從腦與心智研究 尋找人文與社會科學的嶄新可能

郭家銘/本刊主編。

科技部人文及社會科學研究發展司(以下稱人文司)於上(2018年7)月20日召開「探頭探腦──人文新視界」腦與心智科學研究成果發表記者會,會中提到幾項關於腦與心智及人文社會研究上的重大突破,包括快速便捷的「8分鐘知一生」心智能力篩檢、從紙牌遊戲中探討互動雙方在發生競合時腦區的變化,以及城市或自然景觀對人體健康所造成的影響等。從個體到人與人、人與環境間互動的腦與心智分析,學者期盼能延伸出更貼近人心的生活提案。此外,成功大學心理系特聘教授謝淑蘭,亦在會中徵得科技部長陳良基的同意,公開部長「大腦的秘密」,從數據解密其當下所具備的心智年齡及操作能力。

共創腦與心智研究佳績
臺灣過去經歷過許多重要改革,如經濟研究使人們在物質生活上有顯著的進步、電腦改革讓工作變得更有效率,而大腦的改革重點,在於提升生活品質與心靈層次。因應這一波大腦革命,人文司於臺灣大學、政治大學及成功大學設立3大研究中心,並引進功能性磁振造影儀(fMRI)與腦磁圖儀(MEG)等儀器。


據悉,人文司首次設計出「共同實驗室」,幫助臺灣基層研究者發掘大腦奧秘,臺灣大學心智影像中心主任周泰立於會上簡介3所研究中心與其儀器設置,並分享心智科學的國際趨勢與臺灣所扮演的角色。由臺、政、成3所學校聯合完成的研究機構裡,政大影像中心是臺灣第一所腦影像中心,擁有相當完整與專業的諮詢服務;在運作上獨樹一格的成大腦影像中心,集結臺灣北、中、南、東等不同研究社群,提供有創意的研究想法;而臺大心智影像中心則是唯一包含該2種重要研究儀器的重點所在。陳良基表示,臺灣的科技有幸在政府的資源底下,分別於臺、成、政大都成立研究中心,現在甚至能透過數位連結,在研究時進行交錯比對,期待臺灣科學家能在人腦奧秘被揭開的過程裡,扮演重要的先鋒角色。

共同儀器設置以先前提到的fMRI及MEG為主,透過fMRI的使用可了解人在思考、學習時大腦活動的空間訊息;若想知道大腦反應的速度有多快,則需透過MEG進行分析。事實上,臺大設置這些儀器時,由於中心建構較晚,故行政資源也較為匱乏,時任臺大副校長的陳良基花費近9個月奔走,才得以完成此事。

這些中心的設置其共同的目,主要是希望幫助尚未接觸腦影像研究的人,讓他們也有機會踏入該領域、進而解密大腦。周泰立指出,為讓3個中心能有系統地整合,科技部還設立了「心智科學腦研究推動網」,所有人都可以在裡面找到與心智科學相關的重要訊息,促使研究可被快速推動。

(郭家銘攝影)
研究團隊以1:1的比例打造部長陳良基的大腦。(郭家銘攝影)
相關亮點研究
8分鐘解析大腦健康
臺灣已進入高齡化的社會,日前成大團隊研製出「8分鐘知一生」的客製化方案,透過對休息狀態的大腦進行活動分析,可有效預測一個人的心智年齡、控制力與與成癮傾向等。該研究的價值在於,定期花8分鐘追蹤心智健康,便可及早偵測、預防失智發生,相比目前臨床神經檢查動輒數日、數周甚至數月才能產生評估結果,該方案可說是快速又便捷。謝淑蘭提到,未來若能配合大數據與人工智慧的運算,便可望計算生存餘命、罹患精神疾病的可能性以及成癮的傾向。

社會互動下的大腦
成大另一研究團隊,則致力探索人際互動下的大腦變化。據研究成員表示,要如何讓相隔幾百、幾千公里的2維持溝通,達到「心有靈犀一點通」的效果,須瞭解人們在進行合作、競爭等社會互動的過程中,雙方大腦的反應有何特定模式,而近年這也已成為一門新興學門--社會神經科學。團隊利用腦造影技術同步掃描互動中的2位受試者,透過fMRI進行同步掃描並作傳遞,結果發現,過程中若雙方想要進一步合作或猜測對方想法時,其大腦特定區域會有一致的反應。

打造生活中的「最適景觀」
除了了解人跟人之間的相互影響外,人跟環境間的互動也有意想不到的效果產生。臺灣大學園藝暨景觀學系教授張俊彥表示,平常的生活景觀裡,人們並不會特別去注意景觀對生理或心理所產生的影響,然住在都市裡的人一有機會便會往郊區、自然環境前進。事實上,自然景觀裡充滿許多可幫助人們恢復注意力的參數,因此團隊便使用臺大的fMRI,分析不同的景觀裡的元素與腦區間的關聯。了解這些關聯後,未來便能在公園、遊戲區的設計上,抓住重要的景觀元素與佈局,以提供更健康的景觀,甚至還可經由好的街道景觀安排每天上下班的最佳路徑,這種腦與環境間的關聯性,將提供人們更趨理想的生活規劃。

從神經科學探討經濟與教育
除上述的亮點研究外,也有其他學者針對如經濟、教育等人文領域作神經學上的探討。臺灣大學國際企業學系助理教授陳瑀屏,在記者會播放的影片裡提到,如果是辛苦賺來的錢,人們通常會花得很謹慎,甚至不太願意把它花掉;反之若為幸運中獎所得來的錢,常會輕易地就花掉了,而腦袋如何處理「兩種不一樣的錢」的資訊,令人好奇。

政治大學心理系助理教授張葶葶也表示,這些腦與心智的相關研究成果,對將來數學的補救教學,有很大的實際應用價值。如研究中,請孩童躺在fMRI裡面閉上眼睛並處於放空狀態,發現其大腦中腦島(insula,影響孩童學習、認知控制和專注能力相關的區域)若與全腦結合得越強烈,數學方面的表現就會越好,故若要提升孩童學習數學與閱讀的能力,可能要從認知控制和專注能力方面著手,而非只是要其坐在教室寫功課。

神經科學與人文社會的共同研究在臺灣逐漸開枝散葉,對此陳良基表示,3校的研究中心未來可以廣開大門,以好設備吸引優秀團隊加入,也希望更多國際優秀學者與臺灣交流、相互砥礪,也期待臺灣能成為該領域的重鎮。

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