扁脸狗更像无助小孩、AI的创造性思维超越大部分人、阿盖尔地下粉钻的秘密 | 一周论文新鲜读
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09.25 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. AI在创造性思维任务中或超越大部分人类
2. 发现帕金森样病的潜在新生物标志物
3. 精准激光检测地球旋转变化
4. 阿盖尔地下粉钻与古代超大陆裂解有关5. 最古老木质建 筑的潜在证据 6. 在小鼠中研究母亲对婴儿哭闹的反应
7. 月经周期阶段或影响胰岛素敏感性
8. 扁脸狗或在主人看来更无助更像小孩
人工智能 | AI在创造性思维任务中或超越大部分人类Best humans still outperform artificialintelligence in a creative divergent thinking task
Scientific Reports 《科学报告》发表的一项研究指出，大型语言模型 （LLM） AI对话机器人在创造性思维任务上或能超越一般人类，该任务要求受试者想出日常用品的替代用途 （发散性思维的一个例子） 。不过，得分最高的人类受试者依然能超过对话机器人的最佳答案。发散性思维通常是指与创造性相关的一类思维过程，需要为特定任务想出各种不同创意或对策。发散性思维一般通过替代用途任务 （Alternate Uses Task，AUT） 进行评估，受试者被要求在短时间内想出某个日常用品的其他用途，越多越好。受试者的回答从四个类别进行打分：流利度、灵活性、原创性和精细度。
（ChatGPT3、ChatGPT4和Copy.Ai） 完成四个物品 （绳子、盒子、铅笔、蜡烛） 的AUT，并比较了两者的答案。作者通过语义距离 （回答与物品原始用途的相关度） 和创造性给回答的原创性打分。作者用一个计算方法在0-2的范围里量化语义距离，同时让不知道作答者身份的人类打分者在1-5的范围里客观评价创造性。平均而言，对话机器人的回答在语义距离 （0.95相对于0.91） 和创造性 （2.91相对于2.47） 的得分上显著高于人类的回答。人类回答在这两项的得分差距更大——最低分远低于AI的回答，但最高分普遍比AI高。最佳人类回答在 8个评分项中的7项都超过了所有对话机器人的最佳回答。
以上结果表明，当前AI对话机器人想创意的能力至少已与一般人类相当。但作者也指出，他们只评价了涉及创造性评估的单项任务的表现。作者认为，今后的研究或能探索如何将AI融入创造性过程来提升人类表现。
DOI: 10.1038/s41598-023-40858-3
本论文开放获取 > 扫描二维码获取论文原文 <健康 | 发现帕金森样病的潜在新生物标志物
DOPA decarboxylase is an emerging biomarker for Parkinsonian disorders including preclinical Lewy body disease
Nature Aging 《自然-衰老》发表的一篇论文报道，多巴脱羧酶 （DDC） 在脑脊液和血浆中的水平或可作为有用的生物标志物，用于检测帕金森样病，包括路易体病。帕金森样病包括帕金森病、路易体相关痴呆 （合称路易体病） 和非典型综合征如多系统萎缩，这是一类最常见的神经退行性疾病，影响约6%的全球人口。通常这类疾病在症状出现时进行诊断，但过去的研究表明，神经退行过程在症状出现前多年就已经发生了。由于症状与其他神经退行性疾病的相似性，漏诊的概率也很高。
瑞典隆德大学的Oskar Hansson和同事使用多重蛋白组学方法 （该方法能够识别和定量蛋白质） ，在428名个体中识别与路易体病有关的生物标志物。作者发现脑脊液中的DDC水平能够非常准确地识别路易体病患者，而且与认知功能受损有关。作者表明，DDC也可以在无症状个体中检测临床前的路易体病。此外，作者提到在患有非典型帕金森样病 （如多系统萎缩） 的患者中DDC水平升高，但在非帕金森的神经退行性疾病中没有升高。这些发现在一个152人的独立阵列中得到重复，而且在174人血浆样本中的初步发现表明了DDC精确检测路易体病和非典型帕金森样病的潜力。
作者认为这些发现或有助于早期检测和诊断，并提供机会开发治疗策略，延缓帕金森样病。
DOI: 10.1038/s43587-023-00478-y
本论文开放获取 > 扫描二维码获取论文原文 <物理学 | 精准激光检测地球旋转变化
Variations in the Earth’s rotation rate measured with a ring laser interferometer
Nature Photonics《自然-光子学》发表的一篇文章描述了一个激光陀螺仪，能够探测地球自转变化导致的一天长度的微小变化，精确到几毫秒。
地球一天的长度不是恒定的。地球自转受到太阳和月球引力的结合影响，也受到洋流和风循环模式影响，会对地球在太空中的方向带来微小改变。传统上测量这些影响涉及到复杂的技术，需使用遍布全球的无线电望远镜数据，或多个地球轨道卫星传输的信号。
德国慕尼黑工业大学Ulrich Schreiber和同事使用一个激光陀螺仪，能够追踪一日长度变化。这个陀螺仪由16米长的激光腔组成，两束激光相对前进。这些光束的相互作用产生了独特干涉模式，是激光束的一个典型现象。随着地球在宇宙空间里自转和漂浮，该设备也随同运动，使空腔内相反方向的激光覆盖距离不均等，影响干涉模式。通过监控经时干涉模式，作者能在4个月里每三小时检测一天长度的变化，精确到几毫秒。而现有技术每日只能提供单次检测。
作者认为他们的发现提供了一个替代方案来检测一日长度的细微变化。这些发现可能有助于增进我们的理解，并为全球输运现象的地球物理模型提供信息。
Emplacement of the Argyle diamond deposit into an ancient rift zone triggered by supercontinent breakup
Nature Communications西澳大利亚的阿盖尔地区是全球最大的天然钻石来源地之一，也是彩钻的最大来源地，该地区的形成可能与最早的超大陆在约13亿年前的裂解有关。研究结果发表于《自然-通讯》，显示各大陆的接合点可能对于发现粉钻很重要，或有助于对其他钻石矿的勘探。
在2020年关闭前，阿盖尔钻石矿出产了迄今发现的90%以上的粉钻。大部分钻石矿床和矿山都位于地球深处的火山岩，这些火山岩将钻石从地球深层内部快速转移到了有逾25亿年历史的古大陆中部的表面。不同寻常的是，阿盖尔矿床处在曾位于两个古大陆接合点 （Halls Creek造山带） 的年轻岩石内，而这是产生粉钻的重要因素。红钻、褐钻和粉钻的形成需要来自大陆碰撞的巨大压力来扭曲它们晶格，让颜色呈现出来。逾18亿年前的阿盖尔发生了这类事件，当时西澳大利亚和北澳大利亚发生碰撞，使数百千米深处的本来没有颜色的钻石变成了粉钻。不过，将这些钻石带到地表的原因仍不明确。
澳大利亚科廷大学的Hugo Olierook和同事分析了从阿盖尔矿床开采的矿物，发现该矿床被带到地表的时间比之前认为的更早，与首个超大陆Nuna的裂解时间重叠。作者指出，Nuna的裂解可能让碰撞大陆留下的古老接合点重新开放。含钻石的熔融包裹体可能穿过了这个大陆接合点，形成了这片巨大的钻石矿床。
作者认为，超大陆裂解期间形成钻石或是普遍现象，但在古大陆地块边缘裂谷带的这类现象被忽视了。研究结果增进了我们对阿盖尔矿床形成机制以及地球深部发生的各种过程的理解。
来自阿盖尔钻石矿的精选切面炫彩钻石。图片来自Murray Rayner
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> 扫描二维码获取论文原文<考古学 | 最古老木质建筑的潜在证据
Evidence for the earliest structural use of wood at least 476,000 years ago
Nature《自然》发表的一篇论文发现了赞比亚卡兰博瀑布一处约47.6万年前的古代木质结构，可能代表了已知最早使用木材的建筑。这些发现可能延展了非洲木工建造的历史，也拓展了我们对早期人族在大型组合结构中塑造树干的技术能力的理解。
木工制品需要极为特别的保存环境，很难从早期石器时代保留至今。因此我们对人族何时、如何使用这种基础原材料，以及更新世人类如何建造自己的环境等所知有限。
英国利物浦大学的Lawrence Barham和同事报告发现了一个更新世遗址 （约47.6万年前） 的古代木结构，位于卡兰博河流域。其中包括两根保存下来的木头，通过一个有意切割的切槽交错连接，另外还有一批木质工具。上部的木头经过塑形，两根木头上都发现了使用工具的痕迹。作者认为，这些木头可能被用于在一个周期性泛滥的湿地平原制造一个抬高平台、步道或住处地基。
这些发现或可增强我们对制造工具的人族建造环境的技术能力的理解，作者认为应再次考察技术历史上对树木的使用。在同时发表的新闻与观点文章中，英国雷丁大学的Annemieke Milks认为这些发现强调了“人们何时开始出于自身利益，结构性地改变这个星球。”
木结构发现地，赞比亚卡兰博瀑布。图片来自Geoff Duller
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> 扫描二维码获取论文原文<神经科学 | 在小鼠中研究母亲对婴儿哭闹的反应
Neural circuitry for maternal oxytocin release induced by infant cries
Nature一篇《自然》论文描述了小鼠母亲响应幼崽呼唤背后的神经回路。作者认为这一机制对于随时间推移维持小鼠的母性照料很重要。
催产素 （ oxytocin ） 已知对母体生理和行为很重要；例如，它在分娩和哺乳期间的排乳中都起作用。在人类中，婴儿哭闹是婴儿痛苦的有力信号，大多数养育婴儿的母亲会对哭闹做出反应，释放催产素、下丘脑活动增加、对婴儿进行安抚行为，偶有乳汁排出。但将婴儿痛苦信号的听觉信息传递给催产素神经元的神经回路还不明确。
为研究婴儿哭闹引发母亲释放催产素的神经回路，美国纽约大学医学院的Robert Froemke和同事记录了小鼠母亲在幼崽呼唤时催产素神经元的神经活动。他们发现这些神经元通过来自后内侧丘脑 （posterior intralaminar thalamus） 区域的输入做出响应。这一回路被发现控制催产素释放和寻回幼崽，为将来自后代的感知线索整合到母体激素网络中提供了一种机制，以促进高效育幼。
这些发现帮助我们理解神经回路如何处理来自后代的感觉线索，以激活催产素等神经调节物质的释放，改变母亲行为。
Brain insulin action on peripheral insulin sensitivity in women depends on menstrual cycle phase
Nature Metabolism《自然-代谢》发表的一篇论文显示，大脑对胰岛素的敏感性或受到月经周期不同阶段的调控。研究结果来自对11名女性开展的随机临床试验。
此前研究显示大脑对胰岛素很敏感，而且胰岛素会影响脑内的特化神经元。胰岛素已被证明能影响对饮食行为和全身代谢的调控。还有研究显示，大脑胰岛素对全身代谢的调控 可能存在性别差异，但这类研究此前主要在男性中开展。
德国艾伯哈特-卡尔斯-图宾根大学的Martin Heni和同事研究了11名女性的大脑胰岛素在月经周期的卵泡期 （经期第一天到排卵期） 和黄体期 （排卵后到下次经期前） 的影响。这些女性接受了四次高胰岛素-正葡萄糖钳夹，这种技术可测定胰岛素敏感性。研究团队通过鼻内滴注胰岛素测定大脑胰岛素活性并与非胰岛素安慰剂喷雾进行了对比。作者发现，在月经周期的卵泡期，大脑的胰岛素敏感性升高，在黄体期则没有观察到这一现象。他们还对另外15名女性进行了功能性核磁共振扫描，来评估海马这一特定脑区的胰岛素敏感性，并在月经周期的卵泡期而不是黄体期观察到了类似的胰岛素敏感性。作者认为，大脑在月经周期的卵泡期对胰岛素的敏感性更高，并且黄体期的大脑胰岛素抵抗或导致了全身胰岛素抵抗。
在一篇同时发表的新闻与观点文章中，德国波恩大学的Nils Kroemer写道，“这项研究证明了在整个月经周期，大脑胰岛素在调控全身胰岛素敏感性中的关键作用。加上在下丘脑观察到的胰岛素敏感性上升，或能推断下丘脑向激励回路的投射变化解释了在中枢胰岛素敏感性较低的经期前 （即黄体期后期） 常报告的体重调控、食欲和饮食冲动的相关变化。”
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> 扫描二维码获取论文原文<动物 | 扁脸狗或在主人看来更无助更像小孩
The difference between two brachycephalic and one mesocephalic dog breeds’ problem-solving performance suggests evidence for paedomorphism in behaviour
Scientific Reports 《科学报告》发表的一项小规模研究显示，在寻找食物的任务中，扁脸或称短头颅犬种 （如英国斗牛犬和法国斗牛犬） 比口鼻更长的犬种更容易因为频繁看人而表现出“无助”的特性。作者表示，与人类的互动增加以及任务完成率更低，或使这些犬种在人类眼中更“像小孩”，这也许从一定程度上解释了为何它们有明显的健康问题，但仍是很受欢迎的宠物狗。匈牙利厄特沃什·罗兰大学的Dorottya Ujfalussy和同事在一项任务中对比了15条英国斗牛犬、15条法国斗牛犬的行为与13条匈牙利马地犬 （一种口鼻长度中等的牧羊犬） 的行为，这项任务要求这些狗打开三个盒子并寻找食物。这些盒子被随机分配给这些狗，盒子的打开方式不同，难易程度也不同（A盒子最难开）。实验人员先让狗狗看到他们将一片Viener香肠放入盒子里，再给它们两分钟时间打开盒子。在这期间，实验人员和狗主人站在狗狗身后，无法被狗狗直接看到。
英国斗牛犬和法国斗牛犬开盒子的成功率比马地犬低了93%。能打开盒子的马地犬比能打开盒子的斗牛犬速度更快；一分钟过去时，约有90%的马地犬打开了盒子，而打开盒子的斗牛犬只有约50%。不过，与马地犬相比，英国斗牛犬和法国斗牛犬回头看人的概率是马地犬的4.16倍和4.49倍。
作者认为，研究结果表明，扁脸狗在遇到问题时更容易寻求人类帮助，这或让人类在感知到它们无助的情况下与这些犬种建立更强的社会关系。不过，该研究无法证实扁脸狗存在比其他狗更依赖人类的遗传学倾向，也无法证实主人对扁脸狗的态度是否鼓励了它们的依赖行为。
一只英国斗牛犬。图片来自Erzsébet Mőbiusz和Marianna Molnár
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