来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等
全球最强开源大模型Llama 3发布
来源：Meta
当地时间4月18日，Meta在官网发布其最新的开源大语言模型Llama 3， 提供了8B和70B的预训练和指令微调版本，可支持广泛的应用。据Meta介绍，Llama 3是目前8B和70B参数规模下最为先进的开源大语言模型，已被集成到虚拟助手Meta AI中，未来也将集成在Meta的多个应用程序中。
根据Meta介绍Llama 3的博客文章，Llama 3采用了相对标准的纯解码器transformer架构，相比前一代Llama 2做出了几项关键改进，显著提高了性能，且提升了推理效率。Llama 3的训练数据集超过15T，比前一代大7倍，且包含了4倍多的代码数据。扩大预训练规模以及创新的指令微调方法都让Llama 3的性能更好。据Meta预告，目前推出的8B和70B Llama 3只是开始，在接下里的几个月里，他们将发布多个具有新功能的模型，包括多模态、以多种语言对话的能力、更长的上下文窗口以及更强的整体功能。此外，Meta还有最大的Llama 3模型仍在训练中，它将包括超过400B个参数，最终Meta会发布一份详细的研究论文。
https://llama.meta.com/llama3/
成瘾性药物劫持了大脑的奖赏回路
成瘾性药物和自然奖赏（比如食物）能够激活同一片大脑区域。然而，它们对大脑回路的影响方式尚不清楚。近期，纽约西奈山医院与美国洛克菲勒大学的研究人员一同发现了成瘾性药物劫持大脑奖赏回路的机制。该研究于4月18日发表在《科学》（Science）杂志上。科学家首次发现，精神兴奋剂和阿片类药物改变的是同一批脑细胞的奖赏处理功能。
该研究重点关注并识别了可卡因（精神兴奋剂）和吗啡（阿片类药物）引发小鼠成瘾的共同机制。研究人员追踪了伏隔核（nucleus accumbens）中单个神经元对自然奖赏，例如食物，以及这两种药物的反应。他们发现，其中有一大批神经元在两种情况下都会作出反应，且可卡因和吗啡引发的细胞反应更强烈。重复给药物会破坏这些神经元的正常功能，让它们倾向于寻求药物。停药之后，这批神经元对自然奖赏的反应变得混乱，引发和戒断反应相关的消极的情绪反应。研究发现，细胞内的mTORC1信号通路能够加剧药物对神经元处理自然奖赏功能的破坏。他们发现了一个基因（Rheb）编码该通路的激活因子，也许能够作为一个全新的疾病治疗靶点。后续，科学家将进一步了解成瘾性背后的信号通路，以及药物如何劫持自然奖赏处理回路并导致成瘾。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37732251/
首次直接观察到完全由电子构成的维格纳晶体
1963年诺贝尔奖获得者、普林斯顿大学的物理学家尤金·维格纳（Eugene Wigner）曾在20世纪30年代提出，电子间相互作用可能会导致它们自发排列成紧密堆积的类似晶体或晶格的电子结构，但由于电子间存在斥力，他推测这种情况只会发生在低密度和极低温的条件下。很长一段时间里，有关维格纳晶体的研究一直停留在理论层面，直到上世纪末，物理学家才在实验上有了突破性进展，此后许多实验都间接表明创造了维格纳量子晶体，但一直没能直接观测。最近，在一项发表于《自然》（Nature）的研究中，美国普林斯顿大学的研究团队首次直接观测到了维格纳晶体，突破了我们对这些微小粒子的理解。
一些研究人员曾认为，此前维格纳晶体的间接实验证据可能源于材料固有的缺陷或其他周期性结构，而不是维格纳晶体。为此，这项研究的作者及团队开始研究用扫描隧道显微镜（STM）直接对维格纳晶体成像。研究团队剥离出两片没有任何原子缺陷的石墨烯样品，形成伯纳尔堆叠双层石墨烯（BLG），在极低温条件下施加垂直于样品的磁场，从而在石墨烯薄层内形成二维电子气系统，这样就可以调整两层间的电子密度。研究人员发现，通过改变密度可以启动相变，电子会自发形成有序晶体，利用STM，研究人员可以直接将这种结构可视化。这项工作提供了这种晶体的首张直接图像，证实了维格纳晶体确实存在，且这种结构是电子间排斥作用的结果。此外，研究人员还发现每个电子在晶格中的位置出现一定程度的“模糊”，他们认为这也反映了维格纳晶体的量子性质，未来他们将继续研究这些有趣的现象。
https://www.nature.com/articles/s41598-024-57916-z
中年时多用脑，能预防晚年痴呆
来源：Pixabay
据哥伦比亚大学和挪威公共卫生研究所等机构的科学家发表的一项新研究，在30~65岁有高认知需求职业史的人在70岁以后患轻度认知障碍和痴呆症的风险较低。相关的研究结果近期已发表于《神经学》（Neurology）杂志。
研究人员从挪威行政登记处收集数据，并将其与美国劳动、就业和培训管理局职业信息网络（O*NET）数据库中的300多个职位的职业属性相结合，并基于O*NET的测量方法计算出了不同职业的认知需求指标——常规任务强度（Routine Task Intensity，RTI）指数。RTI指数越低，表明职业对认知需求的要求越高。随后，研究人员将HUNT4 70+研究中的7003名参与者的职业，按照RTI指数进行划分，确定了四个组别，代表不同的职业认知需求，并分析了不同的职业认知组与临床诊断为轻度认知障碍和痴呆之间的联系。在调整了年龄、性别和受教育程度后，研究人员发现，低职业认知需求组（高RTI指数组）患痴呆症的风险比高职业认知需求组高37%。这项研究强调了中年时期的认知刺激和维持老年认知功能之间具有明显的相关性。
https://www.neurology.org/doi/10.1212/WNL.0000000000209353
冥王星表面的心形结构是如何形成的
2015年,美国航空航天局（NASA）“新视野”号探测器（New Horizons）在冥王星表面发现了一个巨大的心形结构，该结构不仅形状独特，海拔还比冥王星表面大部分区域低3~4千米，并且表层物质的反射率很高，使其呈现出较白的颜色。因此科学家一度猜测该结构表明，冥王星地下存在液态海洋。然而最近发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）杂志上的研究提出，冥王星可能没有地下海洋，或仅有极薄的地下海洋。
伯尔尼大学的国际天体物理学家团队与瑞士国家研究能力中心（NCCR）成员合作，通过模拟软件重建了冥王星巨大心形特征的形成过程。研究发现，冥王星在形成早期，曾与一颗直径约700千米的行星发生撞击，从而形成了该盆地。由于这次撞击存在一定倾角，并且速度较低，因此形成了非常对称的剩余表面特征。撞击后，冥王星核心保持完整，而另一个天体的一部分仍残留在该心形结构的下方，导致局部质量过剩，因此该结构并未向两极移动，而是向赤道迁移。研究者表示，该发现有助于更好地理解冥王星的起源。
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02248-1
印度发现新的远古巨蛇
矮行星“创神星”拥有罕见的行星环
来源：原论文
一项发表在《科学报告》（Scientific Reports）的新研究表明，生活在距今约4700万年前的古吉拉特邦的一种被命名为Vasuki Indicus的古老蛇类，可能是有史以来最大的蛇类之一。这一新物种的体长据估在11米到15米之间，是现已灭绝的巨蛇科（madtsoiidae）成员，但其代表了一支起源于印度的独特世系。
作者描述了一个发现于印度古吉拉特邦卡奇县帕南德罗（Panandhro）褐煤矿的新样本，其年代可追溯至约4700万年前的中始新世时期。文章中描述了27段保存最好的脊椎，其中一些有关节连接，看上去来自一只完全成体的动物。这些脊椎长度介于37.5毫米和62.7毫米之间，宽度则介于62.4毫米至111.4毫米之间，表明它有一个宽阔的圆柱形躯体。据此推断，作者估计V. Indicus体长可能在10.9米到15.2米之间。这与已知存在过最长的蛇——已灭绝的泰坦巨蟒（Titanoboa）——体型相当，不过作者也强调这些估计值尚存不确定性。他们进一步推断，V. Indicus的巨大体型使其成为一种行动缓慢、类似于森蚺的伏击捕食者。作者鉴定出V. Indicus属于巨蛇科，该科在晚白垩世至晚更新世存在了约1亿年，地理分布广泛，分布区域包括非洲、欧洲和印度。他们认为，V. Indicus 代表起源于印度次大陆的大型巨蛇类动物的一个世系，在始新世（约5600万年至3400万年前）经由欧洲南部扩散到非洲。
https://www.nature.com/articles/s41598-024-58377-0
紫色细菌有助于找到外星生命
在地球上，绿色可以说是与生命最相关的颜色——植物和微生物可以利用叶绿素进行产氧光合作用。然而近期发表于《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）的一项研究提出，在外星生命中，“紫色”或许才是生命的颜色。
研究团队收集并培养了20余种紫色硫细菌和紫色非硫细菌。虽然名中带有“紫色”，但此类细菌实际上颜色各异，包括红色、橙色、棕色等，它们往往依靠红光或红外光，经过更简单的光合作用获取能量。研究者认为，在植物型光合作用出现之前，这些细菌可能在早期地球曾普遍存在，并且可能特别适合围绕较冷的红矮星（银河系中最常见的恒星类型）运行的行星。研究者随即通过类地行星模型，模拟了紫色细菌对类地系外行星反射光谱的影响。研究者认为，这项研究有助于优化搜索策略，为寻找地外生命提供新的方向。
https://academic.oup.com/mnras/article/530/2/1363/7645230?login=false
进入肠道的微塑料可以迁移到肾脏、肝脏和大脑
地球上总质量最重的野生哺
从空气、食物到饮用水，微塑料似乎无处不在，但我们对微塑料在人体内的影响仍不清楚。近日，在一项发表于《环境与健康展望》（Environmental Health Perspectives）的研究中，研究团队发现了这些微塑料也许可以从肠道进入肾脏、肝脏甚至大脑。
此前已经有研究统计，人类平均每星期会摄入约5克微塑料。因此，研究团队在4个星期的时间里，为小鼠提供含有等量微塑料的饮用水。4星期后研究团队发现，在肝脏、肾脏甚至大脑的组织中，都可以检测到微塑料的存在，这说明这些微塑料可以穿过肠道，渗入其他组织。研究者表示，这项研究中的小鼠只暴露了4个星期，但人类一生都会暴露在微塑料污染中，因此他非常担心微塑料颗粒在人体内的积累。接下来，该研究团队希望进行更多的研究，从各方面揭示微塑料对人类健康的潜在影响。
https://dx.doi.org/10.1289/EHP1343
英国立法控烟，计划到2040年培养无烟一代
来源：Pixabay
据《自然》新闻（Nature news）消息，4月16日，英国立法通过了一项提案，即到2040年创造“无烟”一代，他们将永远无法合法购买烟草。吸烟对健康的危害已经被证实数十年：吸烟会大大增加患癌症、心脏病和糖尿病等疾病的风险。据世界卫生组织（WHO）估计，烟草使用每年会给全球造成1.4万亿美元的卫生支出和生产力损失。去年10月，英国宣布了这项禁止向2009年或之后出生的人出售烟草的提案，这将阻止今年年满15岁或以下的人在英国合法购买香烟。从2027年起，购买烟草产品的最低法定年龄将从18岁提到19岁，此后每年提高一岁，这意味着2028年的门槛将是20岁。该国政府希望，这一战略能在2040年前造就无烟一代。
这一政策也得到了去年12月发布的一项模型研究的支持，据预测，该政策可以将14-30岁人群的吸烟率从2023年的13%降至2030年的8%左右，到2040年，这一年龄组中只有5%的人会吸烟。在基线情况下，14岁至30岁的人中有8%会吸烟，而在更为乐观的情况下，到2040年时，该年龄组中只有0.4%的人会开始吸烟。该模型表明，到2075年，该政策将通过预防与吸烟有关的疾病挽救数万人的生命，并节省110亿英镑的医疗费用。目前，英国、澳大利亚和法国政府也在打击吸电子烟。英国政府希望，在为个人提供健康福利的同时，通过限制吸烟，减少从二手电子烟中渗出的有毒化学物质进入环境。
https://www.nature.com/articles/d41586-024-00472-3
海洋冷“致死事件”威胁海洋生物
热浪对海洋物种的影响已得到大量研究，但关于极端低温事件影响的研究却严重不足。已有研究显示，气候变化导致的洋流和压强系统的改变与上升流加强有关，这会导致更多的深层冷水被推到海面。最近发表于《自然·气候变化》（Nature Climate Change）的一项研究显示，极端冷上升流事件的频率和强度都在增加，这可能会导致海洋生物大规模死亡。
研究团队分析了2021年南非海岸单次极端冷上升流事件中，逾260种海洋生物的死亡。此外，他们还利用41年的海表温度数据和33年的风记录研究了过去30年印度洋阿古拉斯海流和东澳大利亚洋流近岸的冷“致死事件”的发生频率和强度。作者随后以公牛真鲨（Carcharhinus leucas）为案例将这些事件与物种迁徙和生存联系起来。研究显示，被标记的公牛真鲨会避开19摄氏度以下区域，因此它们只在暖季才会出现在更冷的、向极分布的极限地带。不过，这些鲨也会通过行为策略来最小化温度骤降的风险，如通过上升流区域游到海面附近，以及增加在海湾或海口的栖息。作者认为，上升流事件风险增加或导致“诱导转向”（bait and switch）现象，即物种的范围随海洋变暖而扩大，但它们同时会暴露在这些新区域突发的极端冷事件中。作者认为，公牛真鲨这类迁徙物种或正接近它们的长期热极限，对日益频繁的极端气候事件导致的温度快速变化尤其敏感。
https://www.nature.com/articles/s41558-024-01966-8
《科技导报》创刊于1980年，中国科协学术会刊，主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的成果报道、权威性的科学评论、引领性的高端综述，发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、智库观点、科技评论、热点专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。
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