科学

AI神经网络对过冷水结构描述符进行排名，识别出最佳描述符 作者：玛丽 翻译：婷 过冷水（冰点以下的液态水）是物理学中研究最多但了解最少的物质之一。在低温下，人们认为水以两种不同的液体形态存在：具有开放四面体结构的低密度液体（LDL）和排列更紧凑的高密度液体（HDL）。数十年来，最能区分这两种形态的结构特征一直是争论的焦点。 大阪大学基础工学研究科的Kang Kim和Nobuyuki Matubayasi领导的研究团队使用全连接神经网络解决了这一争论，不是通过模拟水本身，而是通过询问AI哪些结构描述符最能区分水的两个液相。研究结果于7月6日发表在《Communications Chemistry》上，对16个候选描述符进行了排名，并确定了明确的优胜者。 过冷水的挑战 水在不存在触发冰核形成的杂质的情况下，可以在远低于冰点的温度下保持液态，在大气压下大约可低至230 K。在这种过冷状态下，水的性质会发生剧烈变化：密度、热容和压缩性都表现出异常行为。主流假设认为，这些异常反映了过冷水区域深处存在液-液临界点（LLCP），在该临界点以下，LDL和HDL这两个不同的液相共存。 然而，通过实验进入这一区域极其困难。在大约230 K以下，水结晶太快，无法进行有意义的测量。使用精确水模型（该团队使用了GROMACS中的TIP4P/2005）进行的分子动力学模拟为这一难以进入的区域提供了窗口，但LDL和HDL之间的结构差异非常微妙，难以通过简单的模拟快照视觉分析来区分。 神经网络方法 该团队训练了一个在TensorFlow中实现的全连接神经网络，每次使用16个结构描述符中的一个作为输入，按温度对水的构型进行分类。其逻辑是：能够使网络准确分类温度的描述符，就是能够捕捉区分HDL和LDL的结构变化的描述符。 网络架构设计得非常简单：一个包含1,000个节点的输入层（每个水分子一个节点，每个节点接收该分子的描述符值）、一个具有LeakyReLU激活函数的1,000节点单隐藏层，以及用于二元温度分类的Sigmoid输出。对于每个描述符，网络在200 K到300 K之间的15个温度对上进行了训练，涵盖了等容系综和等压系综，性能通过AUC（ROC曲线下面积）进行衡量。 还在相同数据上进行了逻辑回归，以区分线性和非线性判别能力。LIME（局部可解释模型无关解释）被应用于前四个描述符，以验证网络学习了物理上有意义的关系。 排名 16个描述符分为四个性能层级： | 层级 | AUC范围 | 描述符 | |——|———|——–| | 优秀（≥0.9） | 0.957–0.998 | LSI（局域结构指数）、ζ（泽塔）、NTCₕᵦ（氢键网络可通信性）、Nₕᵦ（氢键数） | | 良好（0.75–0.9） |, | 四面体有序度（qₜₑₜ、qₙ）、V₄₋₅（能量差）、配位数、V₄、Q₄ | | 中等（0.65–0.75） |, | Ψ、d₅、Voronoi体积、V₅ | | 差（<0.65） |, | NTC（基于距离的可通信性）、Q₆ | 表现最好的描述符LSI达到了近乎完美的AUC值0.998，这意味着它单独就包含了区分HDL和LDL所需的几乎全部结构信息。LSI测量水分子第一配位壳层和第二配位壳层之间的间隙。其强劲对手ζ（AUC […]

CRISPR筛选揭示非整倍体染色体上的90个乳腺癌驱动基因，其中大部分此前未知 几十年来，癌症遗传学家已经知道非整倍体,,整个染色体臂的获得或丢失,,在癌症中几乎普遍存在。但是，这些臂上的特定基因究竟是驱动疾病，还是仅仅随行，一直是一个基本未解的问题。 由多伦多Lunenfeld-Tanenbaum研究所的Khalid Al-Zahrani和Daniel Schramek领导的一个团队现在给出了答案。使用一种定制设计的双向CRISPR筛选方法，可以同时激活和沉默基因，他们调查了基底样乳腺癌（BLBC）,,最具侵袭性和最难治疗的乳腺癌亚型,,中最常获得和丢失的十条染色体臂上的全部3,752个基因。7月8日发表在《自然》杂志上的结果确定了90个驱动基因，其中77至81个此前从未被描述为癌症驱动基因。 与生物学相匹配的筛选方法 染色体臂的非整倍性与单基因突变有着根本的不同。当一条臂获得时，其上的每个基因都过表达；当它丢失时，每个基因都表达不足。这意味着功能获得（癌基因）和功能丧失（肿瘤抑制因子）事件可以在同一条臂上同时发生，而只能敲除基因的传统CRISPR筛选则错过了半边天。 CRISPR-KOALA（CRISPR敲除和激活关联分析）通过将两种慢病毒构建体递送到同一细胞中解决了这一问题：一种是通过Cas9切割敲除基因的sgRNA，另一种是通过dCas9-VPR激活基因的dgRNA。筛选在免疫活性Pten⁻/⁻;Trp53⁻/⁻和Rb1⁻/⁻;Trp53⁻/⁻小鼠模型的乳腺上皮中进行，这两种模型都是已建立的基底样乳腺癌模型。 筛选确定了34个肿瘤抑制因子和56个癌基因。90个基因中只有4个与OncoKB数据库中已知的癌症基因重叠。新发现的驱动基因激活了不同的信号通路，包括MAPK、HIPPO和WNT，反映了BLBC的分子异质性。 PLGRKT：从被忽视的基因到强效癌基因 最引人注目的发现之一是PLGRKT（C端赖氨酸纤溶酶原受体），位于染色体9p上,,这是BLBC中频繁获得的区域。仅Plgrkt的激活就足以在多种小鼠模型中驱动肿瘤形成，包括乳腺和皮肤组织。 从机制上讲，研究团队发现PLGRKT在癌症中的作用与其在纤溶酶原激活中的已知功能无关。相反，该蛋白定位于线粒体内膜（通过STED超分辨率显微镜与TIMM23的共定位确认）。PLGRKT的过表达重新编程线粒体，使其具有高度的应激抵抗能力：增强解毒活性氧的能力，在缺氧条件下提高存活率，以及允许无氧能量产生的代谢转换。 这一发现具有特殊的临床相关性，因为9p是BLBC中最常获得的区域之一，而PLGRKT紧邻免疫检查点基因PD-L1。 非整倍体的重要性 基底样乳腺癌约占所有乳腺癌的15%–20%，但占死亡人数中不成比例的份额。它是三阴性（缺乏ER、PR和HER2表达），对靶向治疗无反应，晚期五年生存率低于30%。大多数药物开发都集中在大约600个已知癌症基因上,,这里确定的90个基因几乎全部不在该列表中，为治疗靶向开辟了一个重要的新领域。 这一发现也有助于解决癌症遗传学中长期存在的谜团：为什么染色体臂的非整倍体在肿瘤中如此一致地被选择。研究表明，答案是每条臂都携带多个驱动基因，它们协同促进癌症。十个最常复发的BLBC臂共同携带数十个经过功能验证的驱动因子，而不仅仅是过客基因。 局限性 所有结果均来自小鼠模型，需要在人类肿瘤中进行验证。其中几个驱动因子在常规体外筛选中无法检测到，表明它们的作用依赖于肿瘤微环境或三维组织环境。临床转化,,这些新的驱动因子是否代表可药物靶点,,将需要进一步研究。 来源： 1. Al-Zahrani, K.N., Langille, E.R., Nurtanto, J. et al. “Aneuploidy selects for the acquisition of driver genes in breast cancer.” Nature（2026）. DOI: 10.1038/s41586-026-10752-9 2. Nature Research Briefing. “CRISPR-KOALA reveals 81 new breast cancer driver genes.” d41586-026-02014-5 […]

脑膜炎疫苗在严格随机试验中未能预防淋病 一个经过充分论证的希望已经破灭。观察性研究曾提示B群脑膜炎球菌疫苗4CMenB（Bexsero）可提供30%至40%的淋病保护效果，但在首个专门为检验这一假设而设计的大规模随机对照试验中，该疫苗显示出的有效性为零。 研究结果于7月9日发表在《新英格兰医学杂志》上，由格里菲斯大学的Kate Seib教授和悉尼新南威尔士大学柯比研究所的Andrew Grulich教授领导，结果明确无误：疫苗没有效果。 试验发现 GoGoVax试验在澳大利亚三个州（新南威尔士州、维多利亚州、昆士兰州）的七家性健康诊所招募了620名参与者，包括顺性别男性、跨性别男性、跨性别女性和与男性发生性关系的非二元性别个体。所有参与者在过去18个月内均有淋病或梅毒病史，且处于持续高风险状态。符合方案分析包括了587名参与者：296人接受了两剂4CMenB（间隔三个月），291人接受了生理盐水安慰剂。 在24个月的随访期间，每三个月进行一次性传播感染检测，结果显而易见： 疫苗组： 160名参与者至少发生一次淋病感染，发病率为每100人年48.1例 安慰剂组： 155名参与者，发病率为每100人年47.9例 发病率比： 1.01（95% CI 0.80–1.26） 疫苗有效性： −0.5%（95% CI −26.16% 至 19.93%） 两组的年发病率均约为48%。疫苗完全没有效果。 观察性研究为何可能产生误导 脑膜炎疫苗可能对淋病有效的希望并非毫无根据。脑膜炎奈瑟菌和淋病奈瑟菌是近缘的细菌，两者均为革兰氏阴性双球菌，基因组同一性高达80%至90%，其外膜蛋白也大量重叠。4CMenB疫苗包含三种重组蛋白抗原以及来自新西兰暴发菌株的外膜囊泡，旨在引发抗脑膜炎球菌的抗体。 自2017年起，一系列观察性研究讲述了一个令人信服的故事。Petousis-Harris等人在《柳叶刀》上报告称，新西兰的MeNZB疫苗将淋病风险降低了31%。随后在美国、南澳大利亚州进行的研究以及2024年的一项荟萃分析发现，有效性为32%至47%。证据足够一致，以至于英国疫苗接种与免疫联合委员会（JCVI）于2023年11月建议英格兰国家医疗服务体系向高风险男同性恋和双性恋男性提供4CMenB疫苗，西班牙加利西亚省于2025年6月跟进。 但观察性数据无法完全排除混杂因素。寻求脑膜炎疫苗的人与不寻求疫苗的人在医疗参与度、风险意识、检测频率或性行为方面可能存在系统性差异，这些差异可能被误认为是疫苗效果。 错配的生物学原理 Seib及其同事提出了几种解释，说明疫苗为何可能在这一特定人群中无效。 首先，该试验招募了极高风险的男性，其中90%曾感染过淋病。先前的淋病感染会产生针对细菌蛋白Rmp（还原修饰蛋白）的抗体，这些抗体可能阻断其他疫苗诱导抗体的结合。预先存在的Rmp阻断抗体可能中和了疫苗在低风险、暴露较少人群中可能提供的任何交叉保护效果。 其次，4CMenB主要通过阻止脑膜炎奈瑟菌进入血液来预防脑膜炎球菌病，但它并不能消除咽部携带。淋病是一种纯粹的黏膜感染，而旨在产生全身性杀菌抗体的疫苗在机制上可能不适合从未进入血液的病原体。 先前两项规模较小的随机试验也未发现统计学上显著的效果。法国的DOXYVAC试验（Molina等人，2024年，《柳叶刀·传染病》）在一项开放标签、提前终止的研究中发现了22%的非显著性降低。澳大利亚的MenGO试验（N=130）报告的发病率比为0.78（95% CI 0.40–1.51）。GoGoVax的无效结果（587名可评估参与者）使随机化证据决定性地趋于一致。 这意味着什么 对公共卫生的影响是重大的。淋病是全球第二大最常见的细菌性传播感染，每年估计有8200万新发病例。淋病奈瑟菌已对所有针对它使用的一线抗生素产生耐药性，日益严重的抗菌素耐药性使得有效的疫苗变得极为迫切。 GoGoVax试验终结了一个有前景的观察性研究线索。目前有若干试验正在进行中，包括南非的BIYELA试验（1100名顺性别女性，预计2027年1月完成）以及一项覆盖美国、马拉维和泰国的大型NIAID试验（2200名男性和女性，预计2026年10月完成）。任何现有的脑膜炎球菌疫苗制剂能否在暴露较少的人群中预防淋病，或者淋病特异性疫苗是否是唯一可行的途径，仍然是一个悬而未决的问题。 来源： 1. Seib, K. & Grulich, A. 等。「Efficacy of 4CMenB Vaccine to Prevent Gonorrhea in Gay and Bisexual […]

施普林格·自然恢复马克斯·普朗克被神秘撤稿的论文，称系「人为错误」 十多年前，量子理论创始人、1918年诺贝尔物理学奖得主马克斯·普朗克在1940年代发表的两篇论文被施普林格·自然悄悄从科学记录中删除，如今该出版社已改变立场。7月6日，这两篇论文被恢复，并附有新通知，将最初的撤稿归因于「人为错误」。 这一逆转为一场争议画上了戏剧性的句号。这场争议始于今年5月，当时历史学家伊夫·金格拉斯和马赫迪·凯尔法维在浏览Retraction Watch的诺贝尔奖得主被撤稿论文名单时发现了这些撤稿。他们的调查于5月以arXiv预印本形式发布，认为这些撤稿构成了「对科学记录的扭曲」,,是将现代版权和重复发表标准应用于一个跨期刊、跨语言、跨格式再版在当时是正常且合法的时代的作品的结果。 6月29日，1ban.news在此事展开时报道了这一原始故事：某期刊追溯性撤稿了马克斯·普朗克1940年代的两篇论文,,并非因欺诈，而是因重复发表。 如今，结局已经改变。 逆转 这两篇论文,,「Naturwissenschaft und reale Außenwelt」（1940年）和「Sinn und Grenzen der exakten Wissenschaft」（1942年），均发表在Naturwissenschaften（现为The Science of Nature）上,,于2011年12月23日因涉嫌「版权侵犯」而被撤稿。施普林格·自然将这些文章替换为空白页面和空PDF文件，这些撤稿十多年来基本未被注意。 2026年7月6日，两篇论文均被恢复。每篇现在都带有一个分层通知： > *「2011年12月23日 本文因版权侵犯已被撤销。 > 2026年7月6日 本文已被恢复。该文于2011年因人为错误被撤稿。」* 这些论文现已在SpringerLink上完全可访问，PDF文件功能正常。 施普林格·自然的研究诚信主管蒂姆·克谢斯告诉Gizmodo等媒体，这次撤稿是「人为错误」，没有软件或自动化系统参与其中。他补充说，记录有限，因为「相关人员大多已离开公司」。 历史学家仍持怀疑态度 共同发现这些撤稿的金格拉斯对这一逆转表示满意，但对「人为错误」的解释表示怀疑。他指出，最初的撤稿是机械应用的,,两篇论文的撤稿通知完全相同，表明使用了模板,,很难相信2011年有人手动浏览了数十年的存档期刊，并决定以版权为由撤稿两篇普朗克的论文。 「谁能相信2011年施普林格的某个人手动浏览了数十年的存档期刊，恰好发现了两篇普朗克的短文涉嫌存在版权问题？」金格拉斯告诉Science杂志。 他仍然怀疑某种形式的自动筛查,,可能是版权或重复检测算法,,标记了这些论文，然后由人类做出最终决定。金格拉斯和凯尔法维认为，这一区别很重要，因为它指向一个更广泛的问题：当商业出版商控制科学的数字基础设施时，由理解不足的自动化系统做出的决定可能会抹去历史。 多层次的故事 此事的共鸣远远超出了两篇旧物理学论文的狭隘问题。它引发了关于追溯性判断的不安问题,,是否应将版权、自我剽窃和出版伦理的当代标准应用于1940年代的作品，当时的学术出版文化根本不同。它还凸显了历史科学记录在商业出版商手中的脆弱性：在论文被撤稿的那些年里，它们可以通过非营利性的互联网档案馆自由访问，而施普林格·自然自己的平台却显示空白页面。 两篇恢复的论文均为开放获取。1940年的论文中，普朗克讨论了自然科学与「真实外部世界」的关系，自恢复以来已被浏览超过1,500次。1942年的论文基于一场柏林讲座，探讨精确科学的意义与局限，已被访问超过2,000次。 来源： 1. Brainard, J. & Kean, S. 「Springer Nature restores Max Planck’s mysteriously retracted papers.」 Science, 2026年7月8日. https://www.science.org/content/article/springer-nature-restores-max-planck-s-mysteriously-retracted-papers 2. Retraction […]

口服GLP-1竞赛迎来了新的领跑者。礼来公司的orforglipron（一种每日一次、非肽类小分子GLP-1受体激动剂）在头对头III期试验中击败了口服semaglutide，在血糖和体重两方面均实现了显著更大的降幅。 ACHIEVE-3试验（NCT06045221）发表在《柳叶刀》上，并在一次重要的糖尿病会议上公布。该试验在六个国家随机分配了1,698名二甲双胍控制不足的2型糖尿病成人患者。参与者接受了两种剂量之一的orforglipron（12 mg或36 mg）或两种剂量之一的口服semaglutide（7 mg或14 mg），为期52周。 结果明确无误。在最高剂量下，36 mg orforglipron组的HbA1c降低了2.2%（14 mg semaglutide组为1.4%），体重降低了9.2%（semaglutide组为5.3%），相对减重效果高出73.6%。 Orforglipron为何与众不同 Orforglipron代表了与现有GLP-1药物的根本性区别。Semaglutide（Ozempic、Wegovy）和tirzepatide（Mounjaro、Zepbound）是肽类药物（需要复杂合成、冷藏保存和空腹状态下小心给药的大分子）。Orforglipron是一种合成化学化合物，小到足以直接通过肠壁吸收，可实现每日一次口服给药，无需食物或水限制，也无需冷藏。 这一差异在数据中得到了体现。52周时，36 mg orforglipron组85.4%的患者HbA1c低于7.0%，而14 mg semaglutide组为66.1%。对于更严格的HbA1c ≤ 6.5%（基本正常的血糖水平）目标，优势进一步扩大：76.8%对50.9%。 耐受性的权衡 更高的疗效伴随着更高的副作用负担。胃肠道不良事件（恶心、呕吐、腹泻、便秘）发生在约59%的orforglipron受试者中，而semaglutide组为37-45%。因不良事件而停药的比例，orforglipron组为8.7-9.7%，约为semaglutide组（4.5-4.9%）的两倍。 较高的胃肠道发生率归因于该药的药代动力学特征：orforglipron比作用时间更长的semaglutide产生更显著的每日峰值浓度。还注意到脉搏率增加，但心动过速事件没有增加。未检测到肝脏安全性信号。 数字意味着什么 绝对值的比较值得明确说明。36 mg orforglipron组患者平均减重8.9公斤（19.6磅），即基线体重的9.2%。14 mg semaglutide组患者减重5.0公斤（11.0磅），即5.3%。3.9公斤（8.6磅）的差异代表了具有临床意义的优势，尤其是对于2型糖尿病患者而言，每减轻一公斤体重都能改善血糖控制、心血管风险和生活质量。 在血糖控制方面，HbA1c降幅0.8个百分点的优势（2.2%对1.4%）足以使许多患者降至糖尿病的诊断阈值以下。 更大的图景 Orforglipron最初由中外制药发现，并于2018年授权给礼来公司。ACHIEVE-3试验是首个两种口服GLP-1激动剂头对头比较的III期试验。ATTAIN计划中的独立试验正在评估orforglipron在非糖尿病肥胖患者中的效果。 该药物的制造简便性（通过标准化学合成而非复杂肽生产制造的小分子）对供应和成本具有重要影响，而肽类GLP-1药物在这些方面一直面临困境。如果获批，orforglipron有望缓解自2023年以来一直困扰GLP-1市场的长期短缺问题。 肥胖适应症向FDA提交申请预计在2026年第二季度；2型糖尿病适应症申请计划在2026年晚些时候提交。 婷 翻译 来源 1. ScienceDaily, “New weight loss pill beats oral Ozempic in major trial” (8 July 2026). https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260707054111.htm 2. Rosenstock, […]

人眼可以在昏暗的房间里看清东西，片刻之后又能直视明亮的天空—-超过160分贝的光检测范围。传统相机和机器视觉系统需要复杂的电路、算法和电力，才能接近这一范围的一小部分。中国电子科技大学（UESTC）和宾夕法尼亚州立大学的一个团队现在构建了一种器件，仅使用二氧化钛和导电聚合物的复合材料就能 intrinsically 实现这一功能。 该器件是一个两端光忆阻器—-一种带有存储功能的光敏电阻—-由锐钛矿相TiO₂薄膜和导电聚合物PEDOT:PSS制成，夹在透明电极和金属电极之间。它仅有0.5毫米大小，通过单一的物理机制—-水—-模仿视网膜适应不同光线水平的能力。 工作原理 当光线照射到TiO₂层时，会产生通过PEDOT:PSS的光电流。在明亮光照下，光热效应加热器件（在320 mW/cm²下从约24.2摄氏度升至32.7摄氏度），导致吸附在聚合物表面的水分子解吸。这减少了携带电荷的H₃O⁺离子浓度，降低了电导率并抑制了光响应。在昏暗光线下，水重新吸附，电导率增加，光响应被放大。 其结果是材料级别的内在适应，无需辅助电路或实时算法。该器件的光敏度评分从正常光照下的+2,527%下降到极端亮度下的-33.7%—-有效模仿了保护人视网膜的瞳孔收缩和视紫红质漂白。 适应时间比人眼更短。 展示的性能 研究人员构建了一个4×4光忆阻器阵列，并将其连接到具有尖峰时序依赖可塑性的人工神经网络。该系统在动态变化的混合光照条件下—-眩光、昏暗阴影、交替亮度—-无需任何针对照明的算法补偿，实现了91.3%的图像识别准确率。 这与传统机器视觉系统相比具有优势，后者在光照变化下性能显著下降，需要单独的传感器校准、HDR处理和计算白平衡校正—-所有这些都消耗额外的电力和硬件。 仿生学优势 人类视网膜通过光色素漂白和再生—-一个持续的化学消耗和更新循环，时刻设定敏感度水平—-实现其非凡的动态范围。TiO₂/PEDOT:PSS光忆阻器通过水的吸附和解吸（一种在材料层面运作的可逆物理过程）实现相同的效果。 “Full vision adaptation in mixed-light conditions enabled by dynamic water adsorption/desorption”，该论文以此为标题，发表在《自然·通讯》上（DOI: 10.1038/s41467-026-73217-7）。该器件还展示了在10毫秒间隔下高达3.18的对脉冲易化（PPF）指数—-突触可塑性的一个标志。 下一步计划 UESTC的主要作者Jia Zhu表示，团队计划优化材料配方和制造工艺，集成带有信号读出模块和自适应控制单元的完整封装阵列，并最终构建功能性仿生人工眼原型。研究人员认为，相同的动态调控策略可以扩展到其他氧化物-聚合物复合忆阻器系统，可能为高性能光适应神经形态器件建立通用设计原则。 潜在应用包括自动驾驶（在昏暗条件下识别行人的同时抵抗车灯眩光）、人形机器人、室外监控、航空侦察以及电力和硬件体积受限的便携视觉系统。 婷 翻译 来源 1. Physics World， “Machine vision begins to work like the human eye”（2026年7月8日）。https://physicsworld.com/a/machine-vision-begins-to-work-like-the-human-eye/ 2. Zhu, J. 等， “Full vision adaptation in mixed-light conditions […]

组胺最为人所知的是它在过敏季节让人流泪流涕的化学物质。但牛津大学的一项新研究表明，它在人类记忆中扮演着一个出人意料且至关重要的角色，而一种提高脑内组胺水平的药物可以改善我们的记忆力。 该药物是pitolisant（商品名Wakix），一种已获批用于治疗嗜睡症的H₃受体反向激动剂。它通过解除大脑中组胺释放的天然刹车机制而发挥作用。在一项针对60名健康志愿者的随机、双盲、安慰剂对照试验中，单次服用pitolisant使记忆准确性提高了约11%。 “我们认为它正在改变所谓的新奇相关唤醒，”牛津大学精神病学系的研究主要作者迈克尔·科尔韦尔说。”也就是，当我们在环境中看到新事物时，我们会感到多么警觉。” 组胺-记忆通路 产生组胺的神经元聚集在大脑底部一个微小的区域，称为结节乳头核。从那里，它们的纤维直接投射到海马体（大脑的主要记忆中枢）。牛津团队使用功能性磁共振成像显示，pitolisant增强了结节乳头核与海马体之间的连接性，而一个机器学习分类器仅基于这种连接模式就能以88.5%的准确率区分pitolisant处理的大脑和安慰剂处理的大脑。 “它们密集地分布在与学习和记忆相关的大脑区域周围，”科尔韦尔谈到组胺受体时说。 该药物影响了多个记忆系统。情景记忆提取改善了约11%。高认知负荷下的工作记忆显示出适应性策略转变，大脑更有效地分配神经资源。来自负面结果的强化学习变得更加稳定。并且在学习后的休息期间，颞叶-海马体连接性得到加强，这与增强的离线记忆巩固一致。 抗组胺药的关联 这一发现对数百万服用抗组胺药的人有直接影响。较老的第一代抗组胺药（如苯海拉明，Benadryl）会穿越血脑屏障并阻断组胺的作用，这可能解释了长期与这些药物相关的”脑雾”和记忆障碍。 “很多那些老药进入了大脑。它们会让人更难以记住事情，这在长期服用那些抗组胺药的人身上经常可以看到，”科尔韦尔说。 现代第二代抗组胺药（西替利嗪、氯雷他定、非索非那定）被设计为不进入大脑，因此它们不应损害记忆力，这一设计改进得到了研究结果的验证。 注意事项与背景 这项发表在《自然·通讯》上的研究（DOI: 10.1038/s41467-026-73865-9）是首次在人体中因果证明组胺在学习和记忆中的作用，将数十年的动物研究转化到人类身上。该研究由牛津大学的科尔韦尔、凯瑟琳·哈默和苏珊娜·墨菲领导，与爱丁堡大学的合作者共同完成。 作者提醒，pitolisant并非面向健康人群的”聪明药”。它会扰乱睡眠，损害长期记忆，且其在健康志愿者中的作用被描述为使认知功能正常化而非强化。海因里希·海涅大学的霍尔格·斯塔克在评论这项研究时指出：”一个反复出现的发现是，pitolisant可以帮助恢复受损的认知功能，并在注意力因疾病受损时改善注意力。然而，在大多数情况下，其效果是使受损功能正常化，而非将认知能力提升到正常水平以上。” 这项研究提出了一个问题：是否可以开发针对组胺系统的其他药物来治疗记忆障碍，且不产生睡眠副作用？目前，最核心的发现是明确的：长期以来被仅仅视为过敏介质的组胺，在大脑学习和记忆的方式中扮演着关键角色。 婷 翻译 来源 1. New Scientist, “The allergy culprit histamine also boosts our memory” (8 July 2026). https://www.newscientist.com/article/2533166-the-allergy-culprit-histamine-also-boosts-our-memory/ 2. Colwell, M.J. et al., “Histamine shapes the neurocomputational dynamics of human learning”, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-73865-9

当你从了解国际象棋规则进阶到大师级水平时，你的大脑内部发生了什么？这个问题远远超越了64个方格，触及了专长本身的基础神经科学。 由KU Leuven的Andrea I. Costantino和Hans Op de Beeck领导的研究团队，对这一转变进行了罕见的直接观察。他们扫描了40名成年人的大脑，，20名专家棋手（平均Elo等级分2036）和20名新手，，使用3T功能磁共振成像（fMRI），参与者执行了一项包含40个国际象棋局面（20个将死、20个非将死）的1-back任务。通过结合多变量模式分析、表征相似性分析（RSA）和维度估计，他们识别出表征专家大脑的三个独特原理。 这项发表于2026年6月26日《自然·通讯》的研究表明，专长不仅仅是知道得更多，，它是大脑信息编码方式的根本重组。 从视觉特征到关系内容 第一个原理是大脑所表征信息的转变。新手在观看棋局时，主要编码视觉表面特征，，棋子的形状、它们在棋盘上的位置、深浅格子的图案。相比之下，专家编码的是高层次的关系信息：哪些棋子正在攻击哪些棋子、存在哪些战术主题、该局面如何与已知模式相联系。 这不仅仅是”看得更多”的问题。神经表征本身发生了变化。主导新手大脑的视觉特征成为专家的背景噪音，专家的神经活动优先编码局面的抽象结构。 压缩而不粗糙 第二个原理是结构性优化。专家的表征维度更低、更紧凑、组织更好、更高效，同时仍保留了精确评估所需的精度。 作者将其描述为”以少胜多”。大脑通过选择性修剪冗余信息同时保留决策关键细节来实现这一点。利用参与比估计，，一种基于流形的神经群体活动占用维度度量，，研究人员发现22个皮层感兴趣区域中有14个的维度降低。尽管进行了压缩，精确评估所需的信息仍得以保留：解码和线性可分性分析表明，紧凑的编码仍携带了准确判断棋局所需的精细区分。 这对专长仅仅意味着将更多神经资源用于任务的直观概念提出了挑战。专家大脑并不一定激活更多神经元或更多区域。它更高效地组织现有资源，创建捕捉问题领域本质关系结构的低维编码。 向前额顶叶网络的迁移 第三个原理是解剖学层面的。在新手中，表征负荷由感觉特异性皮层承担，，处理棋盘外观的视觉区域。而在专家中，这一负荷转移到了领域通用的大脑前额顶叶网络，，涉及跨多个领域的高级推理、规划和认知控制的相同区域。 这与专长研究中浮现的更广阔图景一致：大脑并非发展出专门的”国际象棋区域”，而是招募通用认知机制并根据该领域的特定需求进行调整。前额顶叶网络已经在工作记忆、注意力和抽象推理中发挥作用，被证明是专长构建的基质。 作者写道：”专家大脑以少胜多，将更丰富的知识浓缩到更少、组织更好的表征中，支撑着大师级水平的快速、灵活决策。” 为何重要 这些发现超越了国际象棋。如果同样的原理适用于音乐、外科手术、编程、体育等领域，它们暗示了一种普遍的专长神经语法：内容从表面转向结构、编码在保持精度的同时进行压缩、处理从感觉区域迁移到通用网络。 这对培训和教育的意义深远。如果专长在于重构表征而非简单积累事实，那么有效的培训应侧重于帮助学习者建立正确的表征结构，而不仅仅是让他们接触更多例子。 Costantino在论文发表后在Bluesky上分享了该研究，引起了对比利时鲁汶大学大脑与认知系这项工作的关注。合著者包括Artem Platonov、Felipe Fontana Vieira、Emily Van Hove、Merim Bilalić（诺森比亚大学）和Hans Op de Beeck。该研究得到了弗兰德研究基金会和弗兰德政府的支持。 婷 翻译 来源 1. Costantino, A.I., Platonov, A., Fontana Vieira, F. et al.,”Low-dimensional and optimized representations of high-level information in the expert […]

卡路里计数有效，但很难坚持。持续追踪、称量份量、心算 — 对许多人来说，警惕的负担正是导致节食失败的原因。澳大利亚阿德莱德大学的一项新研究表明，可能存在一条更简单的路径来达到相同的结果。 这项发表在《临床营养学》（Clinical Nutrition）上的研究比较了三种方法，研究对象为209名肥胖成人（平均年龄58岁，平均BMI 34.8，57%为女性）：间歇性禁食加早期限时饮食（iTRE）、标准卡路里限制（CR）和标准护理（SC）。参与者按2:2:1的比例随机分组，接受了六个月的积极干预，并额外进行了12个月的随访。 相同的减重效果，不同的体验 六个月后，iTRE组和CR组均减重约7公斤 — 减重效果几乎相同。标准护理组减重约2公斤。 差异在于感受。iTRE组的参与者遵循一个简单的日程：每周三个非连续日，他们仅在四小时的进食窗口（上午8点至中午12点）内摄入每日能量需求的30%，随后禁食20小时。其余四天，他们照常饮食，不加限制。无需计数、无需追踪、无需称量。 “依赖每日卡路里计数的节食组报告称，减重需要持续努力地有意识地限制食量和抵抗暴食，”研究人员报告说。iTRE组则没有报告相同的负担。 这种差异体现在心理测量上。与iTRE组相比，卡路里限制组在第2个月、第6个月和第18个月的饮食限制（有意识地控制饮食的努力）显著增加。他们在第6个月的去抑制（因外界信号而暴食的倾向）和饥饿感方面也有更大幅度的降低。 一项中介分析发现，去抑制解释了卡路里限制组约15%的总治疗效果，但在iTRE组中没有显示出中介效应 — 这意味着间歇性禁食组通过不同的心理途径减重，这一途径需要较少的有意识努力。 其他益处 iTRE组和CR组在抑郁评分和整体幸福感方面均有改善，包括在禁食日。两组之间的幸福感改善相似。 局限性 该研究是一项更大规模试验（NCT03689608）的探索性二次分析，因此减重比较是次要终点。主要结局指标 — 血压、葡萄糖代谢和血脂 — 未在此特定分析中报告，尽管同一小组2023年在《自然·医学》（Nature Medicine）上发表的一篇论文报告了iTRE方案对餐后葡萄糖代谢的改善。 该试验的18个月随访显示iTRE的心理益处持续存在，但研究人员指出，超过18个月的长期依从性数据将非常有价值。样本主要为老年人（平均年龄58岁），因此结果可能无法直接推广到更年轻的人群。 要点 对于觉得卡路里计数在精神上令人疲惫的人来说，这项研究提供了一个实用的替代方案：每周三天限制进食窗口的间歇性禁食可以在无需持续监控和限制的情况下产生同等的减重效果。其机制不同 — 它通过限制进食机会而非消耗意志力来起作用 — 对某些人来说，这种区别可能意味着成功与失败之间的差异。 正如首席研究员Leonie Heilbronn和她的团队所总结的那样，基于日程的iTRE方法似乎绕过了导致卡路里计数节食失败的心理障碍 — 以更少的持续努力提供相当的结果。 婷 翻译 来源 1. ScienceDaily, “Can’t stick to a diet? Intermittent fasting may be easier than counting calories for […]

2026年2月发表在《科学》杂志上的一项研究表明，现代人类的X染色体上尼安德特人DNA显著减少，媒体对此迅速做出了浪漫化的反应。头条新闻宣称尼安德特男性“选择了”或“看上了”智人女性。但法国国家科研中心在图卢兹人类生物学与基因组学中心的考古学家卢多维克·斯利马克认为，基因数据讲述的是一个截然不同的故事——一个关于社会结构、迁徙规则，甚至可能是暴力的故事，而非史前罗曼史。 “上述研究根本没有显示这一点，”斯利马克在《对话》杂志上写道。他指出，普拉特、哈里斯和蒂什科夫合著的《科学》论文明确检验了三种假说——自然选择、性别偏倚的人口统计学因素以及伴侣偏好——并得出结论认为伴侣偏好是“一种可能的简约机制”，“既不排除人口统计学偏倚，也不排除更复杂的场景”。 遗传不对称性 核心观察结果已得到充分证实：在当今的非非洲人类中，尼安德特人DNA在基因组中的分布并不均匀。它在常染色体上更为常见，而在X染色体上则显著减少。《科学》杂志的这项研究量化了这种不对称性，发现尼安德特人X染色体上现代人类祖先的相对比例比常染色体高出62%——这是一种镜像模式。 最普遍的解释——尼安德特人X连锁基因对现代人类有毒——被这种镜像模式排除了。如果尼安德特人X连锁基因对现代人类有害，那么反过来也成立：人类DNA应该不会出现在尼安德特人的X染色体上。但观察到的恰恰相反。 由于女性携带两条X染色体，男性只携带一条，X染色体有三分之二的时间存在于女性体内。如果大多数配对是尼安德特男性与智人女性的组合，那么跨越物种边界的X染色体就会偏向女性亲本。这就是“伴侣偏好”解释的基础。 父系居住制与不平等交换 斯利马克利用两个关键尼安德特人遗址的考古证据构建了一个替代框架。 在西班牙北部阿斯图里亚斯的埃尔西德龙洞穴中，被解释为同时期社会群体的12至13具尼安德特人遗骸显示出显著的遗传模式。三名成年男性共享相同的线粒体谱系（通过母系遗传），而三名成年女性各自携带不同的线粒体谱系（Lalueza-Fox等人，《美国国家科学院院刊》，2011年）。这是父系居住制的典型特征：男性留在其出生群体中，女性在群体之间流动。这种模式在类人猿和约70%的已知人类社会中都很常见。 在比利时的戈耶洞穴中，四具尼安德特人女性和两个未成年个体的遗骨上有明显的切割痕迹，同位素特征表明其地理起源并非本地。发掘者提出了冲突相关同类相食的假说，认为目标来自邻近群体的女性。 方向性问题 反对浪漫叙事的最有力论据是时间上的。《科学》杂志的研究提及大约25万年前的一次非常古老的混血事件，然后将同样的机制外推到20万年后，直到大约5万至4万年前尼安德特人与智人的最终接触。 “在欧亚大陆最早的智人中，尼安德特人血统是恒定的，”斯利马克写道。“相比之下，目前可用的尼安德特人基因组没有记录到最后的尼安德特人群体中有任何近期的智人贡献。” 如果智人女性经常进入尼安德特人群体——正如浪漫叙事所暗示的那样——那么晚期尼安德特人的基因组中应该会出现一些智人DNA。但事实并非如此。基因流动是单向的：从尼安德特人流向智人，但没有反向流动。 斯利马克提出的替代方案是，这种遗传模式反映了父系居住制与群体间不平等交换的结合——尼安德特人女性可能被纳入了智人群体，但尼安德特人群体并未接纳智人女性。这可能反映了捕获、袭击、不对称联盟、人口压力或群体间的社会等级。 “遗传学检测的是基因传递，它不重建社会，”斯利马克总结道。“它既不能告诉我们这些结合涉及的是联盟、捕获、不对称交换、暴力还是选择。” 并非唯一解释 《科学》论文的作者们也承认其解释的局限性。第一作者亚历山大·普拉特对《生活科学》表示：“我完全不知道这里表达的是谁的偏好。”该研究指出，它“不能排除人口统计学性别偏倚发挥重要作用的可能性”，并且“差异迁移和伴侣偏好可能同时发挥作用”。 外部专家也敦促保持同样谨慎的态度。穆尔西亚大学的伊格纳西奥·马丁·莱尔马在西班牙科学媒体中心表示：“这些是基于人口模型的人口统计学推断，而非特定行为的直接证据。”马德里自治大学的哈维尔·巴埃纳补充说：“这些古遗传学研究往往缺乏与考古数据的整合。” 尼安德特人的浪漫故事确实能成为好标题。但正如斯利马克所论证的那样，其背后的科学——以及它试图解释的20万年真实人类和尼安德特人社会生活——要复杂得多，也远没有那么浪漫。 来源 1. ScienceDaily，“The Neanderthal ‘love story’ isn’t what the DNA actually shows”（2026年7月7日）. https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260626030443.htm 2. Slimak, L., “A matter of taste: did Neanderthals really like Sapiens women?”, The Conversation（2026年4月3日）. 3. Platt, A., Harris, K. & Tishkoff, […]