民科用AI写论文，污染预印本平台；世界上最小的“猫片”| 科技周览

整理 | 周舒义、平生

脑机接口可实时解码内心独白

不必开口，就能传达心中想法——一项新研究首次锁定与内心独白（人脑中无声的言语）相关的脑电活动，并能以最高74%的准确率按需将其解码，有望让无法开口说话的人群更轻松地交流。相关论文8月14日发表于Cell。此外，使用者还可以随时通过在脑中默念关键词来临时解锁“读心术”，从而防止意外说出不必要的“心里话”。

“这是我们第一次弄清人在想说话时的大脑活动什么样。”论文第一作者、美国斯坦福大学的Erin Kunz表示，“对于严重言语和运动障碍患者而言，能够解码内心独白的脑机接口将令他们的交流变得更轻松、更自然。”

近年来，脑机接口已成为帮助残障人士的重要工具。通过在控制运动的脑区植入传感器，脑机接口系统能够解码与运动相关的神经信号，并将其转化为动作——例如操控假肢。

研究还表明，脑机接口甚至能解读瘫痪患者的说话尝试。当使用者试图调动发声相关肌肉、真正尝试开口时，即便发出的声音含糊不清，脑机接口也能读取相应的脑电活动，并把其想表达的内容以打字形式输出。

尽管脑机接口辅助交流速度已经远远超过旧技术——例如靠追踪眼球运动来打字，但对于肌肉控制能力有限的人来说，尝试开口仍然既费力又缓慢。

于是，研究团队开始思考，能否让脑机接口直接解码内心独白？

“如果只需在脑海里‘想’要说的话，而不必真的去尝试发声，这对使用者来说可能会更轻松、更快捷。”论文共同第一作者、斯坦福大学的Benyamin Meschede-Krasa说。

研究团队利用植入运动皮层（负责言语产生的脑区）的微电极，记录了4名重度瘫痪患者（分别患有肌萎缩侧索硬化症或脑干中风）的神经活动。受试者被要求尝试发声或想象说出一组特定词汇。结果显示，尝试发声与内心独白激活的大脑区域高度重合，神经活动模式也相似，但内心独白的整体激活强度较弱。

基于这些内心语言数据，团队训练了人工智能模型来识别想象中的词语。在一次概念验证实验中，脑机接口从多达12.5万个单词的词库中解码想象中的句子，准确率最高可达74%。此外，脑机接口还能捕捉到受试者未被要求“说”出的内心独白——例如当屏幕上出现粉色圆圈时，受试者心里默数，系统也能识别出这些数字。

研究团队还发现，尽管尝试发声与内心独白在运动皮层产生的神经活动模式非常相似，但两者仍有足够差异，可以被可靠地区分开来。论文通讯作者、斯坦福大学的Frank Willett表示，借助这一差异，研究人员可以训练脑机接口完全忽略内心独白。

对于希望利用内心独白实现更快捷交流的用户，团队还展示了一种由密码控制的机制：除非用特定关键词临时解锁，否则脑机接口不会解码任何内心独白。在实验中，用户只需在脑中默念“chitty chitty bang bang”，系统便会开始解码内心独白。而且，该系统对密码的识别准确率超过98%。

目前的脑机接口系统尚无法在避免大量错误的前提下，解码完全自由形式的内心独白；但研究人员指出，未来配备更多传感器、算法更先进的设备有望实现这一目标。

“脑机接口的前景非常光明。”Willett表示，“这项工作让我们真切地看到，有一天言语型脑机接口将帮助实现如日常对话般流畅、自然且舒适的交流。”

相关论文：http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.015

只需晒晒太阳，就能飘在80公里高空

在8月13日发表于Nature的一篇论文中，研究人员演示了一种无需螺旋桨和电机，仅靠阳光加热即可飘浮于高空的飞行器原型。研究者称，若规模化成群，它们有望在海拔50到80公里的中间层（mesosphere）长期巡航，填补这一高度带的观测空白，并为火星等行星探测提供新方案。

利用阳光就能在高空漂浮的飞行器（艺术想象图）| Schafer et al. Nature(2025)

这项设计灵感源于19世纪的克鲁克斯辐射计效应：在稀薄气体中，当轮叶两侧存在温差时，不断运动的气体分子频繁与轮叶表面碰撞，与高温侧碰撞反弹的分子会获得更大动量，使气流从冷侧向热侧迁移，依据动量守恒，叶片就会受到反向的净推力。

a. 克鲁克斯辐射计由封装在半真空玻璃泡中的一侧涂黑的薄轮叶组成。当设备被照亮时，叶片会绕轴旋转。b. 本次研究的“光泳”（photophoresis）材料，photophoresis源自希腊语，意为“被光携带”。

研究团队使用纳米制造技术，设计出一种能在阳光下“飞行”的轻质材料。这种材料由两层约人类头发千分之一厚、厘米见方的氧化铝薄膜堆叠而成：上层透明，可穿透阳光；下层覆以吸热的铬薄层，比上层升温更快；两层薄膜打满了对齐的微孔，并通过细丝连接，让气体分子从冷侧跨越到热侧，形成定向气流，产生净升力。

升力不仅与光照强度有关，还取决于周围气体的稀薄程度。当气体分子的平均自由程与薄膜尺寸可比时，升力最明显。对于厘米级物体，50至80公里的高度区间拥有合适的气压和温度。这一高度区间对飞机和气球来说太高，对卫星又太低，因此探测难度极高，常被称为“无知层”（Ignorosphere）。据团队推算，直径约6厘米的飞行器可携带10毫克载荷在75公里的高空悬浮。该设备可以在夏季高纬度地区无限期滞空，或在低纬度地区的白天停留。有趣的是，他们还提出可以利用地球本身的热红外辐射（这种辐射弱于阳光，但始终存在）来使平台在夜间保持高空飞行。

研究人员表示，这项技术有望为观测地球高层大气打开一扇新的窗口。只要提升装置规模，就能提供足够的有效载荷，甚至携带与智能手机重量相当的科学仪器。未来十年内，或许就会有成群、成阵列的光泳飞行器在高空静静漂浮，收集大气的温度、压力、化学成分和风场动力学的高分辨率数据。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09281-8

民科用AI写论文，污染预印本平台

AI不仅赋能科研，有时也会赋能“民科”。据Nature News报道，今年7月，一篇题为《自我实验报告：梦境状态下生成式AI界面的涌现》的论文在心理学预印本平台PsyArXiv上引起关注。文章寥寥几页，作者只有一位，署名“Jiazheng Liu”，却没有任何作者单位信息。面对Nature邮件问询，“Jiazheng Liu”自称是一名“中国的独立学者”，没有高等教育学位，“唯一的研究工具是一部二手智能手机”。他还说，论文仅仅是有限度地使用了AI。而比利时鲁汶天主教大学的心理学家Olivia Kirtley表示，论文描述的实验“相当离谱”。

PsyArXiv科学顾问委员会主席、爱尔兰梅努斯大学心理学家Dermot Lynott表示，这篇论文在“研究方法”部分提到使用了AI，但没有披露使用方式，也没有说明AI是否还被用于论文的其他环节，因此违反了相关条款，已被管理人员删稿。

论文删稿后不久，“Jiazheng Liu”又将其几乎原封不动地重新发布，并在邮件中注明“AI仅用于数学推导、符号计算、整合并应用现有数学工具、公式验证”以及另外八项任务。重新发布的论文旋即也被平台删除。

报道称，此类内容给预印本平台带来了挑战。bioRxiv和medRxiv运营方openRxiv的负责人Richard Sever表示，上述两个平台合计每天会拒收十多篇疑似AI的模式化稿件。arXiv科学总监、宾夕法尼亚州立大学帕克分校天体物理学家Steinn Sigurðsson表示，情况似乎正在恶化，“我们真正开始觉得这是一场危机，是在过去三个月里的某个时候。”

上周一项发表于Nature Human Behaviour的研究估计，到2024年9月，也就是ChatGPT推出近两年后，LLM生成文本在arXiv计算机科学领域预印本摘要中占比达22%，在bioRxiv生物领域预印本摘要中达10%。

有研究者认为，对于非英语母语的研究人员，存在使用AI润色论文文本的正当需求，因此也不能对AI痕迹一刀切，难点在于“划清合理使用的界限”。开放科学中心（COS）表示，正在考虑采取一系列措施，收紧论文发布标准，包括“在投稿流程中增加新的审查环节，以遏制低质量内容”。

相关来源：https://www.nature.com/articles/d41586-025-02469-y

世界上最小的猫咪动画

这段动画展示了铷原子在光镊阵列中移动，形成一个又一个图像的过程。动画速度减慢了约33倍。| R. Lin et al., Phys. Rev. Lett.

这可能是世界上最小的“猫片”。在上面的动画中，每个黄点代表一个铷原子，共有549个铷原子。研究人员通过激光束组成的“光镊”精确操控原子，并使用AI技术加速原子的排列过程，使其在仅230微米宽的阵列内移动，组成了“薛定谔猫”的图案。

使用光镊阵列囚禁中性原子是极具潜力的量子计算和量子模拟平台。该体系需要通过重排技术将初始随机填充的原子阵列转换成无缺陷原子阵列，在此基础上进行量子逻辑门操作。这需要移动大量排列精确的原子，是一个非常耗时的过程——需要将原子一个一个、一行一行地移动。随着阵列规模增大，会耗费大量计算时间。

新研究借助AI技术，可以更高效地实时计算如何以最佳方式定位激光，从而将所有原子同时移动到预期位置。研究团队演示了二维和三维原子阵列的任意构型重排，实现了高达2024个原子的无缺陷阵列，总耗时仅为60毫秒。相比之下，另一个团队去年重排约800个中性原子，耗时达1秒钟。

随着原子阵列规模增大，该重排方法耗时保持不变，因此未来有望直接应用于数万原子规模的无缺陷阵列重排。目前，该系统单比特门保真度达99.97%，双比特门保真度达99.5%，探测保真度达99.92%，为构建基于中性原子阵列的容错通用量子计算机奠定了技术基础。

需要注意的是，使用中性原子体系来实现功能齐全的量子计算机仍然遥不可及。威斯康星大学麦迪逊分校的物理学家马克·萨夫曼指出，为了以最小误差执行复杂计算，量子计算机需要大约一百万个原子——远远超过本研究中的几千个原子。论文作者则表示，该方法“未来可以轻松扩展到1万甚至10万个原子”。

相关论文：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/2ym8-vs82

睡眠不足影响鸟类鸣唱

新西兰研究人员日前在英国《皇家学会生物学分会学报》上报告说，睡眠不足会显著改变鸟类的鸣唱行为，使鸟鸣减少且旋律简单，同时音调和时长也发生变化。这与人类在睡眠不足后感到无精打采的情况相似。

新西兰奥克兰大学与怀卡托大学的科研人员以适应城市生活的常见鸟类——家八哥为研究对象，展开不同类型的睡眠干扰实验，分析其睡眠受扰前后的鸣唱情况。结果显示，鸟类在经历整夜或半夜的睡眠干扰后，第二天均表现出不同程度的鸣唱变化，其中整晚受扰影响最大。同时，白天的休息时间也有所增加。这表明，睡眠不足对其日间活动和身体恢复产生了影响。

研究表明，鸟类鸣叫具有吸引配偶、警示危险和维系群体的功能。发声需大脑、肺部和喉部肌肉精准协调。通过鸣唱，鸟类传递食物和捕食者信息，吸引伴侣，保护领地。鸣唱质量下降会影响交流、求偶和生存。

论文第一作者、怀卡托大学的朱莉亚娜·穆索伊指出，类似于人类在睡眠不足后感到无精打采，鸟类也会表现出鸣唱减少且复杂度降低的行为。家八哥在经历一夜睡眠受扰后，叫声在音调和时长上也发生了变化，声音变得更长且更低，这可能会影响它们的社交互动。

尽管家八哥适应力强，能在城市环境中生存，但这项研究强调，许多鸟类对睡眠干扰更为敏感，长期受光污染和噪音干扰的城市鸟类健康面临威胁。研究人员建议人们改善城市环境，如增加树木、减少夜间照明和噪音，使用柔和暖色灯光，从而帮助鸟类改善睡眠质量。（新华社）

相关论文：https://doi.org/10.1098/rspb.2025.1409

疫苗对癌症显示出治疗潜力

根据《自然-医学》发表的一项1期临床试验的结果，一类癌症免疫疗法有助于延长部分胰腺癌或结直肠癌患者的长期无复发生存期。作者指出，这个名为ELI-002 2P的非个体化、量产、即用型含肽疫苗，或有助于延长胰腺癌和结直肠癌患者的生存期。

已知胰腺癌和结直肠癌的复发率即使在手术和化疗后也很高，尤其是当体内仍残存微量癌细胞时。癌症疫苗的设计旨在刺激免疫细胞T细胞，从而特异性地识别和杀死癌细胞，并能个体化地靶向患者的个体肿瘤蛋白。胰腺癌和结直肠癌的KRAS基因常携带突变，该基因在癌症生长中具有关键作用，因此是癌症疫苗这类免疫疗法的理想靶点。虽然抑制剂和T细胞疗法可靶向KRAS突变蛋白，但一种基于即用型疫苗的疗法或能产生持久和保护性的免疫应答。不过，传统疫苗未经改良，无法成功递送至淋巴结，而淋巴结是免疫应答发生的中心。

Zev Wainberg和同事开展了一项入组25名患者（20名胰腺癌和5名结直肠癌）的1期临床试验，这些患者已完成标准治疗，但血液中仍有癌细胞残留迹象。这些患者接受了ELI-002 2P疫苗免疫疗法，该疗法的设计通过将KRAS突变肽靶向淋巴结，帮助免疫系统识别和攻击KRAS突变癌细胞。经过平均近20个月的随访期，68%的受试者出现了对KRAS突变肿瘤蛋白有特异性的强效T细胞应答。更具体地说，T细胞应答最强的患者比T细胞应答较弱的患者活得更久，无癌生存期也更长。

在注射该疫苗的胰腺癌患者中，平均总生存期为疫苗接种后29个月，平均无复发生存期为15个月以上，超出了历史对照数据。研究团队还在一组患者中发现，ELI-002 2P疫苗不仅能帮免疫系统识别目标的KRAS突变蛋白，还能识别疫苗中没有的、每位患者肿瘤所特有的其他KRAS突变蛋白。这提示有早期迹象表明ELI-002 2P能诱导针对患者个体化肿瘤抗原的T细胞应答。

Wainberg和同事表示，ELI-002 2P有助于训练免疫细胞更有效地识别和攻击胰腺癌和结直肠癌。作者指出，该疫苗目前正在一项2期随机试验中接受进一步测试。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41591-025-03876-4

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