前沿

存在脑中的地图 熊蓉

“小明比小红高，小蓝比小红矮，那么小明和小蓝谁更高呢？”回答这种三段式推理对我们来说当然不成问题。但你是怎么思考这个问题的呢？我们可能会在脑子里构建出这3个人，根据两个人间的身高关系调整次序，从而整理出一个“小明>小红>小蓝”的新关系。而这就是认知地图。

人们最初对认知地图的认识来自执行空间任务的小鼠。通过记录小鼠在空地上探索时的神经活动，研究者们在其大脑里找到了一些与导航任务相关的神经元，包括喜欢特定位置的位置细胞、喜欢场景边界的边界细胞以及在场景中“画格子”，并喜欢格点位置的网格细胞，当小鼠走到这些位置时，细胞就会兴奋。通过解码这些细胞的活动，研究者们发现，小鼠利用这些细胞在大脑内构建起了一张空间地图，并利用它进行空间导航。

科学家们在之后的研究中发现，抽象知识在脑内也以地图的形式表征——这就是我们的认知地图。面对推理任务时，大脑会帮助我们在这张地图中连线，用于决策。

来自美国加州大学戴维斯分校的研究人员想要探索，人们在进行社会知识决策时，是否也会用到认知地图。最终，他们在人类进行逻辑推理的大脑区域，观察到了方向相关的神经活动。

这一发现提示我们：认知地图可能是大脑用于推理和问题解决的重要机制。地图，不仅仅存在于手机上，也在大脑中;不仅仅用于找到地理位置，还能帮我们做出判断。

火蟻新群落结构的跨种群传播 朱崇恺

火蚁原产于南美洲，最初的火蚁每个群落只有一个 蚁后。大约在100万年前，一种新的社会形式进化出现了，一个群落可以有 数十个蚁后。由于一种新的“社会超基因”出现，其中包含的遗传信息可以 使工蚁接受多个蚁后的存在。英国伦敦玛丽女王大学的科学家们在研究了多 种火蚁种类的DNA后发现，这种新形式的蚁群社会特性可以跨物种传播。这 种传播是通过杂交发生的，即不同物种蚂蚁之间的繁殖。由于遗传不相容性 ，跨物种的大量遗传信息转移是罕见的。

火蚁

能帮你调节情绪的机器人 朱崇恺

想象一下这样的场景，朋友发短信告知我们，原定 的聚会他们会迟到。虽然这么做很方便，但它会缺少面对面（或者通过 电话）解释的人为因素，使我们无法感知信息背后的情感。

近日，日本筑波大学的研究人员制造了名为OMOY的 手持机器人，该机器人由其体内的机械部件驱动，可以模拟人类的情绪 ，例如：当收到带有不受欢迎或令人沮丧的文本消息时，OMOY可以劝告用 户不要生气，甚至是对用户表示同情。研究人员对94人进行了测试，发现OMOY能够帮助人类减少负面情绪。在传达令人沮丧的信息时，不会给出自己的意见，而用户就可以感知机器人的“意图”，并让自己冷静下来。

手持机器人OMOY

水污染防治领域也是降碳的一个战场。

——吴丰昌

中国工程院院士

2022年4月，中国工程院院士吴丰昌在访谈中谈到碳达峰、碳中和目标对水污染防治产生的影响时指出，水污染防治本身也耗能，为助力“双碳”目标实现，污水处理技术特有可能出现革新性发展，水污染防治将出现一些新工艺、新技术、新产品。同时，用水格局也将发生改变，促进再生水循环利用，减少南水北调水量，降低远距离输水能耗，这都将是未来可能的发展方向。

5000多种

近日，美国俄亥俄州立大学微生物学家从世界各地 收集的海水样本中发现了5000多种新RNA病毒，并将它们归类的门的数 量从5种增加到10种。这一新数据宝库扩大了生态研究的可能性，并重塑 了人们对这些小而重要的亚微观粒子如何进化的理解。研究人员相信，新 发现的5个病毒门是研究人员长期以来一直在寻找的RNA病毒进化中缺失 的一环，它将两个已知的RNA病毒分支连接起来，这些分支在复制方式上 存在分歧。这一发现填补了病毒进化历史中缺失的部分空白。

此外，这些新病毒不仅有助于科学家更好地了解 RNA病毒的进化历史，还有助于了解地球上早期生命的进化。

RNA的3D渲染图

12颗

2022年2月，中国科学院云南天文台研究人员在首 次对仙女星系中的大质量食双星进行系统分析时，发现了12颗有小质量次 星充满周围临界等位面的大质量半相接双星，揭示了这些系统中存在从 次星到大质量主星间的物质转移，同时也表明仙女星系中的双星演化进程与银河系中的“同类”相似。

研究还发现，这些双星系统的主次星温度分布等与银河系中半相接双星的分布相似。这意味着仙女星系中的双星演化进程与银河系中的相似，对探讨大质量双星的物质交流演化具有重要的价值。

仙女星系是离银河系最近的漩涡星系

可以识别假药的蚕丝

2022年3月，据发表在《美国化学会中心科学》上的一项研究，研究人员对蚕进行了基因改造，以产生丝素蛋白，这是一种赋予丝纤维强度的可食用蛋白质，附着青色、绿色或红色荧光蛋白。他们将荧光丝茧溶解，制成荧光聚合物溶液，然后将其涂在白色丝质薄膜上。当蓝紫色、蓝色和绿色光照射到网格上，会分别显示出3D青色、绿色和红色方形图案。這种可食用标签可直接放置在药丸或药液中。使用者利用研究团队设计的应用程序扫描荧光图案，使用深度学习算法解码数字化密钥并打开一个网页，该网页保存着有关药物来源和真实性的信息，就可以轻松辨别药物的真假了。

将这些可食用的代码放在药丸或药液上，可使患者及其护理人员避免无意中使用假药

人工智能助力寻找耐热珊瑚

研究者发现约7.5%的珊瑚礁上可能生活着耐热珊瑚

《自然·通讯》于2022年3月29日发表一项研究，澳大利亚海洋科学研究所的科学家对一种鹿角珊瑚开展了基于实验室的繁殖实验，团队随后利用机器学习模型开发了一个预测框架，来预测适合耐热成年珊瑚出现的条件，并利用卫星探测的环境数据寻找大堡礁上这类珊瑚生活的位置。该结果或有助于寻找能抵抗气候变化影响的珊瑚礁，促进对受损珊瑚的修复工作。这对全世界范围内正在计划的珊瑚礁修复项目具有重要意义。

蜘蛛家族的第5万种成员出现

研究者估计，全球仍有约5万种蜘蛛尚待发现、命名

2022年4月6日，世界蜘蛛名录公布其收录到第5万 种蜘蛛。这是一种名为Guriurius minuano的跳蛛。这种新型跳蛛 由巴西自然科学博物馆蜘蛛学家金伯莉达席尔瓦玛尔塔及其同事鉴 定。它们通常栖息在灌木或树木上。蜘蛛是地球陆地生态环境最 重要的捕食者之一，每年共捕食约4亿-8亿吨昆虫，是昆虫数量最 重要的“调控者”，其生态意义不应被低估。

（责任编辑/王佳颖 美术编辑/胡美岩）