老年人要多点爱好、少吃肉多吃素的好处、AI又一项能力超过人类 | 一周论文新鲜读

09.18

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的最新发表，我们为您精选呈现。

1. 参加兴趣活动与65岁以上人群更好的精神健康有关

2. 机器学习在空间城市规划中超过人类专家

3. 加拿大高北极的永久冻土融化和景观变化

4. 用植物基饮食取代肉类和奶制品的好处

5. 中低收入国家儿童的发育不良

6. 世界未能迈向可持续发展目标

老龄化 | 参加兴趣活动与65岁以上人群更好的精神健康有关

Hobby engagement and mental wellbeing among people aged 65 years and older in 16 countries

Nature Medicine

根据《自然-医学》发表的一项研究，参与到兴趣活动中的65岁以上人群报告了相对于无兴趣组的健康和精神健康改善。这些发现基于对5项纵向研究的荟萃分析，涉及对16个国家93263人参与兴趣活动的情况调查。

兴趣活动是人们闲暇时为获得乐趣参加的活动，过去的研究表明，这类活动能降低孤独感，对抑郁症状有保护作用的相关性。但这些发现绝大多数是基于单一国家的分析，不清楚是否在不同国家和文化背景中都一致。

英国伦敦大学学院的Daisy Fancourt和同事对五个参与兴趣活动的纵向研究进行了一项荟萃分析。他们将分析限定在65岁以上的参与者，研究了16国93263名参与者的回应，包括美国、中国、日本和一些欧洲国家。平均参与者年龄在71.7到75.9岁之间。作者发现，在65岁以上人群中，与未参加兴趣活动的人相比，参与活动与更高的自我报告健康、更高生活满意度、更高快乐水平和较少抑郁症状有关。在调整其他因素（如是否有伴侣、就业和家庭收入）后，这些结果仍保持一致。拥有全球更高幸福指数分数和预期寿命的国家（如丹麦、瑞典和瑞士）也有更高的兴趣活动参与度，但作者提到，总体上参与兴趣活动和精神健康方面的相关性在各国相对普遍。

作者强调，他们的结果是基于观察，并且未表现出因果关系。但他们认为这些发现或可影响促进不同年龄和国家老年人参与兴趣活动计划的制定，以改善所有老年人的健康老龄化体验。

技术 | 机器学习在空间城市规划中超过人类专家

Spatial planning of urban communities via deep reinforcement learning

Nature Computational Science

《自然-计算科学》发表的一项研究报道了一个机器学习模型，能为城市社区生成高效的土地使用和道路规划，超越其他算法和人类专家。这个模型展示了如何使用机器学习来协助人类规划者进行空间城市规划的复杂任务。

有效的社区空间规划有助于城市可持续发展。城市空间规划通常由人类设计者经过多轮分析、讨论和迭代完成。特别是对于土地利用和生成道路规划的任务，潜在解决方案可能是海量的。这可能妨碍城市规划的进程，因为人类专家没有多少时间能集中在流程中更具概念性和创造性的步骤中。

中国清华大学的李勇和同事提出了一个深度强化学习算法的模型，可以进行复杂的城市空间规划，基于15分钟城市概念（其中，居民步行或骑车15分钟即可抵达基本服务设施）产生最佳规划。结合人工输入，作者表明机器学习辅助土地和道路空间规划的表现超越了其他算法和专业人类设计师，在所有考虑的指标方面均提高达50%左右，而且速度快3000倍。作者还展示了他们的方法可如何用于为不同规划策略生成高效计划，例如与其他设置相比需更重视公园和绿地覆盖的情形。

这些发现表明了机器学习作为支持性工具增加人类规划师生产力，以及可能创造出更可持续城市生活的高效规划的能力。

气候变化 | 加拿大高北极的永久冻土融化和景观变化

High Arctic channel incision modulated by climate change and the emergence of polygonal ground

Nature

《自然-通讯》发表的一篇论文通过分析加拿大高纬度北极地区野外调查数据发现，全球变暖加速或推动了该地区的永久冻土融化和巨大的环境变化。研究根据对加拿大北极群岛一个地区过去60年的景观演化进行重建，得到了以上结果。

1980年代以来，北极的气候变暖一直在扩大，永久冻土加速融化急剧影响并改变着北极景观。永久冻土融化会释放大量储碳并加速全球变暖，具有重要的现实意义。然而，永久冻土融化的物理过程对该地区景观变化的影响却不清晰。

利用实地观测、物理模型以及2019年采集的环境数据，加拿大西蒙菲莎大学的Shawn Chartrand和同事研究了阿克塞尔海伯格岛Muskox山谷永久冻土解冻和融化早期阶段的景观变化和河道发展。他们对比了他们的数据与1959年的影像，重建了该地区在60年内的景观演变史。作者发现，该地区新的河流网络的结构与演变受到与永久冻土融化相关的几何地面图案变化的影响。在当前的暖化气候下，局部加快的谷底基质侵蚀速度和冰楔热退化或随时间流逝导致地表塌陷。他们还发现，通常用来预测非永久冻土地区河道发展的因素不会影响北极的景观演变。

研究结果有助于我们了解怎样的底层过程决定了北极和高海拔永久冻土景观应对以夏季变率加剧为特征的全球变暖。

可持续性 | 用植物基饮食取代肉类和奶制品的好处

Feeding climate and biodiversity goals with novel plant-based meat and milk alternatives

Nature Communications

《自然-通讯》发表的一项建模研究发现，将猪肉、牛肉、鸡肉和牛奶消耗量的50%用植物基产品取代，或让2050年的全球农业和土地利用温室气体排放比2020年减少31%。研究还发现，全球森林和自然土地净破坏或能因此完全停止。

虽然只占全球粮食能源供应的不到20%，但动物来源食物在全球粮食系统中对土地利用、水利用、生物多样性和温室气体排放有着最不利的影响。用植物基产品取代对动物产品的消耗有望减少人类饮食对环境的破坏。

奥地利国际应用系统分析研究所的Marta Kozicka和同事利用一个全球经济用地模型估计，如果未来用植物基产品取代部分动物饮食产品，人类饮食会对环境造成多大的破坏。他们关注主要的动物饮食产品（猪肉、牛肉、鸡肉和牛奶），以及这些产品如何能用具有类似营养价值的特定产品取代。他们发现，替换牛肉或能产生最大获益。研究发现，撒哈拉以南非洲、中国和东南亚生物多样性损失的缓解最显著。模型显示，撒哈拉以南非洲、巴西和其他南美国家的碳封存水平提升最多。如果替换掉50%的这些产品，退耕还林的气候获益或能提高一倍，达到之前预估的土地相关缓解潜力的92%。此外，到2050年的生态系统完整性的进一步退化或能减半。

作者总结道，用新的替代产品取代我们常规动物产品消耗的50%，或能在很大程度上对气候变化和自然生态系统产生积极影响。

健康 | 中低收入国家儿童的发育不良

Early-childhood linear growth faltering in low- and middle-income countries

Nature

《自然》本周发表了3篇系列研究，揭示了中低收入国家贫穷儿童的发育不良程度及持续情况，及其潜在原因和后果。这些研究汇聚了此前33项研究的数据，总共包含了南亚、撒哈拉以南非洲和拉丁美洲超过80000名儿童的数据，进行了新的纵向分析。这些发现认为应更重视干预工作，以改善怀孕妇女和婴儿的健康，以减轻儿童随后的发育不良和健康不佳。

据估计，消瘦（由于营养不良所致的脂肪和肌肉组织损失）和生长迟缓分别影响4500万和1.49亿5岁以下儿童。这两类发育不良（身高低于国际标准）与认知发展受损、疾病和死亡风险升高有关。应对这一全球挑战，是可持续发展目标2的关键目标之一。需采取干预手段如改善营养等应对成长迟缓，但对于哪些人群和年龄组需要集中关注还需更多信息。大多数干预集中于6-24个月的幼儿。

在对52640名儿童的一项分析中，美国斯坦福大学的Jade Benjamin-Chung和同事提供了对发育迟缓的开始和逆转（或未能逆转）时机的见解。生长发育迟缓开端的最高发生率出现在出生到3个月之间，在南亚出生时发育迟缓的人数高得多。作者提到，在0-15个月龄间，发育迟缓的逆转非常罕见，而且在发育迟缓得到逆转的儿童中，复发的情况也很常见。

美国加利福尼亚大学的Andrew Mertens和同事评估了33个队列中21个队列亚组（11448人）的儿童消瘦状况。他们发现，消瘦发生峰值在出生到3月龄间。结果表明，在生命最初24个月里经历消瘦的儿童高于此前估计：研究队列里29.2%的儿童在此期间发生消瘦，10%经历二或三次发作。虽然相比较年长的儿童而言，在6个月大之前发生的消瘦与恢复较快相关，但早期消瘦增加日后的成长迟缓风险。作者提到，消瘦盛行率有季节性变化（特别是在季节性降雨高的地区），在雨季月份里消瘦发生率最低。

在另一篇论文中，Andrew Mertens和同事评估了83671名儿童生长不足的潜在原因和结果。他们发现，出生后早期（出生至6个月）成长迟缓的儿童倾向于发生后续和持续的生长迟缓，男孩生长迟缓风险高于女孩。比起无缺陷的儿童，有多种生长缺陷的儿童在出生到2岁间有更高的死亡率。总体而言，后续成长更佳的最有力预测指标，是孕产妇孕期和产后状况、婴儿早期状况，以及家庭条件如拥挤程度、清洁烹饪燃料的使用情况等。这些发现凸显出干预手段的重要性，在最初1000天内改善母婴总体健康，及家庭环境和卫生状况。

评论 | 世界未能迈向可持续发展目标

What scientists need to do to accelerate progress on the SDGs

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联合国指派评估可持续发展目标（SDG）进展的一个独立科学家小组警告称，世界尚未走上能在共识的2030年实现SDG任何目标的正轨。在《自然》发表的一篇评论文章中，Shirin Malekpour、Cameron Allen和同事呼吁科学家支持政策制定者和其他人重新思考人类实现SDG的路径。作者强调了三个优先行动领域：清除前进道路的障碍、找到可行和具有成本效益的目标实现路径，以及加强治理。

17个可持续发展目标设立于2015年，这些目标迫切呼吁所有国家采取行动应对全球挑战，如贫困和不平等、气候变化和环境退化。SDG被分解为单个目标，作者评估了36个目标作为样本，以了解相关进展的大致状况。其中只有两个在2023年按计划进行：接入移动网络和使用互联网。

作者写道：“要打破这僵局，科学家需要找出在不同地方和部门妨碍全系统变革的因素，确定快速推翻这些障碍的方法。”研究者应为针对不同国家和部门定制有效政策的路径提供证据。一个障碍是，大多数研究到目前为止都是在高收入国家进行的，在那里有效的解决方案可能不适合中低收入国家。例如向清洁能源的转换，可能因缺乏财政或支持性基础设施而难以支撑。

对于旨在同时实现所有SDG（而非各个击破）并权衡利弊的政策方针，也需要更多证据。例如，健康和教育投资改进经济生产力，帮助人们摆脱贫困，但也会增加消耗和环境退化。作者强调了一个坦桑尼亚的正面例子，建模表明，补贴太阳能发电装置不仅能支持清洁、可负担的能源，同时也改善健康（通过降低空气污染）和教育（让人们在一天里有更多时间学习）。

最后，科学家需要开发标准来评估不同SDG治理流程的影响——例如，将国家预算与SDG挂钩——正如墨西哥与哥伦比亚那样——是否能改善成果。研究者还应提供见解，以支持对SDG进行更强的国家层面问责。

作者总结道，“若不加速行动，世界各国在2015年签署的雄心勃勃的计划将失败。科学家、机构和资助者必须各尽其责，以挽救SDG——以及这颗星球和人类社会。”

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