能性磁共振成像(fMRI)技術,解讀了同理心學習過程中大腦的活動變化。具體來說,研究發現高同理心和低同理心組之間在表現觀察性預測誤差的大腦區域的差異。

顯著的神經反應發生在前島皮層(anterior insula)、中間帶皮層(mid cingulate cortex)、顳頂葉結合區(temporoparietal junction)、背側中前額皮質(dorsal medial prefrontal cortex)、以及運動前皮質(premotor cortex)等區域。而且,觀察他人表現出的同理心或非同理心反應確實會產生不同的學習信號。

更有趣的是,研究團隊發現,當參與者知道示範者是電腦時,引起的效果明顯的比示範者是人類要低。也就是說,只有人類與人類互相學習,才能引發這樣的效應。

這項研究強調了生活中正向榜樣的重要性。身處一個高度同理心的環境,可以促進我們的同理心和利他行為,而負面或冷漠的態度則可能有相反的效果。這對於培養更具同理心的社會環境、改善人際關係以及促進社會和諧具有重要的啟示。

參考文獻:

Zhou Y, Han S, Kang P, Tobler PN, Hein G. The social transmission of empathy relies on observational reinforcement learning. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Feb 27;121(9):e2313073121. doi: 10.1073/pnas.2313073121. Epub 2024 Feb 21. PMID: 38381794; PMCID: PMC10907261.