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为了2026登月,NASA宇航员进行月球行走训练 | 含盐金属有机骨架 | 乌鸦展现数数天赋 | 自然每周简报

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自然每周简报2024年6月5日第219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:有望平息暗物质争议的实验、金属有机骨架有点“咸”、宇航员的月球行走训练、睡眠能净化大脑吗?研究经费不够怎么办?首个“双语”读脑设备、DeepLabCut背后的研究团队、AI没有同理心,重要吗?谁会给AlphaFold3开源?会数数的乌鸦,更多精彩内容,欢迎阅读全文。

最新资讯

1. 有望平息暗物质争议的实验

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放置大型闪烁计数器的大厅内部。Yemilab实验室建在地下1000米的老矿井中。图片来源:Kangsoon Park and Eunkyung Lee

韩国新的Yemilab实验室将尝试复制看起来能证明暗物质存在的实验。暗物质被认为占宇宙质量的85%,意大利一个实验室里曾发现这种神秘物质的迹象。但20多年来,没有人能准确复制这些结果。Yemilab还将寻找中微子这种“神出鬼没”的粒子,以证明它们的一些特性。粒子物理学家Nicola Rossi表示:“如果这两个实验都没有结果,我们就得好好开始重新思考宇宙了。”

《自然》新闻:Disputed dark-matter claim to be tested by new lab in South Korea

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2. 金属有机骨架有点“咸”

工业化学家最爱的材料刚刚获得了升级。一种被称为金属有机骨架的革命性材料在化学领域掀起了一场风暴,因为它们能够储存数量惊人的“客体”分子。现在,科学家用盐代替了金属有机骨架中昂贵的金属部分。之前也用盐制成过有机骨架,但它们不稳定,因此不是特别有用。但最新研究创造出了相对便宜且易于合成的稳定骨架。研究人员表示,这种骨架在核废料清理方面有应用价值。

《自然》新闻:Superstar porous materials get salty thanks to computer simulations

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3. 宇航员的月球行走训练

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模拟宇航服和工具车模拟了“阿尔忒弥斯”(Artemis)宇航员在月球表面可能会用到的设备。图片来源:NASA/Josh Valcarcel

夜晚,亚利桑那州的一个火山区仅靠一盏大型聚光灯照亮。NASA的宇航员在这里为2026年登月任务进行了迄今最大规模的全装备演练。他们将会成为半个多世纪以来第一批踏上月球表面的人类。在四次模拟的月球行走中,这些宇航员采集了38公斤的岩石和土壤——所有这些都按照“科学团”(幕后科研人员)的精心策划。“我们不能简单地说想要那块岩石,”地质学家José Hurtado表示,“我们必须说清楚为什么我们要这块石头,以及为何这与我们的优先级密切相关。”

《自然》新闻特写:Exclusive: How NASA astronauts are training to walk on the Moon in 2026

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4. 睡眠能净化大脑吗?

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在更早的动物实验中,大脑清除废物的系统似乎在睡眠时更活跃。图片来源:unoL/iStock via Getty

一项研究似乎对我们需要通过睡眠清理大脑垃圾的理论提出了质疑。在小鼠身上,睡眠似乎会减慢而不是加速大脑清除某种染料的能力。一些研究人员认为这是对“睡眠清理”理论的一次打击。批评者表示,这项研究测量染料清除的方法可能损害了大脑清除废物的系统,而且与之前的研究相差太大,无法对这些研究提出可信的挑战。脑循环专家Erik Bakker表示,大脑或许通过不同的方式来清除小分子化合物(如染料)和大分子化合物(如与阿尔茨海默病有关的β-淀粉样蛋白)。(Science | 参考文献:《自然-神经科学》论文)

5. 经费不够怎么办

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过渡性资助项目可以为研究人员提供足够的资金,使他们能够在获得更大的资助之前继续开展工作。图片来源:Getty

向大型资助机构提交的经费申请中,只有四分之一是成功的,因此经费缺口是常见的,也令人倍感压力。过渡性资助项目可以让研究人员收集更多数据,支持他们下一个更大的经费申请。一些机构提供内部“学术休假”计划(与不同部门的同事一起工作的受资助职位),或者为具有商用潜力的研究提供资金支持。研究主管Bryony Butland表示,不要把关注都放在那些大型资助机构上:“你只需要换个角度想一想,换一种表达,用你之前没想过的方式去考虑到他们面对的挑战和机遇。”

《自然》职业特写 :What steps to take when funding starts to run out

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6. 首个“双语”读脑设备

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医学影像可显示语音生成过程中的大脑活动(人工染色)。图片来源:Zephyr/SPL

一种AI驱动的脑植入装置首次帮助双语瘫痪人士用两种语言说话。该AI系统会解码这个人的神经模式,并根据部分词语组合的意义来翻译他正在说的语言——英语或母语西班牙语。该研究的共同作者、神经外科医生Edward Chang表示:“一个人说什么语言实际上与他们的身份密切相关。我们的长期目标从来不只是取代言语,而是重建人与人之间的联系。”(参考文献:《自然-生物医学工程》论文)

《自然》新闻 :First ‘bilingual’ brain-reading device decodes Spanish and English words

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7. DeepLabCut背后的研究团队

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运动追踪数据挑战促使神经科学家Mackenzie Mathis于2017年共同开发了计算工具包DeepLabCut。资料来源:Anna Olivella

神经科学家Mackenzie和Alexander Mathis在研究生时期相识并结为夫妻,之后与同事一起开发了造成轰动的运动追踪工具DeepLabCut。该工具使用机器学习算法跟踪视频中的实验动物的身体部位,无需使用侵入性标记物。DeepLabCut已被用来研究从果蝇到马等各种动物的行为,但具有伪装能力的动物却带来了独特的挑战。“之前有个学生在推特上发了一些章鱼在红海里的视频——作为人类,你在章鱼动之前都找不到它在哪里,”Mackenzie Mathis说,“看到这些太神奇了。”

《自然》技术特写 :DeepLabCut: the motion-tracking tool that went viral

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8. AI没有同理心,重要吗?

多位心理学家、哲学家和计算机科学家表示,在AI系统中嵌入共情就像一种视错觉:即使我们在理性上明白怎么回事,但这种错觉一直存在。与看似有同理心的AI模型反复互动,可能会威胁到我们不与现实脱节的一些核心价值观,研究人员写道,“值得记住的是,有能力关心对方的生命体也应该有能力撤回这种关心。”(《自然-机器智能》)

《自然-机器智能》:Does it matter if empathic AI has no empathy?

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9. 谁会让AlphaFold3开源?

研究人员正在竞相创建他们自己的AlphaFold3版本。AlphaFold3是DeepMind推出的革命性蛋白质结构预测AI模型,但在发布时没有公开代码,这令许多科学家感到不满。计算生物学家Mohammed AlQuraishi表示,“如果对药物研发如此重要的能力最后被锁了起来,那就太糟糕了。”他的团队希望在今年完成OpenFold3项目。计算生物物理学家David Baker的团队正在修改他们的开源算法RoseTTAFold,独立软件工程师Phil Wang已经发起了一个AlphaFold3的众包复制项目。作为对这些反对行动的回应,DeepMind承诺在年底前发布代码。(参考文献:《自然-方法》论文)

《自然》新闻:Who will make AlphaFold3 open source? Scientists race to crack AI model

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10. 会数数的乌鸦

小嘴乌鸦(Corvus corone)可以按指令准确发出1到4次的叫声,这种技能只在人类身上见过。研究人员在几个月里用奖励训练乌鸦,把屏幕上的数字或相关声音对应到正确的叫声数量。研究人员表示,乌鸦并没有表现出“真正的”计数能力,这需要对数字有符号化的理解。但是,它们仍能按提示发出有意识的特定次数的叫声,神经科学家Giorgio Vallortigara表示,这是“一种非常了不起的能力”。(参考文献:《科学》论文)

《自然》新闻:These crows have counting skills previously only seen in people

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