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一个研究小组发现,至少在小鼠身上,大脑在不同的睡眠阶段处理新记忆和旧记忆,这可能会防止两者混淆。科学家们早就知道,在睡眠期间,大脑会“重放”最近的经历:与经历相关的相同神经元以相同的顺序激活。这种机制有助于将经历固化为记忆,并为长期储存做好准备。为了研究睡眠中的大脑功能,研究小组利用了小鼠的一个怪癖:它们的眼睛在睡眠的某些阶段是部分睁开的。研究小组在每只小鼠睡觉时监测它的一只眼睛。在深度睡眠阶段,研究人员观察到瞳孔收缩,然后反复恢复到原来的更大的大小,每个周期持续大约一分钟。神经元记录显示,大多数大脑对经历的回放发生在动物瞳孔很小的时候。

布朗大学物理学家在一项新研究中观察到一种名为“分数激子”的新型量子粒子,既不属于玻色子,也不属于费米子,而是介于两者之间的粒子类型。这一发现或将极大拓展科学家对量子领域的认知。研究人员表示,这种新粒子不携带整数电荷,却遵循独特的量子统计规律。其最令人振奋之处在于解锁了一系列物质的新量子相,为科学研究开辟了新前沿,深化了基础物理的理解,并为量子计算带来了新可能。通常,基本粒子分为玻色子和费米子两类。玻色子能共享相同量子态,而费米子则遵循泡利不相容原理,即两个费米子不能占据同一量子状态。然而,实验中观察到的分数激子并不能完全归入这两类中的任何一类。它们虽具有预期的分数电荷,但行为却同时表现出玻色子和费米子的特征,类似两者的杂合体,介于两者之间的粒子类型——任意子,但又具有独特属性。

JAMA Pediatrics 发表的一项研究回顾了在加拿大、中国和印度等 10 个国家进行的 74 项关于氟化物暴露和儿童智商的研究,并将这些研究中的数据进行整合分析。分析指出,有 59 项研究显示,与低氟化物暴露组相比,高氟化物暴露组儿童的智商分数显著较低。有 31 项研究发现,暴露组和对照组之间存在剂量-反应关联。当水中氟化物剂量小于4mg/L和2mg/L,都能发现氟化物剂量越高,儿童智商越低。而当剂量小于1.5mg/L时,剂量-反应关联消失,但不能排除氟暴露本身的影响。还有 13 项个体水平的研究发现,儿童尿液中氟化物每增加 1 mg/L,智商分数下降 1.63 分。

眨眼,是一种自然的生理反应,能清除眼内杂质、保持湿润。科学家发现眨眼也具有某种认知功能,当我们在阅读中遇到不太熟悉的词汇时,通常会下意识眨眼。比利时根特大学的研究人员分析了“根特眼动追踪语料库”(Ghent Eye Tracking Corpus)中的数据,在这项研究中,15 名参与者在阅读阿加莎-克里斯蒂的小说时接受了四次监测,总共记录到 30367 次眨眼行为。研究团队发现,相较于不常见的词语,参与者在阅读常用词语时的眨眼频率更低。在看到不常见词汇时,参与者的眨眼频率提高,这表明认知努力会影响眨眼行为。眨眼行为可能提供了一种“认知休息”。

《科学》上的一项研究探讨了偶然性(运气)如何影响小鼠的个体结果,结果显示雄性小鼠年轻时的运气可能会使它们在成年后获得巨大优势。偶然性(运气)指的是机会在形成结果中的作用。它在生物科学和社会科学中都是一个关键因素,特别是在生命早期,关键事件可以使个人走上不同的轨迹。这在群居动物中尤为明显,群体内的互动放大了早期偶发事件的影响。这通常会在获得资源和成功方面造成自我强化的差距,类似于社会科学中讨论的“马太效应”,即那些早期取得成功的人往往会在未来取得更大的成功。研究人员也指出,运气对雌性小鼠没有同样的长期影响,因为雌性小鼠在实验中使用的大型室外围栏中面临的资源竞争较少。

根据发表在《Current Biology》上的研究,演化生物学家证明,蚂蚁能通过经验学习。在实验中研究团队反复让蚂蚁与另一个巢穴的竞争对手对峙,测试蚂蚁会记住它们的负面经历。当蚂蚁再次遭遇来自更好斗巢穴的蚂蚁,它们也会变得更富有攻击性。如果再次遇到对它们比较温和的蚂蚁,它们的攻击性会降低。蚂蚁利用气味来区分本巢穴的成员和其它巢穴的成员。每个蚁穴都有独特的气味。此前的研究发现,蚂蚁对距离最近的邻居会表现出攻击性。研究团队发现,蚂蚁会记住攻击者的气味。这是为什么它们面对熟悉巢穴的竞争对手时会更有攻击性。

根据英国和中国老龄化纵向研究,如今的老年人在身体和心理功能上都比同龄的前几代人要好。1950 年出生的 68 岁老人与 10 年前出生的 62 岁老人的能力相似,1940年出生的人的功能比 1930 年或 1920 年出生的人更好。研究人员认为教育、营养和卫生条件的改善可能起到了关键作用。医学上的进步——比如关节置换和对慢性疾病更好的治疗——也可能是促成因素。研究人员警告说,他们的观察是针对特定时期和单个国家的。同样的趋势可能在美国没有出现,或者在整个人口中没有出现。

根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,睡眠不足能减弱排除不愉快记忆的能力。大脑中存在保护机制,能够帮助人们不总是沉浸在创伤之中。记忆抑制的一种方式是抑制记忆的检索,从而将其从意识中清除。之前的研究发现,缺少睡眠者在抑制不愉快的记忆检索方面表现较差,但具体机制并不清楚。在这次的研究中,研究人员对 85 名健康成年人进行了研究。参与者被分为两组,其中一半在实验室中享受了充足的睡眠,另一半则整夜保持清醒。随后,所有参与者被要求进行一种名为TNT(Think/No-Think,思考/不思考)的记忆实验,以测试他们对负面记忆的抑制能力。实验过程中,研究者对他们进行了脑核磁共振成像扫描并测量心率,来探究记忆抑制的神经过程。实验结果表明,睡眠被剥夺的参与者抑制负面记忆的表现较差。而功能性神经影像学扫描结果揭示了这种记忆控制缺陷与支持记忆检索抑制的大脑区域之间的关系。

在《布莱恩的一生(Monty Python's Life of Brian)》中,反罗马组织的领袖 Reg 愤怒的质问:“罗马人究竟给我们带来了什么?”现场的围观者小心翼翼的回答:水渠、卫生...Reg 不得不修改他的问题:“除了卫生设施、医药、葡萄酒、公共秩序、灌溉、马路、淡水系统和公共卫生之外,罗马人还给我们带来了什么?”根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,还有铅中毒。罗马帝国时期的金属加工业造成的大规模铅污染导致了整个欧洲的居民认知能力出现了下降。铅被广泛用于水管和烹饪锅,被用于保存和增甜葡萄酒。研究人员利用北极钻取的冰芯分析了罗马时代大气中的铅污染水平。冰芯提供了从公元前 500 年到公元 600 年大气中铅含量的时间线。结果显示,罗马帝国崛起后,公元前 15 年左右铅污染水平开始急剧上升,高铅污染水平一直持续到罗马和平(Pax Romana)走向结束。研究人员估计,期间帝国向大气排放了逾 50 万吨的铅。他们随后利用大气模型研究了铅污染在欧洲的扩散,计算了铅在儿童体内的积累,以及铅中毒对他们 IQ 的影响。研究人员发现,罗马帝国鼎盛时期儿童血液中铅含量可能上升了每分升 2.4 微克,IQ 值因此下降 2.5 到 3 点。罗马帝国鼎盛时期人口逾 8000 万,意味着约四分之一世界人口可能遭受铅污染的影响。大气中的铅污染在罗马帝国后出现了下降,在中世纪盛期(High Middle Ages)后又开始上升,工业革命以及含铅汽油的广泛使用又导致了铅污染大幅提升。根据美国疾控中心在 2021 年的数据,随着含铅汽油被禁,1-5 岁儿童血液中的铅含量从 15.2 微克/分升下降到 2016 年的 0.83 微克/分升。

2021 年 50 名参与者在早餐期间吞下了一个拇指关节大小的胶囊。胶囊穿过胃、小肠和大肠,沿途收集pH值、温度和压力的数据。它会在 12 到 72 小时内从参与者的粪便中排出。研究人员很快观察到个体之间肠道环境和转运时间的显著差异。胶囊在一部分人的小肠中需要 2 个小时的旅行时间,而在另一部分人的小肠中需要 10 个小时。小肠中吸收了大部分营养物质,小肠中旅行时间的差异可能会影响吸收的营养物质的多少,以及有多少营养物质传递到肠道细菌开始发挥作用的大肠。他们的发现有助于解释为什么每个人都有独特的微生物群,也可能解释为什么不同的人对相同的食物有不同的反应。

物理学家首次能测量单个电子穿过固体的几何形状。研究报告发表在《Nature Physics》期刊上。微观层面的粒子相互作用需要用量子力学去描述。这项研究由康奈尔大学的 Mingu Kang 和首尔国立大学的 Sunjie Kim 领导。为了测量电子的量子几何,研究人员尝试测量名为量子几何张量(quantum geometric tensor 或 QGT)的属性。QGT 是编码量子态完整几何信息的物理量,类似二维全息图编码三维空间信息的方式。他们利用了角分辨光电子能谱学技术,测量对象是钴锡合金单晶。在获得 QGT 的测量结果之后他们能推断出金属中电子的其余量子几何形状。

爱思唯尔(Elsevier)旗下期刊《人类进化杂志》(Journal of Human Evolution,JHE)的编辑委员会近乎全员辞职。这是 2023 年以来第 20 起集体辞职。最新的事件与 AI 使用相关。出版方在未咨询或通知编辑的情况下,将 AI 投入到稿子的校对流程。然而 AI 加入后不仅没有减轻编辑的工作,反而使工作更加繁重。稿子在经过 AI 校对后,出现了一系列严重的错误,比如文章校样中所有专有名词都没有大写,属和种也没有用斜体突出显示。编辑们的辞职信中写道:“这些错误给该杂志带来了极大的麻烦。为了补救这些问题,我们足足花费了6个月时间。”尽管多次向出版商表达 A I校对的危害性,爱思唯尔的回应却是“编辑无需关注语言、语法、可读性、一致性或术语及格式的准确性”。

研究人员利用一种新型生物遥测技术跟踪了 71 只雌性普通夜蝠(Nyctalus noctule)春季穿越欧洲中部的年度迁徙过程。他们发现,这些蝙蝠在 46 天内飞行 1116 公里,其中一夜飞行距离可达 383 公里——比之前记录的距离长得多。许多蝙蝠喜欢在温暖的夜晚和即将到来的风暴前沿前往其育雏栖息地,它们会利用即将到来风暴锋面的暖风“滑行”以节省能量。

根据发表在《Science Advances》期刊上的一项研究,科学家发现巨型鲸鱼的寿命远超此前的估计。研究发现,南露脊鲸能活得 130 岁以上。南露脊鲸生活在人类活动相对较少的海洋区域,其种群数量稳定。相比之下北大西洋露脊鲸和北太平洋露脊鲸遭到大量捕猎,其种群数量相当少,已被列入极危和濒危物种,它们很少能活得 47 岁以上。最新发现支持了来自北极露脊鲸的证据,北极露脊鲸的寿命能达到 200 岁。科学家通过分析 1970 年代日本捕获的鲸鱼样本的耳塞去确定鲸鱼的年龄,发现一部分长须鲸和蓝鲸至少能活到 114 岁。

根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,如果人类不会说话他们的集体认知可能不如蚂蚁。集体认知被认为是群居的一大优势,但哪些因素促进了群体智慧?研究人员对比了蚂蚁或人类个体和群体处理一个相同几何谜题的方式,发现蚂蚁集体协作时其表现显著提升,但如果人类之间的交流方式受到限制,他们集体协作时的表现甚至会下降。研究人员认为,在缺乏讨论和辩论能力的情况下,个人会试图迅速达成共识,而不是对问题进行全面评估。他们认为,这种“群体思维”会导致人们做出徒劳的“贪婪”努力。

根据发表在《eLife》上的一项研究,小鼠实验显示间歇性禁食结合 Wnt3a 绷带有助于逆转年龄相关的颅骨损伤。骨修复的关键是一种叫做骨祖细胞的细胞,它能产生新的骨组织。随着年龄的增长,这些细胞的数量和功能都会下降,限制了骨骼再生的能力,颅骨特别容易受到与年龄有关的愈合问题的影响。间歇性禁食已被证明可以改善成年动物的骨密度。研究团队尝试将 Wnt3a 绷带治疗与间歇性禁食相结合,用于患有颅骨骨缺损的老年小鼠。结果显示,老年小鼠的骨修复水平与年轻小鼠相当。进一步的分析表明,间歇性禁食,特别是通过提高线粒体活性和减少与年龄相关的细胞压力,使骨祖细胞恢复活力。

对香烟危害的最新评估认为,香烟对寿命的危害度比以前认为的更为严重,仅仅抽一支烟平均会缩短 20 分钟寿命,一包 20 支烟会缩短近 7 小时寿命。根据伦敦大学学院的分析,如果每天抽 10 支烟的吸烟者从 1 月 1 日起戒烟,那么到 1 月 8 日他们能避免损失一整天的生命。如果他们戒烟到 2 月 5 日,预期寿命能延长一周;如果戒烟到 8 月 5 日,预期寿命能延长一个月。如果戒烟一直持续到年底,他们能避免损失 50 天的生命。伦敦大学学院的 Sarah Jackson 博士说,不戒烟的吸烟者平均会损失大约十年的寿命,有些人可能会认为他们不介意失去几年寿命,因为老年时期往往会有慢性病或伤残,但吸烟并不会缩短生命末期的不健康时间。吸烟会侵蚀相对健康的中年时期,使疾病提前。

反式脂肪酸(TFA)是导致心血管疾病的主要原因。这些有害脂肪会沿着动脉壁堆积,限制血液流动,增加心脏病发作的风险。根据 WHO 的数据,全球每年有超过 27.8 万人死于 tfa,它建议 tfa 的摄入量应限制在每日能量摄入的 1% 以下。tfa 的常见来源包括油炸食品和加工食品,如人造黄油、酥油、饼干、蛋糕等,但它们也可以在日常烹饪中形成。根据发表在《国际食品研究》上的一项新研究,在高温下烹饪富含硫的蔬菜,如洋葱和大蒜,可以释放 tfa。天然含硫化合物在烹调过程中促进植物油中不饱和脂肪酸的热诱导反式异构化,特别是当烹饪温度高于 140°C 时。抗氧化剂的加入可以抑制异硫氰酸酯诱导的反式异构化。

汞因其高毒性和生物富集能力而被 WHO 列入重大公共卫生关切的十大化学品类之一,人为活动如金属冶炼和化石燃料燃烧,以及自然活动如火山喷发,是汞的主要来源。这些活动释放的汞主要以气态形式存在,因此可以长距离传播,最终通过干沉降和湿沉降过程,污染全球陆地和海洋生态系统。清华大学环境学院的研究人员构建了一个涵盖冰、泥炭、湖泊和海洋沉积物的全球自然沉积物汞累积数据库。结果表明,1700-2012 年间这四种沉积物中的汞通量增加了五至九倍。在发展中地区,如东亚和非洲,湖泊沉积物中的汞累积通量呈上升趋势,这主要是由于煤炭使用、小规模手工冶金活动和工业发展的综合影响。而在发达地区,例如欧洲,自 1950 年以来,湖泊和泥炭沉积物中的汞通量显著下降,这证明了当地环境政策的有效性。相比之下,同为发达地区的北美,其湖泊和泥炭中的汞累积通量并没有显著下降,这一差异可能是因为北美仍消耗了较多的煤炭。

根据发表在《Remote Sensing in Ecology and Conservation》上的一项研究,猎豹的吼叫声音是独一无二的,能被用于识别身份。研究人员能根据吼叫声识别它们,正确率能达到 93.1%。猎豹的吼叫是一种重复的低频敲击(strokes)模式,至少一公里外能听到,被用于吸引配偶和防御领土。研究团队在坦桑尼亚尼的一个国家公园内展开研究,在路边的树上安装了 50 对摄像机及麦克风。他们使用了一个建模系统分析了吼叫的模式,发现可以用于识别个体。