环球科学：空气铅污染或曾导致罗马帝国智商平均下降2~3...

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　　· 人工智能 ·

　　AI用人类无法理解的方式大幅降低了芯片设计的成本和时间

　　AI设计出了反常但高效的电路模式。图片来源：Tori Repp/Fotobuddy

　　毫米波和太赫兹集成电路及芯片有望成为未来高速无线网络的支柱，然而，这些集成电路和芯片的设计可能相当复杂，需要多年的专业知识积累。近日，一篇发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的论文中，研究人员开始利用人工智能给出的设计参数，在微芯片中创造复杂的电磁结构和相关电路。过去需要数周才能完成的艰难任务，现在仅需要数小时就能实现。

　　研究人员发现，这种AI系统给出的电路图案很不寻常，非常不直观，人类很难设计出这样的芯片。但是，这种芯片的性能却比标准的芯片设计流程具有明显的优势。这些新的电路或许更节能，或许能够拓宽自身适配的频率范围。新的人工智能算法只需要几分钟就能给出这些复杂的设计，但传统的算法需要数周才能创造出这样的电路。（PRINCETON UNIVERSITY, ENGINEERING SCHOOL）

　　· 行星科学 ·

　　嫦娥五号玄武岩研究揭示20亿年前月球存在弱磁场

　　嫦娥五号玄武岩样品揭示20亿年前月球存在弱的发电机磁场，指示该时期月球深部仍具有一定活力。图片来源：地质与地球物理研究所

　　阿波罗时代至今的遥感数据和月表原位测量表明，月球现在不存在类似地磁场的全球性偶极磁场，但阿波罗返回样品的古强度数据以及部分磁化的月壳指示，月球曾经存在过磁场。这种磁场可能是由月球内部的发电机过程产生的，科学家也能通过这种磁场反推月球内部结构和热状态。因此，研究月球磁场的变化过程可以为剖析月球演化历史提供重要约束。

　　近日，我国科学家在《科学·进展》（Science Advances）上发表论文，利用嫦娥五号玄武岩样品，给月球发电机中晚期演化历史提供了关键约束。嫦娥五号任务在风暴洋区域采集了人类首批月球中纬度玄武岩样品，喷发年龄为～20亿年。研究人员采用多种古强度测试方法，获得了月球20亿年前可靠的发电机磁场信息。研究显示，月球在距今20亿年前存在一个较弱的发电机过程，所产生的磁场强度为~2-4 μT。这表明，20亿年前月球深部保持一定的热对流或热传导且其驱动能量可能来源于内核结晶、进动、钛铁矿堆晶下沉等过程，具有活力的月球深部可能为月球年轻火山活动贡献了一定热量。（地质与地球物理研究所）

　　· 考古学 ·

　　铅污染可能曾导致罗马帝国智商平均下降2~3点

　　冰芯样本（图片来源：Jessi LeMay/DRI）

　　铅暴露会对人类及生态系统健康造成伤害。在儿童中，即使较低的铅水平也会损害其认知能力。然而，早在数千年前，人类因采矿和冶金活动已大量暴露于大气铅污染之中。近日发表在《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy）的一项研究表明，罗马帝国时期的铅污染可能导致欧洲人口的平均智商下降。

　　研究通过分析三份北极的冰芯记录，重建了公元前500年到公元600年间北极的铅污染水平，这一时期涵盖了罗马共和国、罗马治世及罗马帝国衰落时期。利用铅同位素分析技术和大气气溶胶传输和沉积模型，研究人员模拟了罗马治世时期（约公元前15年至公元180年）的铅排放及其对欧洲大气的影响。结果显示，大气铅污染始于铁器时代，在公元前2世纪末罗马共和国鼎盛时期达到顶峰，并在公元1世纪罗马共和国危机期间急剧下降。在罗马治世时期，铅浓度再次升高，共有超过50万吨的铅被排放到大气中，欧洲的平均铅浓度超过1.0纳克/立方米。根据现代流行病学研究，罗马时期的大气污染使儿童血铅水平提高了约2.4微克/分升，导致普遍的认知能力下降。据估计，整个罗马帝国的人口智商平均下降了2.5到3个百分点。人类工业活动的影响可以跨越数千年，对环境和健康带来长期的影响。（Desert Research Institute）

　　· 神经科学 ·

　　大脑在处理社会信号时，听觉和嗅觉如何相互作用

　　神经通路（上图染成霓虹绿）将嗅觉信号从小鼠大脑的基底杏仁核传送到听觉皮质 图片来源：Shea lab/Cold Spring Harbor Laboratory

　　社会活动本质上是多感官事件，但不同感官的社会线索在大脑中如何以及在何处融合和相互作用尚不清楚。近日，一项发表在《当代生物学》（Current Biology）上的新研究探究了小鼠在一种社会行为的过程中，大脑中嗅觉和听觉如何相互作用。

　　当小鼠幼崽离开窝巢时，小鼠母亲（或其它具有母性行为的小鼠）会利用幼崽发出的声音和嗅觉信号来找到它们并将其带回窝巢。研究者追踪了这个过程中，母性小鼠大脑的嗅觉和听觉如何相互作用。结果发现，母性小鼠大脑中参与学习与处理情感信号的区域——基底杏仁核（basal amygdala），会将嗅觉信号传递到大脑的听觉中枢——听觉皮质（auditory cortex）。在听觉皮质，传入的嗅觉信号会与声音信号融合，从而影响母性小鼠对此后接受到的声音（如幼崽的叫声）的反应。而当研究者阻止母性小鼠获取嗅觉信号时，它们寻回幼崽的反应几乎完全崩溃。据此，研究者推测，基底杏仁核-听觉皮质通路支持嗅觉和听觉的整合，以促进母性护理。研究团队接下来将会探索这些大脑区域如何相互连接和互动，或有助于更好地理解自闭症如何影响一个人解读社交线索的能力。（COLD SPRING HARBOR LABORATORY）

　　· 健康 ·

　　评估含糖饮料造成的全球糖尿病和心血管疾病风险

　　全球范围内，含糖饮料——包括碳酸饮料、果汁饮料、能量饮料和柠檬水——的摄入一直在增加。基于对184个国家的建模估算，发表于《自然·医学》（Nature Medicine）的一项新研究表明，2020年，全球约1/10的新发2型糖尿病和1/30的新发心血管疾病或可归因于摄入含糖饮料。

　　研究者分析了全球饮食数据库（Global Dietary Database）的数据，该数据库包含基于个体饮食调查对含糖饮料摄入的估算数据，以及关于肥胖和糖尿病患病率的数据。研究团队用一个模型结合了这些数据集，估算了全球可归因于含糖饮料的2型糖尿病和心血管疾病的负担。通过模拟在184个国家的人口中的影响，研究者估计在2020年，全球有220万2型糖尿病新发病例和120万心血管病新发病例可归因于这些饮料。从全球不同地区看，可归因负担最大的地区在拉丁美洲、加勒比地区以及撒哈拉以南非洲。作者总结道，经济发展中地区可归因于摄入含糖饮料的心血管疾病负担的显著增加，反映了一种向着西方化饮食模式的饮食转变。他们强调，有必要采取有效政策和干预措施来规范全球含糖饮料的销售和摄入，从而减少相关疾病负担。

　　撰写：王昱、冬鸢、刘雨彤