AI控制猴子大腦;HIV感染風險可降為零;3D列印器官大突破……

　　盤點

　　4/29-5/5 改變未來的科技趣聞

　　全文共2495字，閱讀約6分鐘

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　　AI創造圖像控制猴子大腦

　　大腦視覺系統中的神經元對某些圖像的反應會比對其他圖像的反應更強烈，但我們並不清楚究竟是什麼引發了這種反應。5月2日，Cell上發表的一篇論文稱，哈佛大學的科學家們使用預訓練的深度生成神經網絡和遺傳算法，可生成刺激猴子特定神經元並讓其反應最大化的圖像，從而加深對大腦識別、理解和解釋視覺信息的機制的理解，有助於學習障礙、自閉症譜系障礙研究。研究人員先利用AI生成圖像並展示給猴子，然後AI算法根據其神經元反應的強度來調整圖像，試圖使獼猴視覺皮層的神經元放電最大化。最終，AI生成的圖像成功地激活了特定的神經元，而不會同時激活其他相鄰神經元。整個過程就像用一種神經元自己的語言與之進行交流，傳感器和AI對生物大腦的窺視令人興奮（下圖左為進化調整的圖像，右為自然圖像）。

　　網友：人類在作死的邊緣瘋狂試探

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　　3D列印器官獲重大突破

　　3D列印器官的一個巨大的障礙和挑戰是，無法列印輸送營養的血管，並且兼顧多種不同的管道系統（比如肺部同時擁有氣道和血管，肝臟擁有膽管和血管），這些管道網絡的結構同組織功能息息相關。5月3日，Science發表了一項具有裡程碑意義的研究，美國萊斯大學與華盛頓大學團隊克服了3D列印器官的一大障礙，製造出能像天然器官一樣輸送氧氣和養分的迷你器官血管。他們先將三維結構分解為多層二維列印藍圖，然後使用一種水凝膠溶液列印，並通過特殊的藍光將其逐層固化形成三維凝膠結構。其性質柔軟，生物可兼容，且內部結構精細，解析度達10-50微米。該血管結構具有足夠的硬度，不會因為血液流動、吸氣和呼氣而破裂。當紅細胞從血管中流過時，能夠有效地從呼吸的「肺部」中獲取氧氣。這些血管在小鼠實驗中被證實可為肝細胞輸送養分。儘管目前列印出的迷你器官比一枚硬幣還小，但研究人員期待在該技術的幫助下，能對3D列印器官產生更多理解，加速「人造器官」上市，造福廣大需要器官移植的患者。

　　小WE姐：這項重磅研究登上了 Science 的封面。下面是介紹視頻——

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　　中國人祖先新證據

　　人類何時登上的青藏高原？又是如何適應高原環境的？現今的藏族人、夏爾巴人和鄰近種群都攜帶了一種源自丹尼索瓦人的基因變異，有利於高緯度生存。但是，丹尼索瓦人為何會產生這種變異令人不解，畢竟此前其化石僅來自於海拔700米的西伯利亞南部的丹尼索瓦洞。5月1日，Nature上發表的一篇論文揭開了這一謎題。中國、德國、丹麥的聯合團隊對海拔3280米的青藏高原白石崖溶洞內的一塊人族下頜骨進行古蛋白分析後發現，該化石屬於丹尼索瓦人，至少有16萬年的歷史，遠早於此前在青藏高原發現的約3-4萬年前的人類存在證據。這是世界首次在丹尼索瓦洞穴以外的地方發現丹尼索瓦人的化石，研究結果說明早在現代智人到來之前，丹尼索瓦人就在中更新世遷移到了青藏高原，並成功地適應了高海拔低氧環境，給現代中國藏民打上了基因烙印。對於丹尼索瓦人和青藏高原的史前人類活動這兩個國際熱點問題，該研究具有非常重要的意義，有助於加強我們對東亞人類演化歷史的理解，為深入了解東亞直立人、古老型智人與現代智人的演化及其相互關係提供了新的視角。

　　小WE姐：這塊化石的發現也蠻傳奇的。早在1980年代，一位僧人在修行的洞穴中偶然發現了它，後來輾轉捐給了科學機構。研究團隊經過艱難的野外考察以及對牧民和僧人的尋訪，直到2016年才終於確定化石的發現地。去年正式展開的考古發掘已經獲得了豐富的舊石器文物，後續研究工作可能會帶給我們更多發現。

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　　HIV感染風險可降為零

　　

　　現有的抗逆轉錄病毒治療（ART）能有效降低愛滋病患者體內的病毒載量，而病毒載量越低，就越不容易將病毒傳染給其他人。不過，過往研究多來自於異性戀伴侶，同性戀伴侶的數據十分匱乏。5月2日，The Lancet上發表的一項研究顯示，研究人員在14個歐洲國家招募了972對男同性戀伴侶，其中一方是通過ART控制病情的HIV陽性感染者，另一方則為HIV感染陰性。在隨訪期間（中位數為2年），共有76088起無保護性行為，其中有15名志願者後來感染了HIV病毒，不過這些病毒並非來自他們的固定性伴侶。研究人員綜合分析後提出，通過ART治療，HIV病毒在男性同性戀中的實質感染率可以降為0%。如果儘早檢測並治療，控制體內病毒水平，有望終止HIV病毒的流行。

　　小WE姐：抗艾三十年，從「死刑」到現在可藥物控制為慢性病，科學家們真是太厲害了

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　　新發現近20萬種海洋病毒

　　包括病毒在內的海洋生物是地球碳循環的重要一環，將二氧化碳轉化為有機碳和生物質，儲存在海洋深處，延緩全球溫室氣體排放造成的升溫。此前有記錄的海洋病毒一共為15000種，然而最近Cell上發表的一項研究顯示，Tara Oceans項目團隊根據2009-2013年間從全球各處海域採集的生物樣本，發現了大量前所未見的病毒、細菌和古細菌等微生物，種群數量達到195728種，其中大約40%的新型病毒種群都來自於北極——北極的生物多樣性遠遠超出此前預期，研究人員認為需要進一步分析其中的原因。這次獲得的海洋病毒的分布地圖，有利於理解病毒的全球流動和對整個地球的生物化學的影響，並幫助科學家進一步了解海洋「碳泵」的機制，或許未來我們可以利用病毒來調節碳循環，減少大氣中二氧化碳的含量。

　　小WE姐：科學家們預計大概有數千萬種海洋病毒——我們對這個星球的了解，還遠遠不夠……

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　　為什麼深夜吃東西會發胖？

　　生物鐘（或叫「晝夜節律」）是我們體內一個24小時的生物循環，在輪班工作或跨時區旅行中，非正常時間的進食行為是導致生物鐘中斷的主要原因，容易引發肥胖。不過，之前我們並未準確了解生物鐘如何感知和響應用餐時間，因此難以找到相應的幹預措施。Cell近日發表的一篇論文稱，英國醫學研究委員會（MRC）的科學家們首次發現我們進食時分泌的胰島素，可以作為整個身體細胞的定時信號，能將膳食時間傳達給身體的細胞時鐘，加強晝夜節律。胰島素會通過刺激一種名為PERIOD的蛋白質生成，調節許多不同細胞和組織中的晝夜節律。當把胰島素在「錯誤的」生物時間（比如通常休息的時間）注入到小鼠體內，就會擾亂正常的晝夜節律，造成晝夜失衡。因此，注意用餐時間和光線照射可能是減輕這種生物鐘失衡的最佳方法。該研究對於進一步了解生物鐘及其相關疾病有重要意義，並有助於理解在特定時間進食或服用針對胰島素信號傳導的藥物的作用機理。

　　網友：中國有句老話：馬不吃夜草不肥

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