阿司匹林在小鼠中显示出限制癌症转移的潜力；2024年图灵奖授予2位人工智能先驱 | 环球科学要闻

安德鲁·巴尔托（Andrew Barto）。图片来源：ACM A.M. Turing Award

当地时间3月5日，美国计算机学会（Association for Computing Machinery, ACM）将2024年图灵奖授予了美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的名誉教授安德鲁·巴尔托（Andrew Barto）和加拿大阿尔伯塔大学的计算机科学教授理查德·萨顿（Richard Sutton），以表彰他们为强化学习（reinforcement learning）奠定的概念和算法基础。在20世纪80年代开始发表的一系列论文中，巴尔托和萨顿介绍了强化学习的主要思想、构建了数学基础并开发了重要算法。而如今，强化学习已经成为了创建智能系统的最重要方法之一。（ACM）

1900年，德国数学家大卫·希尔伯特于1900年在巴黎举行的第二届国际数学家大会上提出23道最重要的数学问题。其中第六个问题关于公理化物理，希尔伯特本人后续自己也进一步研究这个问题。公理化物理一个具体的问题是，能否从原子层面的牛顿定律出发，借助玻尔兹曼动力学理论，严格推导流体运动定律。

该问题的第一个步骤，即从原子层面的牛顿定律推导出玻尔兹曼动力学理论是更具挑战性的部分。1975年，Lanford曾推导出仅适用于短时间的情况。而3月3日，北京大学校友邓煜等人在预印本平台上发表论文，表示他们完全解决了希尔伯特第六问题，成功从刚性弹性小球粒子模型出发，用牛顿运动定律严格推导出了流体力学的基础偏微分方程，如可压缩欧拉方程和不可压缩的纳维-斯托克斯-傅里叶方程。目前，论文正在经历同行评议。

货架上的阿斯匹林。图片来源：Daniel Case - Own work, CC BY-SA 3.0

癌症转移（癌细胞从原发灶扩散到远处器官）是全球90%癌症相关死亡的罪魁祸首。免疫系统在对抗转移中发挥重要作用，但癌细胞常能设法逃避免疫监测。此前，人们发现阿司匹林和转移减少有关，但确切作用机制未明。《自然》（Nature）发表的一项研究显示，阿司匹林或可在小鼠中增强针对癌症转移的免疫响应。  

研究者在小鼠中进行了实验，发现了一个新的免疫抑制途径，阿司匹林可针对该途径加强小鼠的抗转移免疫能力。他们发现，与未经治疗的对照组相比，多种不同癌症（包括乳腺癌、黑色素瘤和结肠癌）的小鼠模型使用阿司匹林治疗后，向其他器官（如肺和肝）转移的比率较低。人们已知阿司匹林能够抑制血小板中的环氧化酶1（一种与参与炎症的酶），并减少血栓素A2（TXA2）产生。研究发现TXA2的减少缓解了T细胞的抑制，从而加强其对抗转移癌细胞的能力。这些发现表明，阿司匹林或可作为一种相对便宜、技术含量低且有效的辅助疗法，通过增强小鼠自然免疫来防止癌症转移。作者认为，未来的研究可以探索阿司匹林和其他免疫疗法的结合，进一步加强其抗转移作用。

用AI提前发现双中子星合并

双中子星合并的艺术想象图，该过程会发出引力波和电磁辐射。对这些信号的探测和分析可以让我们深入了解其背后的过程。图片来自：MPI-IS & A. Posada

中子星合并是宇宙中最壮观的天文事件之一，能够释放出大量重元素（如金、铂和铀），但这类事件极为罕见且难以捕捉。2017年，科学家首次通过引力波探测到两颗中子星的合并。并在全球多个天文团队引起了后续观测，但这种后续观测通常只能发生在双中子星合并后。近日，一项发表于《自然》（Nature）的研究展示了一种新型机器学习方法，让天文学家更快确定双中子星合并的位置。

该机器学习方法名为DINGO-BNS，使用模拟数据训练，数据模拟了双中子星合并前几分钟引力波探测器会收到的引力波信号。当引力波信号抵达地球时，该算法只需一秒就能对合并事件进行识别和定位，而原先的算法需要数个小时。该算法不仅显著快于更早的迭代版本，而且结果的精度也提高了30%，能在双中子星合并前提供准确定位。作者指出，DINGO-BNS获得的详细信息能用于确定哪些事件最值得使用昂贵的望远镜时间展开后续观测。

能够及时调整行为策略，包括坚持目标、探索其他选择或放弃目标，对动物的生存至关重要。而多种精神疾病，如强迫症（OCD）、自闭症和抑郁症，就被认为与大脑中控制行为策略的神经回路失调有关。理解其中神经机制将有助于开发出更有效的疗法。近日，一项《自然》（Nature）上的研究解开了谜团，解释了中缝中核（median raphe nucleus，MRN ）调控三种基本行为策略：坚持、探索和放弃的神经机制。

科学家通过光遗传学、钙成像和神经回路追踪技术，比较了小鼠在依赖本能行动和依靠决策行动时的不同脑活动。他们发现，MRN中的三种主要神经元类型能分别调控不同的行为策略，其中，抑制GABA能神经元会促使小鼠坚持当前目标；激活谷氨酸能神经元能驱动探索行为；而抑制血清素能神经元会促使小鼠放弃目标。当MRN接收到来自外侧下丘脑和侧缰核的信号时，就能以不同模式激活这三种互补的神经元，灵活调控小鼠行为。这为OCD等疾病带来了开发新疗法的可能性。