前沿

存在腦中的地圖 熊蓉

“小明比小紅高，小藍比小紅矮，那么小明和小藍誰更高呢？”回答這種三段式推理對我們來說當然不成問題。但你是怎么思考這個問題的呢？我們可能會在腦子里構(gòu)建出這3個人，根據(jù)兩個人間的身高關(guān)系調(diào)整次序，從而整理出一個“小明>小紅>小藍”的新關(guān)系。而這就是認知地圖。

人們最初對認知地圖的認識來自執(zhí)行空間任務的小鼠。通過記錄小鼠在空地上探索時的神經(jīng)活動，研究者們在其大腦里找到了一些與導航任務相關(guān)的神經(jīng)元，包括喜歡特定位置的位置細胞、喜歡場景邊界的邊界細胞以及在場景中“畫格子”，并喜歡格點位置的網(wǎng)格細胞，當小鼠走到這些位置時，細胞就會興奮。通過解碼這些細胞的活動，研究者們發(fā)現(xiàn)，小鼠利用這些細胞在大腦內(nèi)構(gòu)建起了一張空間地圖，并利用它進行空間導航。

科學家們在之后的研究中發(fā)現(xiàn)，抽象知識在腦內(nèi)也以地圖的形式表征——這就是我們的認知地圖。面對推理任務時，大腦會幫助我們在這張地圖中連線，用于決策。

來自美國加州大學戴維斯分校的研究人員想要探索，人們在進行社會知識決策時，是否也會用到認知地圖。最終，他們在人類進行邏輯推理的大腦區(qū)域，觀察到了方向相關(guān)的神經(jīng)活動。

這一發(fā)現(xiàn)提示我們：認知地圖可能是大腦用于推理和問題解決的重要機制。地圖，不僅僅存在于手機上，也在大腦中;不僅僅用于找到地理位置，還能幫我們做出判斷。

火蟻新群落結(jié)構(gòu)的跨種群傳播 朱崇愷

火蟻原產(chǎn)于南美洲，最初的火蟻每個群落只有一個 蟻后。大約在100萬年前，一種新的社會形式進化出現(xiàn)了，一個群落可以有 數(shù)十個蟻后。由于一種新的“社會超基因”出現(xiàn)，其中包含的遺傳信息可以 使工蟻接受多個蟻后的存在。英國倫敦瑪麗女王大學的科學家們在研究了多 種火蟻種類的DNA后發(fā)現(xiàn)，這種新形式的蟻群社會特性可以跨物種傳播。這 種傳播是通過雜交發(fā)生的，即不同物種螞蟻之間的繁殖。由于遺傳不相容性 ，跨物種的大量遺傳信息轉(zhuǎn)移是罕見的。

火蟻

能幫你調(diào)節(jié)情緒的機器人 朱崇愷

想象一下這樣的場景，朋友發(fā)短信告知我們，原定 的聚會他們會遲到。雖然這么做很方便，但它會缺少面對面（或者通過 電話）解釋的人為因素，使我們無法感知信息背后的情感。

近日，日本筑波大學的研究人員制造了名為OMOY的 手持機器人，該機器人由其體內(nèi)的機械部件驅(qū)動，可以模擬人類的情緒 ，例如：當收到帶有不受歡迎或令人沮喪的文本消息時，OMOY可以勸告用 戶不要生氣，甚至是對用戶表示同情。研究人員對94人進行了測試，發(fā)現(xiàn)OMOY能夠幫助人類減少負面情緒。在傳達令人沮喪的信息時，不會給出自己的意見，而用戶就可以感知機器人的“意圖”，并讓自己冷靜下來。

手持機器人OMOY

水污染防治領(lǐng)域也是降碳的一個戰(zhàn)場。

——吳豐昌

中國工程院院士

2022年4月，中國工程院院士吳豐昌在訪談中談到碳達峰、碳中和目標對水污染防治產(chǎn)生的影響時指出，水污染防治本身也耗能，為助力“雙碳”目標實現(xiàn)，污水處理技術(shù)特有可能出現(xiàn)革新性發(fā)展，水污染防治將出現(xiàn)一些新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品。同時，用水格局也將發(fā)生改變，促進再生水循環(huán)利用，減少南水北調(diào)水量，降低遠距離輸水能耗，這都將是未來可能的發(fā)展方向。

5000多種

近日，美國俄亥俄州立大學微生物學家從世界各地 收集的海水樣本中發(fā)現(xiàn)了5000多種新RNA病毒，并將它們歸類的門的數(shù) 量從5種增加到10種。這一新數(shù)據(jù)寶庫擴大了生態(tài)研究的可能性，并重塑 了人們對這些小而重要的亞微觀粒子如何進化的理解。研究人員相信，新 發(fā)現(xiàn)的5個病毒門是研究人員長期以來一直在尋找的RNA病毒進化中缺失 的一環(huán)，它將兩個已知的RNA病毒分支連接起來，這些分支在復制方式上 存在分歧。這一發(fā)現(xiàn)填補了病毒進化歷史中缺失的部分空白。

此外，這些新病毒不僅有助于科學家更好地了解 RNA病毒的進化歷史，還有助于了解地球上早期生命的進化。

RNA的3D渲染圖

12顆

2022年2月，中國科學院云南天文臺研究人員在首 次對仙女星系中的大質(zhì)量食雙星進行系統(tǒng)分析時，發(fā)現(xiàn)了12顆有小質(zhì)量次 星充滿周圍臨界等位面的大質(zhì)量半相接雙星，揭示了這些系統(tǒng)中存在從 次星到大質(zhì)量主星間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，同時也表明仙女星系中的雙星演化進程與銀河系中的“同類”相似。

研究還發(fā)現(xiàn)，這些雙星系統(tǒng)的主次星溫度分布等與銀河系中半相接雙星的分布相似。這意味著仙女星系中的雙星演化進程與銀河系中的相似，對探討大質(zhì)量雙星的物質(zhì)交流演化具有重要的價值。

仙女星系是離銀河系最近的漩渦星系

可以識別假藥的蠶絲

2022年3月，據(jù)發(fā)表在《美國化學會中心科學》上的一項研究，研究人員對蠶進行了基因改造，以產(chǎn)生絲素蛋白，這是一種賦予絲纖維強度的可食用蛋白質(zhì)，附著青色、綠色或紅色熒光蛋白。他們將熒光絲繭溶解，制成熒光聚合物溶液，然后將其涂在白色絲質(zhì)薄膜上。當藍紫色、藍色和綠色光照射到網(wǎng)格上，會分別顯示出3D青色、綠色和紅色方形圖案。這種可食用標簽可直接放置在藥丸或藥液中。使用者利用研究團隊設(shè)計的應用程序掃描熒光圖案，使用深度學習算法解碼數(shù)字化密鑰并打開一個網(wǎng)頁，該網(wǎng)頁保存著有關(guān)藥物來源和真實性的信息，就可以輕松辨別藥物的真假了。

將這些可食用的代碼放在藥丸或藥液上，可使患者及其護理人員避免無意中使用假藥

人工智能助力尋找耐熱珊瑚

研究者發(fā)現(xiàn)約7.5%的珊瑚礁上可能生活著耐熱珊瑚

《自然·通訊》于2022年3月29日發(fā)表一項研究，澳大利亞海洋科學研究所的科學家對一種鹿角珊瑚開展了基于實驗室的繁殖實驗，團隊隨后利用機器學習模型開發(fā)了一個預測框架，來預測適合耐熱成年珊瑚出現(xiàn)的條件，并利用衛(wèi)星探測的環(huán)境數(shù)據(jù)尋找大堡礁上這類珊瑚生活的位置。該結(jié)果或有助于尋找能抵抗氣候變化影響的珊瑚礁，促進對受損珊瑚的修復工作。這對全世界范圍內(nèi)正在計劃的珊瑚礁修復項目具有重要意義。

蜘蛛家族的第5萬種成員出現(xiàn)

研究者估計，全球仍有約5萬種蜘蛛尚待發(fā)現(xiàn)、命名

2022年4月6日，世界蜘蛛名錄公布其收錄到第5萬 種蜘蛛。這是一種名為Guriurius minuano的跳蛛。這種新型跳蛛 由巴西自然科學博物館蜘蛛學家金伯莉達席爾瓦瑪爾塔及其同事鑒 定。它們通常棲息在灌木或樹木上。蜘蛛是地球陸地生態(tài)環(huán)境最 重要的捕食者之一，每年共捕食約4億-8億噸昆蟲，是昆蟲數(shù)量最 重要的“調(diào)控者”，其生態(tài)意義不應被低估。

（責任編輯/王佳穎 美術(shù)編輯/胡美巖）