海豚是右撇子?

海豚是右撇子?

撰文╱賈柯拉  翻譯╱張亦葳

人類的動作並不對稱。大多數人慣用左手或右手、較仰賴某一條腿保持平衡;擅長做出旋轉動作的體操運動員、舞者、跳水選手,也傾向朝某一方向旋轉。

腦的功能也不對稱。長久以來,通俗心理學存在一種說法,認為有左腦人(分析)和右腦人(創意)之分。儘管這種說法的研究數據令人存疑,但腦功能不對稱的基本概念已經確立,科學家稱之為單側化(lateralization)。以人類為例,語言通常在左半腦處理,而空間資訊在右半腦處理。

●研究不對稱動作 有助了解腦功能

由於每一側的腦控制著身體的相反側,研究動作的不對稱性,有助了解腦功能。研究動物的不對稱動作,或許能揭露腦的演化。

最為人所知的單側化例子無疑是慣用肢。研究動物的動作,例如猴子用哪一隻手抓東西、狗用哪一隻腳撥出容器內的食物,也得到相同結論。但是,當研究單側化的對象沒有手或腳時,你會怎麼做?比方說,該拿海豚這類動物怎麼辦?

事實上,行為上的不對稱有多種類型,不只是慣用手和腳之類的四肢偏側,還有感官不對稱及轉向偏側,前者例如人類使用哪一眼(或視野)執行特定任務時會有較佳表現,後者指的是人傾向朝左或朝右邊轉身。研究各式各樣動物的行為,便能更完整地了解腦的單側化及其演化。

●研究動物的行為 須考慮移動方式

而這正是棘手之處。在比較不同動物時,必須考量到形形色色的體型和各種移動方式。例如,直立行走的動物(包括人類和鳥類),身體的長軸垂直於地面,而四足行走的動物,身體的長軸則平行於地面。這意味著,所謂「轉向」大異其趣。四足行走的動物轉向時,身體長軸會往某一側蜷曲。而雙腿站立的動物,轉向時則是繞著筆直的身體軸心旋轉。至於海豚等在三維空間中暢行無阻的動物,上述的兩種轉向類型皆有可能發生。

當科學家著手研究海豚的單側化,就很謹慎區分這兩種轉向類型,卻遇上另一個問題:研究人員一直無法對何謂「向右」(或向左)旋轉達成共識。經過大量的討論,我們無意中發現人類在感知上的怪異之處:人類對於動物的旋轉方向各自表述,而這又取決於該動物的運動方向。

此話怎講?若要體會我的意思:請先站著「向右」旋轉,然後臉朝下趴在地面「向右」翻滾。如果你和大多數人一樣,在直立時,右肩會往後背的方向轉,而趴在地上時,右肩則往前胸的方向轉。也就是說,你做出的旋轉方向恰恰相反。改用順時針╱逆時針來描述旋轉的右╱左,結果也一樣。

●研究物種單側化 須對轉向有共識

在此之前,幾乎所有關於轉向或旋轉的單側化研究,都是針對單一旋轉方式的單一物種,例如人類轉向(直立的)或鯨豚躍出水面(水平的),因此從未出現如此爭議。然而這也意味著,過去已發表的研究其實對不同旋轉方式的動物使用了相異的編碼系統。針對人類和鳥類的研究,視其從右側朝前方的旋轉為「向左╱逆時針」,至於海豚和鯨魚的相關研究,卻視為「向右╱順時針」。要研究不同物種的轉向單側化現象,在轉向這個概念上需要一個新的編碼系統。

我們提出的新系統實際上是受到電磁學的「右手定則」(right-hand rule)啟發。根據右手定則,如果右手大拇指指向電流方向,其他四指的彎曲方向就是周圍的磁場方向。根據右手定則的概念,我們提出右手旋向(right-fingered spin, RiFS)和左手旋向(left-fingered spin, LeFS)編碼系統。在此系統中,大拇指沿著動物身體長軸指向牠的頭部,其他四指就是旋轉方向。這樣一來,無論動物的轉向類型或移動方向,我們都能快速且明確地編碼牠的旋轉行為。

●海豚是右撇子? 實驗推翻這論點

過去有一些論文主張海豚具向右的動作不對稱性,類似人類的右撇子,因此其動作具有左腦優勢。但較早期的編碼系統對「向右」的定義不一定相同,無法確定這樣的主張是否正確。為了進行測試,我們針對一組26隻海豚測試不同行為的不對稱性,透過區分不同類型的動作,並且採用明確的RiFS或LeFS編碼系統,結果有別於過去的主張:海豚沒有所謂的向右不對稱性。

人們通常認為,科學進展是理解一些前所未知的新事物。但另一種科學進展則是:意識到長久以來看待事情的方式有問題。也就是說,不同的觀點有助於我們看得更為透澈。正如科幻小說家艾西莫夫所言:「在科學中聽見最令人興奮、預示著新發現的一句話,不是『找到了!』(Eureka!)而是『這有點古怪…』(That’s funny…)。」

本文取自《科學人》雜誌2021年8月號,更多的內容歡迎閱讀《科學人》雜誌。相關訊息網址:sa.ylib.com