真笑和假笑，产生自不同的大脑区域；IBM 推出全球首个亚1纳米芯片技术 | 环球科学要闻
环球科学约 6 分钟· 新技术 ·
IBM 推出全球首个亚1纳米芯片技术
图片来源：IBM
当地时间6月25日，IBM推出全球首款低于1纳米节点的芯片技术，其晶体管架构达到了0.7纳米，即7埃节点。基于IBM首创的“NanoStack”三维纳米堆叠架构，IBM称新技术可在指甲盖大小的芯片上集成近1000亿个晶体管，晶体管密度接近2021年发布的IBM 2纳米芯片的两倍。IBM表示，这一节点芯片相比IBM 2纳米节点芯片，预计最高可带来50%的性能提升，或70%的能效提升，面向生成式 AI、云基础设施和下一代电子设备等计算场景。
Ars Technica报道称，受物理规律限制，制造真实尺寸小于1纳米且能稳定工作的晶体管几乎是不可能的。因此，IBM的“亚1纳米芯片”并不是指晶体管本身的物理尺寸真的做到了1纳米以下，而是依靠三维纳米堆叠架构，通过垂直堆叠和交错布局晶体管，在相同的空间内塞进更多的晶体管，在理论上实现了平面架构下将器件缩小至1纳米以下才能达到的性能水准。IBM预计，这种亚纳米芯片技术最快将在未来5到10年内开启量产，并成为下一代主流的芯片制造技术。（公众号“APPSO”， Ars Technica）
· 神经科学 ·
真笑和假笑来自两个不同的大脑区域
图片来源：Unsplash
笑声是连接我们与他人的一种社会信号，但大脑中产生笑声的区域尚不十分清楚，部分原因是在实验室中很难诱发真正的笑声。最近，一项发表于《神经科学趋势》（Trends in Neurosciences）锁定了大脑中两个不同的笑声网络：一个产生自发的“真笑”，另一个产生社交性的“假笑”。
研究者表示，在人们交谈的过程中，笑的开始和停止都非常迅速，这说明这类笑具有一定控制力，而你真的被逗笑的时候，是无法控制自己的笑的。为了厘清这两种笑声背后的脑回路，团队转向研究癫痫患者术前脑刺激的报告。在这些操作中，临床医生通过在患者清醒时电刺激大脑部分区域，来确定手术目标脑区。这些探针常常无意中诱发笑声，且患者能够实时描述自己的感受。
作者分析了这些报告以及其他临床和动物研究，提出了“真笑”和“假笑”的两个不同网络。自发性网络（真笑）包括参与运动控制和情绪调节的脑区，如前扣带回膝前部、伏隔核和颞极。刺激这些区域可产生伴有情绪提升、欢快感的笑声。随意性网络（假笑）则包含纯粹参与笑和微笑运动控制的区域，如罗兰迪克岛盖、苍白球和前辅助运动区。刺激这些区域可诱发笑声，但通常不伴有积极情绪。作者认为，自发性网络是一个在演化上更古老的路径，起源于动物的“打闹玩耍”，类似笑声的发声起到防止攻击和促进社会联系的作用。（Cell Press）
· 古人类 ·
所有已知纳莱迪人骨骼均属于女性
2013年，在南非的一处洞穴中发现了大量古人类骨骼化石，这些人随后被命名为纳莱迪人（Homo naledi）。令人困惑的是，纳莱迪人化石位于一系列错综复杂的洞穴深处，洞穴内似乎还留有岩画和使用照明火把的痕迹。
最近，在一项发表于《细胞》（Cell）的研究中，研究团队分析了至少20名纳莱迪人个体的牙釉质蛋白。牙釉质中的蛋白可能携带来自X染色体上的AMELX基因或来自Y染色体上的AMELY基因的信号，但在这些纳莱迪人的牙釉质中只能检测到AMELX信号，这说明这20名古人类可能都是女性。这说明这处洞穴可能是纳莱迪人刻意选择的殡葬地点，纳莱迪人或许也曾发展出丧葬文化。（new scientist）
· 神经科学 ·
双语者依靠“大脑地图”切换不同语言
对许多双语者来说，在语言间切换似乎毫不费力。如今，科学家从单个神经元层面揭示了双语者大脑如何完成这种切换。《细胞》(Cell）上的一项研究揭示，双语者的大脑将概念存储在一张跨越两种语言的地图中。大脑通过使用特定的语言神经元来读取这张地图，从而既能流畅切换语言，又能保持语言之间的区分。
研究团队记录了双语参与者在听、读以及用英语和西班牙语交谈时的脑部活动。令研究人员惊讶的是，海马体中仅有少数神经元在参与者听到或说出不同语言中的同一词汇时反应相同。这表明单个神经元在很大程度上是语言特异性的。研究人员还观察到，大脑将单词放在由一组语言特异性神经元组成的地图上，并根据单词的含义对它们进行组织。在地图中，语义相近的词如dog和wolf位置靠近，而fork因语义距离较远，则位于更远处。这种映射系统在不同语言中保持一致。研究人员表示，这就是大脑跨语言编码词义的方式。它不依赖单个神经元翻译单个词汇，而是依靠神经元群体调整其活动，以在两种语言中为对应词汇创建相似的模式。一旦大脑映射了词汇间的关系，就能将这些关系跨语言应用。这意味着，我们每个人都有潜力成为双语者，甚至三语者。（Cell Press）
· 遗传学 ·
碱基编辑揭示人类胚胎发育中的关键因子
近日，《自然》（Nature）上发表的一篇论文揭示了人类胚胎中一种发育调节因子所发挥的关键作用。研究人员利用碱基编辑技术，在人类胚胎干细胞和人类胚胎中确定了名为NANOG的转录因子的功能作用，证明该技术在深入了解人类发育过程中的重要性。
此前的小鼠研究已证明NANOG在胚胎发育中起着重要作用，它参与小鼠胚胎外胚层组织的发育并调控多能性。然而，该转录因子在人类胚胎中的作用尚未得到验证。为克服上述问题，研究团队采用会造成DNA双链断裂的腺嘌呤碱基编辑技术，来研究特定转录因子的作用。利用这项技术，他们在人类胚胎干细胞和人类胚胎（这些胚胎的发育未超过14天）中破坏了NANOG基因。NANOG功能的丧失会阻止多能外胚层细胞分化为具有生成体内所有细胞潜能的细胞，从而使这些细胞转向发育为胚外卵黄囊或胎盘细胞。研究者指出，这些结果与小鼠研究中的观察结果不同，突显了直接研究人类发育的重要性。他们同时提醒，人类胚胎基因组编辑技术的临床转化，在推进之前必须经过严格的伦理审查和监督，并需获得广泛的社会讨论与支持。（Nature）
撰文：王怡博、二七
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