2月24日外媒科学网站摘要：AI听叫声破译动物情感密码

2月24日（星期一）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：
《自然》网站（www.nature.com）
压力让我们“变笨”？科学家揭示压力如何影响大脑决策
科学家们在大脑中发现了两处“调节器”，揭示了慢性压力如何劫持决策过程。这一发现基于小鼠实验，表明长期压力会削弱深思熟虑的决策能力，同时增强大脑中的“自动驾驶”模式，倾向于僵化、习惯性行为。研究表明，面对慢性压力的人类倾向于依赖习惯，如吸烟或吃垃圾食品，而非做出深思熟虑的决定。这项研究发表在《自然》（Nature）杂志上。
为了研究压力对大脑的影响，美国天普大学的研究团队将小鼠暴露于轻度压力源中，如潮湿垫料和白噪音。与饥饿但无压力的对照组小鼠相比，饥饿且压力大的小鼠学会了按下杠杆以获得食物奖励。研究人员测试了动物的灵活决策能力。通过提供大量食物颗粒并观察小鼠是否继续按下杠杆，研究发现，吃饱的无压力小鼠较少触碰杠杆，表现出有目的的决策能力；而压力大的小鼠即使吃饱后仍频繁按下杠杆，显示出更自动化的行为模式。
研究团队追踪到大脑中两条神经通路，均始于处理压力的杏仁核，终于背内侧纹状体，这一区域在平衡习惯与目标驱动决策中起关键作用。其中一条通路在无压力小鼠中活跃，而在压力大的小鼠中则较为安静。通过光遗传学技术激活压力小鼠的这条通路后，它们不再频繁按下杠杆，表现出与无压力小鼠相似的灵活决策能力。另一条通路则相反，在压力大的小鼠中活跃，而在对照组中安静，表明其在压力后促进习惯依赖。
科学家认为，人类可能具有类似通路，这一发现可能有助于开发针对与习惯性思维相关疾病的治疗方法。例如，某些精神疾病可能仅影响其中一条通路，这种理解可能为未来设计靶向治疗提供依据。
《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）
科学家发现太阳风暴在地球周围形成临时性辐射带
去年5月10日，一场20年来最强的太阳风暴不仅在地球上引发了远至美国佛罗里达州南部都能观测到的极光，还意外地在地球周围形成了两条新的临时辐射带。美国科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）的研究人员最近在《地球物理研究杂志：空间物理学》（JGR Space Physics）杂志上报告了这一发现。
地球原本被两条称为范·艾伦带的永久性辐射带环绕，分别位于距地球表面约6000至12000公里（内带）和25000至45000公里（外带）的高度。这两条辐射带之间的“槽区”通常是空的，但在2012年，一次太阳风暴曾在此区域触发形成了一个临时第三辐射带，持续了约四周。
2024年的太阳风暴在槽区形成了两条新的辐射带，但其持久性令人惊讶。研究人员表示，其中一条主要由电子组成的辐射带持续了约三个月，而另一条主要由质子组成的辐射带可能持续了近一年。这些辐射带的形成和持续可能与太阳风暴的强度及其对地球磁场的影响有关。
研究人员指出，这些长期存在的辐射带可能对卫星和宇航员构成威胁，尤其是那些需要经过槽区的地球静止轨道卫星。未来，工程师们需要设计能够应对额外辐射带的卫星系统，以确保其安全运行。这一发现不仅揭示了太阳活动对地球空间环境的深远影响，也为未来的航天任务提供了重要的科学依据。
《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）
1、呼吸之间，视觉变幻：研究发现呼吸影响瞳孔大小
瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员发现，呼吸会影响瞳孔大小，进而可能影响视觉。这项发表在《生理学杂志》（Journal of Physiology）上的研究表明，吸气时瞳孔最小，呼气时瞳孔最大。瞳孔如同相机光圈，控制进入眼睛的光线量，对视觉和感知环境至关重要。此前已知影响瞳孔大小的机制包括光线、聚焦距离和情绪等认知因素，而呼吸是发现的第四种机制。
研究负责人授指出，这种机制是周期性的、持续存在且无需外部刺激。由于呼吸影响大脑活动和认知功能，这一发现有助于理解视觉和注意力的调节机制。研究团队通过五项实验，对200多名参与者进行测试，发现无论呼吸方式、光照条件或任务类型如何变化，呼吸对瞳孔大小的影响始终存在。吸气和呼气时瞳孔大小的差异理论上足以影响视觉。
研究还发现，即使缺乏嗅球（与鼻呼吸相关的大脑结构）的人，这一机制依然存在，表明其由脑干控制。研究人员推测，呼吸周期中瞳孔的变化可能使视觉在吸气时优化细节分辨，呼气时增强对微弱物体的检测。
这一发现或有助于开发帕金森病等神经系统疾病的诊断和治疗方法，因为瞳孔功能损伤是该病的早期征兆。未来研究将进一步探索呼吸与视觉的关系及其临床应用。
2、从声音读懂情绪：AI开启动物情感语言新纪元
丹麦哥本哈根大学生物系的研究表明，人工智能（AI）可以解码动物的情绪。研究人员训练了一种机器学习模型，通过分析声音模式，成功区分了七种有蹄类动物（如牛、猪和野猪）的积极和消极情绪，准确率高达89.49%。这是首个利用AI检测跨物种情绪效价的研究。
研究负责人表示，这一突破证明AI可以通过声音模式解码动物情绪，有望彻底改变动物福利、畜牧业管理和保护工作，实现动物情绪的实时监测。
研究团队分析了数千条不同情绪状态下的动物发声，发现情绪效价的关键声学指标包括声音持续时间、能量分布、基频和振幅调制的变化。这些模式在不同物种间具有一致性，表明情绪的声音表达在进化上是保守的。
这项研究的主要科学发现有：AI模型对情绪效价的分类总体准确率为89.49%，显示出较强的积极和消极状态区分能力；情绪效价的关键预测因子在物种之间是一致的，表明进化上保守的情绪表达系统；这项研究为人类语言的进化起源提供了见解，并可能重塑我们对动物情感的理解。
《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）
1、革命性药物模拟高山低氧效果，逆转脑损伤并显著延长寿命
对大多数人而言，生活在高海拔地区——那里的氧气浓度低于海平面——可以带来健康益处，例如降低心脏病发病率并增强耐力。此外对于患有遗传性线粒体疾病的个体（这类患者通常无法存活至成年）而言，高海拔等低氧环境可能挽救生命，有望延长其寿命并缓解症状。
美国格莱斯顿研究所的研究人员开发出了一种名为HypoxyStat的药物，可以复制低氧暴露的效果。在患有Leigh综合征（最常见的儿童线粒体疾病）的小鼠中，HypoxyStat将寿命延长了三倍以上，并逆转了脑损伤和肌肉无力，即使在疾病晚期使用也是如此。
Leigh综合征患者的线粒体无法有效工作，导致未使用的氧气在组织内积聚，损伤并杀死细胞。2016年，一个研究团队证明呼吸低氧空气可以治疗小鼠的Leigh综合征。HypoxyStat通过使血红蛋白更紧密地结合氧气，降低输送到组织的氧气量，达到类似效果。
研究团队在Leigh综合征小鼠的早期阶段每天给予HypoxyStat治疗，结果这些小鼠不再出现脑部病变，不再表现出肌肉无力或协调性丧失，并且寿命延长了三倍以上。即使小鼠在年龄较大且主要症状已经出现时才开始服用该药物，它仍然具有类似的效果，逆转了脑部、肌肉和行为症状。
研究人员表示，HypoxyStat最终可能对Leigh综合征以外的疾病有用，包括其它线粒体疾病以及低氧已被证明有益的常见脑部和心血管疾病。
2、时间并非单向？量子研究揭示时间双向可能性
科学家们发现，在量子层面，时间可能并非严格单向流动。尽管日常生活中时间看似不可逆转，但基础物理学表明，时间的对称性在微观世界中可能依然存在。英国萨里大学的研究团队通过对开放量子系统的研究，揭示了时间箭头可能并非固定的惊人可能性。这项研究最近发表在《科学报告》（Scientific Reports）杂志上，可能彻底改变我们对时间、物理学和宇宙的理解。
研究指出，即使能量耗散到宇宙中，量子系统的时间对称性依然保持完整。团队发现了一个关键数学因子——“记忆核”，它证明了时间理论上可以双向流动。这一发现颠覆了我们对时间单向性的传统认知，并为时间反转对称性提供了数学支持。研究还表明，某些量子过程在时间向前或向后流动时表现一致。例如，牛奶洒在桌子上并扩散的过程看似不可逆，而钟摆运动在时间倒流时同样合理。这表明，尽管我们日常体验中时间单向流动，但在微观层面，时间双向流动的可能性同样存在。
研究人员解释称：“我们的日常经验告诉我们时间只朝一个方向流动，但我们并未意识到相反的方向同样可能。”研究团队通过简化假设，将量子系统与其环境分离，并假设能量和信息一旦耗散到宇宙中便不会返回。即便如此，系统在时间向前或向后流动时的行为仍然相同。这一结果表明，时间箭头的单向性可能只是我们宏观视角下的现象，而在量子层面，时间可能具有更复杂的特性。
这一发现不仅挑战了我们对时间的理解，还可能对量子力学、宇宙学等领域产生深远影响。研究团队认为，时间的真正本质远比我们想象的复杂，未来的研究或将进一步揭示时间与宇宙的奥秘。（刘春）
                    
               
               
               
               
               
               
                    
                        延伸阅读
                        
                           
                           
                           
                                传特斯拉已准备在华更新软件部署FSD功能
                           
                           
                           
                           
                                京东：外卖骑手将和京东物流人员互通 可双向流动
                           
                           
                           
                           
                                京东：承担外卖骑手五险一金所有成本 未来还将推进同工同酬