超級細(xì)菌并非“六邊形戰(zhàn)士”，它的致命弱點(diǎn)是… | 科技周覽

整理 | 周舒義、平生

和螞蟻的這場“較量”，人類輸了

螞蟻和人都是高度社會化的動物，也是僅有的兩種習(xí)慣合作搬運(yùn)大型物體的物種。12月23日發(fā)表于PNAS的一項(xiàng)研究設(shè)計(jì)了一場“競賽”，研究人員提出了一個有趣的問題：誰更擅長搬運(yùn)大件物體，穿越復(fù)雜迷宮？

為了進(jìn)行比較，研究人員設(shè)計(jì)了一個現(xiàn)實(shí)版的“鋼琴搬運(yùn)難題”。這個經(jīng)典的計(jì)算問題常用于機(jī)器人和運(yùn)動規(guī)劃領(lǐng)域，涉及如何在復(fù)雜環(huán)境中將形狀特殊的物體（如鋼琴）從A點(diǎn)搬運(yùn)到B點(diǎn)。在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，參與者搬運(yùn)的不是鋼琴，而是一個巨大的T形物體，通過的“迷宮”是一個由兩道狹縫分隔的腔室，分為兩組尺寸，分別匹配螞蟻和人類的體型，以及不同規(guī)模的群體。研究設(shè)計(jì)了三種螞蟻組合：單只螞蟻、小群體（約7只螞蟻）和大群體（約80只螞蟻）；人類參與者分為單人、小群體（6-9人）和大群體（26人）三種組合。

為了讓結(jié)果更具可比性，部分實(shí)驗(yàn)限制人類參與者交流，比如禁止說話或打手勢，甚至要求佩戴口罩和墨鏡，以阻止口部動作和眼神交流。此外，人類參與者只能通過模擬螞蟻?zhàn)ノ辗绞降氖直鷣硎┝?，力道會通過手柄上的儀表記錄下來。

分析表明，在單人任務(wù)中，人類憑借認(rèn)知優(yōu)勢和策略規(guī)劃輕松勝過螞蟻。然而在群體任務(wù)中，情況發(fā)生逆轉(zhuǎn)。特別是在群體較大的情況下，螞蟻群的表現(xiàn)不僅優(yōu)于單只螞蟻，在某些情況下甚至超越了人類群體。它們展現(xiàn)出獨(dú)特的群體“認(rèn)知”行為，能夠幫助它們保持特定運(yùn)動方向，避免重復(fù)犯錯。

相比之下，人類在群體行動中的表現(xiàn)并未顯著提升。當(dāng)交流受限時，表現(xiàn)甚至比單人行動還差。他們傾向于選擇表面上最明顯的行動方案來促成共識，這種策略往往短期內(nèi)有效，但從長遠(yuǎn)來看并不明智。“我們的研究結(jié)果證實(shí)了這一觀點(diǎn)：群體行動的螞蟻更加聰明，對它們來說，整體大于部分之和。相比之下，群體行動并沒有擴(kuò)展人類的認(rèn)知能力。社交網(wǎng)絡(luò)時代大熱的‘集群智慧’，并沒有在我們的實(shí)驗(yàn)中脫穎而出。”

超級細(xì)菌也有致命弱點(diǎn)

超級細(xì)菌來勢洶洶，曾經(jīng)屢試不爽的抗生素對它們莫可奈何。一個很自然的問題是，既然細(xì)菌演化出了抗生素耐藥性，比普通細(xì)菌更具優(yōu)勢，那么按理來說它們應(yīng)該大肆增殖、占據(jù)主導(dǎo)地位。然而事實(shí)并非如此，為什么呢？

近期發(fā)表在Science Advances上的一項(xiàng)研究給出了答案：抗生素耐藥性是有代價的。細(xì)菌在獲得耐藥性的同時，喪失了其他方面的競爭優(yōu)勢。論文作者、美國加州大學(xué)圣迭戈分校教授Gürol Süel說：“我們發(fā)現(xiàn)了抗生素耐藥菌的‘阿喀琉斯之踵’?！?/p>

核糖體模型 | Ashley Moon, Süel Lab, UC San Diego

核糖體是細(xì)胞用來合成蛋白質(zhì)的分子機(jī)器，依賴于鎂離子來穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)和功能。與此同時，三磷酸腺苷（ATP）是細(xì)胞的主要能量來源，必須與鎂離子結(jié)合才能保持生物活性。在鎂供應(yīng)有限的情況下，兩者會彼此競爭。新研究通過原子級仿真，研究枯草芽孢桿菌中一種名為“L22”的核糖體耐藥變體，發(fā)現(xiàn)比起普通的非耐藥菌，L22核糖體與鎂離子結(jié)合更為緊密。在鎂供應(yīng)受限條件下，耐藥變體細(xì)胞中的ATP水平會顯著下降，而普通細(xì)菌受到的影響較小。共培養(yǎng)競爭實(shí)驗(yàn)表明，即使在抗生素壓力下，鎂缺乏也會更加顯著地限制耐藥細(xì)菌生長。這就導(dǎo)致耐藥細(xì)菌往往在和普通細(xì)菌的競爭中“敗下陣來”。

“雖然一般認(rèn)為抗生素耐藥性是細(xì)菌生存的主要優(yōu)勢，但我們發(fā)現(xiàn)對細(xì)菌增殖而言，應(yīng)對環(huán)境中缺乏鎂的能力要更重要。” Süel認(rèn)為，新發(fā)現(xiàn)有望通過非藥物手段，來阻止抗生素耐藥性蔓延。

每吸一支煙，折壽20分鐘

一項(xiàng)關(guān)于吸煙危害的最新研究表明，每吸一支煙，平均會縮短吸煙者約20分鐘壽命。這大幅超出了此前研究的評估結(jié)果。相關(guān)論文12月29日發(fā)表在Addiction。

人人都知道吸煙有害，但往往將程度低估。

2000年的一項(xiàng)舊研究估計(jì)，每吸一支煙平均折壽11分鐘。新研究基于更新、更好的數(shù)據(jù)，由英國衛(wèi)生和社會保健部委托英國倫敦大學(xué)學(xué)院針對英國吸煙人士開展。研究人員調(diào)取“英國醫(yī)生研究”（British Doctors Study）和“百萬女性研究”（Million Women Study）項(xiàng)目長達(dá)50年的隨訪數(shù)據(jù)，追蹤分析英國人口健康狀況。

在綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)地位和其他因素后，研究結(jié)果指出，男性每吸一支煙，平均損失壽命約17分鐘，女性損失約22分鐘。這意味著一包20支的香煙，可以使人折壽約7個小時。如果一直不戒煙，吸煙者的平均預(yù)期壽命會縮短大約10年（男性）至11年（女性），大幅超出了此前研究估計(jì)的6.5年。

“有些人可能會說，他們并不介意少活幾年，反正老了也往往會受慢性疾病和失能折磨。但事實(shí)并非如此。吸煙并不能縮短生命末期的不健康階段，它主要侵蝕壯年相對健康的時光，讓病痛提前到來。這意味著，一名60歲吸煙者的健康狀況，可能與70歲的不吸煙者相當(dāng)?！闭撐耐ㄓ嵶髡呱そ芸诉d表示。

雖然會有個別吸煙者長壽，但也有人40多歲就因?yàn)槲鼰煻膊±p身，甚至因此死亡。這種差異主要源于吸煙習(xí)慣不同，如香煙種類、吸食頻率和煙霧吸入深度；每個人對香煙中有毒物質(zhì)的敏感程度也各不相同。

研究人員指出，吸煙帶來的危害是“累積性的”，而且沒有所謂“安全劑量”，在任何年齡戒煙都是有益的，但越早戒煙越健康，預(yù)期壽命也越長。按照新研究計(jì)算，如果一個每天吸10支煙的人從2025年1月1日起戒煙，堅(jiān)持到1月8日可以避免1天的減壽，到8月5日可以避免1個月的減壽。

知名期刊編輯集體辭職，抗議AI校稿、高昂發(fā)表費(fèi)用

據(jù)“撤稿觀察”（Retraction Watch）網(wǎng)站報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r間12月27日，愛思唯爾旗下古人類學(xué)領(lǐng)域知名期刊《人類進(jìn)化雜志》（Journal of Human Evolution，JHE）編委會在社交平臺X發(fā)布聲明，除一名副編輯外，所有成員“懷著沉痛和極大的遺憾”集體辭職，稱“愛思唯爾一直以來的所作所為與期刊精神完全背道而馳，背離了JHE賴以取得成功的質(zhì)量和操守。”截至目前，愛思唯爾未對此作出回應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這是自2023年以來第20起編輯集體辭職事件。

JHE | Retraction Watch

聲明寫道，過去十年里，愛思唯爾采取了一系列“有害無益”的改革舉措，破壞了期刊38年來秉持的核心原則。其中包括取消對文字編輯和特刊編輯的支持；面對抗議，愛思唯爾回應(yīng)稱，“編輯不應(yīng)該關(guān)注語言、語法、可讀性、一致性以及術(shù)語、格式的準(zhǔn)確性”。編輯們強(qiáng)調(diào)，像JHE這樣的期刊尤其應(yīng)注意遵循國際規(guī)范，以利于論文廣泛傳播。但愛思唯爾并不重視這一點(diǎn)，頻繁在處理過程中引入原稿不存在的錯誤。例如，2023年秋，愛思唯爾在未與編輯溝通的情況下，擅自使用AI修改已經(jīng)接收、編輯的文章，導(dǎo)致大量格式問題：論文中所有專有名詞都沒有大寫，屬和種也沒有斜體。編輯們足足花了6個月才糾正這一問題。

聲明還提到，愛思唯爾無視強(qiáng)烈反對，對編委會進(jìn)行重組，“單方面控制”了編委會的“科學(xué)和人員結(jié)構(gòu)”。其將副編輯人數(shù)砍半，并從2023年起要求JHE所有副編輯每年重新簽訂合同。副編輯人數(shù)更少，意味著他們的知識范圍難以應(yīng)對高度跨學(xué)科的廣泛論文主題。此外，愛思唯爾還打算取消JHE自1986年以來一直采取的雙主編模式；遭到強(qiáng)烈反對后，提出可以保留雙主編，但代價是薪酬減半。

聲明批評稱，愛思唯爾在JHE收取的文章處理費(fèi)（APC）高達(dá)3990美元（不含稅），遠(yuǎn)高于同類期刊，編輯們認(rèn)為，這會勸退大部分研究人員，與期刊承諾的公平性、包容性背道而馳。高昂的發(fā)表費(fèi)用之下，愛思唯爾卻將論文處理外包給劣質(zhì)公司，生產(chǎn)不合格的論文，“這對科學(xué)、學(xué)科，以及科研新人的職業(yè)發(fā)展都是不利的?！?/p>

跨越恐怖谷：讓機(jī)器人面部表情更逼真

在12月20日發(fā)表于Journal of Robotics and Mechatronics的一項(xiàng)研究中，日本大阪大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種動態(tài)面部表情合成技術(shù)，可使人形機(jī)器人更好地表達(dá)情緒狀態(tài)，如興奮或困倦。這項(xiàng)技術(shù)有望顯著提升機(jī)器人的交流能力，使它們能夠以更自然、更像人類的方式與人類交換信息。

在兒童仿生機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)困倦表情 | Hisashi Ishihara

據(jù)介紹，雖然人形機(jī)器人可以微笑、皺眉或表現(xiàn)出其他各種熟悉的表情，但要在這些表情背后找到一致的情感狀態(tài)卻很困難，令人無法確定它的真正感受，從而讓人產(chǎn)生一種不適感。

傳統(tǒng)上，人形機(jī)器人的面部表情采用“拼湊法”來實(shí)現(xiàn)。這種方法需要準(zhǔn)備多個預(yù)先設(shè)定的動作場景，以確保在這些場景之間切換時避免不自然的面部動作。但在實(shí)際運(yùn)用中充滿挑戰(zhàn)，不僅需要提前準(zhǔn)備復(fù)雜的動作場景，在過渡過程中盡量減少不自然的動作，還要微調(diào)動作以精細(xì)控制所傳達(dá)的表情。

在這項(xiàng)新研究中，研究人員開發(fā)出一種借助“波形運(yùn)動”的動態(tài)面部表情合成技術(shù)。該技術(shù)將各種構(gòu)成表情的面部動作表示為單獨(dú)的波，如眨眼、打哈欠等。這些波被傳播到相關(guān)的面部區(qū)域并疊加起來，從而實(shí)時生成復(fù)雜的面部表情。該方法不需要提前準(zhǔn)備復(fù)雜多樣的動作數(shù)據(jù)，同時避免了不自然的面部動作過渡。這種技術(shù)還可以根據(jù)機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)調(diào)整個別波形，可以使機(jī)器人的內(nèi)部條件變化即時反映為面部動作的變化。

研究人員表示，在該技術(shù)輔助下，具備復(fù)雜面部動作的機(jī)器人將能夠展現(xiàn)更生動的表情，并且能夠根據(jù)周圍環(huán)境變化展現(xiàn)情緒變化，這將極大豐富人與機(jī)器人之間的交流。（新華社）

一年兩針，近100%預(yù)防艾滋病的療法在我國獲批

1月2日，國家藥監(jiān)局（NMPA）官網(wǎng)顯示，美國生物制藥公司吉利德申報(bào)的5.1類新藥來那帕韋片和來那帕韋注射液上市申請已獲得批準(zhǔn)，用于與其他抗反轉(zhuǎn)錄病毒藥物聯(lián)合使用，治療當(dāng)前方案無法達(dá)到病毒學(xué)抑制的多重耐藥1型人類免疫缺陷病毒（HIV-1）感染的成人患者。但吉利德暫未公布來那帕韋的商業(yè)化上市計(jì)劃及定價。

來那帕韋為HIV-1衣殼抑制劑，基于暴露前預(yù)防理念，通過阻止病毒復(fù)制以治療HIV感染，同時降低艾滋病病毒感染風(fēng)險。

2024年6月20日，吉利德公告，來那帕韋在女性艾滋病暴露前預(yù)防第三期臨床試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)100%有效。2134名女性使用該藥物后，無一感染艾滋病。這是全球首次艾滋病預(yù)防藥物在第三期臨床中實(shí)現(xiàn)100%有效。該藥物每半年服用一次，有針劑和片劑兩種規(guī)格。2020年，該藥物先后獲得歐盟委員會和美國FDA的批準(zhǔn)，用于治療多重耐藥HIV感染成人患者。2022年11月，吉利德提交來那卡帕韋片劑和注射液的上市申請，被國家藥監(jiān)局藥品審評中心受理。（吉利德科學(xué)）

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