5月16日(星期五)消息,国外知名科学网站带来了一系列令人振奋的科学进展,这些成果为人类的未来发展注入了强大的正能量与希望。
《自然》网站(www.nature.com)
AI也会“拉帮结派”?语言模型群体竟自发形成社会规范
最新发表在《科学进展》(Science Advances)上的一项研究如同打开了一扇通往人工智能新世界的大门。由伦敦大学城市圣乔治学院等机构合作完成的这项研究显示,大型语言模型(LLMs)在群体互动中能够自发形成社会规范,这和人类社会的行为模式极为相似,揭示了人工智能在群体环境中的行为趋同现象。
研究团队使用美国加州初创公司Anthropic开发的大型语言模型Claude进行实验,模拟人类群体中的命名游戏。24个Claude副本被随机配对,要从一组字母中选择一个。如果配对双方选择相同字母就能获得奖励,否则就会受到惩罚。经过多轮配对后,模型逐渐形成了统一的字母选择倾向,这表明社会规范在它们之间自发形成了。而且,当把模型副本扩大到200个、字母选项增加到26个时,这一现象依然存在,并且在Meta公司开发的Llama模型上也得到了验证。
研究发现,虽然单个模型独立运行时选择是随机的,但在群体互动中会发展出集体偏见,类似人类社会的群体行为。不过,研究人员也指出,我们可以把这看作是了解人工智能群体行为的重要契机。他们建议在群体环境中测试和优化大型语言模型,这样就能减少有害偏见的产生,让人工智能更好地服务人类。
进一步实验还显示,当向群体中引入少数预设为始终提出新名称的模型时,一旦这些模型达到一定数量,它们就能推翻既有规范并建立新规则。这和人类社会中少数群体影响多数行为的模式相似,也让我们看到了人工智能群体的灵活性和创新性。该研究为理解人工智能的群体行为提供了新视角,同时也让我们更加期待在开发和应用中,人工智能能为社会带来更多积极影响。
《科学》网站(www.science.org)
基因编辑新突破:细菌酶实现人类DNA“精准大段插入”
CRISPR基因编辑技术已经能精准修改人类DNA中的微小片段,但大片段DNA的靶向插入一直是个难题。而最新研究就像一场及时雨,通过优化细菌来源的CRISPR相关转座酶(CASTs),成功将整段基因大小的DNA高效植入人类细胞,为治疗遗传疾病提供了新的有力工具。
目前,像囊性纤维化、B型血友病等疾病是由多种基因突变引起的,传统方法需要针对每种突变开发个性化疗法。但如果能将完整修正基因插入基因组,就可以设计通用治疗方案,这将大大简化治疗过程。此外,该技术还能优化抗癌CAR - T细胞疗法,为癌症患者带来新的曙光。
传统基因治疗依赖病毒载体,外源基因插入位置随机。CRISPR技术虽然精准,但仅适用于短片段编辑,还可能引发DNA双链断裂。而CASTs则能在不破坏双链的前提下,通过向导RNA定位,将大片段DNA插入特定位置。此前,CASTs在细菌中效率近100%,但在人类细胞中仅0.1%。为了提升效率,美国哥伦比亚大学与哈佛大学、MIT布罗德研究所的团队合作,利用人工进化系统加速CASTs优化。经过数百代病毒迭代筛选,最终使编辑效率提升至10% - 30%,并成功在人类细胞中插入凝血因子IX基因,为治疗B型血友病奠定了坚实基础。
除了CASTs,科学家还开发了基于重组酶的PASSIGE等技术。未来,通过更多对比研究,我们一定能确定最优基因编辑工具。这项成果为遗传病治疗开辟了新路径,虽然距离临床应用仍需进一步探索,但我们有足够的理由相信,在不久的将来,更多患者将受益于这些先进的基因编辑技术。
《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)
1、运动有益,但没那么神?科学家重新评估体能的作用
多项研究表明,体能较好的人因疾病过早死亡的风险较低。而瑞典乌普萨拉大学的最新研究则为我们带来了新的思考。该研究发现,青少年晚期体能水平较高的人,因意外事故死亡的风险也显著降低。这一现象提示我们,以往研究中体能与死亡率之间的关联可能存在一些误解,但这绝不是否定运动的好处。
以往观察性研究认为,心肺功能良好可降低癌症和心血管疾病的死亡风险。但发表于《欧洲预防心脏病学杂志》(European Journal Of Preventive Cardiology)的这项新研究指出,体能的影响可能被高估。研究人员分析了1972 - 1995年间110万名瑞典应征入伍男性的数据,根据其18岁时的体能水平分组,并跟踪至60岁或死亡。结果显示,体能最高组比最低组的心血管疾病死亡风险低58%,癌症死亡风险低31%,全因死亡风险低53%。
为了验证结果的可靠性,研究人员采用“阴性对照分析”,考察体能与意外事故(如车祸、溺水)死亡风险的关联。理论上,体能不应影响此类风险,但数据显示,体能最高组的意外死亡风险仍低53%。这表明,高体能人群可能在其他未观测因素(如行为习惯或遗传)上存在优势,导致研究存在混杂偏差。
后续的兄弟比较分析(控制家庭背景因素)进一步支持了这一结论。但这并不意味着运动不重要,相反,它提醒我们推广体育锻炼需要基于更严谨的方法。虽然体能对健康有益,但政策制定需要注意效应大小的真实性,避免过度依赖观察性研究的结论。未来,结合多种研究设计,我们一定能更准确地评估体能对健康的影响,让运动更好地为我们的健康服务。
2、告别人工勘察:AI让灾害损失评估进入“读秒时代”
2011年,一场超级龙卷风袭击美国密苏里州乔普林市,风速超320公里/小时,造成161人遇难,8000多栋建筑损毁,经济损失超20亿美元。传统灾后评估耗时长,严重影响救援与重建效率。而美国得克萨斯农工大学的研究团队带来了好消息,他们开发的一种新方法,结合遥感技术、深度学习和复原模型,可在灾后一小时内完成损害评估与恢复预测,相关成果发表于《可持续城市与社会》(Sustainable Cities And Society)期刊。
该方法利用高分辨率卫星或航拍影像快速扫描灾区,通过深度学习AI分析建筑损毁程度,将其分类为无损坏、中度损坏、严重损毁或完全摧毁。同时,复原模型结合历史数据、建筑参数及社区经济条件,预测不同政策下的重建周期与成本,帮助决策者优化资源分配。
研究团队以乔普林龙卷风为例验证模型,不仅实现94%的损毁分类准确率,还通过数据分析逆向还原了龙卷风路径,与历史记录高度吻合。目前,该模型正拓展至飓风、地震等灾害评估,只要卫星能捕捉典型损毁模式即可适用。未来,团队计划增加实时重建进度追踪功能,打造覆盖灾后全周期的动态管理工具。这项由美国国家科学基金会资助的研究,有望显著提升灾后响应效率,为应急决策提供关键技术支持,让我们在面对自然灾害时更有信心和能力。
《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)
1、温度决定生育力?科学家发现精子活动的关键开关
美国华盛顿大学医学院的最新研究如同解开了一个长久以来的谜团,发现温度是调控哺乳动物精子受精能力的关键因素。这项发表在《自然·通讯》(Nature Communications )的研究揭示了精子在雌性生殖道内激活受精能力的分子机制。
研究表明,哺乳动物精子表面存在一种名为CatSper的蛋白质通道。当环境温度达到雌性生殖道内的温水平(38℃)时,该通道会被激活,使精子从平缓游动转变为剧烈扭动的“超活化状态”,这种运动模式是突破卵子外层、完成受精的必要条件。
这一发现解释了为何哺乳动物演化出特殊的降温机制:海豚通过背鳍降温,大象利用耳朵散热,人类等多数物种则将睾丸置于体外。研究还发现,缺乏这类降温机制的鸟类,其精子中并不存在CatSper蛋白。
此前学界认为,CatSper的激活依赖于生殖道pH值和孕激素,但新研究证实温度才是更关键的调控因素。研究人员运用神经科学技术,首次在微观尺度上观测到温度升高时CatSper通道的电信号变化。
该发现为男性避孕和不育治疗提供了新思路。由于CatSper仅存在于精子中,针对该蛋白的干预不会影响其他生理功能。研究人员提出,通过温度调控提前激活CatSper通道,可能成为更有效的避孕策略。这项研究不仅揭示了哺乳动物生殖的奥秘,也为相关医学应用开辟了新途径。未来,基于温度调控的精子功能干预或将成为生殖医学的重要研究方向,为解决生育问题带来新的希望。
2、疲劳一年不消退?研究揭示小中风的持久影响
短暂性脑缺血发作(TIA,俗称“小中风”)通常表现为大脑血流短暂受阻,症状如言语含糊或肢体无力多在24小时内消失。但最新发表于美国神经病学学会期刊《神经病学》(Journal Of Neurology)的研究指出,近半数患者可能面临持续一年的疲劳问题。
研究追踪了354名平均年龄70岁的小中风患者,通过问卷评估其疲劳程度。评分显示,发病初期患者平均疲劳值为12.3分(总分20分),虽随时间缓慢下降,但一年后仍维持在11.1分。61%的患者在发病两周后存在明显疲劳(≥12分),54%的患者疲劳感持续至一年。
值得注意的是,脑部扫描证实疲劳与血栓无关,而既往有焦虑或抑郁病史的患者出现长期疲劳的风险高出两倍。研究人员强调,若患者在出院两周内感到疲劳,很可能持续数月,建议未来对小中风患者进行长期疲劳监测,以便及时干预。虽然该研究存在部分问卷可能由他人代填,影响结果准确性的局限性,但这一发现也让我们更加重视小中风患者的康复和护理。它提示我们,小中风的潜在影响远超传统认知,疲劳或为长期后遗症之一,只要我们加强监测和干预,一定能帮助患者更好地恢复健康。