这种降糖药有望逆转衰老；2024搞笑诺贝尔奖揭晓：肛门可呼吸、鸽子开导弹、死鱼能游泳 | 科技周览
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2024-09-15 08:27
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二甲双胍是目前全球应用最广泛的口服降糖药之一，不仅安全、不良反应少，而且经济便宜，经过60多年来的临床实践，已成为治疗二型糖尿病的一线用药。有趣的是，近年来二甲双胍不断涌现出新的功效：减肥、保护心血管、改善血脂代谢、改善非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）、治疗多囊卵巢综合征（PCOS），甚至还能防治癌症。9月12日发表于Cell的一项新研究，为二甲双胍的又一潜在功效找到了新证据：研究首次在灵长类动物身上证实，二甲双胍可以显著延缓衰老，尤其是保护老年灵长类动物的大脑认知功能。这一作用不依赖于其血糖调节功效，而是通过“重置”细胞衰老的内在程序，延缓细胞衰老。研究显示，二甲双胍能激活转录因子Nrf2并增强细胞的抗氧化能力，促进包括神经元在内的多种细胞年轻化。研究团队对健康的中老年食蟹猴（相当于人类40-50岁）进行了长达40个月的二甲双胍干预研究。每日给予相当于人类糖尿病治疗剂量的二甲双胍，并通过认知行为、生理功能、医学影像和血液检测等60多项指标进行综合评估。结果显示，长期服用二甲双胍能有效延缓灵长类动物的肝脏、心脏、肺、小肠和骨骼肌等多器官衰老，减少牙周骨质流失和大脑皮层萎缩，并显著提升老年灵长类的认知功能。考虑到灵长类的较长寿命，仅用寿命和死亡率来评估衰老干预的效果在技术上并不可行。研究人员分析了食蟹猴全身11个系统、79种组织器官，利用机器学习模型和多组学数据，构建了一个多维度的灵长类组织器官生物学年龄“时钟”。评估发现，二甲双胍能显著降低灵长类动物多组织器官的DNA甲基化年龄、基因转录年龄和血浆蛋白年龄，尤其在大脑额叶中效果显著，逆转年龄可达6岁，相当于人类的18岁。研究人员表示，新研究进一步证明衰老是一个可解析、可量化、可调控的生物学过程，灵长类衰老时钟可通过单一药物干预逆转，为延缓衰老及相关疾病的预防和治疗提供了新路径。据了解，中国科学院已联合首都医科大学宣武医院共同开展一项“二甲双胍调控中老年人健康的Ⅱ期探索性临床研究”，测试口服二甲双胍药物能否有效干预中老年男性衰老。相关论文：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.021
“AI做题家”来了，OpenAI发布新一代大模型“o1”当地时间9月12日，人工智能巨头OpenAI正式发布新一代大模型“o1”，同时发布的还有速度更快、成本更低的版本o1-mini。与以往模型相比，o1的特性更接近人类：可以花更长时间“思考”，通过深度推理解决更复杂的自然科学、编程和数学问题。OpenAI表示，新模型标志着AI复杂推理能力的里程碑式进步，因此系列代号重置为“1”。o1内部代号“Strawberry（草莓）”，独立于GPT模型系列，后者仍在开发过程中。o1的特别之处在于，它不再纯粹通过提示（prompting）完成思维链（CoT），而是将其视为一种“思考”手段，融入训练和推理过程。思维链是一种提示方法，主要思想是鼓励大模型解释其推理步骤，从而引导出更准确的结果。在训练阶段，o1通过强化学习（RL）来更好地运用思维链“思考”，可以将复杂问题拆分为简单步骤、识别和纠正错误、尝试不同的方法。在推理阶段，模型会引入一个较长的内部思维链，花更长时间“思考”问题。OpenAI表示，随着强化学习时间和思考时间延长，o1性能会持续提高。这在传统模型性能标度律（Scaling laws）的模型参数量、数据集大小、计算量之外，开辟了新维度。通过解读思维链，可以读懂模型“内心”，了解其思考过程。不过，思维链未经对齐，出于用户体验、保持竞争优势等因素，o1并未向用户暴露原始思维链，仅展示模型生成的摘要。o1在数学、编程等推理要求较高的任务中表现优异，大幅领先于GPT-4o。在2024年美国数学邀请赛（AIME）中，o1平均得分率达74%，GPT-4o仅12%。如果采样1000次并加权投票，o1能拿到93%的分数，跻身全美前500名。在另一项测试中，o1和GPT-4o分别向不同领域的开放式问题提交匿名回答，由人类票选出他们更喜欢的答案。o1在编程、数据分析和数学计算方面显著优于GPT-4o，在写作和编辑方面稍逊。OpenAI科学家Noam Brown表示，o1并不完美，有时甚至会在简单问题上出错，许多人试图用类似的例子证明“大语言模型无法推理”，但o1在这方面取得了长足进步，并能走得更远。现在，o1需要思考几秒钟；未来的版本不仅不快，反而会更慢——思考几小时、几天甚至几周。“推理成本会上升，但为了研发新的抗癌药物，你愿意付多少成本？为了突破性的电池？为了证明黎曼猜想？AI可以不仅仅是聊天机器人。”官方简介：https://openai.com/index/introducing-openai-o1-preview/
2024搞笑诺贝尔奖揭晓：肛门会呼吸、鸽子开导弹、死鱼能游泳当地时间9月12日，2024年度“搞笑诺贝尔奖（Ig Nobel Prize）”在美国麻省理工学院（MIT）揭晓。搞笑诺贝尔奖是对诺贝尔奖的有趣模仿，由《不可思议研究年鉴》（Annals of Improbable Research）的编辑Marc Abrahams于1991年设立，旨在表彰那些让人“开怀一笑，随后引人深思”的科学成果。此次获奖研究包括“哺乳动物可以用肛门呼吸”“观察死鳟鱼游泳能力”“鸽子开导弹”等十项成果。![]()
麻省理工学院10号楼250室的黑板，颁奖典礼在这里举行，粉笔画由艺术家Keira Lee Rice现场绘制。| Ig Nobel Prize
日本研究人员发现，小鼠、猪等哺乳动物能够通过直肠吸收氧来“呼吸”。他们的实验表明，向直肠灌注氧气或者氧合液体，能够显著提高哺乳动物的血氧水平，为它们提供重要的生命支持，逆转小鼠和猪模型的呼吸衰竭症状。他们在疫情期间开始这项研究，当时许多医院都极度缺乏呼吸机来支持重症患者。相关论文：doi.org/10.1016/j.medj.2021.04.004和平奖：探讨将活鸽子置于导弹内以引导导弹飞行路径的可行性。颁予美国已故著名心理学家斯金纳教授，在第二次世界大战期间，他教会了鸽子如何开导弹，并取得了一些成功。但由于美国军方和政府官员的怀疑，该项目付诸阙如。相关论文：psycnet.apa.org/doi/10.1037/h0045345授予佛罗里达大学的詹姆斯·廖教授，他对死虹鳟鱼的游泳能力进行了一项全面研究。在特定条件下，空气、水等流体绕过障碍物时会产生两列交错排列的涡旋，这种现象被称为“卡门涡街”，在生活中非常常见。虹鳟的独特之处在于它们喜欢逗留在卡门涡街附近，并以一种独特的“卡门步态”游动。这种姿态是如此省力，即使是死鱼，也能在卡门涡街中游动，甚至逆流而上。“我发现活鱼比死鱼游得快，但快不了多少，一条死虹鳟鱼被拖在一根棍子后面，它也会随水流的节奏拍打尾巴。”相关论文：doi.org/10.1242/jeb.01125植物学奖：发现某些真正的植物会模仿邻近人造塑料植物的形状。相关论文：doi.org/10.1080%2F15592324.2021.1977530解剖学奖：研究生活在南、北不同半球对人们头发打旋方向的影响。相关论文：doi.org/10.1016/j.jormas.2023.101664相关论文：doi.org/10.1093/brain/awae132概率学奖：通过理论分析和350757次实验表明，当你抛硬币时，硬币倾向于落在与抛出前相同的一面。相关论文：doi.org/10.48550/arXiv.2310.04153相关论文：doi.org/10.1126/sciadv.abj7918人口统计学奖：发现以长寿著称的地区其实往往出生、死亡记录管理不善，养老金欺诈盛行。相关论文：doi.org/10.1101/704080；doi.org/10.1101/704080生物学奖：让一只猫站在奶牛背上，然后在旁边弄炸纸袋吓奶牛一跳，以探索影响奶牛泌乳的因素。相关论文：doi.org/10.1093/ansci/1939.1.80美国东部时间9月12日6时许（北京时间18时许），美国“北极星黎明”航天任务的两名机组成员开始轮流出舱活动，这是全球首次由非职业宇航员进行的商业太空行走。“北极星黎明”任务团队由4名非职业宇航员组成。他们10日搭乘“龙”飞船从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，进行为期数日的太空之旅。贾里德·艾萨克曼成功出仓。| PolarisProgram太空行走任务由现年41岁的美国支付服务商“Shift4支付”创始人兼首席执行官贾里德·艾萨克曼和太空探索技术公司（SpaceX）工程师萨拉·吉利斯执行。SpaceX在社交媒体X上的直播显示，飞船当时在距离地面732.2公里的轨道高度上，出舱活动从美国东部时间12日6时12分（北京时间18时12分）正式开始，艾萨克曼和吉利斯身穿该公司设计的舱外活动太空服先后出舱，分别在舱外停留约12分钟，期间对太空服进行了机动性测试等。为安全起见，在舱外停留期间，两人始终保持一只手或脚停留在飞船舱口一个类似梯子的支撑结构上，还有一根3.6米的缆绳将他们与飞船相连。另外两名机组成员基德·波蒂特和安娜·梅农在舱内全程监控，由于整个船舱处于失压环境中，两人在任务期间也穿着该公司设计的舱外活动太空服。包括安全检查和船舱再增压等程序在内，整个任务持续约两个小时。“北极星黎明”任务由艾萨克曼和SpaceX共同出资。任务团队已展开一系列科学研究和实验，包括测试飞船与“星链”卫星之间的通信，研究太空飞行及太空辐射对人体健康的影响等。（央视新闻）《纽约时报》9月5日报道，美国北卡罗来纳州一名男子被指假托捏造的乐队名字，利用人工智能（AI）制作数十万首歌曲，上传到流媒体音乐平台，并操纵机器人“水军”刷取播放次数。尽管每次播放只能换到微薄版税收入，但积少成多，东窗事发时他已累计攫取超一千万美元。报道称，该男子名叫迈克尔·史密斯（Michael Smith），现年52岁，原本是名喝西北风的音乐人。2018年，他与一家AI音乐公司CEO合作，发布了数千首AI制作的歌曲，并煞有介事地编造了曲名、乐队、作曲家，放到流媒体上挣分成。比如曲名为“Zygotic Washstands”“Zymotechnical”“Zygophyllum”，出自“Callous Post”“Calorie Screams”“Calvinistic Dust”等人的手笔。但实际上，它们既没有技巧也没有感情，全是AI。在今年2月的一封电子邮件中，史密斯吹嘘说，自2019年以来，他的歌曲累计播放量已达40亿次，版税收入达1200万美元。
2018年10月，一家公司通知史密斯，收到了“多起关于流媒体滥用的报告”，准备从所有平台下架他的歌曲。史密斯断然否认：“绝对不可能！荒谬！天地良心！法律渠道怎么走？”如今，史密斯面临包括电信欺诈和共谋洗钱在内的多项指控。据新华社报道，9月11日午间，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得突破，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出关键一步。本次任务是国内首次实现垂直起降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵-冷气姿控-发动机”联合制导控制，以及高空风实时风修技术工程化应用等技术验证。试验经历“上升-发动机关机-无动力滑行-发动机空中二次起动-软着陆”过程，各项指标均满足预期设计。蓝箭航天专家介绍，该试验箭为单级液氧甲烷火箭，箭体直径3.35米，长度18.3米，起飞质量约68吨，起飞推力800千牛，装配3组着陆缓冲支腿，新增4片栅格舵系统，采用与朱雀三号火箭一致的高强度不锈钢箭体结构；搭载一台已实现连续入轨飞行验证、与朱雀三号火箭同型的80吨级天鹊-12（TQ-12）改进型液氧甲烷发动机，具备正交双摆、45%至111%变推力调节和多次点火能力。本次任务的试验箭是以全尺寸发动机构建的工程样机，作为蓝箭航天重复使用火箭工程研制的重要一环。通过两次垂直起降回收试验，型号团队成功验证了多项重复使用火箭关键技术，为朱雀三号未来的首飞及回收奠定了基础。笑是一种表达，因人而异其态，夫子莞尔，美人嫣然。不止如此，9月11日发表于The BMJ的一项研究表明，笑还是一种良药：“笑的训练”（laughter exercise）对干眼的治疗效果不亚于人工泪液（0.1%玻璃酸钠）。这表明大笑或许是一种有效、安全、低成本且环保的干预手段，可以作为干眼的一线治疗方法。干眼是最常见的眼病之一，其主要症状包括眼干、眼涩、异物感等，严重影响患者的视力与生活质量。近年来的研究认为，干眼是一种生活方式相关疾病，与抑郁、焦虑等心理状态有密切联系。研究团队通过临床观察发现，“笑的训练”在缓解焦虑、抑郁状态的同时，也可改善干眼的眼部不适症状。为了进一步了解“笑的训练”对干眼的治疗效果，研究人员开展了一项前瞻性、非劣效随机对照临床研究。该研究纳入299例符合条件的有症状干眼患者，随机分为2组，其中一组150人，接受常规的人工泪液（即浓度为0.1%的玻璃酸钠）治疗；另一组149人，进行“笑的训练”，并全程记录干预情况。该研究中，“笑的训练”是一组口令，由研究团队根据面部及眼部肌肉运动设计而成，患者按口令重复发声，形成夸张表情，以此模拟大笑的状态，30遍口令为1次训练，一天训练4次。口令内容：“hihihi（拼音拼读），哈哈哈，茄子茄子茄子，七喜七喜七喜，哈哈哈哈哈哈”。结果显示，在干预8周后，“笑的训练”组和人工泪液组患者的症状及眼部体征均有所改善。在主要结局指标“眼表疾病指数”评分（一种衡量干眼主观严重程度的指标）中，“笑的训练”组不亚于人工泪液组，甚至在部分眼部体征改善上优于人工泪液组。该研究项目负责人、中山大学中山眼科中心副主任梁凌毅表示，这项研究证实了“笑的训练”对干眼患者的治疗效果，从崭新角度提出了一种有效、安全、低成本且环境友好的非药物治疗手段。“笑的训练”或可改善泪膜的稳定性和睑板腺的功能，科研团队正在对相关生物学机制开展进一步研究。相关论文：https://www.bmj.com/content/386/bmj-2024-080474
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