日本明天将发射火星卫星探测器，计划2031年带回样品；流行音乐歌词正在失去情感 | 环球科学要闻
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这对超大质量黑洞最快能在100年内相撞
该系统的想象图。图片来源：Emma Kun / HUN-REN Konkoly Observatory / 在AI支持下创作
超大质量黑洞如何长到太阳质量的数亿倍，仍是天文学的一大难题。除了吞噬周围气体，黑洞之间的并合也可能推动它们增长，但极近距离的双黑洞系统一直难以确认。德国马克斯·普朗克射电天文研究所牵头的团队分析星系Mrk 501的射电观测，发现其中心可能存在两个相互绕转的超大质量黑洞，最快约100年后就会并合。相关研究已发表于《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。
研究人员重新分析了甚长基线阵列在2011至2023年间获取的83组高频射电数据，并与其他频段观测比较，在已知喷流旁识别出第二股喷流，发现它似乎从主黑洞后方伸出并逆时针绕行。2022年的一幅图像还呈现疑似部分爱因斯坦环，可能是前景黑洞的引力弯曲了后方喷流的光。团队提出，轨道周期约121天的双黑洞模型可以解释这些现象；据估算，两者间距约为日地距离的250至540倍。不过，121天周期的证据仍有不确定性，“约100年”也取决于质量等模型参数。未来若能借助脉冲星计时阵列等技术探测到该系统的低频引力波，将有助于检验双黑洞解释，并预测其并合进程。（Max Planck Institute for Radio Astronomy）
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一项对超过3.8万首歌曲的研究发现，歌词正在失去情感
语言是了解心理状态的一扇窗口，而歌词则是一种尤为丰富的表达形式，它既反映了个体的发展，也反映了更广泛的文化变迁。 发表在《美学、创造力与艺术心理学》（Psychology of Aesthetics, Creativity and the Arts）上的新研究发现，流行音乐在情感和人际关系方面逐渐变得不那么直白。
这是迄今为止规模最大的歌曲歌词分析研究。最终数据集包含来自230位艺术家的38467首歌曲，涵盖了1947年至2024年近一个世纪的流行音乐。研究发现，随着时间的推移，歌词的情感表达和社交关注度均有所下降。在歌手的职业生涯中，无论是积极词汇还是消极词汇，以及提及家人和朋友的次数都减少了。具体而言，与焦虑相关的词汇有所增加，而悲伤的情绪则有所减少。研究人员在比较不同时代的艺术家时发现了类似的历史模式。这些更广泛的历史差异通常大于单个艺术家职业生涯中发生的变化。研究者分析道，随着年龄增长，人们的情绪往往会变得更加稳定，也会更加重视有意义的人际关系，因此我们可能会预期，在歌手的整个职业生涯中，歌词会变得更加积极向上或更注重人际关系。然而，事实却恰恰相反，积极情绪和社会相关内容反而有所减少。这表明，歌曲歌词可能深受艺术、文化或行业层面因素的影响。（MICHIGAN STATE UNIVERSITY）
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日本计划明天发射火星卫星探测器，计划2031年带回样品
日本MMX无人探测任务及其搭载的IDEFIX巡视器的信息图。该任务旨在从火星的一颗卫星上采集样本并将其带回地球。图片来源：JAXA，CNES，DLR，NASA，AFP
火卫一和火卫二究竟是被火星引力俘获的小行星，还是巨大撞击产生的碎片，至今没有定论。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的火星卫星探测任务MMX将尝试回答这一问题。其科学方案曾于2022年发表于《地球、行星与空间》（Earth, Planets and Space），此次消息则是任务实施进展：探测器计划于2026年10月20日搭乘H3火箭，从日本鹿儿岛县种子岛航天中心发射，目标是在2031年将火卫一样品送回地球。
按计划，MMX将于2027年抵达火星附近，在火星系统开展约三年的探测。探测器将近距离观测火卫一，释放由法国和德国联合研制的IDEFIX巡视器，考察表面性质，为着陆采样提供依据，随后采集至少10克物质，并飞掠观测火卫二。返回样品的矿物、化学与同位素分析将帮助辨别两种起源假说：富含水合矿物和有机物、类似碳质陨石的组成支持俘获起源，贫挥发分且具有火成岩特征的物质则支持撞击起源。样品还可能含有从火星溅出的颗粒，为研究火星过去的表面环境提供线索。（Kyoko HASEGAWA）
· 健康 ·
当这种脑酶活跃时，老年人的记忆力就能保持良好
根据对小鼠、人类和细胞的研究，大脑中发现的一种酶可能有助于随着年龄的增长保持认知能力，相关论文发表在《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）上。
这种酶是一种磷脂酶，能够分解脂肪化合物。研究人员发现，当小鼠大脑中某些神经元之间的连接遭到破坏时，编码这种酶的基因突然变得更加活跃。为了深入了解这一现象，科学家对小鼠进行了基因改造，使其缺乏一种名为Pla2g2f的基因，并观察它们衰老过程中的变化。与未进行基因改造的对照组小鼠相比，这些小鼠的大脑炎症反应加剧，神经元退化也更加严重。相反， Pla2g2f基因过量的小鼠随着年龄增长，大脑炎症反应较轻，神经元连接也更加紧密。研究团队还测试了这些动物的空间记忆能力。结果同样表明，这种酶具有保护作用。缺乏Pla2g2f的中年小鼠在记忆测试中的得分低于同龄的对照组小鼠；而Pla2g2f水平升高的老年小鼠在测试中的得分则高于同龄的对照组小鼠。
此外，该基因可能对人类也具有保护作用。作者分析了其他科学家汇编的两组大型数据集，发现人脑中的PLA2G2F活性随年龄增长而升高。研究人员收集了已故人类捐献者大脑的基因表达数据 。所有捐献者在生前都接受过认知测试。结果发现， PLA2G2F 活性在“适应力强”的个体中最高——这些人即使大脑中存在β-淀粉样蛋白，认知能力仍然完好无损。这种沉积物是阿尔茨海默病的一个特征。在另外两组人群中，该基因的活性较低：一组是既无认知障碍也无β-淀粉样蛋白沉积的人群，另一组是患有严重阿尔茨海默病的人群。研究者认为，这种酶的部分作用在于清除大脑中的脂滴（充满脂肪的微型细胞器），这种清除作用会引发多种下游效应，例如促进神经元生长和抑制神经炎症。（Nature News）
· 神经科学 ·
科学家揭示认知灵活性的树突计算机制
科学家揭示认知灵活性的树突计算机制（图片由AI生成）。图片来源：中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心
神经元究竟如何处理信息，让大脑产生灵活决策，一直是未解的谜题。近期，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心发现了大脑皮层神经元树突计算参与灵活决策中的认知计算过程，相关研究成果发表在《科学》（Science）上。
本次研究中，科研团队首次通过实验证实，树突计算参与认知灵活性。为验证这一结论，科研人员设计了一套实验，训练小鼠判断声音高低。任务规则发生改变后，小鼠要根据奖励反馈，不断猜测隐藏规则，结合听觉信号灵活做出选择。研究采用亚细胞分辨率双光子成像技术，同步记录小鼠听觉皮层第五层端脑外投射亚型神经元的顶端树突和胞体活动，再通过光遗传学选择性抑制树突活动，检验其功能。结果显示，同一个神经元内部不同区室有明确分工。顶端树突负责编码推断抽象规则，胞体处理感觉信息。二者经非线性整合产生全局活动，以此编码与决策相关的选择信号。光遗传实验抑制树突活动时，胞体选择信号明显变弱，证明树突参与神经元决策计算。研究发现，在认知行为中，神经元树突可以编码“主观规则推断”。在单个神经元内，树突信号与胞体的感觉信息发生非线性整合，生成行为决策输出信号，实现灵活决策。这表明树突是大脑灵活思考的微观基础。（中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心）
撰文：王昱、冬鸢
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