整理 | 周舒義、平生

動物交配為何“按部就班”？研究揭示大腦信號機制

在卡夫卡的《城堡》中，K和弗麗達在酒館地板上長時間做愛，他覺得自己“迷失了路”，走進了一個“比任何地方都遠的奇異國度”，這是小說對性的抒情化表達。站在科學角度，從勃起、陰莖插入陰道，再到射精的一系列行為，大腦中究竟發生了什么？一項新研究探索了性行為中雄鼠的大腦活動，發現兩種負責產生愉悅的化學物質——多巴胺和乙酰膽堿，其復雜變化控制著性行為序列。相關論文3月20日發表于Neuron。

“性行為是一系列復雜的事件。”論文通訊作者、北京生命科學研究所研究員劉清華說，“這項研究揭示了不同的化學物質如何在大腦中共同作用，并調節雄性性行為不同階段的轉變。”

伏隔核是大腦中參與獎賞功能的區域，能對多巴胺（一種常與愉悅感聯系在一起的化學物質）產生響應。研究團隊使用光纖光度法（fiber photometry）以高時間分辨率實時監測活體雄鼠的伏隔核，若大腦釋放多巴胺和乙酰膽堿（一種已知可調節多巴胺的神經遞質），光纖便會點亮。

結果發現，在勃起之前，小鼠大腦開始有節奏地釋放乙酰膽堿，大約6秒后，大腦也開始釋放多巴胺。在陰莖插入過程中，乙酰膽堿和多巴胺的釋放會伴隨小鼠動作有節奏地波動。在插入到射精的轉變過程中，多巴胺的釋放會先顯著減慢，然后迅速上升。研究還發現多巴胺的濃度起著重要作用。交媾期間，表達兩種主要多巴胺受體D2R和D1R的神經細胞活性低于正常水平。此時如果人為激活D1R，小鼠會立即回到勃起階段。如果激活D2R，小鼠則會完全停止性活動。

“我們揭示了確保性行為按正確順序進行的多巴胺信號精確機制。”研究人員指出，盡管小鼠和人類的性行為有所不同，但涉及性功能的大腦區域和神經遞質系統可能具有相似性。他們認為，這項研究或許能為治療早泄等性功能障礙提供新的線索。

相關論文：
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2025.01.032

迄今最清晰的宇宙“嬰兒照”

在3月20日的美國物理學會年會上，一個國際研究團隊宣布他們借助阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT），拍攝了宇宙誕生后約38萬年（人類迄今所能觀測到的最早宇宙時代）時最清晰的圖像。這個時期的宇宙相當于“嬰兒期”，這些圖像也就相當于宇宙的“嬰兒照”。相關論文已提交《宇宙學與天體粒子物理學雜志》。圖片

嬰兒期宇宙的新圖像展示了最早期光線的強度和偏振情況，揭示了古老的、正在凝聚的氫和氦云團的形成，這些云團后來發展成為第一批星系和恒星。｜物理學家組織網

宇宙微波背景輻射代表了人們能看到的宇宙歷史上的第一個階段——嬰兒期。這批宇宙微波背景輻射圖像分辨率達到十多年前普朗克望遠鏡的5倍，首次清晰揭示了早期宇宙中氫氣和氦氣的運動情況。ACT項目主任蘇珊·斯塔格斯說，他們不僅能看見光亮與黑暗，還能通過光的偏振現象追蹤物質運動，如同通過潮汐推斷月球的存在一般，重現了宇宙不同區域的引力分布。

大爆炸后的最初幾十萬年里，充滿宇宙的原始等離子體溫度極高，光線無法自由傳播，使得宇宙實際上是不透明的。

研究證實，可觀測宇宙的半徑約為500億光年，總質量相當于1900個“ζ-太陽”（1 ζ=10^21）。其中暗物質占26%（500個ζ-太陽），暗能量占68%（1300個ζ-太陽），普通物質僅占6%（100個ζ-太陽）。此外，微小的中微子粒子構成的質量最多相當于4個ζ-太陽。

阿塔卡馬宇宙學望遠鏡｜Debra Kellner

論文主要作者之一、法國巴黎薩克雷大學蒂博·路易斯指出，宇宙中幾乎所有的氦元素都在大爆炸后3分鐘內形成，而構成人體的元素，主要是碳，還有氧、氮、鐵，甚至微量的金，則是后來在恒星中形成的，它們只是這個宇宙“大雜燴”中的點綴。

新數據驗證了宇宙年齡為138億年，不確定度為0.1%。團隊還驗證了衡量宇宙膨脹速度的哈勃常數。結果顯示，其值介于67-68 km/(s?Mpc)之間。

研究證明，當前的宇宙學標準模型仍非常可靠。（科技日報）

VR工具幫助克服演講焦慮

來自劍橋大學的研究人員推出一款虛擬現實（VR）在線平臺，能讓用戶面對數千名虛擬觀眾練習演講，以幫助克服在真實場景下的緊張感。

該平臺基于“暴露療法”——直面恐懼反而能緩解恐懼，結合呼吸和眼動訓練，幫助平復心率，抑制恐懼反應。平臺整合了學習材料、工作報告和求職面試等不同場景，從教室里打哈欠撓頭的寥寥聽眾，到人頭攢動的萬人體育場，用戶可以選擇各種虛擬環境進行練習，還可以添加閃光燈、噪音等干擾因素。

“這樣做的目的是讓使用者擁有更好的韌性和適應力。”劍橋大學沉浸式技術實驗室、推出該平臺的Chris Macdonald表示，“就好比在心理層面進行‘負重訓練’。”他補充說，希望經過訓練后，人們面對較少真實聽眾時就能舉重若輕。

用戶可在多種虛擬現實環境中練習演講｜Lucy Cavendish

研究人員對該平臺進行測試，共有29名中國青少年參加。他們使用VR系統并接受簡單的呼吸訓練，交替練習30分鐘，之后向34名真人觀眾用英語演講1分鐘。通過訓練，對公開演講感到焦慮的參與者比例從65%下降到20%，感到自信的參與者比例從31%上升到79%。在另一項尚未發表的研究中，18名學生訓練后無需現場演講，也觀察到了類似益處。

倫敦國王學院虛擬現實實驗室負責人、心理學家Matteo Cella提出質疑，認為目前的研究說服力有限且不夠全面，需要進行強有力的隨機對照試驗來評估訓練效果。他提醒說，過度暴露可能會適得其反，加劇人們對公開演講的回避情緒。卡迪夫大學的Kim Smallman也表示，需要進一步研究，以評估其效果和安全風險。

相關論文：
https://doi.org/10.3389/frvir.2024.1506938

平臺地址：
https://www.virtualrealitypublicspeaking.com/

小時候的記憶沒有消失，只是我們無法讀取

你還記得自己3歲以前的事情嗎？事實上，我們通常無法記起人生的最初3年，這種現象被弗洛伊德命名為“嬰兒期遺忘（infantile amnesia）”。傳統觀點認為，這是因為嬰兒大腦，特別是海馬體（大腦中存儲記憶的關鍵區域）尚未充分發育，因此無法編碼記憶。

3月20日發表于Science的一項研究推翻了上述觀點，發現嬰兒1歲時就可以形成記憶，這表明嬰兒期遺忘很可能是因為記憶難以讀取，而不是沒有形成。“一個非常酷的可能性是，這些記憶很可能在成年后仍然存在，只是我們無法提取。”論文共同作者，哥倫比亞大學的神經學家Tristan Yates說。

Two researchers looking at a bank of monitors displaying MRI scans of infants heads and brains

研究人員對幼兒大腦進行fMRI掃描｜160/90

在新研究中，研究人員讓26名4到 25月齡的嬰兒觀看陌生人臉、物體或場景照片，每張照片呈現2秒，約一分鐘后再次觀看新照片與舊照片，在此期間使用功能性磁共振成像（fMRI）監測嬰兒大腦海馬體的活動。在看到熟悉的舊照片時，嬰兒會花更多時間注視，表明他們記住了相關圖像。結果發現，嬰兒首次觀看圖像時海馬體越活躍，再次看到圖像時的注視時間就越長，這表明即使海馬體尚未發育成熟，也能進行某種程度的情景記憶編碼。上述現象在年齡超過12個月的嬰兒中尤為顯著，換言之，1歲嬰兒就已擁有記憶編碼能力。

因此，成年后忘卻幼時經歷似乎是一個“讀取”問題。研究人員表示，這可能是由于隨著時間推移，“記憶最初的存儲方式與大腦試圖找回記憶的檢索方式變得不再匹配”。嬰幼兒到成年人的成長過程天翻地覆，“即使只是從蹣跚爬行到昂首闊步，我們看待世界的方式也會變得截然不同。”

動物實驗同樣支持上述觀點——小時候的記憶可以在大腦中停留多年。在2016年的一項研究中，神經科學家使用光遺傳學手段成功激活了成年大鼠編碼幼時記憶的神經元，表明這些記憶仍然存在。

法國哲學家柏格森認為，“記憶正是思想與物質的相交”，是“存活下來的以往形象”，從中可以窺見“綿延的自我”——我們的幼時記憶或許并未消散，只是多年后再回望，最初那些足跡早已被大雪深埋。

相關論文：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt7570

暗能量在變弱嗎？

在3月20日的美國物理學會年會上，暗能量光譜巡天（DESI）合作組發布了關于暗能量的最新研究成果，并同步公開了該項目首年的光譜數據。他們運用前三年收集的數據，結合其他巡天信息，發現在過去的45億年里，暗能量對宇宙膨脹的影響可能隨著時間的推移而減弱，這一發現表明有可能存在超出現行宇宙標準模型的新物理。

DESI是一個由全球70多家機構共同參與的國際暗能量實驗，由美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室牽頭。該項目利用了美國基特峰國家光學天文臺的4米Mayall望遠鏡，通過5000根光纖收集遙遠星系的光線，研究人員能夠據此測定光線由于宇宙膨脹而“紅移”的程度，從而以三維形式繪制宇宙并重建其詳細的成長歷史。

DESI觀測的宇宙地圖切片，展示了從地球到110億光年的距離范圍內的天體分布。該切片包含四類河外天體目標：亮星系（黃色）、亮紅星系（橙色）、發射線星系（藍色）和類星體（綠色）。｜DESI國際合作組

暗能量作為驅動宇宙加速膨脹的未知成分，其性質可通過重子聲波振蕩（BAO）這一宇宙早期聲波遺留下的密度波紋來揭示。BAO在物質分布中形成的特征尺度（約5億光年），可視作“標準尺”。通過測量不同紅移處該尺度的實際角徑，科學家可以精確推算宇宙膨脹速率的歷史變化，進而分析暗能量的演化規律。

DESI合作組利用目前最大規模的宇宙三維地圖（涵蓋近1500萬個星系與類星體）追蹤了過去110億年間暗能量的影響。研究人員綜合了DESI數據、宇宙微波背景、超新星及弱引力透鏡的研究成果，發現現行宇宙學標準模型難以解釋所有觀測結果，而暗能量隨時間變化的模型與這些數據的吻合度更高。研究表明，現在宇宙膨脹的加速度比過去要小，暗能量目前的能量密度比45億年前降低了約10%。被廣泛認為是“宇宙學常數”的暗能量可能以意想不到的方式隨時間演化，這向現行標準宇宙學模型提出了挑戰。

不過，支持暗能量演化的證據尚未達到物理學上黃金標準的“5”發現閾值，當前置信度范圍在2.8至4.2之間。隨著巡天工作的進展，置信度可能會達到黃金標準，或將推動現有標準宇宙學模型的修正。

“夜貓子”為啥更容易患抑郁癥？

英國薩里大學的Simon Evans及其同事研究表明，睡眠和飲酒等因素可能有助于解釋為什么熬夜的人患抑郁癥的風險更大。相關研究3月19日發表于《公共科學圖書館·綜合》。

此前研究表明，熬夜的“夜貓子”或晚睡型人，比早起的人有更多的抑郁癥狀。在這項新研究中，Evans和同事通過在線問卷收集了546名大學生的數據。這些數據包括學生自我報告的睡眠、專注、沉思、飲酒、抑郁和焦慮水平等信息。

該研究證實，“夜貓子”患抑郁癥的風險明顯更高，這種聯系可以用專注、睡眠質量和飲酒量的差異來解釋。平均而言，這類晚睡型的人睡眠質量較差，酒精攝入量較高，而且比早起型的人更缺乏專注力。

不過，研究者表示，該研究在證明因果關系方面存在限制，因為其橫斷面設計僅依賴于一個時間點的數據。此外，研究結果可能不適用于大學生以外的年齡組。考慮到這些因素，研究者表示，針對專注、睡眠和飲酒的干預措施有可能降低抑郁癥的風險，尤其是在年輕人中。

“由于許多年輕人的心理健康狀況不佳，這些研究結果尤為重要——許多年輕人傾向于熬夜，研究結果指出了如何實施干預措施來降低他們患抑郁癥的風險。”Evans說。（中國科學報）

相關論文：
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0319915

新型抗真菌藥可殺滅多重耐藥真菌

在3月20日發表于Nature的一項研究中，研究人員從微生物基因組中挖掘并生物合成出首個具有全新作用靶點的多烯大環內酯類抗真菌候選藥物Mandimycin，其具有廣譜強效、機制新、安全性較高等特點，對多重耐藥病原體表現出很強的抗真菌活性。

多重耐藥真菌病原體導致的感染對人類健康構成的威脅日益嚴峻。細菌演化出了能夠殺死真菌的抗生素，可被人類用于開發抗真菌藥物。研究表明，為了在自然環境中保持競爭優勢，抗生素產生菌會通過分子修飾不斷優化抗生素結構，以對抗耐藥菌。研究人員據此構建了包含178萬條微生物次級代謝產物生物合成基因簇數據庫，利用基因挖掘技術鎖定關鍵生物合成基因簇，經過組合生物合成，最終獲得首個靶向磷脂分子的全新多烯大環內酯類抗生素Mandimycin。Mandimycin不結合細胞膜上的麥角固醇（多烯大環內酯的典型靶點），而是結合真菌細胞膜上的多種磷脂。這意味著它能有效針對那些已耐受麥角固醇靶點抗真菌劑（如臨床廣泛使用的兩性霉素B）的真菌病原體。作者用動物感染模型測試了Mandimycin對一系列真菌病原的效果，包括多重耐藥的耳念珠菌（Candida auris），發現這種化合物比兩性霉素B效果更強，腎毒性更低。不過，鑒于其靶向磷脂的機制可能帶來的潛在副作用，研究團隊下一步將深入探究其毒理機制，全面評估其臨床安全性與有效性。

相關論文：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08678-9

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來源: 返樸

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