姜太公後裔-焦姓-張懸(焦安溥) @ 姜朝鳳宗族 :: 痞客邦 ::


姜太公後裔-焦姓-《清焦秉貞繪戒飭宗族圖》繪有《仕女圖》《耕織圖》《歸去來兮圖》《歷朝賢後故事圖》等/戒飭宗族圖-鄧太后詔徵和帝弟濟北、河間王子男女年五歲以上四十餘人,又鄧氏近親子孫三十餘人,並為開邸第,教學經書,躬自監試。尚幼者,使置師保,朝夕入宮,撫循詔導,恩愛甚渥。”的故事。畫家繪此畫冊就是藉她們的懿德來宣傳封建的倫理綱常,給宮廷裡的妃嬪們豎立行為楷模。 @ 姜朝鳳宗族 :: 痞客邦 ::


焦傳金 – 清華大學通識教育中心

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焦傳金的個人資料 - 清華大學 生命科學系

【 烏賊,可能比你還聰明 】
烏賊、章魚、魷魚傻傻分不清?焦傳金 - 2016 泛.知識節 https://bit.ly/368YEfY
烏賊俗稱花枝,屬於頭足類生物,另外像是鸚鵡螺、章魚、魷魚等,也都同屬於頭足類生物。雖然外表不奇特,但這個類群的生物卻是無脊椎動物中腦神經系統最發達的,除了有高達數億顆的神經細胞,還有複雜的功能分區與網絡連結,而牠們最為人所熟知的就是快速多變的偽裝能力以及相當聰明的認知能力。除此之外,烏賊不但還能夠分辨數量,依據食慾狀態改變攝食選擇。
這些或許都覺得和你無關,但其實--
了解烏賊如何巧妙的改變體色、將自己隱身於自然界中,可以幫助我們發現動物視覺溝通的自然法則;了解烏賊的數感與風險評估能力在攝食行為上的影響,對物種保育與飼養繁殖有重要幫助,同時也可以藉由研究影響烏賊攝食選擇的因素進而探索人類經濟行為的自然法則。
烏賊還有哪些奇特的地方呢?又能帶來什麼後續研究?如果你也好奇,一起來這場講座一探烏賊的身家背景!焦傳金 - 2016 泛.知識節 https://bit.ly/368YEfY


泛知識節紀實:跨越視覺科學:烏賊可能比你還聰明
2017/05/18|活動紀實生命奧祕|標籤:2016泛知識節泛知識節烏賊焦傳金章魚頭足類
這一系列文章為 2016泛知識節「翻牆吧!知識」的活動紀實,我們將當下求知求真地感動盡力留下,想與世界某個角落正在努力翻牆的你分享。
泛知識節紀實:跨越視覺科學:烏賊可能比你還聰明 - PanSci 泛科學 https://bit.ly/3j5EtU4
知識不只在學校的黑板、不只在安靜的圖書館,當然 更不只在名為「學校」那棟被牆包圍的建築。2016泛 · 知識節「翻牆吧!知識」承襲著泛科學年會的精神與架構,變的是讓更多的知識在這裏碰撞,不變的是那渴求知識的靈魂。如果知識是一道牆,現在就讓我們用求知慾翻牆吧!
關於本場次【烏賊,可能比你還聰明】的活動介紹,請參考這裡。
講者/焦傳金|清華大學生科系教授
文字紀錄/王景新
常出現在餐桌上的烏賊,你了解多少?清華大學生科系教授焦傳金堪稱是國內研究烏賊的巨擘。看似冷血的烏賊,居然有跟哺乳類動物貓狗一般複雜的神經系統,對疼痛有長期記憶,甚至還會猶豫。
焦傳金老師在泛.知識節演講的畫面。圖/泛.知識節
腳長在頭上的頭足綱
焦傳金先從烏賊所屬的頭足綱(Cephalopoda)說起,字首 -Ceph 有頭部的意思,字尾 -poda 則是腳,換言之,頭足綱生物的腳長在頭上。為什麼想研究頭足綱生物呢?焦傳金說其中一個原因是,牠們是非常聰明的動物,而這可以從大腦看出來。頭足綱生物的大腦與體重的比例,在哺乳類與鳥類動物之下,在魚類與爬蟲類動物之上。而牠們的神經細胞數量也相當龐大,舉例來說成年大章魚腦神經細胞多達五億個,與家裡飼養的寵物貓狗相當接近。焦傳金形容頭足類是「無脊椎動物中擁有最複雜神經系統」的生物。
除了驚人的大腦之外,頭足綱生物也是一種「視覺動物」。牠們生物的眼睛從外觀上和魚很類似,但牠們處理視覺的腦區「視葉」佔了三分之二腦體積。不過牠是全色盲,意謂章魚視覺所見的景像只有灰階的色階分布。
焦傳金指出, 現代頭足類缺少外殼保護,並與魚類競爭資源,於是演化出偽裝行為。烏賊的偽裝能力(視覺、體色調控)、認知能力(數感與決策分析)是兩大讓牠成為頭足類偽裝之王的原因,「偽裝並不一定得做到完全相像,看得到但看不出才是關鍵。」
squid on the reef
圖/By Dan Hershman, CC BY 2.0, wikimedia commons.
章魚、烏賊的偽裝之術
焦傳金的演講穿插著章魚、烏賊偽裝在環境中的影片,讓聽眾不時發出讚嘆聲,驚嘆這奧妙的大自然。其中,最不可思議的是,章魚可藉由身上的色素細胞(chromatophores)收縮來改變體色,融入環境。另一段影片則是拍攝一隻停在一塊珊瑚礁上的章魚,但即使以我們人類的視覺,也僅能看出有一塊紋路不像珊瑚的東西,「看得到,但看不出。」牠們模仿的是整個環境的一般特徵,而不是模仿到跟某個物體一模一樣。
焦傳金的實驗室也在研究頭足綱動物的偽裝行為,但他們並不選擇以上面提到的章魚,而是改用烏賊。他說最主要的考量是章魚的身體形狀和移動較為複雜,較不適合在實驗室環境做實驗。相對的,烏賊身體中間有個骨板,會限制牠的形狀,且烏賊也喜歡停留在飼養環境的底板,團隊容易架設攝影機觀察背部的體色變化。
研究團隊以縝密的科學方法來實驗烏賊的行為。首先他們在水箱底部布置不同背景,例如沙底的環境,放入烏賊後,牠會融入環境的顏色;烏賊的另外一個招數是變化為破碎型體色,例如牠會在身上顯現白色方格,與體色形成強烈對比,同時也使他的身體在視覺上被切割了,其他生物因而難以察覺到牠。而體型大小不同的烏賊,在相同背景下,表現的體色也不一樣,有的使出破碎型體色的招式,有的則擬態偽裝成生物或非生物。「烏賊藉由視覺神經訊號控制色素囊縮,一秒鐘之內改變體色,是偽裝之王。」真是柔弱生之徒,焦傳金實驗發現,烏賊也可利用改變身體姿勢達到偽裝效果。
焦傳金老師說明烏賊偽裝的體色
圖/國立清華大學
烏賊也會數數
有趣的是,烏賊有著驚人的數感能力。
生物弱肉強食,烏賊會利用攻擊腕捕捉蝦子,那烏賊會知道兩群蝦子哪群多嗎?焦傳金以二選一的行為實驗來試驗烏賊,為求準確,共做三組實驗,每組執行六次。測得數據得知,實驗裝置以兩個方形的塑膠盒一盒放五隻蝦,一盒放一隻,烏賊會游到五隻處,伺機捕食;由於一隻蝦與五隻蝦差距很大,於是再放入一盒四隻蝦與一盒五隻蝦的實驗裝置,烏賊選擇的時間隨難度而增加,影片顯示烏賊確實猶豫了兩三秒,但終究游向五隻蝦的那一盒。
焦傳金教授(左)與楊璨伊同學。
焦傳金教授(左)與楊璨伊同學(右)。圖/國立清華大學
烏賊除了可以正確分辨四跟五的不同,實驗也發現,即使實驗裝置兩盒蝦的重量一樣,烏賊仍偏好數量多;活蝦死蝦,烏賊偏好一隻活蝦更勝過兩隻死蝦,重質不重量;若是兩隻小蝦與一隻大蝦,烏賊會依食慾狀態改變選擇(風險評估),但若只是一隻大蝦和一隻小蝦,基本上無論飢餓與否都愛大的。
此外,研究更意外得知烏賊具長期記憶能力。原來是實驗裝置進行時,一盒放五隻蝦,另一盒放一隻,烏賊會游到五隻處,意欲捕食,倘若不即時取出裝置,烏賊伸出攻擊腕打實驗裝置幾次,但卻被實驗裝置的保護柵欄阻擋,造成疼痛;幾次下來,便不再貿然出手了。
楊璨伊同學進行烏賊算數實驗
楊璨伊同學進行烏賊算數實驗。圖/國立清華大學
焦傳金總結,研究動物的偽裝行為可以幫助我們發覺視覺溝通的自然法則;烏賊的數感與風險評估能力在攝食行為上的影響,對物種保育飼養繁殖有重要幫助之外,也可藉此進而探究人類經濟行為的自然法則
泛知識節紀實:跨越視覺科學:烏賊可能比你還聰明 - PanSci 泛科學 https://bit.ly/3j5EtU4

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清大系統神經科學研究所教授焦傳金(左)、博士生林雋硯(右),揭開軟絲透過變色傳遞語言的神祕面紗。(徐養齡攝)
軟絲示愛變色說「我愛你」 - 地方新聞 - 中國時報 https://bit.ly/3j93L3p
能想像軟絲也會表達「我愛你」嗎?清大研究團隊近來解開軟絲透過神經系統,密集變換體色來傳達溝通語言,向同類傳達我愛你、打贏了等喜怒情緒,對於研究語言演化、神經調控及仿生學方面,具重大指標意義。
繼去年發現烏賊會算數,海洋生物的微妙反應引起全球關注,清大近來更揭開俗稱台灣萊氏擬烏賊(俗稱軟絲)的神祕面紗,系統神經科學研究所教授焦傳金帶領的研究團隊,發掘變換體色傳達的訊息,並成功解讀。
擁有潛水執照的博士生林雋硯發現,軟絲會透過變換體色來示愛,當雄性從後方靠近雌性時,頭與觸腕會先轉為深色、體胴中央出現縱紋、鰭緣則有深色帶狀產生,此時若雌性的體色不變表示接受,即開始交配。
在交配的那一瞬間,雄性的鰭上會顯現兩個深色的眼點,交配完畢後則消失。「這一對眼點可能代表牠很開心,因為牠們被餵食時也常出現眼點。」
焦傳金團隊27日從基隆外海帶回軟絲,並現場做測試,過程中軟絲遇到恐懼時除了會吐出黑墨,身體顏色也明顯變成深色,待冷靜後又變成淡色,焦傳金說明,學界過去只知道軟絲會變色,但不明白變色或出現圖案的規則、模式與意義,成為此次研究的重點。
研究團隊分析,軟絲雖然是大色盲,只能看得到黑、白色,但視力其實非常好,最快每0.2秒變色1次,也能藉由條紋改變分辨出對方的身體語言。軟絲示愛變色說「我愛你」 - 地方新聞 - 中國時報 https://bit.ly/3j93L3p


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【跟烏賊戀愛的男人1】清大教授發現烏賊會算數 1300多人搶修他的通識課鏡週刊     2020/09/27 05:58
【跟烏賊戀愛的男人1】清大教授發現烏賊會算數 1300多人搶修他的通識課 - Yahoo奇摩新聞 https://bit.ly/341lVhj
https://bit.ly/34hNHqb
焦傳金談起烏賊總是眉飛色舞、一臉沉醉,宛如烏賊是全世界最可愛迷人的生物。
如果有聰明藥,你會吃嗎?上傳心智得永生,你願意嗎?男人女人頭腦大不同?
這些古怪又刺激的問題,都是清大教授焦傳金丟給學生的內容。他的本業是研究烏賊與視覺神經,為了推廣科普,他開設「腦與心智」這門通識課,以最淺白方式授課,果然每學期大爆滿。
他說,連續20年,每年夏天都會回到美國東北角一處海邊,聆聽科普講座,心中一直渴望以類似方式,將科學傳播出去。
20年來,每年夏天焦傳金必定不在台灣,他固定飛到美國東北角一處海邊避暑勝地,待上1、2個月,什麼事都不能阻擋他。
通識課爆滿 夯到開直播
「那裡叫鱈魚角,它有全美國最早的海洋生物實驗室,每年夏天,來自世界各地的科學家會像候鳥一樣飛來度假、做實驗。」餐廳裡80%的人有博士學位,你甚至可能遇到諾貝爾獎得主。還有,每個禮拜五晚上,像某種古老儀式,科學家們不去派對狂歡,他們會走進演講廳坐下來,100多年來從未間斷過。
焦傳金是清華大學生命科學院教授兼教務長,以研究烏賊、也就是花枝聞名,不過清大學生更熟悉的,是他的有趣通識課,他開的「當代認知神經科學—腦與心智」這學期多達1,300多人搶修,今年教師節前,焦傳金就獲教育部頒發「傑出通識教育教師獎」,過去通識課經常不受重視,因此這座獎項有別於一般教師獎,專門表揚通識課程教學傑出的老師。
「腦與心智」這學期1千多人搶修,開學第1堂課現場擠滿了等候加簽的學生。
9月16日開學週,清大生命科學館的「華生廳」擠得像演唱會開唱前,助教不斷廣播叫學生們刷QRcode才可加簽、另一間教室可看直播、下課後公布電腦亂數抽籤結果。
下課後,1名物理系學生就看著手機開心喊:「竟然中了!人品!」問他為何選這堂課?「聽說分數很甜。」你也太直白,就這樣?「還有想了解自己的大腦。」這是場面話嗎?「是真的啦。」
焦傳金也像學生們一樣直率:「我的課滿涼,分數也給得滿高,可是學生都說有學到東西,所以我也不在乎別人說我是涼爽甜。」華生廳至多容納300多人,所以焦傳金今年決定開直播,但他堅持親自批改每一份報告,因此仍無法全收,上限4、500人。
從小愛大海 專情於烏賊
51歲的焦傳金說話快卻不急躁,這天下午1點20分一到,穿著綠色POLO衫、牛仔褲的他連自我介紹都省了,一秒鐘也不廢話地講起課來。課程名稱嚴肅,他的講解卻很白話,例如解釋人的大腦皮層:「攤開來就像16吋披薩大小,厚度像披薩下面那張白紙。」課堂穿插不少影片,包括年初的熱門新聞:小提琴家一邊進行大腦手術、一邊拉小提琴。
下課後,焦傳金帶我們參觀他心愛的烏賊實驗室:「看著這些烏賊游來游去,很療癒。」這些烏賊是他看著長大的,很熟,唯有一個小水族箱養的軟絲是外面抓回來的,人類一靠近,牠便張牙舞爪,某次還吐墨汁。
「軟絲比較貴,過年的時候1斤要500元,花枝2、300元。」你也吃海鮮?「當然吃啊,三杯中卷這麼好吃!不過我們不吃實驗室的烏賊。」熱愛海洋生物的他沒有多數學者的嚴肅,經常露出大海般的開朗笑容。
他自小喜愛大海,讀成功高中時某天去基隆港,被一艘去南極捕蝦的遠洋漁船吸引,幻想有一天也能去極地探險,就立志當海洋生物學家。家住台北的他為了學潛水,還跑去讀遠在高雄的中山大學海洋資源系,「結果我去讀的那一年,潛水課就停掉了。」不過這沒打擊他的科學家之夢,他一路讀到美國馬里蘭大學生物科學博士。
2000年夏天,他準備去哈佛大學進行博士後研究前的3個月空檔,他跑去鱈魚角做烏賊實驗,愛上烏賊。情人眼裡出西施,他口中的烏賊簡直是全世界最可愛生物:「軟體動物都有殼,除了牠,牠這麼好吃、這麼軟,卻沒有殼保護,所以必須演化出二種機制,一是游得快、逃得快,二是靠大腦,所以烏賊的神經系統很發達,是無脊椎動物裡最聰明的,歐盟就在《動保法》中將烏賊也列為實驗動物,等同兔子、老鼠等脊椎動物,所以烏賊是榮譽脊椎動物。」
2003年夏天焦傳金(右)在美國鱈魚角做實驗,與合作的老師、同學合影。(焦傳金提供)
2016年,焦傳金發表在英國皇家學會會報的一篇研究報告,就被知名的《Nature》期刊選為精彩論文,因為焦傳金發現烏賊能夠計算出面前食物的數量多寡,具有數量感
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全球僅10間! 走進焦傳金的怪奇烏賊實驗室(上)
陳德愉 2019年06月15日 10:00:00
清大系統神經科學研究所教授焦傳金所帶領的烏賊實驗室,在國際上有極重要的地位。(攝影:羅佳蓉)
你知道,烏賊會算術,軟絲會說『我愛你』嗎?
清華大學系統神經科學研究所教授焦傳金笑瞇瞇地說。這些,是他領導的研究團隊所做的許多研究之一。
焦傳金是頭足類(如章魚、烏賊等)生物專家,也是系統神經科學家,他帶領的烏賊實驗室在全球有極重要的地位,「烏賊實驗室在世界上只有10個。」焦傳金笑著告訴我。所以,他們所做的每一個報告,都是人類的一小步。
被當海底「智慧王」 神經細胞數直逼狗兒
頭足類應該是人類最熟悉的魚類,經典冒險小說《地底旅行》裡的海底怪獸、皮克斯《海底總動員》裡不斷大逃亡的章魚漢克、每到世足賽就要出來神預測的世界級算命師章魚哥保羅、電影《環太平洋》那隻可以開發人類智慧,連接人腦神經的大頭章魚怪……。
皮克斯《海底總動員》系列動畫中,策動逃亡的章魚漢克(左),也被賦予「足智多謀」的形象。(擷取自YouTube)
「章魚」充斥在人類的影視文化產品裡,對這些「頭特別大」的海底生物的無盡想像,也就是人類對海底未知智慧的想像。億萬年的演化,讓萬物之靈在地表站起來,那麼,在那神秘的深海裡,是否也有另一種生物,與人類一樣經過了種種意外,終於長智慧了呢?
「人類全身的神經細胞有1千億個,狗有6億個,可是,一隻短短的章魚,身上就有5億個神經細胞。」
焦傳金嚴肅地對我點點頭:「妳看,它們的頭那麼大,神經元這麼多,總是有意義的吧。」
一隻短小的章魚,身上就有5億個神經細胞。(攝影:羅佳蓉)
活潑、害羞 擁百隻烏賊個性都不同
他研究烏賊的智慧、烏賊的情感,我問他為什麼不養章魚(對電影裡的章魚戀戀不忘),焦傳金笑著回答我:「章魚真的會逃跑啊!」
他的研究室位於清華大學的半山腰,一棟被樹海包圍的建築中,學生們來來往往,四周充滿著青草味兒的學城味道。但是,當電梯抵達研究室的樓層時,門一開,一股海水的潮腥味便衝鼻而來,像是告訴來人,此處住著稀有的客人。焦傳金老師笑瞇瞇地坐在書桌後對我解説烏賊習性:微捲的頭髮,瘦瘦高高的身量,眼鏡後面一對彎彎的眼睛,一看就知道是「動物好朋友」。
他告訴我,就在隔壁房間裡,住著他養的100隻烏賊。
養海裡的生物不容易,要打造「人工的海底環境」,焦傳金帶我們去看「烏賊的房間」。只見4坪左右大的房間裡幾個大水箱裡裝著海水,上面密密排著長方形塑膠洞洞盒,烏賊同學們一個個待在自己的小盒子裡,正在進行不同的實驗。
「它們每一隻都有不同的個性。」焦傳金介紹牠們:「有的活潑,有的害羞……。」
焦傳金在烏賊的房間裡養了100隻「同學」,各有不同個性。(攝影:羅佳蓉)
食物「偎大邊」 烏賊能目判食物多寡
2016年,他在英國皇家學會會報上發表了「烏賊具有數感,可以算出面前食物的多寡」的研究報告,這篇文章也被自然(nature)期刊選為精采報導。
根據他們的研究,烏賊能分辨2比1大,5比4大,且數量愈多,牠計算所需要的時間就愈多。
焦傳金在我們面前操作這個實驗,在烏賊的面前放進兩個密閉的透明小盒子,一邊是一隻小蝦,另一邊是兩隻小蝦,看牠往哪裡走,只見那隻烏賊立即伸出攻擊腕(最長的一對觸手),毫不猶豫地朝向「兩隻蝦」的盒子前進。
為了證明烏賊是有「真正的數感」反覆驗證,最後判定烏賊能藉算術分辨食物多寡。(攝影:羅佳蓉)
為了證明烏賊是有「真正的數感」,而不是只是偏好密度比較高一邊,他們還試過將兩邊的蝦子密度維持一致,或是將兩邊的活蝦變成死蝦,結果顯示烏賊仍然選數量多的那一邊,「因此我們認為烏賊能夠藉由算術分辨食物的多寡。」焦傳金說。
一般人類的數量感可以分為兩大系統,一種是「感數」能力,就是不需計算,一眼就可以分辨數量,但是最多只能分辨到3或4;另一種是「算術」能力,就是需要數完後才能判斷數量。為了了解烏賊的數量感是屬於哪一種系統,這項實驗也量測烏賊在選擇時所花費的時間,結果發現烏賊在面臨4或5,這樣數目大的困難選擇時,會比簡單的1或2,花更多的猶豫時間,這表示烏賊是在計算數量,而不是一眼判斷。
奇! 烏賊肚子餓會冒險「幹大事」
烏賊哥除了會算術之外,焦傳金告訴我們,牠還會評估風險,「實驗發現,在面對1隻大蝦與2隻小蝦的選擇時,烏賊肚子餓時,會選1隻大蝦,不餓時會選2隻小蝦。」
「肚子餓時,會選擇高風險、高報酬,這跟人類是一樣的啊!」焦傳金說。
在1隻大蝦與2隻小蝦的選擇實驗中,烏賊在肚子餓時,會考慮1隻大蝦。(攝影:羅佳蓉)
看軟絲27變! 用身體語言爭霸、示愛
有著大頭殼的海底生物,有著自己的小心思,焦傳金還試圖去解讀牠們的語言。所有的頭足類動物都善於變換體色,這些「身體語言」是不是牠們彼此溝通的方式呢?
焦傳金把軟絲的頭、觸腕、鰭、身體的顏色變深或淺、出現斑點或條紋等圖案,分析歸類為27個單元,當牠們快速地變換組合這些顏色,就像人類的語言一樣,可以組出不同的句子,像「我打贏了」、「我愛你」。
頭足類是用神經系統控制體表色素細胞,一秒可以變好多次顏色,這27個單元就像英文的字母一樣,快速排列組合,啪啪啪地打在體表上;所以,當兩隻軟絲閃閃發光地在一起游泳時,其實是在散步聊天。有時牠們在談戀愛,有時在吵架,一言不合,還會打起來。這篇解開台灣萊氏擬烏賊(軟絲)變換體色來傳達訊息的論文《分析軟絲生殖行為中動態體色變化發現視覺語言的溝通方式》,不僅登上生科領域頂尖期刊《生態與演化尖端研究》,也被科學日報等國際科學新聞網站報導。(接續下集)
焦傳金將軟絲身體各部位顏色變換,歸納27個單元,好比人類語言組出不同意涵,像「我打贏了」、「我愛你」等。(焦傳金提供、羅佳蓉攝)【上報人物】全球僅10間! 走進焦傳金的怪奇烏賊實驗室(上) -- 上報 / 人物 https://bit.ly/3kOO3uT
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清大教授焦傳金年輕曾赴美國鱈魚角做研究,他都告訴學生別只為學分做實驗,提出問題是很有趣的。(焦傳金提供)
不過,研究「軟絲說話」,可是要去「軟絲的家」。2011年開始,研究團隊便「泡」在東北角海域裡,用水下攝影機記錄軟絲的活動。
水下作業不比路上工作,他們曾經遇到颱風,軟絲的卵全被沖走了;有時海象很差,研究人員為了追蹤實驗,得冒險潛水下海,摸黑游上岸;還有一段時間,軟絲卵突然陸續消失,最後他們不得不架攝影機抓小偷——原來有隻大海龜把焦傳金的海底研究室當餐廳,不時地來叼一串軟絲卵邊走邊吃。
念高中時愛上生物 追隨海洋到中山大學
首先你得喜歡海——這是做海洋生物研究裡,最重要的事。
焦傳金專研「頭足類」生物,包括小烏賊(圖)、軟絲等。(攝影:羅佳蓉)
焦傳金告訴我,他是怎麼樣走進這個研究領域的。
「我念成功高中時遇到一個很好的生物老師,受到他很大的鼓勵,然後,那時候我很想學潛水,看到中山大學海資系有潛水課,就填了這個志願。」
「結果,我入學的那一年,學校更改課程,把潛水課移到研究所,於是我又念了研究所……。」他呵呵地笑起來。
海洋,是一個讓他一腳跨進,就難以忘懷的世界。
成功高中的生物老師啟蒙他踏入海生研究領域。(攝影:羅佳蓉)
只要背上氧氣瓶,穿上蛙腳,穿過水面,你就可以開始飛行。在那個超過人類想像,夢境般瑰麗的國度裡,有斑斕的大頭魚、整整齊齊穿著制服的魚群部隊,害羞的小丑魚在身下探頭探腦。當你與牠們一同展翅飛行時,有時你會左顧右盼,在光的折射下,你看到的一切動植物都鍍上金光,隨著體色變換閃動著;那些顏色屬於海底生物,人類創造的文字還沒有追上,千變萬化、難描難畫。
地球是一顆「浸在水中的星球」,海洋占了地球表面的70.8%。人的一生再如何轟轟烈烈,也只能在地表的30%上面稱王,可是,從事海洋生物研究,卻讓焦傳金有機會一窺這顆「水星球」的另外面貌。
赴美研究 曾潛入「深海的大鳳梨」裡
他告訴我一個有關「深海中的大鳳梨」的故事。
「我在美國做研究的時候,美國的軍方與學術單位合作,設立了一個海洋實驗室,那時軍方的想法是,人類在外太空可以生存,那麼人類在『內太空』(海底)應該也可以生存,於是就設立了一個工作站。」
「這個工作站開放給學者進駐,進行海洋研究,我那時也在這個研究團隊裡。我是水上團隊,有另外一個團隊是固定住在水底的工作站裡,他們每一次進駐都是2周。」
焦傳金在美國做研究是擔任水上團隊成員,但也會潛入海底工作站,進行補給作業。(焦傳金提供)
「我需要固定地把補給帶下去給他們。」焦傳金微笑著,那真是難以忘記的「海底旅行」——穿上潛水衣深入海底,下面有個可以讓人居住的小房子——我的腦海裡馬上浮出海綿寶寶住的深海大鳳梨。
然後,進入工作站,脫下潛水衣,換上乾爽的休閒服,倒杯咖啡,和裡面的夥伴一起聊聊天說說笑話,海裡的魚就在他們的不遠處游來游去。
「因為壓力緣故,每次我都只能待20至30分鐘。」焦傳金笑著說,喝完咖啡,他再換上潛水衣,走出大鳳梨往海面游去。
「深海的大鳳梨」是人氣卡通《海綿寶寶》的家。(擷取自YouTube)
好奇心爆表 頭足類到人工視網膜都懂
雖然章魚是電影最愛的主角,可是,「頭足類」研究,其實是超級冷門的研究。「大家都不知道研究頭足類有什麼實際的應用。」焦傳金坦白地說,他的另一個研究領域「人工視網膜」比較受到外界的重視。
但是,對於與自己不一樣的另一個生物的好奇心,才是研究者的慾望與樂趣的來源。
「我的學生告訴我,研究烏賊是很療癒的。」他告訴我:「心情不好時,去實驗室看看他們,心情就緩和了。」他的研究助理楊璨伊,剛開始實驗時還把自己從小養大的烏賊們都取了名字,比如說喜歡趴在水缸裡的造景小屋上的「趴趴」、膽小的「小小」、愛生氣噴墨的「墨墨」、最配合實驗的「乖乖」。但是實驗中有隻烏賊突然死掉了,讓她很傷心,後來焦傳金就要同學們別再替烏賊取名字,現在一律用編號。
焦傳金年輕時曾赴美國鱈魚角做研究。(焦傳金提供)
20年實驗樂無窮 「得到的問題比答案多」
「我都告訴我的學生不要為學分來做實驗,」他微笑著告訴我:「我每天都很期待來實驗室,很想知道結果,而且,我們提的問題是很有趣的……。」
我問他:「你得到的最大結果是什麼呢?」
聽到這問題,焦傳金呵呵地笑起來了:「研究20年,我得到的問題比答案更多啊!」
接著,他開始起勁地提起許許多多烏賊的實驗:烏賊的心情會不會影響牠的決定呢?給牠不同的情況,牠會做出不同的決定嗎……。(回顧上篇)【海生大師焦傳金】揭開軟絲「說愛」之謎 曾駐美潛進內太空(下) -- 上報 / 人物 https://bit.ly/3cyINZr
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焦傳金教授現任國立清華大學教學發展中心主任。開課講授認知、神經基礎理論等課程。主要研究領域為認知神經科學,且特別專精於視覺系統,主要實驗方法為利用動物視網膜系統研究視覺形成之神經機制。
演講內容摘要:
認知神經科學(Cognitive Neuroscience)主要是探索腦與心智(Brain and Mind)的關連性。同時探討了認知歷程的生物學基礎,並且闡明心理歷程的神經機制,從感覺與知覺、學習與記憶、注意力與情緒、同理與厭惡、決策與執行、乃至意識的產生,都是認知神經科學的範疇,且與我們的生活息息相關。認知神經科學有著高度的跨領域特性,除了心理學和神經科學外,尚還包含了精神病學、神經學、物理學、語言學、哲學和數學等學門,本演講將由焦傳金教授帶領大家進入大腦的世界,介紹當代認知神經科學的發展脈絡,並且介紹這個領域中曾經或是正在使用的認知神經方法,如:心理物理學、功能性神經造影、電生理以及認知基因體學等。此一演講將提供與會人士對認知神經科學通盤的理解,能夠作為研究人員後續深入研究尋找跨領域合作方向的指標,更有助於指引在場醫藥從業人員,理解現今認知神經科學界是如何透過上述各種方式,研究神經相關疾病患者,在接受復健或者藥物治療後,神經復原或者改變的狀況,搭起學術界與醫藥界跨領域合作研究的橋梁。焦傳金 教授 - 國立清華大學認知與心智科學中心 NTHU Center for Cognition and Mind Sciences https://bit.ly/3cGo8Th
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長期專注於視覺神經科學研究,為國內動物視覺神經科學研究的權威,2016年發表全球首篇證實烏賊具有「數感」能力的研究,登上知名期刊。創新教學且推動科普知識不遺於力,曾獲國立清華大學3次傑出教學獎,教育部磨課師標竿課程獎。
焦傳金畢業於海洋資源學系80級(1991),高中時期即對生物展現興趣,當時海資系招生簡介上說海洋占地球面積70%,海洋研究是很有潛力的學科,加上「潛水課」的吸引,一心想離開台北的焦傳金,選擇中山大學海洋資源學系,「進了大學後才發現潛水課程改到研究所了,在中山反而沒上過潛水課!」他幽默地笑說。
當時海資系僅招生五屆,時任系主任方力行年輕有為,研究成果亮麗,為了籌建海洋生物博物館奔波於大學與民間,親力親為的典範深刻地烙印在焦傳金心中。進入學術界後受到海洋生物研究所(現為海洋科學系)莫顯蕎教授的啟蒙,焦傳金大四選修專題研究,在莫教授主辦的第二屆動物行研討會中發表螃蟹行為的論文。研討會從當時不到50人的小型會議開始,擴大到「動物行為暨生態研討會」,現在每年有上千位學者、學生和保育人士參加,是國內同類型會議中規模最大、參與人數最多的研討會。今年是研討會主辦人之一的焦傳金,見證了台灣20多年來動物行為學術的演進和發展。
焦傳金長期專注於視覺神經科學研究,為國內動物視覺神經科學研究的權威,2016年發表全球首篇證實烏賊具有「數感」能力的研究,刊登在《英國皇家學會會報》(Proceedings of the Royal Society B),並被國際期刊《Nature》選為精彩報導(Highlight),受到國內外大幅重視。
為何以「烏賊」為研究對象?焦傳金在馬里蘭大學攻讀博士學位時,跟著指導教授研究螳螂蝦(俗稱蝦蛄)的視覺神經系統及行為,博士後研究到哈佛大學,則以兔子為對象進行視網膜基礎科學研究,爾後他便以「動物行為」及「生物醫學」為二大研究領域,專注於視覺神經科學、視網膜神經生物學、動物行為學等研究主題。
焦傳金的研究團隊曾發表有關烏賊的變色行為、數感能力等多篇論文,皆刊登於國際頂尖期刊。他剖析烏賊的研究表示,烏賊是很聰明的海洋生物,具有複雜的神經系統,並且高度仰賴視覺,更有超強的偽裝術,加上複雜的行為能力,可說是集「行為、視覺、神經科學」於一身的理想研究標的。自2000年在美國海洋生物實驗室從事烏賊的獨立研究以來,18年來以烏賊研究為主,「這的確是我的最愛,也從來沒有放棄對海洋生物研究的熱情和興趣。」
焦傳金也提到,海洋生物畢竟是冷門的研究,研究不能只顧自己的興趣,也要對人類有直接的貢獻,因此努力地維持二個研究方向。在生物醫學領域方面,他也長期進行視網膜基礎科學研究,在與交大研究團隊合作人工視網膜的研究中,提供眼科基礎醫學,利用晶片植入,幫助盲人恢復視覺。焦傳金表示,將研究與社會接軌,這種大學社會責任的實踐,也正是大學使命與願景的精神所在。
焦傳金榮獲清華大學3次傑出教學獎,並以教學獲得特聘教授的最高榮譽,他強調「研究成就個人,教學才是對學生有最直接的影響!」他分享自己的教學經驗,剛開始教書時認真備課,上課如同在準備一場重要的演講,也獲得學生的好評與肯定。但也逐漸反思,傳統的單向式教學其實只是教學最基本的一環,更重要的是讓學生學到如何學習的能力,能主動並自主學習才能面對未知的挑戰。
近幾年他開始採用不同的創新教學模式,例如,目前錄製了4門磨課師線上課程(Massive Open Online Courses, MOOCs),學生課前先看過線上課程,上課時便可節省重複講述內容的時間,針對學生的疑問與想法,師生直接進行互動式的溝通與討論,激發學生自主與有效學習。
今年獲選中山的傑出校友,焦傳金特別感念大學時代,在中山發掘自我的內在與價值觀,深深地影響著他日後的發展。他分享成功的座右銘,想清楚目標,作好時間管理,設定優先順序,堅持到底。鼓勵年輕學弟妹多方探索,跨出舒適圈,找到自己的興趣,並且持之以恆,假以時日無論選擇任何領域,一定會成功  焦傳金 https://bit.ly/3j8gTpw


回復記憶的源流──專訪神經科學家焦傳金
2019-12-02 15:28 聯合新聞網 / 張老師月刊
回復記憶的源流──專訪神經科學家焦傳金 | 雜誌 | 聯合新聞網 https://bit.ly/3mWI2yc
【撰文/莊妍 照片提供/焦傳金】
神經科學家焦傳金,主要研究頭足類(如烏賊),學術專長是海洋生物和視覺研究(視網膜),由於在清華大學教授「當代認知神經科學──腦與心智」(簡稱腦心課)通識課程,因而與不同領域的學生有所連結,「我非常驕傲今年已經開課第十年了!」
焦教授認為,記憶的有趣在於其不同的成因以及記憶本身。有人形容記憶是「食物調理機」,就像把水果絞碎之後,果汁有其獨特的感覺,但已不同於「水果」,它還有水果的味道跟元素,但基本上已重新調理過。他補充:「大腦並非有一個專門儲藏特定記憶的地方,而是腦內有許多神經細胞互相連結,形成不斷工作的動態網路。」
強化神經元連結,逐步建構自我概念
學習指的是大腦內的神經與神經之間的連結,連結增強表示記憶比較好,反之則弱,因此「大腦有百分之幾未開發,要大力開發剩下的百分之幾」,或是「先清掉一些記憶檔案,才塞得下其他記憶」都是錯誤觀念,我們每個腦細胞都運作活躍,神經與神經的連結會不斷改變。「學習與記憶就是Repeat to remember,學習再遺忘,遺忘再學習的歷程。」
而記憶還攸關一個人的存在意義。「你仔細想,記憶非常personal(個人),一旦消逝就沒有自我了。」焦教授提綱挈領地敘述,有條不紊地融入訪者的回應,一如他教授腦心課十年以來的教學堅持──涵蓋不同且全面的重要主題。言談中,他常釐清自身的研究領域,再提到備課涉略的相關資料,以及本身對主題感興趣等原因才產生綜觀的結果,「記憶在神經科學或哲學領域都是迷人的奧秘論題,是可以說上一個小時的主題。」言及此,他嘎然而止,不好意思地說自己常越講越多,談吐間流露一派謙謙學者的風範。
三十餘年學養的神經科學家焦傳金,有別於一般對於科學家窩在實驗室裡、不見天日地記錄數據的想像,他倒像美國超級英雄電影裡的「水行俠」。身為戶外派,他大學時便立意從事潛水或野外工作,後來順利地在澳洲大堡礁、美國水下實驗室做研究。以海洋生物視覺為博士論文,深造哈佛大學做博士後研究,從動物視覺一直延伸到廣泛的視覺神經領域,並且成立了自己的「視覺神經科學實驗室」。
「『看到』跟『知道』是不一樣的,最後讓你理解世界的其實是大腦。」焦教授解釋,靈長類是強烈的視覺動物,人腦至少有三分之一的區域在處理視覺,「因此研究視覺的人除了眼睛之外,也會研究大腦如何處理眼睛傳來的訊號。」亦即視覺記憶。
不同的記憶形式:嗅覺/鎂光燈/情節/程序記憶
大多數人或許未曾察覺,五種感覺之中除了視覺以外,「嗅覺記憶」格外地重要,因為嗅覺受損會無法感受許多情緒性的東西。有趣的是,嗅覺記憶的另個特性是瞬間提取能力極佳,對於國高中參加過童軍露營的焦教授而言,陽明山上的硫磺味和童軍露營記憶相連。幾年前到北投地熱谷一聞到硫磺味,極短的時間內,立刻喚起那段美好時光。「這也呼應到記憶的個人性,不論勾起的回憶快樂還是悲傷,我們聞到相同的味道,但它只會對你產生意義。」
若說嗅覺記憶帶你重返舊日情懷,「鎂光燈記憶」便將隨著你去到未來。嬰兒潮世代的美國人,大多記得自己在甘迺迪總統被刺殺的那天在做什麼。但我們連昨天吃什麼都會忘記,怎麼記得幾十年前的往事呢?焦教授說:「這是因為遇到重大事件時,身體會分泌腎上腺素,就是情緒反應,會讓創傷或情緒波動的記憶特別鮮明。」
其實記憶有很多種形式,「鎂光燈記憶」屬於「情緒記憶」(emotional memory),此外,「情節記憶」(episodic memory)是指回想起發生過的事情,另一種稱為「程序記憶」(procedural memory),亦即當你習慣一件事情之後,不知道為何記得或是可無意識地執行,比方說學會騎腳踏車以後,你便不太可能忘記這項技能。
值得一提的是,沒有遺忘就不會有記憶。因為我們在回憶時,不可能鉅細靡遺地重現細節,所以每個人的回憶都是一個重新建構的故事。由於記憶如此獨特而無法取代,失去記憶連帶產生的自我消失感,在阿茲海默症患者身上最常見到,然而目前還沒有較好的治療方法,甚至連疾病的成因都仍然未知。焦教授坦言,每上到老化與疾病的主題總是很沮喪,但他必須告訴學生事實,也對於未來醫學能研究出比較好的治療方法抱持希望。他常勉勵同學,大學畢業以後,未來八十年還有不斷學習的空間。
知識連結社會,包容讓聲音多元
願意善待知識的人,永遠會得到更多。──和平青鳥書店玻璃帷幕
學習源於模仿,我們有同理心其實多虧大腦裡的「鏡像神經元」。認識鏡像神經元以後,或許會更加注意到同理心的存在。焦教授說:「從科學上推論,我專心傾聽時,鏡像神經元正在做同樣的事情,因此我雖然沒有經歷你描述的事情,仍能感同身受。」同理心也就是換位思考、站在不同的位子設身處地思考的能力,焦教授蹙眉而道:「這雖然跟記憶無關,但我仍想說,紛擾多來自於信者恆信,或是自身帶有偏見卻認為其他人也應該如此。每個人都是對的,那誰是錯的呢?」我們的社會應該需要有更足夠的包容力,來讓不同的聲音安然共處。
如果人與人的連結是同理心的具體展現,那麼科學便是研究與社會之間的關聯。焦教授笑說,自己出外演講時,從小學講到阿公、阿嬤都可以通,因為大家吃過也看過烏賊這種神奇的生物。他接著說,研究特殊生物者的初衷,純粹是對這種動物的喜歡,核心則是希望藉由研究大自然演化而來的現象或動物行為,提供人類線索去發展不同的科技、醫療相關領域,因為生物能在這個星球上生活,自有其生存之道。「我們研究人員共同的願景是師法自然,最終將這些觀念或是研究結果結合人類的創造──如果我們還是以人類為中心的話。」
研究成就自己,教育成就社群
「用球賽來比喻人生,我現在正是下半場的開始。」費時費心地投身研究與教學,焦教授接下來同樣會戮力於研究和教學,雖然研究讓他得到很大的肯定和成就感,不過他深信教育會產生更深遠的影響,「因為研究是成就自己,教育則是改變社會的其中一種方式。」焦教授說,在大學教書最大的優勢應該是可以影響這一群大學生吧,而這些人未來都會在社會的各個岡位工作。展開人生下半場,焦教授期許自己能帶給社會更多影響,有適當機會就努力,「我想這是一個籠統但正面的想法。」
焦教授淺淺地笑了起來,「也因為腦與心智是蠻廣的神經科學領域,我希望帶給同學新知,所以無形之中自己先接觸了更多領域。可以聊些專業領域以外的東西,蠻好的。」面對來自不同領域的學生,焦傳金教授深切體認「教學相長」的真諦,學生給予的反饋也激盪出更多的好奇。
具影響力者的所作所為,大抵是對這個世界保有一股孩子般的無窮好奇與熱情。獨具慧眼的人,與自己連結,繼而連結他人,終將連結起宇宙的奧秘,焦傳金教授便是一例。
焦傳金
美國馬里蘭大學生物科學系博士。經歷:清華大學副教務長、分子醫學研究所所長、生命科學系暨系統神經科學研究所特聘教授、美國伍茲霍爾海洋生物實驗室合聘研究員。長期專注於視網膜神經生物學,以及動物行為學研究。曾發表世界首篇實證烏賊具「數感」能力的研究,登上知名期刊。創新教學且推動科普知識不遺餘力,曾獲國立清華大學3次傑出教學獎、傑出導師獎、國科會吳大猷先生紀念獎回復記憶的源流──專訪神經科學家焦傳金 | 雜誌 | 聯合新聞網 https://bit.ly/3mWI2yc

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