小時候愛鬧騰，長大越長壽 | 科技周覽

整理 | 周舒義、平生

目錄

• 老了記性變差？元兇可能藏在腸道里
• 小時候愛鬧騰，長大越長壽
• 科學家首次恢復冷凍小鼠大腦的神經活動
• 這種動物只有雌性，卻繁衍了十萬年
• 搞笑諾獎將出走美國
• AI越來越智能，人卻越來越“人機”

老了記性變差？元兇可能藏在腸道里

一項3月11日發表于《自然》的研究顯示，一種隨年齡增長而大量繁殖的腸道細菌，在小鼠認知功能衰退中扮演了關鍵角色。隨著小鼠年齡的增長，這種細菌會擾亂腸道與大腦之間的通訊，從而導致認知衰退。研究目前仍停留在小鼠階段，但科學家認為，這一腸-腦通路在人體中也可能存在，未來或許可以通過相關治療來逆轉與衰老相關的認知下降。

為了探究腸道微生物與衰老之間的關系，研究人員設計了一個巧妙的實驗：將2月齡的“年輕”小鼠與18月齡的“年老”小鼠放在同一籠中共同飼養——這大致相當于讓一個十幾歲的青少年與一個年近六旬的老人同住。

僅僅一個月后，令人驚訝的變化發生了。原本認知正常的年輕小鼠，在迷宮測試和物體識別記憶測試中的表現急劇下降，幾乎與老年小鼠無異。在物體識別實驗中，正常小鼠通常能記住之前見過的物體，因此會花更多時間探索新物體；與老年小鼠同籠生活后的年輕小鼠卻對新舊物體一視同仁，表明它們的短期記憶已經嚴重受損。

“它們的認知缺陷非常嚴重，基本上和老年小鼠沒什么區別，“該研究的共同作者、賓夕法尼亞大學神經科學家蒂莫西·考克斯（Timothy Cox）說，"這簡直令人難以置信。”

進一步分析表明，同籠生活使年輕小鼠的腸道微生物組變得與老年小鼠高度相似——由于小鼠有互食糞便的習性，腸道微生物很容易在個體間傳播。研究團隊隨后對多種細菌逐一排查，最終鎖定了一種名為“古氏副擬桿菌”（Parabacteroides goldsteinii）的細菌。當研究人員將這種細菌移植到年輕小鼠體內時，小鼠的物體識別記憶能力顯著下降。反過來，給老年小鼠使用抗生素清除腸道細菌，或使用專門殺滅古氏副擬桿菌的噬菌體療法，則能將老年小鼠的認知表現恢復到與年輕健康小鼠相當的水平。

研究團隊進一步揭示了背后的分子機制。古氏副擬桿菌會大量產生中鏈脂肪酸（例如 3-羥基辛酸），這類分子通過免疫受體GPR84激活巨噬細胞（一種免疫細胞）。被激活的巨噬細胞釋放炎癥因子，炎癥環境會損害一類特殊的迷走神經感覺神經元。迷走神經是連接大腦與腸道等內臟器官的關鍵通路，其信號受阻意味著腸腦之間的通訊被有效“切斷”。形成“內感受功能障礙”。

“這種細菌的衍生后果，就是阻斷了腸道與大腦之間的通訊，從而導致認知功能下降，”斯坦福大學免疫學家、共同作者馬阿揚·利維（Maayan Levy）解釋道。

該研究的另一位共同作者、斯坦福大學免疫學家克里斯托夫·塔伊斯（Christoph Thaiss）則將這一現象與衰老的其他表現進行了類比：“人老了需要眼鏡和助聽器，因為對外部世界的感知在下降。這項研究表明，衰老同樣可能導致我們對內部信號的感知能力下降。”

英國東英吉利大學生物化學家大衛·沃佐爾（David Vauzour）指出，雖然這項研究是在小鼠中完成的，但研究團隊發現的腸腦回路“很可能在人類中也存在”。如果確實如此，這一發現不僅為理解人類隨年齡增長出現的記憶力和學習能力下降提供了新的機制解釋，更為通過靶向腸道的療法逆轉這種衰退帶來希望。

相關論文：https://doi.org/10.1038%2Fs41586-026-10191-6

小時候愛鬧騰，長大越長壽

別誤會，題目說的是魚，不是人。一項發表在《科學》（Science）上的最新研究表明，鳉魚年輕時的睡眠模式和活動水平可以預測其壽命長短，那些年輕時更活躍、白天不愛打盹的鳉魚往往壽命更長。研究結論只表明相關，不能證明因果關系。

白天打盹的幼年鳉魚壽命相對較短。圖片來源：Andrew Brodhead/斯坦福大學

弗氏假鰓鳉（Nothobranchius furzeri）體型與孔雀魚相仿，中位壽命僅為4至8個月，是研究衰老問題的理想模型。斯坦福大學神經科學家卡爾·戴塞羅斯（Karl Deisseroth）及其團隊利用全天候攝像系統追蹤了81條鳉魚的一生，并借助機器學習模型分析了魚類的運動、速度和休息等多種行為特征。

研究發現，在鳉魚約100日齡（相當于人類的中年前期），那些最終壽命較長的個體平均而言更加活躍、更具活力、游動速度也更快。壽命超過200天的長壽魚傾向于在夜間集中睡眠，而壽命較短的魚則經常在白天打盹。換言之，“白天愛打瞌睡”的年輕魚往往活不長。

這種活動水平與睡眠模式之間的差異非常顯著，研究人員據此構建了可以預測年輕個體壽命的“行為時鐘”。此外，研究還揭示了一個有趣的現象：鳉魚的行為變化（例如夜間睡眠突然減少）并非漸進式的，而是在特定年齡段出現突然的轉變。

在分子層面，研究團隊還對魚體內8個器官進行了分子變化追蹤，發現肝臟在長壽魚與短壽魚之間表現出最大的分子差異。短壽魚肝臟中與蛋白質合成和細胞維護相關的基因活性更高，這一發現與其他物種的衰老研究結果相吻合。

智利阿道夫·伊巴涅斯大學的神經科學家阿古斯丁·伊巴涅斯（Agustín Ibá?ez）評論稱，這項研究表明，即使是成年早期的行為也能預測未來的壽命，這項研究也暗示，或許可以在疾病跡象出現之前很久就預測衰老的進程，“這開啟了多個令人興奮的可能性”。

戴塞羅斯指出，雖然本研究尚未探究活動、睡眠與壽命之間的因果關系，但研究結果暗示，某些特定的生命階段或許是引入行為干預的關鍵窗口。接下來，他計劃深入研究衰老過程中大腦與行為之間的關聯。“這是一個迷人的基礎科學問題，”他說。

相關論文：https://doi.org/10.1126%2Fscience.aea9795

科學家首次恢復冷凍小鼠大腦的神經活動

在科幻電影中，人體被深度冷凍后在數十年甚至數百年后蘇醒、記憶與身體功能完好如初的橋段令人印象深刻。如今，德國一支科研團隊在小鼠大腦上取得的突破性成果，讓這一場景離現實更近了一步……當然，只是萬里長征第一步。

德國埃爾蘭根-紐倫堡大學神經學家亞歷山大·格爾曼（Alexander German）領導的研究團隊，開發了一種低溫保存和解凍小鼠大腦的方法，并在解凍后成功檢測到部分腦功能的恢復。該研究于3月3日發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。

大腦在冷凍后難以恢復功能的主要原因在于冰晶。冷凍形成的冰晶會刺穿、破壞腦組織精密的納米結構，從而破壞細胞功能。格爾曼指出，除冰晶損傷外，滲透壓應激和冷凍保護劑的毒性也是需要考慮的因素。

為避免冰晶損害，研究團隊采用了一種名為“玻璃化”（vitrification）的低溫保存技術。該技術使用一種特殊的冷凍保護液（溶液主要含二甲基亞砜、乙二醇等），通過極快的冷卻速度，使液體中的分子在尚未形成有序冰晶之前，就被“鎖定”在玻璃化的非晶體狀態，從而最大程度保持組織的微觀結構完整性。

研究團隊首先在350微米厚的小鼠腦切片上進行了實驗。這些切片包含海馬體——大腦中負責記憶和空間導航的核心區域。腦切片經低溫保護劑預處理后，用液氮快速冷卻至-196℃，隨后在-150℃環境下以玻璃態保存10分鐘至7天不等。

腦切片在溫溶液中解凍后的分析結果令人振奮：顯微鏡觀察顯示，神經元和突觸膜結構完好；線粒體活性檢測未發現代謝損傷；電生理記錄表明，雖然與對照組細胞相比存在一定偏差，但神經元對電刺激的反應接近正常水平。更關鍵的是，海馬體的神經通路仍然表現出“長時程增強”（long-term potentiation）——這正是學習與記憶的神經基礎。

研究團隊進一步將該方法擴展到完整的小鼠大腦，在-140℃的玻璃態下保存長達8天。解凍后對腦切片進行的電生理記錄證實，包括與記憶相關的海馬體通路在內的神經通路依然存活，且仍具備長時程增強能力。不過，由于記錄只能在腦切片上完成，研究人員尚無法判斷動物的記憶是否在低溫保存過程中得以留存。

格爾曼團隊目前已著手將該方法從小鼠拓展至人腦組織。“我們已經獲得了初步數據，證明人腦皮層組織在經過該處理后仍具有活性，”他透露。團隊還在探索將玻璃化技術應用于整器官低溫保存的可能性，尤其是心臟。

當然，這并不意味著人體冷凍保存即將實現。研究團隊指出了諸多局限：目前觀察期僅限解凍后數小時（大腦切片本身存活時間有限）；冷凍-復蘇技術難以直接應用于大尺寸器官；該研究中使用的是健康組織，尚未考慮臨床死亡前后的病理變化等。

相關論文：https://doi.org/10.1073%2Fpnas.2516848123

這種動物只有雌性，卻繁衍了十萬年

在進化生物學中，無性繁殖的脊椎動物一直被認為注定走向滅亡。然而，一種全由雌性組成的小型淡水魚——亞馬遜花鳉（Poecilia formosa），卻以一種巧妙的基因修復機制打破了這一命運。3月11日發表于《自然》（Nature）的一項研究揭示了它們延續至今的秘密。

大約十萬年前，在如今墨西哥坦皮科附近的淡水水域，一條雌性大西洋花鳉（Poecilia mexicana）與一條雄性帆鰭花鳉（Poecilia latipinna）發生了跨物種交配。它們的后代本應像騾子一樣不育，但出人意料的是，雜交后代竟然成功繁殖出了一群女兒——這個以希臘神話中亞馬遜女戰士命名的物種就此誕生。

亞馬遜花鳉 | Manfred Schartl

亞馬遜花鳉的繁殖方式十分特殊。它在產生卵子時跳過了減數分裂中的重組步驟，因此卵子的遺傳物質與母體完全一致。盡管仍需與近緣物種的雄性交配，借助精子才能啟動胚胎發育，但精子的遺傳物質通常會被丟棄，不會整合進后代的基因組中。這意味著每一條后代魚都是母親的遺傳克隆體。

進化生物學家普遍認為，無性繁殖物種缺乏減數分裂重組這一關鍵遺傳機制，基因組將不可避免地積累有害突變，最終走向滅絕——這就是著名的“穆勒棘輪”（Muller's ratchet）假說。然而，亞馬遜花鳉已經存活了約十萬年，遠遠超出了理論預期，這一現象長期困擾著研究者。

研究者對亞馬遜花鳉及其兩個有性繁殖的親本物種進行了全基因組測序和比較基因組分析。研究結果呈現出一對看似矛盾的現象。一方面，亞馬遜花鳉的基因組確實比有性繁殖的親本物種積累了更多的突變，這與“梅塞爾森效應”（Meselson effect）的預測一致——由于缺乏重組，無性繁殖物種的基因組（特別是成對的等位基因之間）會更快地積累差異、走向分化。但另一方面，研究團隊并未在亞馬遜花鳉的基因組中發現有害突變顯著增多的證據，這與穆勒棘輪的預測恰恰相反。

突變確實在加速積累，但有害突變卻沒有大量堆積——這意味著一定存在某種分子機制，能夠在有害突變出現后將其消除。

研究團隊發現，這一關鍵機制正是基因轉換（gene conversion）。基因轉換是一種“備份覆蓋”式的DNA修復機制：當染色體發生雙鏈斷裂時，細胞會以同源染色體上的對應片段為模板，將DNA序列從一條染色體復制到另一條上。這一過程的結果是，原本在一對染色體上不同的兩個等位基因變得完全相同，即從雜合狀態變為純合狀態。

研究人員發現，基因轉換在亞馬遜花鳉的基因組中是一種普遍現象。在有性繁殖的親本物種中呈雜合狀態的數千個等位基因對，在亞馬遜花鳉的基因組中已變為純合狀態，清晰地表明DNA片段已從一條染色體被“粘貼”到了同源染色體的對應位置。

格拉斯哥大學的寄生蟲學家安妮特·麥克勞德（Annette MacLeod）表示，這種策略遠不如有性重組有效，但確實為亞馬遜花鳉爭取了更多物種延續的時間。“我們一直以為，無性繁殖在進化上就是一條死胡同，但事實證明未必如此。”

相關論文：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10180-9

搞笑諾獎將出走美國

據Science新聞網站報道，搞笑諾貝爾獎（Ig Nobel Prize）創始人馬克·亞伯拉罕斯（Marc Abrahams）3月10日正式宣布，今年的頒獎典禮將在瑞士蘇黎世舉行，短期內沒有移回美國的計劃。這標志著這一擁有35年歷史的科學幽默盛事首次離開美國本土。

搞笑諾貝爾獎旨在表彰那些"先讓人發笑、再引人深思"的科學研究，自創辦以來一直是全球科學界最受歡迎的非正式活動之一。

據亞伯拉罕斯介紹，搬遷的想法由來已久。長期以來，搞笑諾貝爾獎面臨資金緊張的困境。在美國期間，幾乎所有經費都依賴門票收入，麻省理工學院、哈佛大學和波士頓大學僅提供場地支持。與此同時，活動策劃團隊的老齡化也讓他一直在思考變革的可能性。但真正的催化劑來自美國不斷變化的政策環境。亞伯拉罕斯坦言，去年這一構想“變成了更加具體和現實的計劃，因為美國的局勢開始變得瘋狂”。

問題在2025年的頒獎典禮上已經初現端倪。去年10支獲獎團隊中，有4個團隊的成員拒絕前往美國領獎，原因包括戰爭、簽證限制以及對移民和邊境政策的擔憂。2025年搞笑諾貝爾獎得主、意大利熱帶生態學家盧卡·路易塞利（Luca Luiselli）就是其中之一。他因證明非洲彩虹蜥蜴偏愛四種奶酪口味的披薩而獲獎，但由于擔心自己在社交媒體上批評特朗普的言論會導致在美國邊境被扣留，他選擇了缺席。亞伯拉罕斯在新聞稿中寫道，搞笑諾貝爾獎“實在無法昧著良心”要求國際獲獎者或記者前往美國。

蘇黎世方面則展現了極大的熱情。在2025年典禮結束后不久，亞伯拉罕斯便聯系了此前有過合作意向的瑞士大學。包含蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich）在內的ETH體系以及蘇黎世大學不僅愿意提供場地，還承諾給予資金支持，這對長期“囊中羞澀”的搞笑諾貝爾獎而言無疑是一大利好。瑞士的場地容量與美國相當，約可容納1000名觀眾。亞伯拉罕斯還透露，他希望未來每隔一年在不同的歐洲城市舉辦典禮。

遷至歐洲還帶來了地理上的便利。盡管歐洲也存在一定的簽證限制，但對于來自東半球的獲獎者來說，蘇黎世顯然比波士頓更容易抵達。對于美國的忠實粉絲，亞伯拉罕斯表示已有不少人開始籌備前往蘇黎世的行程。波士頓大學也將在頒獎典禮后數周舉辦一場配套活動，屆時將邀請新老獲獎者和諾貝爾獎得主出席，并延續經典的扔紙飛機傳統。

談及未來，亞伯拉罕斯表示他相信搞笑諾獎終有一天會重返美國，“但以目前的形勢來看，我懷疑它在未來幾年內不會回到美國。”

AI越來越智能，人卻越來越“人機”

人工智能正在讓人們的說話、寫作和思考方式變得“標準化”。一篇3月12日發表在Trends in Cognitive Sciences上的觀點論文中指出，如果這種同質化繼續不受控制地發展，有可能削弱人類社會的智慧和適應能力。專家認為，人工智能開發者應該將更多真實世界的多樣性納入大型語言模型（LLM）的訓練數據集，這有助于保護人類認知多樣性。

“每個人的寫作方式、推理過程和世界觀本就存在差異。”該論文的第一作者、美國南加州大學計算機科學家Zhivar Sourati表示，“當這些差異通過相同的LLM來處理時，人們獨特的語言風格、視角和推理策略就會被同質化，從而在不同用戶之間產生標準化的表達和思維。”

研究人員表示，在群體和社會中，認知多樣性能夠增強創造力和解決問題的能力。然而，隨著數十億人越來越多地使用同樣的少數幾款人工智能聊天機器人來完成各種任務，認知多樣性正在全球范圍內縮減。例如，當人們使用人工智能來潤色文章時，最終的作品會失去個人風格上的獨特性，人們對自己創作成果的創意所有權和擁有感也會降低。

“令人擔憂的不僅僅是LLM塑造了人們的寫作或說話方式，而是它們正在悄然重新定義什么才算是可信的言論、正確的觀點，甚至是好的推理。”Sourati說。

研究人員引用了多項研究，這些研究表明，LLM輸出的多樣性低于人們撰寫的文本。“由于LLM被訓練來捕捉和重現訓練數據中的統計規律，而這些數據往往過度代表主流語言和意識形態，因此它們的輸出常常反映出人類經驗中狹隘而有偏見的部分。”Sourati說。

研究人員指出，盡管研究表明個體在使用LLM時往往能產生更多、更詳細的想法，但當群體使用LLM時，產生的想法比以往更少、創意性也更低。

“即使人們不是LLM的直接用戶，LLM仍會以間接方式影響他們。”Sourati說，“如果我周圍的很多人都以某種特定的方式思考和說話，而我的做法不同，我會感到壓力，然后去與他們保持一致，因為這看起來是一種更可信或更可被社會接受的表達方式。”

除了語言之外，研究表明，在與帶有偏見的LLM互動后，人們的觀點會變得與該LLM更加相似。LLM還偏愛線性推理模式，例如思維鏈推理，這種模式要求模型展示逐步推理的過程。研究人員表示，這減少了直覺式或抽象推理風格的使用，而這些有時比線性推理更高效。他們還指出，LLM可以改變人們的預期，從而微妙地改變一個人工作的方向。

“用戶往往不是主動引導生成內容，而是順從模型的建議，選擇那些看起來‘足夠好’的選項，這逐漸將主動權從用戶轉移到了模型身上。”Sourati說。

研究人員表示，人工智能開發者應該有意識地將語言、視角和推理方面的多樣性納入他們的模型中。他們強調，這種多樣性應該立足于真實存在的多樣性，而不是引入隨機變異。

“如果LLM能夠以更多樣化的方式來處理想法和解決問題，它們就能更好地支持我們社會的集體智慧和解決問題的能力。”Sourati說，“我們需要使AI模型本身多樣化，同時調整我們與它們的交互方式，尤其考慮到它們在各種任務和場景中的廣泛使用，以此來保護后代的認知多樣性和創意潛能。”

相關論文：http://dx.doi.org/10.1016/j.tics.2026.01.003

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