会跳舞的减肥药丸，南极冰盖命途多舛…… | 一周趣科学 Vol.1

科学新鲜报，早看早学到！在过去的一周里，科学界发生了哪些有趣又有料的新鲜事呢？让我们这就来一探究竟吧！

中国工程院院刊发布

2023全球十大工程成就

12月20日，中国工程院院刊《工程》发布了本院评选的“2023全球十大工程成就”。这一年度评选汇聚了全球顶尖的工程科技成果，代表了当前工程科技领域的最先进水平。

首先，在人工智能领域，ChatGPT的横空出世毫无疑问地成为本年度最具影响力的成果，不仅体现了技术突破，更引领了未来技术进步的方向。

其次，在水电工程领域，中国白鹤滩水电站成为全球首个单机容量百万千瓦的水电站。这一工程面临着地质条件复杂、工程规模巨大的挑战，代表了当今世界水电技术的最高水平。

此外，锂离子动力电池和无人驾驶航空器是近年来新产业、新动能的代表，具有广阔的应用前景和巨大的经济和社会效益，引领了新生产力的发展方向。

另外几项工程项目取得的结果也非常令人惊艳：

随着我国天宫空间站的初步搭建完成，空间站的日常科研工作也逐渐展开，为人们进一步了解宇宙提供新的线索；百亿亿次超级计算机，算力惊人，足以模拟核聚变、宇宙起源等复杂过程，天下武功，唯快不破；

双小行星重定向测试，以科幻大片的方式证明了，我们确实可以用提前碰撞的方法，让飞向地球的小行星改变轨道，避免恐龙灭绝的悲剧重演；RTS,S/AS01疟疾疫苗是人类史上首款或全球认可的疟疾疫苗，极大地加速了人类战胜疟疾的进程；

鸿蒙操作系统首次将分布式架构用于终端操作系统，实现用户跨终端无缝协同体验；Spot&Atlas机器人，不但会思考、会学习，还会跑酷！迄今为止，最像人的机器人。

图1 Spot&Atlas机器人递送物品并自主设计越障动作

（视频来源：波士顿动力）

可以预测人类生活事件的机器模型

个人的生命总是充满了随机事件，看似非常不可预测。但有的科学家仍然试图从这种随机中提炼出一定程度的必然。12月18日，丹麦技术大学的Sune Lehmann课题组在《自然-计算科学》杂志上发表文章，报道了一种可以预测人类生活事件的机器模型。

研究者以类似ChatGPT处理自然语言结构的方式来描述人类生命，根据详细的事件序列来检验人类生命的可预测性。他们调用了一个包含600万丹麦人的全面数据集，包括与健康、教育、职业、收入、地址和工作时间有关的生活事件的信息，逐天进行记录。

通过单一向量空间中嵌入生活事件的方法训练出来的模型，上能预测个体的早死几率，下能预测人们个性的细微差别，预测成功率优于所有目前已知的模型。使用深度学习模型的方法，研究者也探究了这一模型成功的原因。同时，该框架允许研究人员发现潜在的机制，影响生活的结果，以及相关的个性化干预的可能性。

图2 LIFEsev模型学习人类生活事件预测的模型演示

（图片来源：nature.com）

胃：我还想吃！

振动小药丸：不，你不想

从医学角度来说，想要有效地减肥，如果不想承担手术风险（抽脂手术的风险不小），那么就得“管住嘴，迈开腿”，挑战人类意志力。到底有没有方法能够彻底管住我们的嘴呢？

进食后，胃壁会膨胀，胃中的神经末梢会探测到这种扩张，然后释放神经信号，让人觉得自己吃饱了。因此有一种减肥方法，是向胃里放一个充气的气球，让胃一直觉得自己“饱”了。但时间一长，气球在胃液的影响下容易发生漏气，因此效果难以持久。

12月22日，《科学-进展》杂志报道了哈佛大学的Shriya Srinivasan和麻省理工学院的Giovanni Traverso领导的团队设计的一种新方案：一颗31×10毫米，装有微型马达和电池的“振动牌”（VIBES）小药丸。

吃下去之后，药丸会在胃酸的作用下启动，在你的胃里进行长达38分钟的蹦迪，通过振动来刺激胃里神经末梢，并发出胃容积扩张的信号，诱导5-羟色胺的释放并产生饱腹感。

有道是“射人先射马，测人先测猪”，研究团队用猪进行测试，发现这一药丸能够降低猪40%的进食量，并且有效控制体重增长。怎么样，有没有心动？

图3 VIBES药丸增加饱腹感的原理示意图

（图片来源：science.org）

南极冰盖崩塌的秘密，藏在章鱼的DNA里

今年夏天的酷暑和冬天的严寒，想必让每个人都无法忽略气候变化这一议题。但是，气候变化到底会严重到什么程度呢，真的会像有些媒体说的那样，南极融化，海平面上升，桑田变沧海吗？

12月21日，澳大利亚詹姆斯库克大学的 JAN M. STRUGNELL研究团队在《科学》杂志发表了一项研究，为科学家多年来怀疑的“西南极冰盖曾经全体崩塌”提供了一项实锤证据。而这项证据的来源，竟然藏在30年来人们在南极附近捕获的近100只章鱼里。

图4 红线部分就是西南极冰盖，如果再次融化，后果不堪设想（图片来源：维基百科）

如果西南极冰盖一直存在，那么章鱼群体之间就存在着天然屏障，各个章鱼小群体之间就会出现很多基因上的差异；而如果这一冰盖曾经融化过，那么章鱼群体之间就没有了隔离，因此其基因多样性的分布就会比较均匀。

通过对章鱼基因组的测序分析和模型拟合，研究组得出结论：在末次冰期之前的间冰期（约10万年前），西南极冰盖曾经一度完全消失过。

也就是说，如果环境问题失控，那么南极冰盖完全消失也不是什么天方夜谭，而是有可能发生的，这毕竟已经发生过一次了。这也为人类加快解决全球气候变化问题敲响了“实锤”警钟。

语言可以塑造大脑高级神经活动的差异

不同的语言是否能带来不同的大脑活动方式呢？12月22日，瑞士日内瓦大学的Piermatteo Morucci与合作者在《eLife》杂志上发表的文章，为回答这一问题提供了有趣的线索。

在欧洲，西班牙语者和巴斯克语者的文化背景相近，也互相借用了许多词汇，但这两种语言有一点本质的不同：西班牙语是功能词前置的，比如，“科学大院是一个有趣的科普公众号”这句话里，“一个”要放在“公众号”前面；而巴斯克语是功能词后置的，也就是说，上面那句话在巴斯克语里要说成“科学大院是有趣的科普公众号一个”。

也就是说，西班牙语母语者经常会听到一个“短功能词”+“长实词”的组合（“一个”+“有趣的科普公众号”），而巴斯克语母语者则正好相反，经常听到“长词”+“短词”的组合。

研究团队准备了一段电子音，仅包含交替的长音和短音，但在其中故意遗漏掉一些长音或者短音。把这段录音播放给两种语言的母语者，并且同时测量他们的脑磁图。

结果发现：每当出现遗漏时，人们的大脑活动就会变得活跃（大脑：“我听错了？不应该啊，得再想想”）。但是，相比之下，当听到短音遗漏时，西班牙语者的大脑会更加活跃，而当听到长音遗漏时，巴斯克语者的大脑则会更加活跃一些。

研究者认为，这两类人群在注意到不同类型的遗漏时出现差异，很可能与他们的母语语音节奏有直接联系。因此，这一研究也有助于揭示语言对于大脑功能的影响。

图5 两种语言母语者在听到不同时长的遗漏时，大脑反应有差异（图片来源：elifesciences.org）

参考文献：

[1]Savcisens, G., Eliassi-Rad, T., Hansen, L.K. et al. Using sequences of life-events to predict human lives. Nat Comput Sci (2023). https://doi.org/10.1038/s43588-023-00573-5

[2]Shriya S. Srinivasan et al. ,A vibrating ingestible bioelectronic stimulator modulates gastric stretch receptors for illusory satiety.Sci. Adv.9,eadj3003(2023).DOI:10.1126/sciadv.adj3003

[3]Sally C. Y. Lau et al. ,Genomic evidence for West Antarctic Ice Sheet collapse during the Last Interglacial.Science382,1384-1389(2023).DOI:10.1126/science.ade0664

[4]Piermatteo MorucciSanjeev NaraMikel LizarazuClara MartinNicola Molinaro2023Language experience shapes predictive coding of rhythmic sound sequenceseLife12:RP91636. https://doi.org/10.7554/eLife.91636.1

作者：牧心