引用或轉貼請註明譯文出處，請尊重著作權
科學與訓練：適應力強的大腦
(The adaptable brain)
原文出處： 挪威吐蕊魯格斯主辦之2014狗狗論壇部分演講摘要
譯者：黃薇菁（Vicki）
譯文出處：動物的事‧響片訓練隨意窩部落格
講者介紹：
瑞典神經科學家珍妮‧紐伯格（Jenny Nyberg）博士
任職瑞典Gothenburg大學Sahlgrenska 學院神經科學和生理學研究所
目前研究大腦可塑性（brain plasticity），以及運動及豐富環境對大腦的影響
她也是狗狗服從課程講師，使用正增強和響片訓練
珍妮的演講一開始就精彩介紹人類和狗狗的大腦，以及大腦因應環境而改變的能力，她特別以習得無助為例說明大腦的適應力。
第一部分的演講內容著眼於神經元的解剖學構造、它的延伸構造，以及腦中形成的神經網絡。細胞間利用電脈衝、化學物質和荷爾蒙彼此溝通，這個方式是大腦及神經系統與身體其他部位協力合作的基礎。
稍微檢視一下狗腦和人腦間的差異即顯示兩者也非常相似。其中一項差異是，狗腦有較多負責嗅覺的區域，嗅覺系統比人類的更進化，相反地人類的視覺處理區域和前額葉皮質區（負責高階認知的大腦部位）則較進化。
大腦可塑性
珍妮說明，大腦的實際構造時時改變，取決於我們生活中的行為，經歷過什麼，生活於哪種環境，以及環境對於我們的要求。除了分子層面的改變之外，她精彩描述了可能在生理層面出現的改變，例如依據我們最常使用的大腦部位重新分配血液供應。
成年動物的神經新生及海馬迴
一個相當新的研究發現，成年動物的大腦其實可以生成新的神經元，過去相信動物出生後，一旦腦細胞死亡，它將永遠消失。然而現今已知，我們一輩子都會生成新的腦細胞，其中一個會新生腦細胞的部位即海馬迴。
珍妮說：「海馬迴負責看守記憶，由它決定應該保留哪些記憶，不應該保留哪些記憶。海馬迴生成的腦細胞（神經新生）越多，該個體的學習及記憶就越佳。因此我們希望依照這個神經新生的現象找到療法及策略，以協助個體運作更佳，或許用來治癒或阻止失智症和阿茲海默症的發展。海馬迴和長短期記憶有關，由它決定長期保存哪些記憶，所以如果人類或狗狗的海馬迴受損（可能因某次創傷或非常緊迫的事件而導致），他會記得受損前的所有事情，可以有幾秒鐘或幾分鐘的短期記憶，但是要有長期記憶就會很困難。和狗狗共事時特別必須記住這一點，尤其面對受過創傷的狗狗，牠們的海馬迴可能受損，所以事情只能記住一下下，然後就會忘掉。」
學習和記憶
珍妮說明記憶如何形成，並且讓我們一探大腦如何抽取存檔記憶的有趣過程。她說：「假設環境裡發生了什麼事，我們用感官察覺，例如看見或聽到了什麼，傳遞到我們的大腦，訊號移動至邊緣系統的海馬迴，海馬迴也緊貼著杏仁核（負責情緒及感覺），所以當我們學習到某件事或製造記憶，過程中總是受到感覺和情緒的影響。當脈衝傳入海馬迴，海馬迴會決定是否把它儲存在那裡，或存在大腦外層的皮質層，抑或完全不儲存。儲存後即成為長期記憶，如果有任何理由需要這段記憶，我們可以從大腦皮質把它抽取出來。
當我們進行這些過程（留下資訊，形成記憶，儲存及抽取記憶），腦部的構造就會改變。但是我們的記憶並非一成不變，每次我們因為某種原因抽取記憶出來使用，它就會成為全然的新記憶；每當我們抽取某段已形成的記憶，大腦就會把它拆解再重新組合，這過程則受到當時經歷、感受及過往學習的影響，因此記憶不太值得信賴，法庭上的證人未必可靠。人可能真的相信它是真實的記憶，例如罪犯戴著紅帽，然其實他戴著藍帽。所以即使我們把記憶儲存下來，它相當不穩定。」
接下來她花了些時間談及緊迫的不同形式，對身體的影響以及對於狗狗學習力的重要性。
習得無助
珍妮專攻研究的大腦可塑性現象是習得無助。她說：「這是一種習得的行為，在動物經歷超乎自己控制的負面情況或緊迫情境之後，牠學習到被動表現，牠學習到試圖反抗或逃脫也是枉然，之後當牠遇到自己能夠實際控制或逃走的情形，牠甚至連試都不會去試，因為牠會表現被動。」
洪水法（Flooding）是被珍妮稱為「人和動物之間錯誤解讀」的療法，它讓動物大量接觸令牠恐懼至無法承受的刺激，例如把狗丟到水裡，或者如果狗害怕車子就把牠綁在車水馬龍的街邊路燈上，或者如果牠怕小孩就找一群小孩來摸牠。此種過程的說明是「這種療程讓病患突然接觸形成強烈恐懼的情境，而非以逐步緩慢的方式進行。」
「我想多多研究習得無助是因為我有兩個不同背景：我是進行醫療研究的神經科學家，但我也是訓犬師，而訓犬是我最大的興趣及嗜好。在我身為研究人員的專業領域裡，習得無助是一回事，但在訓犬圈子裡它則是全然不同的另一回事。在醫療研究裡，習得無助是治療疾病的絕佳模式，是憂鬱症和焦慮症的治療模式。我們可以讓老鼠變得習得無助或出現這類行為，然後拿個想要試驗的藥物，例如抗憂鬱藥物，看看它有沒有效，因此習得無助並不是你想要的東西，而是你想治療的疾病。但是訓犬圈子裡，有些療法以習得無助作為訓練方式，並非把它視為疾病。習得無助的狗被視為乖巧服從的安定狗狗，但若在我的研究室裡，牠則會被視為生了病。
並不是所有狗狗接觸到刺激強度無法操控的壓力因素後都會變得習得無助，但是很多狗會變得如此，它是一種疾病。習得無助對不同社群的意義各不相同，很多訓犬師或飼主會這麼做是因為有人告訴他們這麼做，他們並不真的知道動物另外還會變得怎麼樣。」
珍妮繼續描述六十和七十年代進行的一系列老鼠和狗狗電擊實驗，有些實驗允許逃脫，有些實驗則不能逃脫，並且描述行為因而受到什麼影響。
「習得無助使大腦產生變化：結構改變，化學變化，某些區域的腦細胞死亡，海馬迴功能下降，學習新事物的能力改變，記憶功能改變。它提高恐懼，動物通常對於平常物件或新情境變得較為恐懼，例如，正常老鼠非常喜歡探索，如果我們在鼠籠裡放個新物件，牠會上前去嗅聞探索。習得無助的老鼠會留在角落裡，不會去探索正常一般的物件。其他動物也有這種情形。」
珍妮描述了很多實驗結果，也探討了習得無助的副作用。她檢視它對血清素（serotonin）、正腎上腺素（noradrenaline，與ADHD and OCD症候群有關，見於人和狗）及多巴胺（dopamine，與奬勵系統有關）的影響。
「奬勵系統受損或多巴胺不足（意謂奬勵系統作用不良）的動物會接受零食，把它吃掉甚至很開心，但是牠不會想要再試著獲取零食。你把零食給牠，牠會很樂意接受，但是牠不會試著做什麼以獲取更多零食，要訓練這類狗狗很困難。此外，習得無助導致多巴胺濃度較低，動物會表現較高的攻擊性、動機低下、較少歡悅感受，專注力缺乏，所以習得無助不單是只是我們可能看得到的被動行為，在大腦裡還發生了很多事情。」
珍妮描述習得無助對海馬迴的損害，甚至導致細胞死亡，以及對於學習和記憶的主要影響。她表示有些訓犬師利用習得無助做為訓犬方法，但是同一隻狗又必須要能夠學習及記憶，這是相互衝突的。接著珍妮提到另一系列的老鼠實驗，顯示能夠控制事件的能力（例如逃離電擊）對於從習得無助恢復正常有重大影響，然後她播放了一段影片，顯示訓練一隻叢石鴴（bush stone curlew）進入運輸籠，方法是讓這隻鳥自己做決定，基本上是給牠控制權。
「這是控制權的重大作用，如果動物過去曾學習到控制緊迫情境，相較於從未有過控制權的動物，當你把牠放入一個牠無法掌控的情境，牠的克服能力會好很多。這是我經常不斷思考的一件事，因為家裡養了隻三個月的幼犬。我不會總是設法讓牠迴避可能遇上的輕度壓力來源，只會讓牠知道牠能夠自己控制事情，自己去認識面對，希望這麼做對於牠日後遇上不好情況時會有好的影響。沒有誰，無論人或狗，能夠一輩子完全沒有壓力。」
然而並非沒有希望，習得無助的動物可以重獲正常運作。另一個拍攝歷時四個月的影片顯示一隻被救援的狗狗，從完全創傷後壓力和習得無助的狀態，慢慢恢復了很多正常運作。
珍妮最後描述了適量運動和豐富環境對於學習及海馬迴神經新生的重要性，她以一個很棒的功能性MRI研究作為結尾，該研究訓練狗狗喜歡躺在MRI掃描儀內，這是不用麻醉，狗狗也可以放鬆接受掃描影像的首例，非常具有未來展望性。
留言列表
