整理 | 周舒義、平生

這種基因?qū)е路逝?，卻也能降低心臟病風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于一種名為MC4R的基因發(fā)生罕見突變的人群，有一個(gè)好消息和一個(gè)壞消息：壞消息是這種突變會(huì)導(dǎo)致肥胖；好消息是它能同時(shí)保護(hù)攜帶者，顯著降低他們罹患心臟病和高膽固醇的風(fēng)險(xiǎn)。10月16日發(fā)表在Nature Medicine的一項(xiàng)研究表明，因MC4R突變導(dǎo)致肥胖的人群，其低密度脂蛋白（LDL，“壞膽固醇”）水平和心臟病發(fā)病率，顯著低于其他擁有相似身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）的肥胖者。

人工染色的脂肪細(xì)胞 | 圖片來源：Steve Gschmeissner/SPL

MC4R基因編碼大腦中的一種關(guān)鍵蛋白質(zhì)，可以抑制饑餓感。當(dāng)這種蛋白質(zhì)被激活時(shí)，它會(huì)向身體發(fā)出“吃飽”信號(hào)，減少食物攝入。如果MC4R發(fā)生突變而喪失原本功能，“剎車”就會(huì)失靈，讓人持續(xù)感到饑餓并引發(fā)肥胖。據(jù)估計(jì)，在肥胖人群中，約有1%攜帶這種突變，而在肥胖兒童中，這一比例可能高達(dá)5%。

劍橋大學(xué)的Sadaf Farooqi帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，通過分析“肥胖遺傳學(xué)研究”和“英國(guó)生物銀行”兩個(gè)項(xiàng)目參與者的基因序列，識(shí)別出了數(shù)百名攜帶此類突變的個(gè)體。研究發(fā)現(xiàn)，攜帶MC4R基因缺陷的成年人，與那些MC4R基因功能正常且肥胖程度相當(dāng)?shù)耐g人相比，血壓、總膽固醇、LDL膽固醇和甘油三酯的水平較低。對(duì)“英國(guó)生物銀行”數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析證實(shí)，攜帶至少一個(gè)MC4R基因突變副本的人，不僅血脂水平較低，患心臟病的風(fēng)險(xiǎn)也更低。

德國(guó)杜伊斯堡-埃森大學(xué)的遺傳學(xué)家Anke Hinney（未參與此項(xiàng)研究）評(píng)論道：“盡管突變攜帶者的肥胖問題相當(dāng)嚴(yán)重，但他們患上這些肥胖并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)卻降低了。這真是個(gè)好消息?！?

Farooqi指出，新發(fā)現(xiàn)揭示了大腦與脂質(zhì)代謝之間存在著重要的聯(lián)系，這種聯(lián)系“對(duì)心血管疾病的保護(hù)作用非常顯著”。這一發(fā)現(xiàn)可能為研發(fā)治療高膽固醇的新藥提供一個(gè)極具吸引力的新靶點(diǎn)。未來的一個(gè)研究方向是更深入地探究性別對(duì)MC4R基因突變保護(hù)效應(yīng)的影響。有早期研究指出，這種基因突變對(duì)中年女性BMI的影響大約是中年男性的兩倍。

相關(guān)論文：https://doi.org/10.1038%2Fs41591-025-03976-1

男性大腦萎縮速度快于女性，但女性阿爾茨海默病患病率是男性兩倍

10月13日發(fā)表在PNAS的一項(xiàng)研究表明，隨著年齡增長(zhǎng)，男性大腦多個(gè)區(qū)域的萎縮速度均超過女性。然而這一發(fā)現(xiàn)似乎并未解開女性阿爾茨海默病患病率更高的謎團(tuán)。

年齡是阿爾茨海默病最大的風(fēng)險(xiǎn)因素。一個(gè)長(zhǎng)期困擾學(xué)界的現(xiàn)象是，被診斷患有阿爾茨海默病的女性幾乎是男性的兩倍。為了探究背后的原因，研究人員一直致力于尋找與年齡相關(guān)的大腦性別差異?！叭绻覀儼l(fā)現(xiàn)女性的大腦衰退得更嚴(yán)重，那或許可以解釋為何她們的患病率更高，”新研究的共同作者、奧斯陸大學(xué)的博士生Anne Ravndal表示。

健康大腦（左）和受阿爾茨海默病影響的大腦。| 圖片來源：Anatomical Travelogue/SPL

在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)分析了來自4726名參與者超過12500份磁共振成像（MRI）大腦掃描數(shù)據(jù)。這些參與者均未患阿爾茨海默病或任何認(rèn)知障礙。研究人員對(duì)每位參與者進(jìn)行了至少兩次掃描，平均間隔三年，以追蹤他們大腦結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化。研究重點(diǎn)關(guān)注了灰質(zhì)厚度以及與阿爾茨海默病相關(guān)的關(guān)鍵腦區(qū)（如負(fù)責(zé)記憶的海馬體）的大小。

結(jié)果與研究者的預(yù)期恰恰相反，總體上，男性大腦在更多區(qū)域表現(xiàn)出更快的體積萎縮。例如，負(fù)責(zé)處理觸覺、痛覺、溫度以及身體位置和運(yùn)動(dòng)的中央后回，男性年均萎縮2.0%，而女性為1.2%。澳大利亞悉尼大學(xué)的臨床神經(jīng)心理學(xué)家Fiona Kumfor評(píng)論說，這表明男性的大腦老化速度可能比女性更快，也與男性預(yù)期壽命較短相符。

這一結(jié)果對(duì)解釋阿爾茨海默病的性別差異提出了挑戰(zhàn)。澳大利亞莫納什大學(xué)的研究員Amy Brodtmann指出，如果大腦老化是導(dǎo)致女性患病率高的主要原因，那么研究本應(yīng)觀察到女性在海馬體和楔前葉等記憶相關(guān)區(qū)域出現(xiàn)更嚴(yán)重的萎縮，但事實(shí)并非如此。

Kumfor表示，這一發(fā)現(xiàn)并不完全令人驚訝，因?yàn)樯窠?jīng)退行性疾病本身就極其復(fù)雜。“僅僅觀察與年齡相關(guān)的大腦萎縮，不太可能解釋其背后的復(fù)雜性?！彼J(rèn)為，要真正理解這類疾病，需要對(duì)已患病的阿爾茨海默病患者進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤研究，以比較他們的大腦如何隨時(shí)間變化。

專家也指出了該研究的一些局限性。例如，研究的參與者大多受過高等教育，而教育被認(rèn)為是阿爾茨海默病的保護(hù)因素之一，這意味著樣本可能無法完全代表普通人群。此外，數(shù)據(jù)集還缺少其他可能影響患病風(fēng)險(xiǎn)的因素，如種族以及女性進(jìn)入更年期的年齡等。

有趣的是，研究作者補(bǔ)充說，一旦他們根據(jù)受教育水平對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，男性大腦在某些區(qū)域的衰退速度便不再顯著快于女性。而當(dāng)他們比較預(yù)期壽命相同的男性和女性時(shí)，兩組的大腦衰退速度也變得相似。

相關(guān)論文：https://doi.org/10.1073%2Fpnas.2510486122

這場(chǎng)會(huì)議，論文全部由AI撰寫和評(píng)審

一場(chǎng)即將于10月22日在線舉行的計(jì)算機(jī)科學(xué)會(huì)議“Agents4Science 2025”將開創(chuàng)歷史先河：會(huì)議上所有提交的學(xué)術(shù)論文和同行評(píng)審報(bào)告均由人工智能（AI）完成。屆時(shí)，人類學(xué)者們將齊聚一堂，聽取由AI代理或其人類操作員所做的論文報(bào)告，評(píng)估AI模型作為研究者和審稿人的能力。

本次會(huì)議的聯(lián)合組織者、斯坦福大學(xué)AI研究員James Zou將這次活動(dòng)描述為一個(gè)“相對(duì)安全的沙盒”。他表示，會(huì)議目的是試驗(yàn)不同于傳統(tǒng)的投稿和評(píng)審流程，以應(yīng)對(duì)過去一年中AI在科學(xué)領(lǐng)域帶來的“范式轉(zhuǎn)變”。如今，研究人員不再僅僅使用大型語言模型（LLM）來完成特定任務(wù)，而是正在構(gòu)建被稱為“代理”（agents）的協(xié)同模型群組，讓它們?cè)谡麄€(gè)科研工作中“扮演科學(xué)家的角色”。

目前，大多數(shù)期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議都禁止將AI列為論文作者或演講者?！拔覀兿敕雌涞蓝兄?，要求作者和審稿人都必須是AI，”Zou說。根據(jù)會(huì)議指南，人類可以提供建議和反饋，但AI應(yīng)作為主要貢獻(xiàn)者（第一作者）。

本次會(huì)議收到了300多份AI代理提交的論文，經(jīng)過AI評(píng)審小組的評(píng)估，最終有48篇被接收。這些論文主要涉及計(jì)算研究（而非物理實(shí)驗(yàn)），涵蓋從精神分析到數(shù)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。在論文篩選階段，AI代理首先按照NeurIPS會(huì)議的評(píng)審指南和評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行第一輪評(píng)審。得分最高的論文隨后會(huì)由一個(gè)人類顧問委員會(huì)進(jìn)行復(fù)審。所有的評(píng)審意見都將公開，供人查閱。主辦方還將比較AI和人類撰寫的評(píng)審結(jié)果?！拔艺J(rèn)為這也將提供一個(gè)有用的比較基準(zhǔn)，”Zou補(bǔ)充道。

不過，使用AI進(jìn)行同行評(píng)審是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話題。英國(guó)物理學(xué)會(huì)最近的一項(xiàng)調(diào)查顯示，57%的受訪者不希望自己參與的論文由AI來撰寫評(píng)審報(bào)告。但Zou和其他研究者認(rèn)為，至少在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，由于會(huì)議論文提交量的爆炸式增長(zhǎng)，某種形式的AI輔助評(píng)審是必要的。他建議，未來可能會(huì)出現(xiàn)由人類和AI代理組成的混合評(píng)審團(tuán)隊(duì)?！半S著論文數(shù)量激增，我認(rèn)為人們會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)到確實(shí)需要AI幫助，”他說。

相關(guān)來源：https://doi.org/10.1038/d41586-025-03363-3

別說自己老了，大腦功能或60歲時(shí)達(dá)巔峰

不少人三四十歲就開始把“老了，記性不好”這句話掛在嘴邊。但一項(xiàng)新研究顯示，人類在55歲至60歲時(shí)大腦整體功能才達(dá)到巔峰，在處理復(fù)雜任務(wù)以及職場(chǎng)中擔(dān)任高層領(lǐng)導(dǎo)時(shí)，可能會(huì)比年輕時(shí)表現(xiàn)更好。

據(jù)報(bào)道，澳大利亞研究人員分析先前多項(xiàng)有關(guān)大腦認(rèn)知能力的研究，為全面評(píng)估大腦功能確定了16項(xiàng)關(guān)鍵特質(zhì)，比如道德推理能力、記憶廣度、信息處理速度、知識(shí)儲(chǔ)備、情商等，還有廣泛應(yīng)用于心理學(xué)研究和個(gè)體性格分析的“大五人格特質(zhì)”。這些特質(zhì)均經(jīng)過廣泛研究，擁有各年齡段發(fā)展特點(diǎn)的翔實(shí)記錄。

研究人員把這些記錄標(biāo)準(zhǔn)化后寫入統(tǒng)一量表，從而得以進(jìn)行直接比較，并描繪出每項(xiàng)特質(zhì)在人整個(gè)生命周期中的演變情況。

他們發(fā)現(xiàn)，整體而言，人的推理能力、記憶廣度、信息處理速度、認(rèn)知靈活性、認(rèn)知需求以及外向性均在18歲時(shí)達(dá)到高峰；共情能力在25歲時(shí)達(dá)到高峰；對(duì)新鮮事物的接受程度在35歲時(shí)最強(qiáng)；情商在40歲時(shí)最高；對(duì)他人的態(tài)度在50歲時(shí)最好；知識(shí)儲(chǔ)備、責(zé)任心和金融素養(yǎng)均在65歲時(shí)達(dá)到高點(diǎn)；情緒穩(wěn)定性和道德推理能力在75歲時(shí)最強(qiáng)；80歲時(shí)，可以理性放棄不利選擇的能力達(dá)到頂峰。

研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)說，盡管許多研究強(qiáng)調(diào)“流體認(rèn)知能力”，即以生理為基礎(chǔ)的認(rèn)知能力，如知覺、記憶、運(yùn)算速度、推理能力等，但他們的研究顯示，若將更廣泛的特質(zhì)納入考量，人類大腦的功能其實(shí)是在中年達(dá)到峰值。相比之下，流體認(rèn)知能力在人成年早期會(huì)出現(xiàn)下降。

報(bào)告作者、西澳大利亞大學(xué)心理學(xué)教授吉勒斯·吉尼亞克說：“隨著青春漸行漸遠(yuǎn)，你可能會(huì)開始懼怕衰老，但我們的研究顯示，人們其實(shí)有理由期待未來。對(duì)許多人而言，整體心理功能實(shí)際上在55歲至60歲才達(dá)到頂點(diǎn)?；蛟S大家不該再將中年視為倒計(jì)時(shí)，而應(yīng)開始將其視作人生巔峰。”（新華社）

相關(guān)論文：https://doi.org/10.1016/j.intell.2025.101961

首次利用人體皮膚細(xì)胞培育出功能性卵子

近日發(fā)表于《自然-通訊》的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們首次成功將人類皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為可受精的卵子，并培育出早期人類胚胎。這一概念驗(yàn)證研究證明了細(xì)胞重編程或是解決人類不孕癥的一個(gè)可行手段，但在未來臨床應(yīng)用前仍需開展進(jìn)一步研究確保有效性和安全性。

不孕癥困擾著全球數(shù)以百萬計(jì)的患者，其中許多源于她們無法產(chǎn)生健康的卵母細(xì)胞（卵子）。新研究首次利用人類細(xì)胞驗(yàn)證了這一構(gòu)想（即“概念性驗(yàn)證”），為那些因高齡、癌癥治療或其他疾病而喪失生育能力的女性提供了一種全新的可能性——利用她們自身的體細(xì)胞（如皮膚細(xì)胞）來創(chuàng)造后代。

受精前卵母細(xì)胞及皮膚細(xì)胞核（亮色）。| Oregon Health & Science University

新研究的核心是一種被稱為“有絲減數(shù)分裂”（mitomeiosis）的過程。研究人員首先取出捐贈(zèng)者的卵子，并移除其自身的細(xì)胞核。隨后他們將一個(gè)皮膚細(xì)胞的細(xì)胞核植入這個(gè)去核的卵子中。在卵子細(xì)胞質(zhì)環(huán)境的誘導(dǎo)下，植入的細(xì)胞核會(huì)經(jīng)歷一次特殊的重組，拋棄其一半的染色體。這樣，原本含有完整兩組染色體（46條）的皮膚細(xì)胞核，就轉(zhuǎn)變成了一個(gè)只含有一組染色體（23條）的單倍體細(xì)胞核，使其在遺傳學(xué)上與正常配子相同。最后，這個(gè)新生成的卵子通過標(biāo)準(zhǔn)的體外受精（IVF）技術(shù)與精子結(jié)合，成功創(chuàng)造出發(fā)育至囊胚階段的早期人類胚胎。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)技術(shù)目前仍處于早期實(shí)驗(yàn)階段，存在許多局限，如大部分胚胎未能正常發(fā)育，并表現(xiàn)出染色體異常。只有約9%的胚胎成功發(fā)育到囊胚階段。因此距離臨床應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)還需要至少十年的時(shí)間來不斷完善技術(shù)、驗(yàn)證其安全性和有效性，之后才可能考慮進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

相關(guān)論文：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63454-7

成像新突破，亞埃米級(jí)高分辨光譜成像芯片問世

10月15日發(fā)表于Nature的一項(xiàng)研究中，來自清華大學(xué)的團(tuán)隊(duì)研制出高分辨光譜成像芯片“玉衡”，實(shí)現(xiàn)了前所未有的亞埃米級(jí)高透射率快照式光譜測(cè)量，在材料科學(xué)、天體物理學(xué)等眾多領(lǐng)域擁有廣闊前景。

光譜分析是現(xiàn)代科學(xué)研究的基石，廣泛應(yīng)用于天文觀測(cè)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)光譜技術(shù)長(zhǎng)期面臨一個(gè)核心矛盾：要獲得更精細(xì)的光譜（高分辨率），通常需要更狹窄的光縫或精密的衍射光柵，這會(huì)犧牲大部分光信號(hào)，導(dǎo)致光傳輸效率（通量）極低。這使得觀測(cè)遙遠(yuǎn)暗弱的天體或捕捉瞬息即逝的現(xiàn)象變得異常困難和低效。

可重構(gòu)計(jì)算光學(xué)成像架構(gòu) | 清華大學(xué)

新研究提出可重構(gòu)計(jì)算光學(xué)成像架構(gòu)，將物理分光限制轉(zhuǎn)化為光子調(diào)制與重建過程，挖掘隨機(jī)干涉掩膜與鈮酸鋰材料的電光重構(gòu)特性，實(shí)現(xiàn)了高維光譜調(diào)制與高通量解調(diào)的協(xié)同計(jì)算。“玉衡”無需在波長(zhǎng)維度犧牲通量，每個(gè)像素均可獲取完整光譜信息，快照光譜成像的分辨能力（R=12000）提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)，突破了光譜分辨率與成像通量無法兼得的長(zhǎng)期瓶頸。

與傳統(tǒng)體型龐大、采集緩慢的高分辨光譜裝置不同，“玉衡”芯片尺寸僅約2cm×2cm×0.5cm，在400至1000nm的寬光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了亞埃米級(jí)光譜分辨率、千萬像素級(jí)空間分辨率的快照光譜成像。“玉衡”攻克了光譜成像系統(tǒng)的分辨率、效率與集成度難題，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器智能、機(jī)載遙感、天文觀測(cè)等領(lǐng)域。

以天文觀測(cè)為例，“玉衡”的快照式成像每秒獲取近萬顆恒星的完整光譜，有望將銀河系千億顆恒星的光譜巡天周期從數(shù)千年縮短至十年以內(nèi)；未來可搭載于衛(wèi)星，有望在數(shù)年內(nèi)繪制出人類前所未見的宇宙光譜圖景。

據(jù)介紹，目前課題組正基于原理樣片，加速工程化樣機(jī)與系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化，并將在10.4米口徑加那利大型望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行測(cè)試應(yīng)用。

相關(guān)論文：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09591-x

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