6月27日外媒科学网站摘要:灵感来临前0.3秒,你的大脑发生了什么?

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Jun 27

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6月27日(星期五)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《自然》网站(www.nature.com)

从困惑到狂喜:顿悟如何在大脑中“引爆”?

认知神经科学研究表明,顿悟是一种独特的思维过程,与逐步分析推理不同,它表现为问题的答案突然闪现。近年来,科学家通过脑成像技术揭示了这一现象背后的神经机制。

德国柏林洪堡大学和美国杜克大学的科学家通过实验发现,当人们突然理解穆尼图像(模糊的黑白拼图)的含义时,大脑右侧颞上回会出现高频伽马波的爆发,这一区域与学习、记忆和语言处理密切相关。功能磁共振成像(fMRI)显示,顿悟前300毫秒,大脑会经历快速的神经重组,使混乱的信息突然变得清晰。

与逐步分析不同,顿悟是一种知识的瞬间整合。美国德雷塞尔大学和西北大学的研究团队使用“远距离联想测试”进一步证实,顿悟伴随前扣带回皮层(负责注意力和决策)的活跃,而分析思维则涉及更广泛的脑区持续活动。意大利约翰·卡伯特大学的实验还发现,顿悟前500毫秒,受试者的瞳孔会迅速扩张,表明认知模式的突然切换。

顿悟不仅带来解决方案,还能增强记忆。德国慕尼黑工业大学的研究表明,通过顿悟破解魔术原理的受试者,两周后仍能清楚记得答案,这种“顿悟记忆优势”可能与情绪唤起有关。德国希尔德斯海姆大学的实验发现,老年人通过顿悟获得的知识比分析得出的记忆更牢固,这对阿尔茨海默病研究具有潜在意义。

目前,有关顿悟的研究正拓展至更广泛的问题,如注意力缺陷多动障碍(ADHD)患者是否更依赖顿悟思维,以及如何优化环境以促进创造性突破。在人工智能时代,顿悟所代表的独特人类创造力更显珍贵,科学家呼吁进一步探索其机制,以激发未来的科学和文化创新。

《科学通讯》网站(www.sciencenews.org)

从爱情小说到战争油画:AI揭示人类情感进化史

人类过去的情感与思想虽未留下直接痕迹,但绘画、文学、音乐等文化载体成为可追溯的“认知化石”。如今,借助人工智能(AI),研究者正从这些海量数据(维权)中挖掘历史心理的演变规律。

自15世纪印刷术普及以来,全球已产生超1.6亿种书籍,为文本分析提供了基础。加拿大不列颠哥伦比亚大学团队曾通过分析中国先秦典籍中“心”字的用法,证实中国古代已区分身心概念。法国文理大学的研究则发现,随着经济发展,文学中“爱情”相关词汇显著增加,印证了物质繁荣促进浪漫叙事诞生的假说。

绘画同样承载着时代情绪。加拿大多伦多大学经济学家团队训练AI分析了自1400年至今63.1万幅画作,发现艺术风格与历史事件紧密关联。例如,1500-1700年小冰河期气温回升时,画作中的恐惧与悲伤减少;德国绘画的积极情绪在1850年达到顶峰后持续下滑,直至二战后才反弹。AI通过识别面部表情、武器等元素,成功再现了人类解读艺术的能力。

尽管AI能高效处理海量数据,但其结论依赖人类输入的标注与算法设计。2019年《自然》杂志一项关于“道德神信仰出现与社会发展关系”的研究,因编码员缺乏专业知识而遭到质疑,最终被撤稿。研究者指出,文化数据本身存在偏差——历史上只有少数人能接触艺术与文学,因此AI分析的仅是特定阶层的表达内容。

尽管存在挑战,AI为历史心理学提供了新工具。通过规范数据标注、结合专家知识,这类研究有望帮助人文学者突破传统方法的局限,更系统地探索人类行为与社会变迁的关系。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

蚂蚁的“行为开关”:科学家发现操控社会分工的脑部分子

地球上复杂的社会分工不仅存在于人类中,也体现在切叶蚁(Atta cephalotes)的群体中。在切叶蚁群中,不同体型蚂蚁承担固定职责:大型兵蚁负责防御,中型工蚁采集树叶,小型工蚁照料幼蚁和真菌园。然而,美国宾夕法尼亚大学的研究团队发现,神经肽分子可以改写切叶蚁的固有分工模式。

研究发现,甲壳类心脏活性肽(CCAP)在中型工蚁中含量较高,可促使其采叶行为;而神经降压素-A(NPA)在兵蚁中富集,抑制其育幼倾向。通过调节这两种分子水平,研究人员成功诱导兵蚁转向育幼或工蚁转向采叶。团队使用3D打印行为观察室量化了这些变化,证实神经肽通过受体激活基因网络,实现行为切换。相关成果最近发表在《细胞》(Cell)杂志上。

研究还揭示,切叶蚁的基因调控模式与群居性的裸鼹鼠相似。尽管裸鼹鼠体内没有完全相同的神经肽,但其保守的受体通路仍能被蚂蚁的神经肽激活,暗示了跨物种的古老行为调控机制。此外,胰岛素样肽(如Ilp1)与NPA的共同表达,揭示了神经肽信号与胰岛素通路在行为调控中的潜在关联,为研究胰岛素抵抗疾病(如糖尿病)对社会行为的影响提供了新方向。

该研究揭示了跨物种保守的行为分子基础,为复杂社会行为的起源及社会分工的神经可塑性提供了基础性启示。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

塑料表面刻出“迷宫纹”,科学家找到防细菌感染新招

英国诺丁汉大学的研究团队发现,特定表面纹路能显著抑制细菌在塑料表面的繁殖,有望降低导尿管等医疗器械引发的感染风险。该成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。

研究表明,当细菌接触带有沟槽纹路的表面时,会丧失形成生物膜的能力。生物膜是细菌的黏液保护层,能抵御人体免疫系统攻击。阻断生物膜形成既可预防感染,也能促进免疫系统清除残留细菌。

目前,医院常用的塑料医疗器械(如导尿管、呼吸管)一旦被细菌附着并形成生物膜,将极难用抗生素治疗。传统方法是在塑料中添加抗生素,但可能导致耐药性。

研究团队通过筛查2000多种表面设计,应用于不同塑料材质(包括医用聚氨酯),特定隆起纹路上的微型裂隙能诱使细菌分泌润滑物质,使其无法粘附。这种机制不仅能阻断生物膜形成,还能让免疫细胞更易清除病原菌。

研究人员指出,相比涂层技术,物理纹路可直接应用于现有医疗器械材料,更易实现商业应用。这一发现有望大幅降低医疗机构的感染率,并为医疗系统节省开支。(刘春)

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