中国新建造的“梦想”号探测船，配备先进的动态稳定系统，能够在恶劣海况下作业，钻探深度可达11公里。它将利用钛合金钻杆和金刚石钻头，在高温高压环境下可靠钻探，并配备浮动实验室进行快速样品处理和分析。该船的首批科考钻探预计将于明年开始，目标是在2030年前对太平洋或印度洋海底的莫霍面进行全尺度钻探，以研究洋壳结构、地幔性质以及地球生命下限等科学问题，并计划建立国际合作机制共享研究成果。
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这项多学科研究对马耳他Latnija洞穴进行了深入挖掘和分析，结合考古植物学、年代模型、同位素分析、岩相学和动物考古学等多种方法，揭示了该遗址从旧石器时代到新石器时代的连续居住史。研究人员通过对地层、植物遗骸、动物遗骸和人工制品等进行分析，确定了该遗址的多个时期，并利用放射性碳测年法对这些时期进行了精确的年代测定。研究结果为理解马耳他地区早期人类活动和全新世早期人类与环境之间的相互作用提供了宝贵的数据。
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国际能源署（IEA）最新报告显示，到2030年，数据中心的电力消耗量预计将翻一番以上，罪魁祸首是人工智能（AI）。报告预测，2030年数据中心耗电量将达945太瓦时，相当于日本目前的年用电量。AI服务器在2024年已占数据中心总能耗的15%。虽然报告指出发展中国家仅占未来增长的5%，但发达国家将贡献超过20%。IEA估计，20%的规划中数据中心可能面临电网连接延迟。专家认为，AI的能耗可能被低估，这需要我们关注全球电力消耗的增长。
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本文综述了近年来光电神经网络的快速发展，从深度学习的开创性工作到利用光子学器件构建大规模神经网络的最新进展。研究者们探索了各种光学计算方法，包括利用相干纳米光子电路、衍射深度神经网络以及光电倍增等技术实现深度学习。这些研究不仅在图像识别、星际争霸等领域取得了突破，更重要的是为突破摩尔定律的限制，探索后摩尔时代计算的新路径提供了新的可能性。
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哈佛医学院的研究颠覆了我们对睡眠的认知。长期以来，人们认为睡眠只是大脑的休息时间，但研究发现，睡眠不足会导致果蝇和老鼠在十天内死亡，其根本原因在于肠道中活性氧物质的积累。睡眠不仅能帮助大脑重置，清除神经毒素，巩固记忆，还能调节基因、新陈代谢和激素，维持身体稳态，降低心血管疾病和癌症风险。即使没有中枢神经系统的生物，如水螅，也表现出类似睡眠的行为，这表明睡眠的功能超越了中枢神经系统，是全身体系维持健康运作的关键。
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一项颠覆教科书认知的研究揭示：线粒体并非仅仅存在于细胞内，而是能够在细胞间转移！这种“线粒体转移”现象在多种细胞和生物体中被观察到，可能在组织修复、免疫系统激活和细胞抢救中发挥关键作用。研究人员正在探索利用线粒体转移治疗癌症和中风等疾病，但其在人体内的具体机制和作用仍有待进一步研究。线粒体转移或将成为疾病治疗和理解细胞间通讯的新方向。
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研究人员利用人类诱导多能干细胞（hiPS），结合多种分化和培养技术，成功构建了模拟大脑皮层、背侧和腹侧中脑、脊髓不同区域的类器官。通过单细胞RNA测序、免疫细胞化学、钙成像等技术，他们对类器官的细胞组成、基因表达、神经元活动等进行了详细的表征，并进一步构建了类器官组合体（assembloids），研究了不同脑区之间的神经连接。这项研究为研究人类大脑发育和神经疾病提供了重要的体外模型。
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Google DeepMind 的研究人员开发了一种名为 Dreamer 的 AI 系统，它能够在无需任何人类指导的情况下，自主学习并在 Minecraft 游戏中收集钻石。这标志着人工智能在泛化能力方面取得了重大突破。Dreamer 通过强化学习和构建世界模型来预测未来场景，从而有效地规划并完成复杂的收集钻石任务，而无需事先了解游戏规则或观看人类玩家的演示。这项研究为创建能够在现实世界中学习和适应的机器人奠定了基础。
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科学家们从土壤样本中发现了一种新型抗生素分子，该分子能够有效对抗包括耐药菌株在内的多种致病菌，且对人体细胞无毒。这种名为Paenibacillus的细菌产生的分子以独特的方式靶向细菌的核糖体，这使得细菌难以产生耐药性。这项发现为对抗日益严重的抗生素耐药性危机带来了新的希望，也提醒我们自然界中蕴藏着丰富的宝藏，等待我们去探索。
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近期两份研究表明，向同行评审人员支付约250美元的费用，可以加快审核速度，且不会影响审核质量。一项由《Critical Care Medicine》杂志进行的实验显示，支付报酬可以提高邀请接受率和审核速度；另一项由《Biology Open》杂志进行的实验也得到了类似的结果，但支付金额更高。虽然实验规模较小，但为付费同行评审提供了初步数据，引发了关于同行评审付费模式的讨论，该模式可能对科研出版产生深远影响。
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研究人员利用一台高保真量子计算机和百亿亿次级经典计算能力，首次通过实验演示了一种基于随机电路采样的认证随机性协议。该协议允许经典客户端使用对不受信任的量子服务器的远程访问来验证随机性，从而保证了一定量的熵。这项工作标志着基于门的数字量子计算机在实际应用上的突破，为密码学和通信领域带来了新的机遇，属于科技领域。
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这项研究评估了机器学习模型在预测严重疾病（48小时院内死亡风险、5年乳腺癌生存率和5年肺癌生存率）方面的准确性。研究使用了MIMIC-III、eICU和SEER三个数据集，并采用了LSTM、MLP、XGBoost等多种模型。为了测试模型的鲁棒性，研究人员设计了多种测试用例生成方法，包括基于属性变化、梯度上升和Glasgow昏迷评分的策略，并评估了模型在这些具有挑战性的病例上的表现。结果表明，模型的性能在不同的数据集和测试方法下存在差异，需要进一步改进以提高其可靠性。
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美国总统特朗普政府对科研经费的大幅削减和对联邦资助项目的全面叫停，引发了美国众多科学家的职业生涯危机。超过1200名科学家在《自然》杂志的调查中表示考虑离开美国，欧洲和加拿大是他们的主要选择。这一趋势在早期职业研究人员中尤为突出，许多研究生和博士生都表示正在寻找出路。科研经费的减少、大规模裁员以及学术自由的受限，使得美国的科研环境充满不确定性，迫使许多科学家不得不寻求海外机会，这对于美国的科研发展无疑是一次重大打击。
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一项日本科学家主导的临床试验显示，利用诱导多能干细胞（iPS细胞）衍生的神经干细胞注射疗法，一名脊髓损伤导致瘫痪的男子能够独立站立。该试验共有四名参与者，其中一人恢复了部分手臂和腿部活动能力，另两人未见明显改善。这项研究表明，该疗法是安全的，为脊髓损伤治疗带来了新的希望，但仍需更大规模的试验来验证其有效性。
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一项研究揭示了生命科学领域普遍存在的“动物方法偏见”：即使有更合适的非动物方法，研究人员仍然倾向于使用动物模型。这种偏见源于同行评审和资助机构的压力，导致许多研究人员不得不使用动物进行实验，即使这些实验对结果的贡献有限。但情况正在好转，越来越多的非政府组织和机构开始资助非动物实验方法研究，例如器官芯片等新技术，这些技术能更准确地模拟人体生理过程，从而提高药物研发效率，减少动物实验的使用。虽然目前非动物方法的应用仍处于起步阶段，但随着技术的成熟和资助的增加，未来有望彻底改变生物医学研究的格局。
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近年来，可穿戴设备在医疗领域的应用取得了显著进展。研究人员利用先进材料和工艺，例如热拉法，制造出多功能纤维，集成了传感器、电池、甚至计算单元。这些纤维可以编织成智能织物，用于实时监测生理指标、进行疾病诊断，甚至提供治疗。从简单的ECG监测到复杂的脑神经接口，纤维电子学为实现个性化、连续的医疗保健开辟了新的道路。这项技术突破有望彻底改变医疗行业，带来一场真正的医疗革命。
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一项新的基因组研究发现，生活在8500年前突尼斯和阿尔及利亚的史前狩猎采集者部分祖先来自欧洲。这是首次直接证据表明，在那个时代就存在跨地中海航海活动，这些狩猎采集者可能依靠木制独木舟，通过视线在岛屿间航行，完成了从欧洲到北非的迁徙。这项研究填补了对北非史前人类历史的巨大空白，也挑战了我们对早期人类航海能力的认知。
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研究人员利用国际大型水坝委员会（ICOLD）的数据库，评估了五个全球格网人口数据集（GWP、GRUMP、GHS-POP、LandScan和WorldPop）在预测农村地区人口方面的准确性。他们将307个水库的移民数据与人口数据集进行空间叠加分析，发现数据集存在系统性偏差，并通过调整GeoDAR水库多边形的面积偏差来改进预测精度。结果表明，虽然存在偏差，但这些数据集在预测农村人口方面具有一定的可靠性，为进一步的研究提供了重要的参考。
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中国浙江大学的研究人员创造了世界上最小的发光二极管（LED）显示屏，其像素尺寸小于100微米，甚至达到了90纳米的惊人水平，比病毒还小！这项突破使用了钙钛矿半导体材料，即使在极小的尺寸下也能保持亮度和效率，为微型显示技术开辟了新的可能性。这项研究成果发表在《自然》杂志上。
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微软近日公布了其在拓扑量子比特研究上的进展，声称已制造出首个拓扑量子比特，但这一说法引发了学术界的广泛争议。虽然微软的研究人员在APS会议上展示了相关数据，但许多物理学家仍对证据的充分性表示怀疑，认为实验数据中存在的噪声和缺乏清晰的双峰信号使得结论难以令人信服。虽然微软对自身技术充满信心，但要让整个学术界完全信服，仍需进一步的研究和更确凿的证据。
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近年来，环境DNA（eDNA）技术在法医领域崭露头角。这项技术利用从空气、衣物等环境样本中提取的DNA片段，为案件侦破提供新的线索。研究人员通过大量文献，探索了脱落细胞、皮肤碎片等如何携带DNA信息，以及环境因素（如紫外线照射、湿度）对DNA降解的影响。此外，研究还关注了DNA的转移和污染问题，例如说话、接触等行为如何导致DNA的传播，以及如何通过改进取证程序减少污染。这项技术对提升法医鉴定准确性和效率具有重大意义，但同时也面临着如何有效解读低含量DNA信息、如何区分环境背景DNA和犯罪相关DNA等挑战。
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近年来，光催化技术在可持续化学合成领域异军突起。研究人员利用光能驱动各种化学反应，例如将二氧化碳转化为甲烷，以及利用水作为电子给体进行有机分子氢化。这些反应不仅实现了高效的能量利用，还减少了对传统化石燃料的依赖，为构建环保型化学工业提供了新的思路。然而，挑战依然存在，例如提高光催化剂的效率和稳定性，以及探索更广泛的应用场景。
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肯尼亚面临严重的住房短缺问题，MycoTile公司利用甘蔗渣和牡蛎菇菌丝体开发出一种环保且经济的建筑隔热板。这种材料成本仅为传统隔热材料的三分之二，具有良好的隔音和保温性能，并且可在建筑物寿命结束后进行堆肥。尽管建筑行业较为保守，但MycoTile的隔热板已在一些项目中得到应用，证明了其有效性，为解决肯尼亚住房问题提供了一种创新方案。
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COP29气候峰会未能筹集足够的资金来实现《巴黎协定》中将全球变暖限制在1.5摄氏度以内的目标。高收入国家承诺到2035年每年向低收入和中等收入国家提供至少3000亿美元的资金，但其自身贡献不明确，且资金来源多样，效率低下。文章呼吁高收入国家组建“气候金融俱乐部”，通过提供赠款而非贷款，优先资助那些承诺减排的低收入和中等收入国家，以促进其去碳化进程，避免因气候变化造成的巨额经济损失，并最终实现全球减排目标。
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一名40多岁的澳大利亚男子成为全球首位植入钛合金人工心脏后出院的人。这款名为BiVACOR的人工心脏作为心脏衰竭患者等待捐赠心脏的过渡方案，此前接受者都必须留在美国医院。该男子植入BiVACOR超过三个月后成功接受心脏移植，目前恢复良好。这是BiVACOR的第六例临床应用，也是首例植入时间超过一个月的案例。专家认为，这项技术具有创新性，但仍需进一步研究其长期功能和成本效益。BiVACOR作为一款全心脏替代品，只有一个活动部件，理论上比传统人工心脏更耐用。
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生物学预印本平台 bioRxiv 和 medRxiv 宣布脱离冷泉港实验室（CSHL），正式独立成为名为 openRxiv 的非营利组织。此举得到了 Chan Zuckerberg Initiative (CZI) 1600 万美元的资助，旨在确保这两个平台的长期可持续性。bioRxiv 自 2013 年成立以来，已发表超过 268,000 篇预印本，medRxiv 也拥有近 64,000 篇预印本。openRxiv 的成立标志着预印本平台发展进入新的阶段，也凸显了预印本在科学出版生态系统中的重要性。
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研究人员利用Whisper模型，对4名癫痫患者在日常对话中的脑电图（ECoG）和语音信号进行了分析。结果表明，Whisper模型的声学、语音和语言嵌入可以准确预测神经活动，尤其是在语音产生和理解过程中。语音嵌入在感知和运动区域表现出色，而语言嵌入在高级语言区域表现更好。该研究揭示了语音和语言信息在多个大脑区域的编码方式，并阐明了语音信息如何影响语言处理。研究还发现了语音产生和理解过程中信息流的不同时间动态，以及深度学习模型与传统符号模型在预测神经活动方面的差异。
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一项关于人体塑料污染的研究引发广泛关注。虽然大量研究表明塑料微粒存在于人体各种组织和体液中，但研究方法的局限性，例如样本量小、实验室污染以及缺乏可信的生物学机制解释，导致结果的可信度受到质疑。一些研究报告中，人体组织中塑料颗粒的含量甚至与人体生理机制相悖。因此，我们需要更严格的研究标准、更高的透明度以及更强的研究合作，才能准确评估人体塑料污染的风险，并制定有效的应对措施。
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一项突破性研究成功从法国Quinçay和Les Cottés遗址以及保加利亚Bacho Kiro洞穴和俄罗斯Denisova洞穴的旧石器时代文物中提取了古代DNA。研究人员开发了一种非破坏性DNA提取方法，使用磷酸钠缓冲液在不同温度下逐步释放DNA，最大限度地减少对文物的损害。该方法成功提取了人类和动物的DNA，为研究45000年前人类的活动和行为提供了宝贵的遗传信息。
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这项研究利用多种小鼠模型，深入研究了血小板与T细胞之间的相互作用在癌症转移中的关键作用。研究人员通过体内和体外实验，结合流式细胞术、RNA测序和免疫荧光显微镜等技术，揭示了特定分子通路（例如ARHGEF1和TXA2）在调节这一过程中的作用机制。实验结果表明，靶向这些通路可能为癌症治疗提供新的策略。
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