AI用脑扫描诊断阿尔茨海默病 |首例活产嵌合体猴宝宝|美国每三周发生一次重大气候灾难|自然每周简报
自然每周简报2023年11月22日第195期
亲爱的读者们:本周自然简报精选了多个热点新闻,您将看到:近四年美国平均每三周发生一次重大气候灾难;AI在脑扫描中发现阿尔茨海默病准确率超90%;碱基编辑的首次人体试验;行为科学的可重复危机;DeepMind的精准AI天气预报;由两个胚胎的细胞组成的猴子出生十天后被安乐死。更多精彩内容,欢迎阅读全文。
最新资讯
1. 为何食品技术容易失败
农业发展研究员Klara Fischer和人类学家Joeva Sean Rock指出,对转基因作物等新型食品技术的科学表述往往忽略了政治和经济层面对农业的影响。最初希望技术进步能缓解自给自足的农民和小农户所面临的挑战的目标,往往因为让路给私人利润而无疾而终。Fischer和Rock认为,我们构想食品未来的方式必须改变。(《自然综述:生物工程》)
《自然综述:生物工程》论文:The scientific narrative around new food technologies needs to change
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2. 如何修复灾害预警系统
9月暴雨过后,利比亚德尔纳市遭遇特大山洪暴发。图片来源:Mahmud Turkia/AFP via Getty
预警系统可以防止自然灾害演变成灾难。然而,预警研究员Andrew Tupper和Carina Fearnley认为,联合国耗资31亿美元的早期预警计划“注定会失败,除非能在联合国之外得到大量支持和实施”。最需要该类系统的地区往往是联合国项目自上而下推进效果最差的地方。专业术语也会妨碍理解:萨摩亚的4级热带气旋在邻近的美属萨摩亚属于3级飓风。作者写道,我们需要更多的联合思考,从地方政府到个人都应该参与进来。
《自然》评论:Disaster early-warning systems are ‘doomed to fail’ — only collective action can plug the gaps
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3. 美国每三周发生一次重大气候灾难
2021年,登陆路易斯安那州的飓风Ida成为有记录以来破坏力和强度第二的飓风。图片来源:Patrick T. Fallon/AFP via Getty
美国第五次《国家气候评估报告》(National Climate Assessment)指出,全球变暖每年给全国造成1500亿美元的直接损失,而且这个损失一直在增加。2018至2022年,美国经历了89起重大气候灾害,相当于每三周一次。美国在削减温室气体排放的目标上也做得不到位。但也有希望的迹象:在发布这份报告的同时,政府宣布将投入逾60亿美元用于基础设施、清洁能源和气候适应能力。“我们不能绝望地蜷缩在角落里,”气候经济学家Rachel Cleetus说,“我们可以采取非常具体的行动来减少排放并提高气候适应能力。”
《自然》新闻:Major US climate disasters occur every three weeks, report finds
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4.DeepMind的精准AI天气预报
传统的天气预报是对来自世界各地气象站的数据进行深入处理的结果。图片来源:Carlos Munoz Yague/Look At Science/Science Photo Library
谷歌DeepMind已将目光转向天气预报这一科学密集型领域,并开发了优于最佳传统模型的机器学习模型和其他人工智能(AI)方法。该模型被称为GraphCast,可以在台式计算机上运行。它的预测比传统模型更准确,并且能在几分钟而不是几小时内做出预测。(Nature | 参考文献:Science论文)
《自然》新闻:DeepMind AI accurately forecasts weather — on a desktop computer
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5. 永禁化学武器
世界上仅存的一批化学武器库存已被销毁。禁止化学武器组织(OPCW)的科学政策顾问Peter Hotchkiss表示,各国必须更加开放地分享与受管制化学品有关的数据,确保这些武器不会再次出现。他建议采取循序渐进的方法,首先只与OPCW共享信息,然后再在所有193个成员国之间鼓励数据交换。
《自然》World View :The world’s chemical-weapons stockpiles are gone — but a new challenge looms
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6. 行为科学的可重复危机
在对研究方案进行预注册等步骤后,研究团队取得了高度可复制的成果。图片来源:sshepard/Getty
四个知名研究团队指出,在实验心理学领域,最严格谨慎的实验条件有望扭转该领域的重复性危机。通过坚持“预注册”(preregistration,提前发布研究计划)等最佳实践,最终研究结果在86%的情况下是可重复的,甚至比根据样本大小和观察效果所预期的比例还高。作者表示,这项研究表明,只要采取正确的做法,该领域的研究质量可以达到最高。
《自然》新闻:What reproducibility crisis? New research protocol yields ultra-high replication rate
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7. 为何德里的空气质量这么差
德里是一座拥有3000多万人口的大城市,空气污染急剧加剧。图片来源:Arun Thakur/AFP via Getty
11月初以来,印度首都一直被雾霾笼罩,令人透不过气。但这种情况并不罕见,每年季风季节过后凉爽、干燥的天气是污染加剧的理想条件。此时,大气的最低层——对流层——会收缩,致使其中的污染物浓度增加。无风的日子会加重这种现象。尽管污染原因常被归咎于邻近地区的农作物焚烧,但当地交通以及燃木火炉和取暖器产生的排放足以产生有毒的混合物。
《自然》新闻:Why is Delhi’s air pollution so bad right now?
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8. 碱基编辑的首次人体试验
人体肝脏脂滴中的胆固醇晶体(红色)。图片来源:Steve Gschmeissner/Science Photo Library
“碱基编辑”(base editing)是一种精确的CRISPR基因编辑技术,其首次人体试验显示,碱基编辑或能降低“坏”胆固醇的水平。碱基编辑能关闭肝脏中调节低密度脂蛋白(LDL)的一个基因,而低密度脂蛋白是导致心脏病的一个关键因素。试验的10名受试者患有会导致高LDL的遗传性疾病,这种疾病有生命危险,在这些受试者中,单次注射可将胆固醇水平最多降低55%。但也存在安全问题:有两名受试者心脏病发作,虽然回顾时发现,至少有一人的心脏病发作与治疗无关。
《自然》新闻:First trial of ‘base editing’ in humans lowers cholesterol — but raises safety concerns
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9. AI在脑扫描中发现阿尔茨海默病
一种核磁共振成像扫描(人工着色)显示阿尔茨海默氏症患者的大脑。图片来源:Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute/Science Photo Library
能在脑扫描中发现阿尔茨海默病征兆的AI工具有助于发现该疾病的治疗方法。虽然已有储存了数千人基因组和脑扫描的数据库,但很难确定其中哪些人患有阿尔茨海默病。目前尚无万无一失的血液检测技术,而且痴呆症也是其他疾病的特征。当前的一种新算法发现阿尔茨海默病的准确率超过90%,科学家希望训练另一种算法,来区分有和没有阿尔茨海默病的人群的脑扫描结构特征。他们的目标是让脑成像成为看得见的阿尔茨海默病“生物标志物”。(Nature | 参考文献:bioRxiv预印本论文和medRxiv预印本论文)
《自然》新闻:AI that reads brain scans shows promise for finding Alzheimer’s genes
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10. 由两个胚胎的细胞组成的猴子
一种核磁共振成像扫描(人工着色)显示阿尔茨海默氏症患者的大脑。来源:Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute/Science Photo Library
科学家通过向一个猴子胚胎注射与其基因不同的供体胚胎的干细胞,创造出了“嵌合体”猴子宝宝。这个猴子是第一个活产的嵌合灵长类动物,其细胞有很高的比例来自供体干细胞。这只猴子的诞生为科学家利用嵌合灵长类动物研究人类疾病铺平了道路。但是由于体温过低和呼吸困难,这只猴子出生十天后就不得不执行安乐死,这显示出进一步优化该方法的必要性,并引发了伦理讨论。(Nature | 参考文献:Cell 论文)
《自然》新闻:This hybrid baby monkey is made of cells from two embryos
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