整理 | 周舒義、平生

研究估計(jì)美國癡呆癥患者數(shù)將顯著上升

1月13日發(fā)表于Nature Medicine的一項(xiàng)研究顯示，美國癡呆癥患者數(shù)將顯著上升，每年新增的癡呆癥患者數(shù)預(yù)計(jì)將從2020年的大約51.4萬人上升至2060年的約100萬人。

此前的弗雷明翰心臟研究（Framingham Heart Study）顯示，美國超過14%的男性和23%的女性可能在一生中患上癡呆癥，但這個數(shù)字可能已經(jīng)過時并低估了真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，同時無法體現(xiàn)族裔差異。

新研究納入了美國15043名55歲以上的黑人和白人（他們在55歲時都未罹患癡呆癥），分析了他們逾30年的健康數(shù)據(jù)記錄（1987-2020）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在平均隨訪期23年后，55歲時樣本人群的癡呆癥終身風(fēng)險(xiǎn)（截至95歲）為42%，其中55歲至75歲年齡段的患病風(fēng)險(xiǎn)增至4%，75歲至85歲的患病風(fēng)險(xiǎn)增至20%，85歲至95歲的患病風(fēng)險(xiǎn)增至42%。

此外，女性的終身患病風(fēng)險(xiǎn)為48%，高于男性的35%。非洲裔人群的終身患病風(fēng)險(xiǎn)（44%）高于白人受試者（41%），有兩個APOE ε4基因拷貝的受試者（59%）高于只有一個拷貝（48%）或沒有拷貝（39%）的受試者。研究人員認(rèn)為，盡早采取措施應(yīng)對高血壓、糖尿病、聽力受損等帶來的健康影響有助降低癡呆癥風(fēng)險(xiǎn)，并且眾多癡呆癥風(fēng)險(xiǎn)誘因中有一半可以預(yù)防。

研究人員還呼吁，不同年齡段人群可能需要不同的癡呆癥預(yù)防和護(hù)理方式。他們指出，新研究可能低估了這些人群中真實(shí)的癡呆癥發(fā)病率，而且研究只包含了美國黑人和白人，未涉及更加多樣化的人群。

據(jù)《紐約時報(bào)》援引的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，美國當(dāng)前的癡呆癥患者超過600萬人，占該國65歲及以上人群的近10%，這一疾病每年在美國導(dǎo)致超過10萬人死亡，給當(dāng)?shù)丶彝ズ歪t(yī)療保健體系帶來沉重負(fù)擔(dān)。

能即時翻譯101種語言的語音翻譯系統(tǒng)

1月15日發(fā)表在Nature的一項(xiàng)研究介紹了由Meta開發(fā)的開源多語言、多模態(tài)機(jī)器翻譯模型SEAMLESSM4T，能翻譯多達(dá)101種語言的語音和文本，包括語音到語音的直接翻譯。其填補(bǔ)了語言覆蓋方面的空白，且性能優(yōu)于現(xiàn)有的系統(tǒng)。這項(xiàng)工作公開可用（非商業(yè)用途），或?yàn)榭焖偻ㄓ梅g鋪平道路。

熟悉科幻小說的讀者可能知道《銀河系漫游指南》里的“巴別魚”，這種小魚能侵入耳朵，即時將一種口語翻譯成另一種口語。“巴別魚”對于打破文化隔閡、促成全球交流非常有用，但大多數(shù)現(xiàn)有的機(jī)器學(xué)習(xí)翻譯系統(tǒng)都是文本導(dǎo)向的，或需要分步進(jìn)行——先語音識別，然后翻譯成文本，再將文本轉(zhuǎn)換成語音。此外，現(xiàn)有語音到語音模型的語種覆蓋范圍也遠(yuǎn)低于文本到文本的模型，并且傾向于從源語言翻譯成英語，而非從英語到另一種語言。

語音到語音的即時翻譯 | Nature

為了解決這些限制，Meta“無縫交流團(tuán)隊(duì)”開發(fā)的SEAMLESSM4T支持多達(dá)101種語言之間的多種翻譯模式。SEAMLESSM4T可以支持語音到語音（識別101種語言并翻譯為36種語言）、語音到文本（101種語言譯為96種）、文本到語音（96種語言譯為36種）、文本到文本（96種語言）的翻譯，以及自動語音識別（96種語言）。在語音到語音的翻譯中，SEAMLESSM4T可以“一步到位”，直接將語音譯成語音，而無需語音-文本轉(zhuǎn)換的中間過程，翻譯比現(xiàn)有系統(tǒng)準(zhǔn)確23%。此外SEAMLESSM4T還可過濾背景噪音，并適應(yīng)不同說話者的口音差異。

作者總結(jié)說，雖然還需要進(jìn)一步優(yōu)化，SEAMLESSM4T可能代表著跨越語言障礙、促進(jìn)交流的一大進(jìn)步。

新晉諾獎得主用AI從頭設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)，中和蛇毒

1月15日，新晉諾貝爾化學(xué)獎得主、蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)先驅(qū)David Baker在Nature發(fā)表論文，提出用AI從頭設(shè)計(jì)出自然界不存在的蛋白質(zhì)，能夠有效中和蛇毒中的劇毒成分，為開發(fā)更安全、更有效、更經(jīng)濟(jì)且更易獲取的抗蛇毒療法帶來了新希望。

蛇毒復(fù)雜且致命，能夠迅速引發(fā)組織損傷、出血、神經(jīng)功能障礙甚至死亡。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WTO）統(tǒng)計(jì)，每年有180萬至270萬人被毒蛇咬傷，約10萬人因此死亡，30萬人終身殘疾。當(dāng)前臨床唯一能針對性治療毒蛇咬傷的抗蛇毒血清是從免疫動物的血漿中提取的，這種療法成本較高、難以批量生產(chǎn)，且通常存在過敏性休克和發(fā)熱反應(yīng)等嚴(yán)重不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。

來源：University of Washington

作者團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究了眼鏡蛇科蛇類毒液中的三指毒素（3FTxs），這是一類高致命的神經(jīng)毒素，通過與受害者體內(nèi)的煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）結(jié)合，干擾正常的神經(jīng)傳導(dǎo)，能夠迅速引發(fā)肌肉癱瘓、呼吸衰竭和組織壞死，而現(xiàn)有的抗蛇毒療法往往對其無效。他們采用基于人工智能的蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)方法——RFdiffusion，設(shè)計(jì)出了一種穩(wěn)定的迷你蛋白，可與多種三指毒素亞型的關(guān)鍵區(qū)域結(jié)合，以消除毒性。動物實(shí)驗(yàn)表明，這些蛋白能有效對抗致命劑量的三指毒素，小鼠存活率達(dá)到80%~100%。

據(jù)介紹，新型蛋白質(zhì)與傳統(tǒng)抗蛇毒療法相比具有諸多優(yōu)勢：其無需依賴動物免疫即可生產(chǎn)，可以更好地保證一致性；和通?？贵w相比，新型蛋白質(zhì)尺寸更小，或可實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的組織滲透，從而快速起效；大多數(shù)從頭設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)在高溫下仍能保持折疊和活性，更容易運(yùn)輸和長時間存儲。

盡管這些結(jié)果令人鼓舞，但研究小組強(qiáng)調(diào)，在可預(yù)見的未來，傳統(tǒng)抗蛇毒血清仍將是蛇咬傷的主流療法，新方法短期內(nèi)還僅僅是作為一種補(bǔ)充。此外，蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)可以大幅節(jié)約新藥開發(fā)的成本和資源需求，有望為其他疾病的療法研發(fā)鋪平道路。

世界氣象組織：全球平均氣溫首次突破1.5℃溫控目標(biāo)

世界氣象組織（WMO）當(dāng)?shù)貢r間1月10日稱，根據(jù)對六份國際數(shù)據(jù)的綜合分析，確認(rèn)2024年是有記錄以來最熱的一年。數(shù)據(jù)顯示，2024年全球平均氣溫比工業(yè)化前平均水平高出約1.55℃，是首個全球平均氣溫比工業(yè)化前水平高出1.5℃以上的年份。

以上結(jié)果根據(jù)多種數(shù)據(jù)來源綜合評估，包括歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）、日本氣象廳、美國航空航天局（NASA）、美國海洋和大氣管理局（NOAA）、英國氣象局與東英吉利大學(xué)氣候研究室（HadCRUT）以及伯克利地球研究所。六個數(shù)據(jù)集的綜合不確定性為0.13°C。

全球178個締約方共同簽署的《巴黎協(xié)定》提出，“將全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上低于2°C之內(nèi)，并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5°C之內(nèi)，并認(rèn)識到這將顯著減小氣候變化帶來的風(fēng)險(xiǎn)和影響”。

WMO秘書長席列斯特?紹羅說：“必須強(qiáng)調(diào)的是，單一年度的溫度升幅超過1.5°C并不意味著我們已不能實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的長期溫度目標(biāo)，因?yàn)殚L期溫度目標(biāo)是以幾十年而不是單一年度來衡量的。然而，我們必須認(rèn)識到，每升溫0.1度都事關(guān)重大。無論升溫是低于還是高于1.5°C，全球升溫每一分額外增量都會增加對我們的生活、經(jīng)濟(jì)和地球的影響?！?WMO成立的一個國際專家小組已初步表明，根據(jù)2024年的評估，與1850-1900年基線相比，長期全球升溫幅度目前約為1.3°C。

發(fā)表在《大氣科學(xué)進(jìn)展》上的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，2024年的海洋升溫對溫度創(chuàng)歷史新高起到了關(guān)鍵作用。根據(jù)中國科學(xué)院大氣物理研究所成里京研究員牽頭開展的研究，海洋表層、上層2000米內(nèi)的溫度已達(dá)到有人類記錄以來的最高值。

老想吃糖與一種腸道細(xì)菌有關(guān)？

1月13日發(fā)表在Nature Microbiology的一項(xiàng)研究表明，一種腸道細(xì)菌可能與減少飲食糖攝入相關(guān)。該研究基于人類和小鼠研究，有助于開發(fā)能管理肥胖癥以及2型糖尿病等代謝疾病的療法。

動物在生理學(xué)上有嗜糖傾向，但不受管理的糖偏好會增加糖攝入，導(dǎo)致血糖升高，代謝病風(fēng)險(xiǎn)增加。過往研究顯示，我們對不同食物的渴望源于腸道傳給大腦的信號，腸道是傳遞飲食偏好的一個關(guān)鍵器官。然而，對嗜糖的調(diào)控是一個復(fù)雜的過程，而且腸道菌群的作用也一直不明。

研究人員分析了18只誘導(dǎo)糖尿病的小鼠和60名2型糖尿病患者的血液，并與健康對照組（包括24名人類對照）進(jìn)行了對比。他們發(fā)現(xiàn)，糖尿病小鼠和人類血液中的FFAR4水平更低，這是一種能激活GLP-1（一種調(diào)節(jié)血糖和食欲的激素）分泌的蛋白。研究團(tuán)隊(duì)觀察到，小鼠中FFAR4的水平低與更愛吃糖有關(guān)。他們還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)FAR4水平低會降低腸道微生物普通擬桿菌（B.vulgatus）及其代謝物泛酸鹽的腸道豐度。小鼠模型實(shí)驗(yàn)表明，泛酸鹽負(fù)責(zé)GLP-1分泌以及后續(xù)FGF21的分泌，F(xiàn)GF21是一種直接作用于下丘腦的肝激素，而下丘腦是控制喂食行為的腦區(qū)。通過向糖尿病小鼠喂食泛酸鹽，和在糖尿病小鼠中種植普通擬桿菌，都能顯著減少它們尋求糖的行為。

這些發(fā)現(xiàn)揭示了一種新型糖偏好形成的內(nèi)在調(diào)控機(jī)制：腸道脂肪酸受體通過調(diào)節(jié)腸道關(guān)鍵菌群B.vulgatus的豐度及其代謝產(chǎn)物泛酸，進(jìn)而誘導(dǎo)體內(nèi)激素分泌以維持糖攝食行為平衡。該研究為糖尿病預(yù)防提供了一種有效策略，提出進(jìn)一步開發(fā)FFAR4組織特異性激動劑或靶向調(diào)節(jié)B.vulgatus可能是預(yù)防糖尿病的一種方法，未來還需要進(jìn)一步的臨床研究，來驗(yàn)證這一腸-肝-腦軸作為營養(yǎng)感知途徑調(diào)控代謝性疾病的潛在應(yīng)用價(jià)值。

已知壽命最短的超重原子核

在一項(xiàng)1月14日發(fā)表于《物理評論快報(bào)》的研究中，研究人員測量到一種名為-252（Rf-252）的核素半衰期僅60納秒（1納秒 = 1×10^（??）秒）。這是目前已知壽命最短的超重原子核。

在新研究中，物理學(xué)家使用GSI/FAIR UNILAC加速器生成鈦-50（Ti）離子束，轟擊由鉛-204（Pb）制成的箔靶。他們通過嘗試四種不同能量的離子束，成功使鈦原子核與鉛原子核融合產(chǎn)生-254。-254不穩(wěn)定，會失去一個中子形成-253，或失去兩個中子形成-252。

反應(yīng)產(chǎn)物隨后通過“超錒系元素分離器和化學(xué)儀器”（TASCA），該裝置能選擇性地將原子從加速器其他反應(yīng)產(chǎn)物中分離出來，并將其移入一個特殊的半導(dǎo)體檢波器中。通過測量元素衰變時的輻射即可準(zhǔn)確鑒定出原子種類。最終，研究團(tuán)隊(duì)共觀測到27個-252離子，其表觀半衰期為13微秒。通過先進(jìn)的檢測和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，研究人員發(fā)現(xiàn)13微秒的壽命主要?dú)w因于-252的激發(fā)態(tài)（同核異能態(tài)），而基態(tài)半衰期僅60納秒。

這一結(jié)果刷新了已知超重核壽命的下限，比此前記錄短了近兩個數(shù)量級。研究團(tuán)隊(duì)指出，正是由于-252的激發(fā)態(tài)存在較長的壽命，才使得其基態(tài)的短壽命得以被觀測和測量。-252是最缺乏中子的同位素。這一發(fā)現(xiàn)為改進(jìn)裂變行為的理論模型提供了重要數(shù)據(jù)，同時也為預(yù)測富含中子的超重核裂變半衰期提供了參考。（原理）

SpaceX“星艦”第七次試飛，飛船解體；新格倫火箭首飛

美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）新一代重型運(yùn)載火箭“星艦”1月17日實(shí)施第七次試飛。發(fā)射后不久，該火箭第一級助推器再次實(shí)現(xiàn)“筷子夾火箭”回收，但火箭第二級飛船快速解體。

直播畫面顯示，美國中部時間16日16時37分（北京時間17日6時37分），“星艦”從位于美國得克薩斯州博卡奇卡的基地發(fā)射升空。兩分多鐘后，火箭第一級“超重型”助推器和第二級飛船成功分離。隨后助推器返回發(fā)射場，被發(fā)射塔上的機(jī)械臂在半空中“捕獲”回收。但第二級飛船在飛行約8分半鐘后與地面團(tuán)隊(duì)失去聯(lián)系，飛船直播畫面中斷。

SpaceX公司在社交媒體X上發(fā)文說，第二級飛船在上升期間經(jīng)歷了“快速、意外解體”。任務(wù)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研究當(dāng)天的飛行測試數(shù)據(jù)，以更好了解出現(xiàn)問題的根本原因。該公司稱，當(dāng)天的試飛能夠幫助任務(wù)團(tuán)隊(duì)提高“星艦”的可靠性。

SpaceX公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克在社交媒體X上表示，初步跡象顯示，“星艦”飛船引擎防火墻上方的空腔中發(fā)生燃料泄漏，泄漏量過大導(dǎo)致其產(chǎn)生的壓力超過通風(fēng)口容量可承受的范圍。下一步除了檢查泄漏狀況外，任務(wù)團(tuán)隊(duì)還將在該空腔內(nèi)增加滅火裝置，并可能加大通風(fēng)口面積。

據(jù)介紹，此次發(fā)射的“星艦”飛船進(jìn)行了系列升級，包括飛船前襟翼尺寸縮小，位置更靠近飛船前端、遠(yuǎn)離隔熱罩；對推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)；隔熱瓦使用新一代瓦片等。這些升級將提高飛船性能、續(xù)航力和可靠性。此次試飛的重點(diǎn)目標(biāo)包括“筷子夾火箭”陸地回收、“星艦”首次在太空進(jìn)行衛(wèi)星模擬部署測試等。由于飛船失聯(lián)，此次任務(wù)只實(shí)現(xiàn)了第一個目標(biāo)。

另一方面，北京時間1月16日15時03分許，美國藍(lán)色起源公司研制的“新格倫”重型運(yùn)載火箭首飛。該火箭從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角太空軍基地發(fā)射升空。隨后火箭一二級分離。發(fā)射約13分鐘后，藍(lán)色起源公司確認(rèn)火箭第二級及其搭載的“藍(lán)環(huán)探路者”飛行器進(jìn)入預(yù)定的中地球軌道。火箭第一級原計(jì)劃降落到距發(fā)射場約1000公里的大西洋上的回收船上，但海上回收失敗。

據(jù)介紹，“新格倫”火箭以美國首個完成繞地球軌道飛行的宇航員約翰·格倫的名字命名，火箭高98米，第一級配有7臺強(qiáng)大發(fā)動機(jī)，設(shè)計(jì)目標(biāo)是至少進(jìn)行25次飛行?！八{(lán)環(huán)探路者”飛行器固定在火箭第二級上，將隨火箭一起進(jìn)行約6個小時的繞地球軌道飛行。“藍(lán)環(huán)探路者”將測試和驗(yàn)證藍(lán)色起源公司“藍(lán)環(huán)”軌道飛行器的關(guān)鍵技術(shù)，包括核心飛行、地面系統(tǒng)、運(yùn)行能力以及軌道到地面的通信能力等。

藍(lán)色起源公司在社交媒體X上表示，該公司為“新格倫”首飛進(jìn)行了充分準(zhǔn)備，但無論多少次地面測試或任務(wù)模擬都無法與正式飛行相比。當(dāng)天任務(wù)的首要目標(biāo)是火箭安全進(jìn)入地球軌道。

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