_科学_盘点2014年度十大科学突破九项研究荣登亚军榜

的情绪内容从坏变成好，也能从好变成坏。 比如说，
在激光下，一只曾经将某间房子与受到电击联系起
来的公鼠受到操纵，表现得好像曾经在那间房子里
遇见过友善的母鼠似的。
这些实验中的老鼠是真的体验了逼真的错误 记忆，还只是朦胧地感知到喜悦或恐惧？ 这点尚不 清楚。 这些发现是否能应用来欺诈人类熟知的记 忆？ 这点同样不清楚。 长久以来寻求的临床治疗方 面 的 进 展— ——比 如 创 伤 后 应 激 障 碍 患 者 的 治 疗— ——仍然可能遥遥无期。 然而 ，有 一 项 是 能 确 定 的：一旦在科学剖析之外考虑记忆，记忆终于开始 吐露它的秘密。
2014 年，在对于衰老有着深远含义的研究工作 中，研究者表明，来自年轻老鼠的血液或血液成分 能让年迈老鼠的肌肉与大脑恢复活力。 假如这一研 究 结 果 对 人 类 也 有 效— ——这 个 想 法 已 经 在 测 试 之 中— ——那 么 年 轻 血 液 里 的 某 些 因 子 能 够 提 供 抗 衰 老 剂 ， 人 类 早 在 胡 安·庞 塞·德 莱 昂 探 寻 “ 青 春 之 泉 ” 的时候起，就在寻找这样的抗衰老剂。
一旦鸟类身体的轮廓成形后，新的鸟类物种出 现得相当迅速， 大概是因为它们有着更小的体型， 使得它们能够找到某些食物和掩蔽处，而这是那些 体型更大的远亲所无法办到的。 鸟类腾空而起，然 而是它们的恐龙祖先给予了良好的开端。
让人年轻的血浆是真的？
GDF11 的因子，早已有研究表明这种因子能够让心 脏恢复活力。他们发现 GDF11 也能提高年迈老鼠的 肌肉力量与耐力，促进大脑神经元生长。 另一支研 究团队报告指出，年轻的 血 液— ——甚 至 是 不 含 血 细 胞 的 血 浆 — — — 都 能 提 高 年 迈 老 鼠 的 空 间 记 忆 。
现在， 在首次临床试验中，18 名中老年阿尔茨 海默氏症患者正在接受注射由年轻成年人捐献的 血浆。 也许在 2015 年内，我们就能知道年轻血液是 否 能 抗 击 阿 尔 茨 海 默 氏 症— ——人 类 最 为 恐 惧 的 衰 老疾病之一。
能模仿大脑的芯片
当年迈老鼠的循环系 统与年轻老鼠的循环系统 连结在一起时，年迈老鼠又 健壮地成长了，具体原因尚 不清楚
2014 年，研究者比以前更靠近这一目标。 两支 研究团队发表了生长出近似人类 β 细胞的细胞的 方法。 一种途径对于胚胎干细胞及所谓的诱导性多 功 能 干 细 胞 — — — 这 种 经 过 重 编 程 的 细 胞 可 以 由 患 者 的皮肤细胞制备— ——都奏效。 具体方法十分复杂，需 要花费七周时间才能把干细胞转变成能制造胰岛素 的细胞。 但研究者能在 500 毫升的烧瓶里生长出两
础。 2013 年，在一项会让人联想到《美丽心灵的永恒
阳光》和《盗梦空间》之类电影的研究工作中，研究
者发现了运用光遗传学操纵老鼠的特定记忆的途
径。 光遗传学是一种强大的技术，通过用激光光束
照射动物的大脑，触发神经细胞。 在一系列实验中，
研究者显示了他们能删除现存的记忆，也能“植入”
错误的记忆。
2014 年 ，研 究 者 更 进 一 步 ：他 们 将 老 鼠 记 忆 中
在其中一项研究 中 ， 一 千 个 大 小 如 同 25 美 分 硬币的机器人会像军乐队一样聚在一起， 构成方 块、字母和其他平面队形。 单单规模就要求使用廉 价、易于运转的机器人，并且要能够高效地感知其 他机器人的所在位置。 在另一个研究项目中，10 架 四轴无人机用无线电向其他无人机发送自己的所 在位置，调整路线，避免相撞，并成队形飞行，从而 创造出会旋转的圆圈队形。 第三组机器人则是从白 蚁身上获得灵感，会按照编制的指令程序，合作建 造简单的结构，它们会感知进度，再推断下一步需 要做什么。 在另一项实验中，一支机器人船队执行 了相对复杂的团体机动任务，虽然这是在一台使用
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人类能力的新飞跃，但其他学者认为，符号表达的 能力早已在非洲获得发展，早在现代人离开非洲大 陆，在全球生根发芽之前。
在印度尼西亚获得的新数据终结了欧洲在人 类早期符号艺术上的垄断地位。 通过测量壁画上形 成的类似钟乳石的小型增生物中铀元素的放射性 衰变，澳大利亚和印度尼西亚的研究者发现，最古 老的手形图案至少有 39 900 年之久，而动物图案起 码有 35 400 年的历史。 假如这些数字准确的话，也 就间接表明印度尼西亚的人类独立创造出了符号 艺术，时间与欧洲岩洞的 绘 画 者 们 一 样 早— ——或 者 说， 现代人在大约六万年前离开非洲散布至全球 时，早已是聪慧的艺术家了。
甚至在恐龙之中，羽毛也是普遍可见的，譬如 说古林达羽龙，它们与鸟类并没有近亲关系
雷克斯暴龙的那些走起路来隆隆作响的远亲要 变成姿态灵活的蜂鸟和体态优雅的天鹅， 可要费很 大的力气。 2014 年，进化生物学家推断出了从恐龙 变成鸟类的这一惊人的进化转变的模式以及速度。
他们的分析使得近 20 年的化石发掘 （主要是在 中国）取得满意的结果。 那些发掘显示，远在第一种鸟 类出现之前，恐龙之中就多次出现过像鸟一样的新变 化，尤其是羽毛。 羽毛看起来不只是为了飞行，也是为 了皮肤隔离、魅力展示，也可能是为了维持平衡。
欧洲的石洞艺术有了竞争对手
实验室制造的人类胰腺 β 细胞产生了足量的 胰岛素， 在移植两周后治好了一只患糖尿病的老 鼠
自从发现了人类胚胎干细胞起，研究者就希望 利用胚胎干细胞对抗疾病。 这一探索缓慢得令人气 馁。 比如说，在十多年的时间里，全球的众多实验室 都在试图把胚胎干细胞转变成胰腺 β 细胞。 β 细胞 会对上升的血糖做出反应，制造出胰岛素。 而胰岛 素是一种激素，允许细胞占用并使用葡萄糖。 有一 种自体免疫攻击会杀灭 β 细胞， 导致Ⅰ型糖尿病； 用实验室里生长的 β 细胞加以替换，也许能提供一 种治疗方法。
操纵记忆
记忆有着易于
改变的恶名声。 我
们的记忆会褪色，
也会获取新的含
义；有些时候，我们
记住了从未发生过
的事情。 然而，当记
忆遭到改变时，我
们的大脑里发生了
什么事， 这点仍然
通过用光照射老鼠的大 脑细胞， 研究者能够创造、 删除或改动老鼠的记忆
是个谜团。 然而，近来科学
家已经开始领会和 修补记忆的物理基
在 2014 年 ， 好 几 支 团 队 汇 集 和 分 析 了 众 多 恐 龙和早期鸟类的化石，以及现存鸟类的数据，以便 察看其他的鸟类特征有没有在恐龙身上出现过。 有 一项研究比较了 150 个物种中 的 850 项 形 态 特 征 ；
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另一项研究测量了 426 个物种的腿骨厚度。 这些研 究发现，最终不断演变为鸟类的那些恐龙随着时间 流逝，拥有更小、更纤细的骨骼。
这些研究发现来自于一些听起来怪异至极、能 追溯到 150 年前的实验，当时的研究者将 两 只 老 鼠 的皮肤缝合在一起，以便让它们的循环系统连结在 一起。 到了 21 世纪早期，为了研究干细胞，这一方 法得到复兴。 研究者发现，当他们把年轻老鼠与年 迈老鼠的循环系统连结在一起时，年迈老鼠体内的 肌肉干细胞能更好地再生肌肉。
至少四万年前， 人类早期艺术家将红色的颜 料吹在双手上， 在苏拉威西岛上创作出这幅石洞 壁画
数十年来，游客们惊叹于印度尼西亚苏拉威西 岛上的马罗斯洞穴内的史前壁画：用嘴巴为双手吹 上红色颜料，印出手形图案，再夹杂上红色和深紫 色绘出的罕见“猪鹿”图案。 2014 年，这些壁画引发 了更多惊叹声。 科学家发现这些本以为是大约一万 年 前 的 壁 画 实 际 上 年 纪 要 翻 上 两 番— ——起 码 与 欧 洲著名的石洞艺术一样古老。
这一发现能够重写人类心智发展中的一段关 键阶段的历史。 非洲人早在 78 000 年前就在赤铁矿 石块和鸵鸟蛋蛋壳上刻下几何图形。 然而在欧洲， 符号艺术最早似乎到 35 000 至 39 000 年前才繁荣 发展，那儿的艺术家描绘栩栩如生的犀牛、马匹、狮 子和女性图案，最为著名的就是法国的肖维岩洞壁 画。 某些考古学家主张，欧洲的创造性爆炸反映出
迄今为止，所有懂得合作的机器人都依赖那些 关于周围环境和其他个体的相对简陋、 局部的信 息，但机器人和传感器都在迅速地改良。 毫无疑问， 未来会出现越来越多更加让人惊叹的、懂得合作的 机器人。
鸟类的诞生
能够机动调整队形的小型碟片状机器人仅仅 是 2014 年在自组织机器领域获得进展的一个例子
机器人在与人类合作方面一直都表现得越来越 出色，然而 2014 年有好几支团队的研究表 明 ，机 器 彼此之间也能合作，无需人类的监督。 机器人科学家 一度还绞尽脑汁要改善机器人个体感知周围环境、 对新的情况作出反应的能力，那时候，让一队队机器 人各自执行任务似乎看起来还不到时候。 可是在数 年的努力后，研究者们开发出了新的软件，这些拥有 交互能力的机器人能够合作完成基本的工作。
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大脑的这一网络由一千亿个细胞构成，彼此间 通过一百万亿个突触连结，它能让“神经形态”芯片 所能办到的任何事都相形 见 绌 。 然 而 ，IBM 公 司 最 新的“正北”（TrueNorth）芯片包含 54 亿 个 晶 体 管 和 2.56 亿个 “突触”， 而且 IBM 公司正在努力让多个 “正北”芯片平铺连接在一起，从而建造出更加复杂 的网络。 未来，类似大脑的处理器将能够让机器视 觉和环境监控等领域大为改观，从环绕全球的传感 器中获得实时数据，再加以整合。
2014 年发表的研究工作加强了证据，表明年轻 血液里的某些东西能逆转多项衰老指标。 一支研究 团队研究了一种从年轻老鼠血液里分离出的名叫
从大脑细胞网络中获 得灵感的 “神经形态”芯 片也许能在视觉之类的 数据密集型任务上有优 越的表现
或 许 ， 约 翰·冯·诺 依 曼 终 于 遇 到 了 匹 敌 的 对 手。 将近 70 年之前，这位匈牙利出生的博学者草拟 出了现代计算机的基本设计， 有着分离的处理、存 储与控制单元。 然而在 2014 年，IBM 及其他公司的 计算机工程师推出了一种极有前途的替代方案：第 一种大尺寸“神经形态”芯片，设计意图是以更近似 生物大脑的方式来处理信息。