大脑功能60岁时才达巅峰 | 科技周览

整理 | 周舒义、平生

这种基因导致肥胖，却也能降低心脏病风险

对于一种名为MC4R的基因发生罕见突变的人群，有一个好消息和一个坏消息：坏消息是这种突变会导致肥胖；好消息是它能同时保护携带者，显著降低他们罹患心脏病和高胆固醇的风险。10月16日发表在Nature Medicine的一项研究表明，因MC4R突变导致肥胖的人群，其低密度脂蛋白（LDL，“坏胆固醇”）水平和心脏病发病率，显著低于其他拥有相似身体质量指数（BMI）的肥胖者。

人工染色的脂肪细胞 | 图片来源：Steve Gschmeissner/SPL

MC4R基因编码大脑中的一种关键蛋白质，可以抑制饥饿感。当这种蛋白质被激活时，它会向身体发出“吃饱”信号，减少食物摄入。如果MC4R发生突变而丧失原本功能，“刹车”就会失灵，让人持续感到饥饿并引发肥胖。据估计，在肥胖人群中，约有1%携带这种突变，而在肥胖儿童中，这一比例可能高达5%。

剑桥大学的Sadaf Farooqi带领团队，通过分析“肥胖遗传学研究”和“英国生物银行”两个项目参与者的基因序列，识别出了数百名携带此类突变的个体。研究发现，携带MC4R基因缺陷的成年人，与那些MC4R基因功能正常且肥胖程度相当的同龄人相比，血压、总胆固醇、LDL胆固醇和甘油三酯的水平较低。对“英国生物银行”数据的进一步分析证实，携带至少一个MC4R基因突变副本的人，不仅血脂水平较低，患心脏病的风险也更低。

德国杜伊斯堡-埃森大学的遗传学家Anke Hinney（未参与此项研究）评论道：“尽管突变携带者的肥胖问题相当严重，但他们患上这些肥胖并发症的风险却降低了。这真是个好消息。”

Farooqi指出，新发现揭示了大脑与脂质代谢之间存在着重要的联系，这种联系“对心血管疾病的保护作用非常显著”。这一发现可能为研发治疗高胆固醇的新药提供一个极具吸引力的新靶点。未来的一个研究方向是更深入地探究性别对MC4R基因突变保护效应的影响。有早期研究指出，这种基因突变对中年女性BMI的影响大约是中年男性的两倍。

相关论文：
https://doi.org/10.1038%2Fs41591-025-03976-1

男性大脑萎缩速度快于女性，但女性阿尔茨海默病患病率是男性两倍

10月13日发表在PNAS的一项研究表明，随着年龄增长，男性大脑多个区域的萎缩速度均超过女性。然而这一发现似乎并未解开女性阿尔茨海默病患病率更高的谜团。

年龄是阿尔茨海默病最大的风险因素。一个长期困扰学界的现象是，被诊断患有阿尔茨海默病的女性几乎是男性的两倍。为了探究背后的原因，研究人员一直致力于寻找与年龄相关的大脑性别差异。“如果我们发现女性的大脑衰退得更严重，那或许可以解释为何她们的患病率更高，”新研究的共同作者、奥斯陆大学的博士生Anne Ravndal表示。

健康大脑（左）和受阿尔茨海默病影响的大脑。| 图片来源：Anatomical Travelogue/SPL

在这项研究中，团队分析了来自4726名参与者超过12500份磁共振成像（MRI）大脑扫描数据。这些参与者均未患阿尔茨海默病或任何认知障碍。研究人员对每位参与者进行了至少两次扫描，平均间隔三年，以追踪他们大脑结构随时间的变化。研究重点关注了灰质厚度以及与阿尔茨海默病相关的关键脑区（如负责记忆的海马体）的大小。

结果与研究者的预期恰恰相反，总体上，男性大脑在更多区域表现出更快的体积萎缩。例如，负责处理触觉、痛觉、温度以及身体位置和运动的中央后回，男性年均萎缩2.0%，而女性为1.2%。澳大利亚悉尼大学的临床神经心理学家Fiona Kumfor评论说，这表明男性的大脑老化速度可能比女性更快，也与男性预期寿命较短相符。

这一结果对解释阿尔茨海默病的性别差异提出了挑战。澳大利亚莫纳什大学的研究员Amy Brodtmann指出，如果大脑老化是导致女性患病率高的主要原因，那么研究本应观察到女性在海马体和楔前叶等记忆相关区域出现更严重的萎缩，但事实并非如此。

Kumfor表示，这一发现并不完全令人惊讶，因为神经退行性疾病本身就极其复杂。“仅仅观察与年龄相关的大脑萎缩，不太可能解释其背后的复杂性。”她认为，要真正理解这类疾病，需要对已患病的阿尔茨海默病患者进行长期的跟踪研究，以比较他们的大脑如何随时间变化。

专家也指出了该研究的一些局限性。例如，研究的参与者大多受过高等教育，而教育被认为是阿尔茨海默病的保护因素之一，这意味着样本可能无法完全代表普通人群。此外，数据集还缺少其他可能影响患病风险的因素，如种族以及女性进入更年期的年龄等。

有趣的是，研究作者补充说，一旦他们根据受教育水平对数据进行调整，男性大脑在某些区域的衰退速度便不再显著快于女性。而当他们比较预期寿命相同的男性和女性时，两组的大脑衰退速度也变得相似。

相关论文：
https://doi.org/10.1073%2Fpnas.2510486122

这场会议，论文全部由AI撰写和评审

一场即将于10月22日在线举行的计算机科学会议“Agents4Science 2025”将开创历史先河：会议上所有提交的学术论文和同行评审报告均由人工智能（AI）完成。届时，人类学者们将齐聚一堂，听取由AI代理或其人类操作员所做的论文报告，评估AI模型作为研究者和审稿人的能力。

本次会议的联合组织者、斯坦福大学AI研究员James Zou将这次活动描述为一个“相对安全的沙盒”。他表示，会议目的是试验不同于传统的投稿和评审流程，以应对过去一年中AI在科学领域带来的“范式转变”。如今，研究人员不再仅仅使用大型语言模型（LLM）来完成特定任务，而是正在构建被称为“代理”（agents）的协同模型群组，让它们在整个科研工作中“扮演科学家的角色”。

目前，大多数期刊和学术会议都禁止将AI列为论文作者或演讲者。“我们想反其道而行之，要求作者和审稿人都必须是AI，”Zou说。根据会议指南，人类可以提供建议和反馈，但AI应作为主要贡献者（第一作者）。

本次会议收到了300多份AI代理提交的论文，经过AI评审小组的评估，最终有48篇被接收。这些论文主要涉及计算研究（而非物理实验），涵盖从精神分析到数学等多个领域。在论文筛选阶段，AI代理首先按照NeurIPS会议的评审指南和评分系统进行第一轮评审。得分最高的论文随后会由一个人类顾问委员会进行复审。所有的评审意见都将公开，供人查阅。主办方还将比较AI和人类撰写的评审结果。“我认为这也将提供一个有用的比较基准，”Zou补充道。

不过，使用AI进行同行评审是一个备受争议的话题。英国物理学会最近的一项调查显示，57%的受访者不希望自己参与的论文由AI来撰写评审报告。但Zou和其他研究者认为，至少在计算机科学领域，由于会议论文提交量的爆炸式增长，某种形式的AI辅助评审是必要的。他建议，未来可能会出现由人类和AI代理组成的混合评审团队。“随着论文数量激增，我认为人们会逐渐认识到确实需要AI帮助，”他说。

相关来源：
https://doi.org/10.1038/d41586-025-03363-3

别说自己老了，大脑功能或60岁时达巅峰

不少人三四十岁就开始把“老了，记性不好”这句话挂在嘴边。但一项新研究显示，人类在55岁至60岁时大脑整体功能才达到巅峰，在处理复杂任务以及职场中担任高层领导时，可能会比年轻时表现更好。

据报道，澳大利亚研究人员分析先前多项有关大脑认知能力的研究，为全面评估大脑功能确定了16项关键特质，比如道德推理能力、记忆广度、信息处理速度、知识储备、情商等，还有广泛应用于心理学研究和个体性格分析的“大五人格特质”。这些特质均经过广泛研究，拥有各年龄段发展特点的翔实记录。

研究人员把这些记录标准化后写入统一量表，从而得以进行直接比较，并描绘出每项特质在人整个生命周期中的演变情况。

他们发现，整体而言，人的推理能力、记忆广度、信息处理速度、认知灵活性、认知需求以及外向性均在18岁时达到高峰；共情能力在25岁时达到高峰；对新鲜事物的接受程度在35岁时最强；情商在40岁时最高；对他人的态度在50岁时最好；知识储备、责任心和金融素养均在65岁时达到高点；情绪稳定性和道德推理能力在75岁时最强；80岁时，可以理性放弃不利选择的能力达到顶峰。

研究团队总结说，尽管许多研究强调“流体认知能力”，即以生理为基础的认知能力，如知觉、记忆、运算速度、推理能力等，但他们的研究显示，若将更广泛的特质纳入考量，人类大脑的功能其实是在中年达到峰值。相比之下，流体认知能力在人成年早期会出现下降。

报告作者、西澳大利亚大学心理学教授吉勒斯·吉尼亚克说：“随着青春渐行渐远，你可能会开始惧怕衰老，但我们的研究显示，人们其实有理由期待未来。对许多人而言，整体心理功能实际上在55岁至60岁才达到顶点。或许大家不该再将中年视为倒计时，而应开始将其视作人生巅峰。”（新华社）

相关论文：
https://doi.org/10.1016/j.intell.2025.101961

首次利用人体皮肤细胞培育出功能性卵子

近日发表于《自然-通讯》的一项研究中，科学家们首次成功将人类皮肤细胞转化为可受精的卵子，并培育出早期人类胚胎。这一概念验证研究证明了细胞重编程或是解决人类不孕症的一个可行手段，但在未来临床应用前仍需开展进一步研究确保有效性和安全性。

不孕症困扰着全球数以百万计的患者，其中许多源于她们无法产生健康的卵母细胞（卵子）。新研究首次利用人类细胞验证了这一构想（即“概念性验证”），为那些因高龄、癌症治疗或其他疾病而丧失生育能力的女性提供了一种全新的可能性——利用她们自身的体细胞（如皮肤细胞）来创造后代。

受精前卵母细胞及皮肤细胞核（亮色）。| Oregon Health & Science University

新研究的核心是一种被称为“有丝减数分裂”（mitomeiosis）的过程。研究人员首先取出捐赠者的卵子，并移除其自身的细胞核。随后他们将一个皮肤细胞的细胞核植入这个去核的卵子中。在卵子细胞质环境的诱导下，植入的细胞核会经历一次特殊的重组，抛弃其一半的染色体。这样，原本含有完整两组染色体（46条）的皮肤细胞核，就转变成了一个只含有一组染色体（23条）的单倍体细胞核，使其在遗传学上与正常配子相同。最后，这个新生成的卵子通过标准的体外受精（IVF）技术与精子结合，成功创造出发育至囊胚阶段的早期人类胚胎。

研究团队强调，这项技术目前仍处于早期实验阶段，存在许多局限，如大部分胚胎未能正常发育，并表现出染色体异常。只有约9%的胚胎成功发育到囊胚阶段。因此距离临床应用还有很长的路要走。团队预计还需要至少十年的时间来不断完善技术、验证其安全性和有效性，之后才可能考虑进入临床试验。

相关论文：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-63454-7

成像新突破，亚埃米级高分辨光谱成像芯片问世

10月15日发表于Nature的一项研究中，来自清华大学的团队研制出高分辨光谱成像芯片“玉衡”，实现了前所未有的亚埃米级高透射率快照式光谱测量，在材料科学、天体物理学等众多领域拥有广阔前景。

光谱分析是现代科学研究的基石，广泛应用于天文观测、材料科学、生物医学等领域。然而，传统光谱技术长期面临一个核心矛盾：要获得更精细的光谱（高分辨率），通常需要更狭窄的光缝或精密的衍射光栅，这会牺牲大部分光信号，导致光传输效率（通量）极低。这使得观测遥远暗弱的天体或捕捉瞬息即逝的现象变得异常困难和低效。

可重构计算光学成像架构 | 清华大学

新研究提出可重构计算光学成像架构，将物理分光限制转化为光子调制与重建过程，挖掘随机干涉掩膜与铌酸锂材料的电光重构特性，实现了高维光谱调制与高通量解调的协同计算。“玉衡”无需在波长维度牺牲通量，每个像素均可获取完整光谱信息，快照光谱成像的分辨能力（R=12000）提升两个数量级，突破了光谱分辨率与成像通量无法兼得的长期瓶颈。

与传统体型庞大、采集缓慢的高分辨光谱装置不同，“玉衡”芯片尺寸仅约2cm×2cm×0.5cm，在400至1000nm的宽光谱范围内实现了亚埃米级光谱分辨率、千万像素级空间分辨率的快照光谱成像。“玉衡”攻克了光谱成像系统的分辨率、效率与集成度难题，可广泛应用于机器智能、机载遥感、天文观测等领域。

以天文观测为例，“玉衡”的快照式成像每秒获取近万颗恒星的完整光谱，有望将银河系千亿颗恒星的光谱巡天周期从数千年缩短至十年以内；未来可搭载于卫星，有望在数年内绘制出人类前所未见的宇宙光谱图景。

据介绍，目前课题组正基于原理样片，加速工程化样机与系统级优化，并将在10.4米口径加那利大型望远镜上进行测试应用。

相关论文：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09591-x

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