保护！极危的苏门答腊虎、能在家治疗抑郁症的脑刺激、没有嗅觉，呼吸方式也不同 | 一周论文新鲜读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 中世纪中亚的“双城记”

2. 没有嗅觉的人呼吸方式也不同

3. 为AI生成文本加水印

4. 可在家进行的脑刺激能治疗抑郁症

5. 极危的苏门答腊虎需要加强保护

6. 评估气候过冲的风险

7. 王后星家族可能是陨石的一个主要来源

《自然》发表的一项新研究显示，乌兹别克斯坦山脉内两处海拔2000米以上的考古遗址曾是主要城市中心。这些偏远遗址沿亚洲中世纪的丝绸之路而建，它们的发现促使我们重新思考边缘社区在丝绸之路沿线的贸易和政治交流中的作用。

城市中心很少位于海拔2000米以上，地球上只有3%的人口居住于这一高度或以上。这一高度的考古遗址非常独特，因为在这一海拔建造定居点和发展农业有很多技术制约。Tashbulak和Tugunbulak是乌兹别克山脉内两处相距5千米的考古遗址，分别发现于2011年和2015年。亚洲的中世纪丝绸之路在中世纪时期（6-11世纪）非常活跃。虽然两个遗址都在丝绸之路沿线，但之前研究发现的这类高海拔大型永久社区的证据却很少。

美国圣路易斯华盛顿大学的Michael Frachetti和同事分析了2022年7月在Tashbulak和Tugunbulak上方开展的22次激光雷达（lidar，一种光检测和测距的遥感技术）飞行的数据。他们发现，Tugunbulak占地约120公顷（1.2平方千米），并显示有300多个独特构造存在的证据，这些构造的大小从30到4300平方米不等。具体来说，研究团队发现了与沿山脊线山墙相连的瞭望塔，梯田的证据，以及被石头和泥砖砌成的墙包围的一个中央堡垒。

同时，Tashbulak占地12-15公顷（0.12-0.15平方千米）。Frachetti和同事指出，即使这个更小的城市也采取了类似当时中世纪中亚城市的布局，即包括一个隆起山丘建造的中央城堡，周围都是密集建筑和筑墙的防御工事。他们认为，至少存在98个可见的居所，且与Tugunbulak的居所在形状与大小上类似，他们假设两座城市的建设都是为了开发周围山岭地区用于防御目的，以及开采高原地区的丰富矿石和草原资源。

作者总结道，他们的激光雷达飞行让他们对这两座古代城市有了一个更完整的观察，并指出对Tashbulak和Tugunbulak这样的山区城市的进一步研究有助于理解它们对当时的社会政治架构的影响。

《自然-通讯》发表的一篇论文发现，没有嗅觉的人与有嗅觉的人有着不同的呼吸模式。研究结果或解释了为何有些失去嗅觉的个体会出现某些健康问题。

失去嗅觉（也称嗅觉缺失症）通常与抑郁症、人际疏离以及情感迟钝（情感反应减少）有关。此外，相比嗅觉功能正常的人，嗅觉缺失症还被发现与预期寿命缩短有关。由于嗅觉与呼吸之间有着复杂联系，以色列魏茨曼科学研究所的Lior Gorodisky、Noam Sobel和同事提出假说，认为嗅觉缺失症可能与呼吸模式改变有关。

作者对21个有嗅觉和31个没有嗅觉的人进行持续24小时的观测，并用一个测量鼻腔气流的装置监测他们的呼吸模式。他们发现，虽然所有受试者总体上都以相同的速率呼吸，但有嗅觉的受试者在每次呼吸时还会有小的吸入高峰，每小时总共多出约240个吸入高峰。这些额外的吸入高峰在受试者身处无气味的房间中并未出现，说明这一差异与他们的嗅觉有关，或反映了探索性嗅探。嗅觉缺失症受试者没有这种探索性嗅探，而且整体呼吸模式也有变化——无论是清醒时还是熟睡时。

作者还能单独根据受试者的呼吸模式预测哪些受试者有嗅觉，准确率达83%。作者指出，嗅觉缺失症个体的这种呼吸模式变化或导致脑活动发生改变，这可能与在没有嗅觉的人群中观察到的一些心理和生理健康问题相关，尤其是抑郁和焦虑。

研究结果显示了嗅觉可以如何影响人类呼吸模式，这可能导致了在嗅觉缺失症个体中观察到的一些负面健康结果。

《自然》发表的一篇论文描述了一种能为大语言模型生成的文本添加水印的工具，能提高对合成内容的鉴别和追溯能力。

大语言模型（LLM）是广泛使用的人工智能（AI）工具，能为聊天机器人、写作支持和其他目的生成文本。不过，人们很难识别并追溯AI生成文本的来源，使信息的可靠性成疑。水印被认为能解决这一问题，但生产系统对质量和计算效率的严格要求阻碍了其规模化应用。

英国谷歌DeepMind的Sumanth Dathathri、Pushmeet Kohli和同事开发了一个利用一种全新采样算法给AI生成文本添加水印的系统，称为SynthID-Text。该工具利用一个采样算法对LLM的词汇选择进行巧妙偏移，插入一个能被相关检测软件识别的签名。这既可以通过一种“扭曲”路径实现——该路径能提高水印质量但会轻微影响输出质量，或是通过一种能保留文本质量的“非扭曲”路径。

作者在多个公开模型上评估了这些水印的可检测性，发现SynthID-Text的可检测性优于当前其他方法。作者还用Gemini LLM的近2000万次在线对话回答评估了这些文本的质量，结果显示非扭曲水印形式不会降低文本质量。最后，SynthID-Text的使用对LLM运行所需算力的影响可忽略不计，减少了应用上的障碍。

作者提醒道，编辑文本或改写输出就能避免出现文本水印。但该研究证明，一个为AI生成内容的生成式文本添加水印的工具是可行的，继而有望提升LLM使用的责任制和透明度。

根据《自然-医学》发表的一项大规模二期随机对照试验，一种在家进行的脑刺激疗法能改善重度抑郁障碍患者的症状。研究发现表明，患者能从这种在家进行的治疗中获益，无需定期前往诊所就诊。

重度抑郁障碍是全球致残的一个主要原因，也是自杀死亡最重要的前兆。目前，一线治疗包括抗焦虑药物和心理疗法；但超过1/3的重度抑郁障碍患者仍未获得完全临床缓解。经颅直流电刺激（tDCS）是一种非侵入性的脑刺激形式，通过佩戴在前额的头皮电极施加微弱的直流电，被视为治疗重度抑郁障碍的一种新疗法。tDCS的疗程通常要在诊所进行持续数周的每日治疗。

英国伦敦大学国王学院的Cynthia Fu和同事开发了一个方案，通过视频会议实时远程监管，为患者提供在家使用的tDCS。在英国和美国进行的一个临床试验中，他们对174名重度抑郁症患者进行了为期10周的家庭tDCS治疗的临床疗效和安全性测试。和对照组相比，tDCS治疗显著改善了抑郁症状、临床反应和缓解率。没有报告与该设备有关的严重不良反应。

虽然有必要持续进行安全性监测，但这些发现表明，在家进行的tDCS或可成为一种治疗重度抑郁障碍患者的一线疗法。

《科学报告》发表的一篇论文报告，从2020年到2022年间，在印度尼西亚苏门答腊岛的乌鲁马森（Ulu Masen）生态系统，相机陷阱监测仅检测到11只苏门答腊虎（Panthera tigris sumatrae）个体，而且其中没有幼崽。观察到的高比例雄虎表明存在严重盗猎，强调这一极危物种亟需更有力的监测和针对性保护。

苏门答腊虎是最稀有的虎亚种之一，野外仅存400只。但超过70%的个体生活在国家公园之外不受保护的区域，种群信息缺乏。乌鲁马森是虎的一个重要栖息地，但不属于国家公园，对虎的调查也不充分。

印度尼西亚Hutan Harimau（森林之虎）和勒塞尔（Leuser）国际基金会的Joe Figel和同事在2020年到2022年间，利用52个相机陷阱站的数据，进行了乌鲁马森地区首次苏门答腊虎及其猎物（包括水鹿、鬣羚、野猪和赤麂）的状态评估。在6732个夜晚的记录中，虎出现了39次，作者从中识别出11只个体：8只雄性，1只雌性，2只性别不明。这期间没有发现幼虎。仅3只个体出现超过一次——包括一头只有三条腿的雄性——2020年出现的个体在2022年均未再次现身。据估计这些虎的出没范围占研究区域的52%。水鹿由于体型较大，是虎的重要猎物，在21个相机位置出现过，麂则在48处出现过。

虽然这11只个体的存在表明乌鲁马森可能还生活着相当数量的虎，但缺乏繁殖期雌性和明显很高的种群周转，表明这个种群并不健康。作者说，这些特征一般表明存在严重的盗猎情况。他们建议加强这一区域的保护，包括配备560-640名受过训练的护林员。他们还建议对虎进行更全面的相机陷阱监测，特别是注重识别这些动物的性别，从而更好地了解种群动态。

《自然》发表的一篇论文对过冲（overshoot）情景使用度和接受度的日益上升提出了担忧，过冲是指允许升温暂时超过巴黎协定规定的1.5°C。该研究指出，气候过冲之后，想在当前预想的时间框架内逆转全球变暖或许很难。事实上，限制全球升温或许才是减缓气候变化的最有效策略。

巴黎协定对全球升温的乐观限制为比工业化前气温高1.5 °C。有人提出，暂时性超过这一目标——专业术语称为“过冲”——再通过减少二氧化碳排放让之后的升温回到1.5 °C以下或许是可能的（虽然这可能要依赖碳捕获技术的发展）。不过，过冲对气候变化的影响一直不明确。

奥地利国际应用系统分析研究所（IIASA）的Carl-Friedrich Schleussner、Joeri Rogelj和同事对过冲路径和长期气候稳定进行了模型模拟。他们发现，全球和区域气候变化风险因发生或不发生过冲的情景而异。作者认为，过冲后的气温下降可能无法实现，因为较强的地球系统反馈产生的变暖放大效应可能会造成长期升温。

Schleussner和同事发现，在过冲后，地球系统的许多方面——如物种丰度、碳储量和陆地生物多样性——可能回不到过冲前的水平。他们还强调，即使过冲后气温下降，海平面也会持续升高。作者指出，降低全球气温比尝试在过冲后让全球升温稳定下来更容易避免气候风险。

过冲情景依赖于未来碳去除成本相对当前成本下降的可能性。作者指出，任何能开发出的预防性碳捕获系统将需要在过冲后去除约数千亿吨的碳，才能避免高风险结果。不过，目前对技术、经济和可持续性的考虑可能让这类系统难以在这些层面运作。

研究结果表明，我们不能对过冲后各种变化的可控性过度自信。他们总结道，只有快速减少排放才是限制气候变化的有效手段。

据《自然》发表的两篇论文，到达地球的陨石中最常见的类型有可能仅来自数个小行星解体事件，有些发生在相对较近的时期。

撞击地球的陨石中有80%是被称为普通球粒陨石（ordinary chondrites）的一类，其中包括那些产生于4.6亿年前一段密集撞击期的陨石，这些撞击事件可能引发了冰河时代。过去的研究表明，大约70%的地球陨石具有称为H型和L型的球粒陨石成分。对地球上的L型球粒陨石的氩-氩测年表明，这些样本可能起源于一颗小行星的灾难性解体，该小行星在约4.7亿年前遭受了一次超音速撞击。

智利欧洲南方天文台（ESO）的Michael Marsset和同事汇集了位于火星和木星之间主小行星带中小行星的光谱数据，发现一组称为王后星（Massalia）族的小行星和地球上L型球粒陨石的构成非常接近。经过计算机建模，研究人员提出，在约4.5亿年前发生的撞击令一个L型球粒陨石小行星碎裂，形成了王后星族，并提供了让陨石流入的大量碎片。

在第二篇论文中，捷克共和国查理大学的Miroslav Brož和同事表明，当前流入的H型和L型球粒陨石可能是三次较近的解体造成的，分别发生于约580万年、760万年和4000万年前，见证了直径超过30公里的多个小行星毁灭。Brož和同事推断，相对年轻的凯琳（Karin）和鸦女（Koronis）小行星族的撞击形成，和较古老的女王星族第二次撞击事件（约4000万年前），可以解释目前坠落到地球上的大部分陨石的形成原因。

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