首次发现！奶牛可以灵活使用工具；雪堆到公寓楼高，俄罗斯堪察加半岛遭遇破记录暴雪｜环球科学要闻

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· 神经科学 ·
大脑训练或有助于增强免疫系统


腹侧被盖区（VTA）是大脑奖励系统的一部分，控制动机和预期。动物研究表明，这一系统可影响免疫功能；但不清楚在人类中是否存在同样关联。深入探索这种关联或可为安慰剂效应提供重要见解，并为提升疫苗效力开辟新途径。根据《自然·医学》（Nature Medicine）的一项研究，训练人们激活大脑中与奖励和积极预期有关的区域，或与人体对疫苗的免疫反应增强有关。这些发现涉及85名参与者，表明积极思维或有助于以非侵入性方式帮助大脑支持免疫系统。


研究人员开发了一种新的基于神经影像反馈的方法，训练85名健康参与者通过功能性磁共振成像（fMRI）的指示，有意增强奖赏性中脑边缘通路（包括VTA）。这一方法中，参与者选择一些心理策略（如回忆过去的旅行），同时fMRI对中脑边缘活动成像。研究人员实时反馈心理策略的有效性，使其能在多次训练中调整策略，实现中脑边缘系统活动增强。经过4次训练后，所有参与者都接种了乙肝疫苗，随后对注射前和注射后4周的血液样本进行免疫学评估。作者发现，学会维持较高VTA活动的人，血浆中对疫苗保护性抗体水平增加更多。作者还发现，为维持高VTA活动，受试者采用了涉及积极预期的心理策略，这是安慰剂效应的一个标志。这些发现表明，特定脑通路和免疫系统之间存在潜在关联，或可用于识别与人类安慰剂效应有关的靶点，以及未来治疗方案。不过，这项研究仅测量了抗体水平，并非设计用于验证疫苗临床效果。此外，研究中观察到的抗体水平增加仅与VTA活动有关，不同神经反馈组间差异不显著。还需要更大规模试验和进一步研究来确定聚焦于积极预期和VTA活动可否切实改善免疫健康。（Nature）




· 动物学 ·
奥地利奶牛首次展现牛类灵活使用工具能力

Veronika是一头长寿的瑞士褐牛，被有机农场主兼面包师Witgar Wiegele当作宠物饲养。Wiegele非常喜爱动物，视她为家庭成员。十多年前，Wiegele就注意到Veronika偶尔会捡起树枝给自己挠痒痒。这一行为挑战了“奶牛不够聪明，不会制作或使用工具”的简单假设。1月20日发表于《当代生物学》（Current Biology）上的一项新研究，首次描述了宠物奶牛使用工具的案例，表明牛的认知能力被低估了。


作者看到Veronika的视频后，立刻就明白这不是偶然行为，这是一个有意义的工具使用案例，发生在一个很少从认知角度被考虑的物种身上。于是他和同事对Veronika进行了系统性的行为测试。在一系列对照试验中，研究人员将一个甲板刷随机放置在地上，并记录Veronika选择了哪一端，以及瞄准了哪个身体部位。在反复多次试验中，他们发现Veronika在挠背部等宽阔坚硬的部位时，通常更喜欢使用甲板刷的毛刷端。然而，当针对身体下部柔软敏感的区域时，它会改用光滑的棍棒端。此外，它还会调整持握工具的方式。研究人员表示，Veronika挠上半身时动作幅度大、用力强，而挠下半身时则更缓慢、更谨慎且高度受控。这说明它的选择具有一致性，且与所针对的身体部位在功能上相匹配。作者证明了一头牛能够进行真正意义上的灵活工具使用，这种行为极为罕见，除人类之外，此前仅有黑猩猩被确凿地记录到具备灵活工具使用行为。研究人员指出，长寿、与人类的日常接触以及丰富的物理环境，可能为Veronika的探索性和创新性行为创造了有利条件。这项发现凸显了，关于家畜智力的假设可能反映的是观察不足，而非真正的认知局限。（Cell Press）




· 气象科学 ·

俄罗斯堪察加半岛破纪录暴雪，雪坡接近公寓楼高

图片来源：X/@jeoalbant


据路透社（Reuters）等媒体报道，近日，俄罗斯勘察加半岛遭遇60年来最大降雪，气象监测站数据显示，部分地区2025年12月降雪量已达3.7米，而仅1月上半月降雪量就已经超过2米。


1月17日，在经历连续5天的暴风雪后，俄罗斯堪察加半岛城市彼得罗巴甫洛夫斯克在经历连续5天暴风雪后，整个城市被巨量积雪掩埋。气象部门表示，这是当地有完整气象记录146年来遭遇的最猛烈暴雪。市区气象站平地上的积雪已有1.71米厚，再加上11级狂风，将大量积雪堆积在建筑迎风面，导致部分建筑前的雪堆高达15米，几乎有一座公寓楼高。（Reuters，央广网）




· 生态学 ·
全球藻类暴增，或引发生态转变


在开阔水域中，大型藻类可以成为海洋生物的重要栖息地，但一旦大型藻类过多进入近海水域，腐烂的生物质就会威胁沿海生态系统。最近，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究发现，大型藻类的分布正发生明显变化。


研究团队利用人工智能分析了2003年至2022年间全球海洋的120万张卫星图像，他们重点关注13和海域和5种藻类。结果发现，全球范围内的藻华均呈扩张趋势，其中微型藻类导致的藻华在2008年出现了最明显的增长。而大型藻类大量繁殖的临界点出现在2010年左右，热带大西洋和西太平洋地区的大型藻类正以每年13.4%的速度激增。研究团队表示，2008年以前，几乎没有出现过大型藻类大规模暴发的报道，我们可能正在目睹海洋从贫藻状态向富藻状态的生态转变。（University of South Florida）




· 物理学 ·
首次直接证实87年前量子力学预言的米格达尔效应

探测器结构与工作原理。（图片来源：原论文）


米格达尔（Migdal）效应是1939年苏联科学家Migdal通过量子力学计算，预言当中性粒子与原子核碰撞时，反冲原子核将部分能量传递给核外电子。进入21世纪，科学家逐渐意识到，Migdal效应可以是突破轻暗物质探测阈值瓶颈的重要路径之一。自理论预言提出后的80多年间，中性粒子碰撞过程中的Migdal效应是否存在，一直未被发现或证实，这使得依赖该效应的暗物质探测实验，始终面临“理论假设缺乏实证支撑”的质疑。据央视新闻消息，中国科学院大学与多所高校联合，首次直接观测到量子力学预言的米格达尔效应。这一发现为轻暗物质探测突破阈值瓶颈提供了关键支撑。相关成果发表于《自然》（Nature）。


研究团队自主研发了“微结构气体探测器+像素读出芯片”组合的超灵敏探测装置，相当于可拍摄“单原子运动中释放电子过程”的“照相机”。利用紧凑型氘-氘聚变反应加速器中子源，轰击“照相机”内的气体分子，会同时产生原子核反冲与米格达尔电子，二者形成“共顶点”的独特轨迹。通过分析这一特征，团队成功地将这种“Migdal事件”从伽马射线、宇宙射线等背景干扰中区分开来。首次直接证实了1939年利用量子力学预言的Migdal效应。研究团队未来计划进一步优化探测器的性能，拓展对不同元素的米格达尔效应的观测，为更轻质量的暗物质粒子探测提供数据支持。（央视新闻）


撰文：不周、二七

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