要乐观点呀！有助于增强免疫力；机械手化身“蜘蛛”机器人；400斤古巨袋鼠想跳就跳 | 一周论文新鲜读

1.26

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 大脑训练或有助于增强免疫系统

2. 巧手机器人可爬行和抓取物体

3. 印尼发现已知最早岩画

4. 与流产有关的染色体异常遗传变异

5. 古巨袋鼠想跳就跳 

神经科学 | 大脑训练或有助于增强免疫系统

Upregulation of reward mesolimbic activity and immune response to vaccination: a randomized controlled trial

Nature Medicine

根据《自然-医学》的一项研究，训练人们激活大脑中与奖励和积极预期有关的区域，或与人体对疫苗的免疫反应增强有关。这些发现涉及85名参与者，表明积极思维或有助于以非侵入性方式帮助大脑支持免疫系统。 

腹侧被盖区（VTA）是大脑奖励系统的一部分，控制动机和预期。动物研究表明，这一系统可影响免疫功能；但不清楚在人类中是否存在同样关联。深入探索这种关联或可为安慰剂效应提供重要见解，并为提升疫苗效力开辟新途径。 

以色列特拉维夫大学的Nitzan Lubianiker和同事开发了一种新的基于神经影像反馈的方法，训练85名健康参与者通过功能性磁共振成像（fMRI）的指示，有意增强奖赏性中脑边缘通路（包括VTA）。这一方法中，参与者选择一些心理策略（如回忆过去的旅行），同时fMRI对中脑边缘活动成像。研究人员实时反馈心理策略的有效性，使其能在多次训练中调整策略，实现中脑边缘系统活动增强。经过4次训练后，所有参与者都接种了乙肝疫苗，随后对注射前和注射后4周的血液样本进行免疫学评估。作者发现，学会维持较高VTA活动的人，血浆中对疫苗保护性抗体水平增加更多。作者还发现，为维持高VTA活动，受试者采用了涉及积极预期的心理策略，这是安慰剂效应的一个标志。 

这些发现表明，特定脑通路和免疫系统之间存在潜在关联，或可用于识别与人类安慰剂效应有关的靶点，以及未来治疗方案。但这项研究仅测量了抗体水平，并非设计用于验证疫苗临床效果。此外，研究中观察到的抗体水平增加仅与VTA活动有关，不同神经反馈组间差异不显著。还需要更大规模试验和进一步研究来确定聚焦于积极预期和VTA活动可否切实改善免疫健康。 

机器人学 | 巧手机器人可爬行和抓取物体

A detachable crawling robotic hand

Nature Communications

《自然-通讯》本周发表的一篇论文描述了一个能爬行和抓握物体的可拆卸机械手。其设计能抓取超出正常范围的物体并完成多对象处理任务，有望应用于工业、服务业和勘探业的机器人。 

机械手的设计常模仿高度灵巧的人类手部。然而，人类手仅能从单面抓握的非对称结构以及有限的抓取范围限制了其执行特定任务的能力，如同时抓取多个物体或是进入狭窄空间。 

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的Xiao Gao和同事展示了两种版本的机械手：五指设计和六指设计（手掌直径16厘米），两种均为对称结构，可实现双面抓握。这种机械手还能从机械臂基座脱离并爬行。作者演示了该机械手可连续抓取最多三个物体，并在安全抓握物体的同时重新连接机械臂。该机械手可安全抓握多种类型的日常物体，包括卷筒芯、橡胶球、白板笔和罐头。它还能模仿33种人类抓握形式，并握住重达2千克的物体。 

未来研究可探索这类技术的潜在应用，如进入狭窄空间并开展任务。 

考古学 | 印尼发现已知最早岩画

Rock art from at least 67,800 years ago in Sulawesi

Nature

《自然》发表了一项研究，认为印度尼西亚苏拉威西发现的手形拓印可追溯至至少67800年前，可能是迄今发现最古老的岩画。这些发现有力支持了早期人类经苏拉威西的北部路径迁移至萨胡尔（连接澳大利亚与新几内亚的古代陆地）的理论。 

岩画为古代人类的创造性和迁移模式提供了珍贵线索。印度尼西亚以世界最早洞穴艺术闻名，此前已在苏拉威西的西南部和婆罗洲东部发现过更新世岩画。但自1977年首次报道存在岩画以来，苏拉威西东南部至今尚未得到充分探索。 

为了深入了解苏拉威西未被充分研究的地区，澳大利亚格里菲斯大学的Maxime Aubert和同事调查了苏拉威西东南部的多处洞穴，记录了44处遗址，其中14处是此前未知的，并描述了这些洞穴中发现的岩画图样。他们取样了覆盖岩画上方和下方的微小碳酸钙沉积物，运用高分辨率激光剥蚀铀系法进行测年。结果表明，这些岩画至少出现于67800年前，比此前发现最古老的岩画早约1100年。有些地方发现了两个不同时期的创作活动，间隔约35000年，表明晚更新世存在悠久的艺术传统。在这些画作中包含7幅手形拓印，和一幅棕色颜料绘制的人类形象（至少绘制于3900年前），可能是该区域最早的南岛民族文化表达的证据。 

这些发现为早期人类岩石艺术的时代和历史提供了信息，并为早期海上航行穿过华莱士地区北部岛屿（澳大利亚与亚洲交汇地带）提供了有力佐证。作者认为，在这条路径中可能还存在类似的未被发现的古代岩画，对理解澳大利亚北部早期绘画序列的起源与年代有重要意义。 

遗传学 | 与流产有关的染色体异常遗传变异

Common variation in meiosis genes shapes human recombination and aneuploidy

Nature

根据《自然》发表的一项研究，常见的遗传变异会影响染色体数量异常（称为非整倍体）的发生风险，这亦是流产的一个主要原因。这些发现使我们可以更全面理解非整倍体风险的遗传因素，还需要进一步研究来评估这一知识的潜在应用。 

非整倍性是人类流产的一个主要原因。这些染色体异常通常源于女性减数分裂过程中染色体的错误分离，这是产生卵细胞的细胞分裂过程。此前研究表明，精细胞或卵细胞形成过程中DNA交换（交叉重组）的错误可能导致非整倍体风险。但在人类中尚未发现与减数分裂起源的非整倍体和重组都有关的常见遗传变异。 

美国约翰·霍普金斯大学的Rajiv McCoy和同事利用体外受精胚胎的植入前遗传测试的临床数据，大规模绘制了减数分裂交叉事件，分离出了相关遗传变异。对139416个胚胎及22850组生物学父母的分析，揭示出了超过380万次交叉重组事件；在41480个胚胎中识别出92485个非整倍性染色体。作者发现，非整倍体胚胎交叉重组次数低于正常胚胎，证实了这些事件在驱动染色体正常分离中的重要作用。他们发现，SMC1B（该基因编码的蛋白质在减数分裂期间帮助维持染色体稳定）的一个变异与减少交叉重组数和母体减数分裂非整倍体增加有关。进一步研究还显示出了与重组过程有关的一些其他基因，包括C14orf39、CCNB1IP1和 RNF212。 

古生物学 | 古巨袋鼠想跳就跳 

Biomechanical limits of hopping in the hindlimbs of giant extinct kangaroos

Scientific Reports

《科学报告》发表的研究指出，现生袋鼠的巨型祖先——此前研究曾预估其可能重达250千克——或许具备短距离爆发性跳跃能力。这一发现挑战了之前的研究结果，即体重超过160千克的巨袋鼠因体重过大，其脚踝无法承受跳跃的力量。 

英国曼彻斯特大学的Megan Jones和同事分析了来自63个袋鼠和沙袋鼠物种的94个现代标本和40个化石标本的后肢，其中包括生活在更新世（260万至11700万年前）的已灭绝巨袋鼠种群平面袋鼠（Protemnodon）的成员。对于每个物种，他们使用已发表的估重以及第四跖骨（现代袋鼠用于跳跃的一根细长脚骨）的长度和直径数据，来测算这些袋鼠是否曾能承受跳跃的张力。作者随后比较了巨袋鼠与现代袋鼠物种的跟骨结构。作者估算了多大的跟腱才能承受巨袋鼠跳跃所需的力量，并计算了它们的跟骨尺寸是否能容纳这种大小的跟腱。作者推算，所有巨袋鼠物种的跖骨都足够稳健，足以承受跳跃产生的物理应力，而且它们的跟骨足够大，可以容纳满足跳跃需求的跟腱宽度。 

以上结果表明，所有巨袋鼠的后肢强健度都足以支撑它们跳跃。不过，作者认为巨袋的移动方式不太可能全部依赖跳跃，因为它们的庞大体型决定了这对长距离而言非常低效。作者指出，当今许多更小的物种中已能见到偶发性跳跃，如跳鼠和更小的跳跃有袋类。作者推断，简短快速的跳跃或曾帮助这些巨袋鼠物种逃避捕食者，如已灭绝有袋狮类种群袋狮（Thylacoleo）的成员。 

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