盘点
6/14-6/20 改变未来的前沿科技
全文共2292字，阅读约5分钟
1
瞳孔越大，智力越高？
👀
瞳孔是眼睛虹膜中心的小圆孔，会随着光线强弱缩小或扩大。最近，Cognition 上发表的一项研究称，美国佐治亚大学理工学院团队通过实验证明，在非明亮光照的条件下，瞳孔的基线尺寸越大，这个人的流体智力就越高，这表明大脑和眼睛之间有一种奇妙的关联。研究者招募了500多名18~35岁的志愿者，测量了他们在昏暗光照下休息时注视空白电脑屏幕4分钟的瞳孔尺寸，以此作为基线值。随后，研究者对他们进行了一系列认知测试，以确定其流体智力（即以生理为基础的认知能力，如知觉、记忆、运算速度和推理能力等）。结果显示，瞳孔基线尺寸越大，流体智力越高，注意力也越强。这可能与大脑中蓝斑（locus coeruleus）的活动水平有关。蓝斑是位于脑干的神经核团，参与大脑唤醒与警戒。此外，它还能增强去甲肾上腺素的合成与分泌，更好地调节感知、注意力、学习和记忆等过程。或许休息状态下瞳孔更大的人，蓝斑对大脑活动的调节能力也更强，但这种假说还需要进一步研究证实。
论文 👉
https://doi.org/10.1016/j.cognition.2021.104643
2
雄性也能怀孕生子？！
😮
6月16日，中国海军军医大学团队在预印版平台 bioRxiv 上发表论文称，他们首次成功实现雄性大鼠怀孕与分娩。根据过往研究推测，雄性哺乳动物怀孕产子的障碍可能在于缺乏适当的微环境和子宫。因此，团队先通过手术将阉割的雄性大鼠和雌性大鼠背靠背连接起来，形成一对异性连接共生体，让雄性大鼠通过血液交换获得雌性体内因孕育而产生的微环境（包括怀孕所需的激素或其他分子）。然后，他们将另一只雌性大鼠的子宫移植到雄性大鼠体内，再将数个早期胚胎分别植入雄性大鼠及其连体雌性大鼠子宫中。最终，有10个由雄性大鼠孕育的胚胎成功分娩并发育到成年，成功率为3.68%。不过，雄鼠出现了死胎现象，而连体雌鼠却没有，个中原因还需进一步探究。
论文 👉
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.06.09.447686v1
3
听歌入睡，可能影响睡眠质量
💤
“耳虫效应”指的是当一首歌或旋律反复播放，我们可能会像被洗脑一样在脑海里不断重复甚至哼唱它。美国贝勒大学团队在 Psychological Science 上发表论文称，睡前听音乐可能会诱导产生“耳虫效应”，从而影响睡眠质量。50名平均21.2岁的参与者进入实验室后，研究人员在他们睡前反复播放3首抒情歌曲或纯器乐旋律，结果发现无人声的器乐相比抒情歌曲更容易导致耳虫效应（是其他音乐类型的两倍），以及破坏睡眠质量。与很少经历“耳虫”的人相比，每周一次或多次发生“耳虫效应”的人睡眠质量差的可能性是前者的6倍，他们更难入睡，夜间醒来次数更多，在浅睡眠阶段花费的时间也更长。一些参与者醒来时依然伴随着“耳虫效应”，这表明即使在停止播放音乐几小时后，睡眠中的大脑还在继续处理音乐。进一步研究发现，产生“耳虫效应”的人，其大脑额叶慢振荡活动显着增加（记忆重新激活的标志），这说明“耳虫”会因记忆激活过程而在夜间持续存在，就算醒来也可能不会消退。
小WE姐：除了避免睡前听音乐，研究者还提出了一种摆脱“耳虫”的方法——让自己完全专注于一项认知活动，从而分散大脑对“耳虫”的注意力。
论文 👉
https://doi.org/10.1177/0956797621989724
4
男性更易做出极端选择和决定
👨
PNAS 上发表的一篇论文称，瑞士洛桑大学和澳大利亚悉尼大学的研究人员合作，对97个样本中超过 50,000个人的实验经济学研究进行荟萃分析，发现男性与女性相比，更容易做出极端的选择和决定，这些选择和决定可能积极，也可能消极——要么非常自私，要么非常利他；要么非常信任，要么非常不信任；要么非常公平，要么非常不公平；要么非常冒险，要么非常厌恶冒险；要么三分钟热度，要么非常长情……男性更有可能有极端的时间、风险和社交偏好，而女性更有可能有中等偏好。研究人员认为，其原因可能来源于进化：女性在抚育后代方面投资更多，因此更挑剔，男性必须超越平均水平才能脱颖而出吸引女性。另一种原因可能是父权社会限制了女性，让女性只能更多地做出平均选择。
论文 👉
https://www.pnas.org/content/118/23/e2026112118
5
谷歌AI设计芯片
媲美甚至超越人类
✌
芯片上的元件布局规划会极大地影响处理速度和电源效率，是一项重要但复杂的工作。尽管经过多年研究，仍然无法实现自动化设计，需要人类工程师花费数月的大量努力。最近，来自谷歌的研究人员在 Nature 上发布了一种深度强化学习方法，可在不到6小时的时间内自动生成出色的芯片布局规划图，在所有关键指标（包括功耗、性能和芯片面积）上可与人类设计图相媲美，甚至还更优。该方法已被用于设计下一代谷歌人工智能 (AI) 加速器，可节省数千小时的人力。研究人员相信，更强大的人工智能设计硬件将推动人工智能的进步，在两个领域之间建立共生关系。不仅如此，这项研究或将有助于针对不同领域（如自动驾驶、医疗设备和数据中心等）定制高性能芯片，还可能将这种布局优化方法推广至城市规划、疫苗测试分配、大脑皮层布局等各种科学和工程应用中。
论文 👉
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03544-w
6
细菌也能造防弹衣？
👇
由于特殊的层状“泥砖”结构，贝壳的韧性颇高，人们一直在尝试制造能大规模生产、可模塑化的仿生贝壳材料。最近，Cell Reports Physical Science 上发表的一篇论文称，荷兰代尔夫特理工大学用3种细菌制造了一种层状仿生贝壳材料，韧性高、硬度强，可通过改变模具形状制造成任意产品，能够广泛应用于日常家具、防弹衣、手机支架等，可替换大部分的石油基塑料产品，同时完全可回收或生物降解，对环境更为友好。
由微生物矿化得到的无机碳酸钙晶体，与细菌素纳米纤维结合后，可形成这种材料。用它做成的凳子能轻松承受人体的重量（上图A）。用普通化学矿化方法得到的对照组材料从10米高空抛下，完全破损（上图C），而这种仿生贝壳材料却完好无损（上图D），说明了该材料的硬度和韧性。由于材料中无机物高达60%，所以也具有良好的阻燃性能。相比自然界贝壳需要数年时间才能形成，该材料所需的微生物矿化时间只有12小时。目前团队已申请了美国和欧洲专利，并成立了初创公司，研究应用可期。
论文 👉
https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2021.100464
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