新发现40个基因与人类智力有关；大脑可检测他人的潜在疾病 | 每周科技播报

 No. 1 智力是天生的？科学家发现40个新基因与智力有关

智力是目前被研究最多的人类性状之一，基因研究在这一领域占据着重要地位。但以前只有少量与智力有关基因被鉴定出来。近日，Nature Genetics杂志发文称，来自荷兰的Danielle Posthuma教授及其团队发现了52个与智力有关的基因，其中40个属于全新的发现，这些基因大多在脑组织中表达。在本次研究中，研究人员利用全基因组关联分析（GWAS）方法，分析了78000多个人（包括儿童和成人）与智力有关的遗传数据（主要包括基因型和智力评分信息），鉴定、发现了大量与智力相关的新基因，这些基因涉及细胞发育的调控，并在突触形成、轴突导向和神经元分化中起到重要作用。这一发现为智力相关的生物学机制研究提供了线索，可帮助研究人员将研究重点定位到具体的基因和通路上，更好地研究智力和大脑发育。

文章及图片来自：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170523083324.htm

 No. 2 为什么鲸可以长这么大？ 

成年须鲸体重可达200吨，体长和一个篮球场差不多，无论从哪个角度审视，它都是这个星球上存在过的最大生物。人们不禁要问为什么须鲸可以长这么大？为了弄清这个问题，首先要确定它们何时开始变得这么大。通过化石资料分析，科学家发现，450万年前，原本最大体长只有10米的须鲸，开始转变为现在我们看到的、体长达30米的巨型生物。而这个时间点恰好是第一次冰川期的开始。由于冰川的扩张，春夏两季的地表径流汇入了沿岸海洋，带来了大量的营养物质、磷虾等鲸类食用的小型动物得以爆发式地繁殖，进而促进了须鲸的生长。冰川期导致须鲸的食物资源呈斑块化分布，而须鲸巨大的体积可以保证它们一口吃下很多食物以及在不同食物斑块间快速移动，从而提高取食效率。从此，须鲸变得越来越大，直到成为我们今天看到的如此壮观的庞然大物。

文章来自：http://www.sciencemag.org/news/2017/05/why-whales-grew-such-monster-sizes；图片来自：http://juliadeguzman.com/Are-Your-Smarter-Than-A-Cetacean

  No. 3 大脑可检测他人的潜在疾病

人体免疫系统能够有效对抗疾病，但也往往消耗大量的能量。避免疾病的能力应该成为我们的一项生存本能。近日，发表在《美国科学院院刊》上的一项新研究证明了这一点。来自瑞典Karolinska Institute的研究人员发现人类大脑在发现和避免疾病方面的能力，比早先认为的要强得多。视觉和气味能够让人在疾病爆发之前就意识到疾病的存在，并激发机体的回避行为，进而使得人们更倾向于与健康人进行社会交往，而不是潜在的病人，同时人体也可激活自身的免疫系统。该研究表明大脑善于捕捉分析与健康状况有关的多种感官信号，即使信号很弱，这一发现也改变了科学界先前的认识。

文章及图片来自：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170524084650.htm

  No. 4 天然气发电站可实现碳零排放

对传统的天然气发电站来说，用于排放废弃气体烟囱是必不可少的装备。然而，近期Science杂志有篇报道称，美国休斯顿新设立的天然气发电站可实现二氧化碳零排放。该发电站从空气中过滤出纯氧用于与天然气燃烧，所得的二氧化碳则并不会直接排放入大气。部分的二氧化碳气流会循环利用，帮助带动涡轮装置。另一部分的二氧化碳会被深藏入地下或充入油田中。

文章来自：http://science.sciencemag.org/content/356/6340/796/tab-figures-data；图片来自：gizmag.com

  No. 5 猩猩哺乳具有周期性变化

猩猩的哺乳期非常长，多数猩猩直至8岁以后才会断奶。在这漫长的哺乳期中，猩猩抚育幼儿的行为是否会有变化？近期，发表在Science Advances杂志的一项研究对此有了新的解答。来自格里菲斯大学与哈佛大学等研究机构的学者，对猩猩牙齿进行了微量元素分析。牙齿对于灵长类而言犹如树之年轮，可像磁带一样忠实记录个体多年来的身体状况。研究结果显示，猩猩牙齿内的钡元素含量在出生后第一年居高，其后半年内走低，如此高低分布在随后几年中周期性反复出现。研究者认为，较高的钡元素含量意味着猩猩幼崽主要以母乳为食，而较低的钡元素含量意味着幼崽食谱中加入了更多固体食物。因此，猩猩漫长的哺乳期内存在周期性变化，母乳在食物结构中的地位会周期性上升和下降。

文章来自：http://advances.sciencemag.org/content/3/5/e1601517.full；图片来自：tehcute.com

No. 6 群体遗传学可揭示现代人走出非洲的历程 

4万多年前，现代人的祖先离开了他们先辈繁衍的非洲，踏上了探索全世界的伟大征程。他们穿过了高山平原，征服了江河湖海，在短短的数万年间里，使自己的足迹遍布整个星球，建立起辉煌的人类文明。了解这一过程就是了解我们自己。在过去，研究者们使用化石以及其他考古学手段推测人类群体迁徙的时间、路径和动力。近日，哈佛大学医学院学者Lipson和Reich利用从西伯利亚阿尔泰山脉找到的人类化石，提取出基因组，结合群体遗传学方法建立起一个人类基因组遗传漂变模型。该模型可帮助研究者推断人类群体分离的顺序和时间，并且确定群体分离之后是否有重新融合，亦可作为验证人类群体关系假说的跳板（springboard），有助于我们通过对基因的认识加深对人类文化、语言的了解。

文章及图片来自：https://www.nature.com/articles/s41559-017-0183

No. 7 新的数学方法可大幅加速材料化学光谱计算 

近日，美国伯克利劳伦斯国家实验室的科研人员提出一种新的数学方法，这一方法可大幅度加速材料科学中激发态光谱相关的计算。计算机模拟这一类的计算使用的技术被称为“时间依赖密度泛函理论”，但这一方法计算系统的吸收光谱需要很多计算资源和时间，使得它难以被用于计算大型系统。研究人员此次提出了一种新的数学模拟方法，新方法可直接计算系统的光谱，而不必像传统方法一样求解电子变化的特征值问题。利用这一新方法，原来需要15小时的计算被降低到了2.5小时，与此同时科研人员还利用新的计算结果开发了更好的处理和净化核材料的方法。

文章及图片来源：https://crd.lbl.gov/news-and-publications/news/2017/a-fresh-math-perspective-opens-new-possibilities-for-computational-chemistry/

No. 8 一个面向大数据时代的新架构计算机

近日，惠普公司研究人员正式推出他们新架构的计算机“the Machine”。这一新架构计算机被称为“内存驱动计算”（memory driven computing），旨在加速海量数据的处理。“the-Machine”原型机有40个节点和160TB的内存，这些内存都是非易失性存储器（NVM），即断电后仍可以像磁盘一样保存数据，但同时具有内存的带宽和访问速度。凭借这一优势，“the Machine”处理数据时不需要将数据反复在磁盘和内存中传输，从而大幅度加速海量数据的处理。同时，“the Machine”使用了光互联架构，使得跨节点数据交换更快，系统也可轻松扩展到更大的规模。惠普计划在未来几年推出新的相变随机存取存储器（PRAM）和忆阻器（memristors）作为其新的存储架构，以进一步加速这一新架构机器的计算与处理速度。

文章及图片来自：https://www.top500.org/news/hpe-unveils-new-prototype-of-memory-driven-computer/

 No. 9 哺乳动物视觉机制启发新的忆阻器系统研发

受哺乳动物视觉系统的启发，近日密歇根大学研究人员构建了一个新的基于忆阻器（memristors）的计算机电路原型，这一原型可以以远低于当今最先进系统的功耗，快速处理大量复杂的图像数据。忆阻器是一种新型的电子设备，可根据施加到它们的电压历史来调整当前的电流，并且可同时存储和处理数据。因此，忆阻器网络与生物神经网络类似，可同时执行许多操作而不必移动数据。神经科学研究发现，哺乳动物识别物体时只有少数的神经元被激活，这一结果启发了研究人员使用“稀疏编码”（sparse coding）技术，构建一个新的忆阻器网络，用于识别和处理复杂图像数据。在灰度图像模式中，这一新的忆阻器网络可重建著名绘画、照片及其他测试图像。

文章及图片来自：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170523083256.htm