5月16日外媒科學網站摘要:當AI學會"拉幫結派",頂級期刊揭示技術暗雷
5月16日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
AI也會“拉幫結派”?語言模型羣體竟自發形成社會規範
最新發表在《科學進展》(Science Advances)上的一項研究顯示,大型語言模型(LLMs)在羣體互動中能夠自發形成社會規範,類似於人類社會的行爲模式。該研究由倫敦大學城市聖喬治學院等機構合作完成,揭示了人工智能在羣體環境中的行爲趨同現象。
研究團隊使用美國加州初創公司Anthropic開發的大型語言模型Claude進行實驗,模擬人類羣體中的命名遊戲。實驗中,24個Claude副本被隨機配對,要求從一組字母中選擇一個。如果配對雙方選擇相同字母則獲得獎勵,否則受到懲罰。經過多輪配對後,模型逐漸形成統一的字母選擇傾向,表明社會規範的自發形成。這一現象在擴大至200個模型副本和26個字母選項時依然成立,並在Meta公司開發的Llama模型上得到驗證。
研究發現,儘管單個模型獨立運行時選擇隨機,但在羣體互動中會發展出集體偏見,類似於人類社會的羣體行爲。研究人員指出,這種集體偏見的形成可能帶來潛在風險,即使單個模型看似無偏見。因此,建議在羣體環境中測試和優化大型語言模型,以減少有害偏見的產生。
進一步實驗顯示,當向羣體中引入少數預設爲始終提出新名稱的模型時,一旦這些模型達到一定數量,它們能夠推翻既有規範並建立新規則。這種現象與人類社會中的少數羣體影響多數行爲的模式相似。
該研究爲理解人工智能的羣體行爲提供了新視角,同時也強調了在開發和應用中需關注潛在的社會影響。
《科學》網站(www.science.org)
基因編輯新突破:細菌酶實現人類DNA“精準大段插入”
CRISPR基因編輯技術已能精準修改人類DNA中的微小片段,但大片段DNA的靶向插入仍是挑戰。最新研究通過優化細菌來源的CRISPR相關轉座酶(CASTs),成功將整段基因大小的DNA高效植入人類細胞,爲治療遺傳疾病提供了新工具。
目前,囊性纖維化、B型血友病等疾病由多種基因突變引起,傳統方法需針對每種突變開發個性化療法。若能將完整修正基因插入基因組,可設計通用治療方案。此外,該技術還能優化抗癌CAR-T細胞療法。
傳統基因治療依賴病毒載體,但外源基因插入位置隨機。CRISPR技術雖精準,但僅適用於短片段編輯,且可能引發DNA雙鏈斷裂。CASTs則能在不破壞雙鏈的前提下,通過嚮導RNA定位,將大片段DNA插入特定位置。此前,CASTs在細菌中效率近100%,但在人類細胞中僅0.1%。
爲提升效率,美國哥倫比亞大學與哈佛大學、MIT布羅德研究所的團隊合作,利用人工進化系統加速CASTs優化。通過數百代病毒迭代篩選,最終使編輯效率提升至10%-30%,併成功在人類細胞中插入凝血因子IX基因,爲治療B型血友病奠定基礎。
除CASTs外,科學家還開發了基於重組酶的PASSIGE等技術。未來需通過更多對比研究,確定最優基因編輯工具。這項成果爲遺傳病治療開闢了新路徑,但距離臨牀應用仍需進一步探索。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、運動有益,但沒那麼神?科學家重新評估體能的作用
多項研究表明,體能較好的人因疾病過早死亡的風險較低。然而,瑞典烏普薩拉大學的最新研究發現,青少年晚期體能水平較高的人,因意外事故死亡的風險也顯著降低。這一現象提示,以往研究中體能與死亡率之間的關聯可能存在誤導。
以往觀察性研究認爲,心肺功能良好可降低癌症和心血管疾病的死亡風險。但發表於《歐洲預防心臟病學雜誌》(European Journal Of Preventive Cardiology)的這項新研究指出,體能的影響可能被高估。研究人員分析了1972—1995年間110萬名瑞典應徵入伍男性的數據,根據其18歲時的體能水平分組,並跟蹤至60歲或死亡。結果顯示,體能最高組比最低組的心血管疾病死亡風險低58%,癌症死亡風險低31%,全因死亡風險低53%。
爲驗證結果的可靠性,研究人員採用“陰性對照分析”,考察體能與意外事故(如車禍、溺水)死亡風險的關聯。理論上,體能不應影響此類風險,但數據顯示,體能最高組的意外死亡風險仍低53%。這表明,高體能人羣可能在其他未觀測因素(如行爲習慣或遺傳)上存在優勢,導致研究存在混雜偏差。
後續的兄弟比較分析(控制家庭背景因素)進一步支持這一結論。即使控制家庭背景等共享因素,體能較高者仍表現出更低的意外死亡風險,說明傳統觀察性研究可能高估了體能的獨立作用。類似結果也出現在雙胞胎和遺傳學研究中,部分基因可能同時影響體能和疾病易感性。
該研究強調,推廣體育鍛煉仍需基於更嚴謹的方法。雖然體能對健康有益,但政策制定需注意效應大小的真實性,避免過度依賴觀察性研究的結論。未來需結合多種研究設計,以更準確地評估體能對健康的影響。
2、告別人工勘察:AI讓災害損失評估進入“讀秒時代”
2011年,一場超級龍捲風襲擊美國密蘇里州喬普林市,風速超320公里/小時,造成161人遇難,8000多棟建築損毀,經濟損失超20億美元。傳統災後評估耗時長,嚴重影響救援與重建效率。美國得克薩斯農工大學的研究團隊開發了一種新方法,結合遙感技術、深度學習和復原模型,可在災後一小時內完成損害評估與恢復預測,相關成果發表於《可持續城市與社會》(Sustainable Cities And Society)期刊。
該方法利用高分辨率衛星或航拍影像快速掃描災區,通過深度學習AI分析建築損毀程度,將其分類爲無損壞、中度損壞、嚴重損毀或完全摧毀。同時,復原模型結合歷史數據、建築參數及社區經濟條件,預測不同政策下的重建週期與成本,幫助決策者優化資源分配。
研究團隊以喬普林龍捲風爲例驗證模型,不僅實現94%的損毀分類準確率,還通過數據分析逆向還原了龍捲風路徑,與歷史記錄高度吻合。目前,該模型正拓展至颶風、地震等災害評估,只需衛星能捕捉典型損毀模式即可適用。未來,團隊計劃增加實時重建進度追蹤功能,打造覆蓋災後全週期的動態管理工具。
這項由美國國家科學基金會資助的研究,有望顯著提升災後響應效率,爲應急決策提供關鍵技術支持。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、溫度決定生育力?科學家發現精子活動的關鍵開關
美國華盛頓大學醫學院的最新研究發現,溫度是調控哺乳動物精子受精能力的關鍵因素。這項發表在《自然·通訊》(Nature Communications )的研究揭示了精子在雌性生殖道內激活受精能力的分子機制。
研究表明,哺乳動物精子表面存在一種名爲CatSper的蛋白質通道。當環境溫度達到雌性生殖道內的溫水平(38℃)時,該通道會被激活,使精子從平緩遊動轉變爲劇烈扭動的"超活化狀態",這種運動模式是突破卵子外層、完成受精的必要條件。
這一發現解釋了爲何哺乳動物演化出特殊的降溫機制:海豚通過背鰭降溫,大象利用耳朵散熱,人類等多數物種則將睾丸置於體外。研究還發現,缺乏這類降溫機制的鳥類,其精子中並不存在CatSper蛋白。
此前學界認爲,CatSper的激活依賴於生殖道pH值和孕激素,但新研究證實溫度纔是更關鍵的調控因素。研究人員運用神經科學技術,首次在微觀尺度上觀測到溫度升高時CatSper通道的電信號變化。
該發現爲男性避孕和不育治療提供了新思路。由於CatSper僅存在於精子中,針對該蛋白的干預不會影響其他生理功能。研究人員提出,通過溫度調控提前激活CatSper通道,可能成爲更有效的避孕策略。
這項研究不僅揭示了哺乳動物生殖的奧秘,也爲相關醫學應用開闢了新途徑。未來,基於溫度調控的精子功能干預或將成爲生殖醫學的重要研究方向。
2、疲勞一年不消退?研究揭示小中風的持久影響
短暫性腦缺血發作(TIA,俗稱“小中風”)通常表現爲大腦血流短暫受阻,症狀如言語含糊或肢體無力多在24小時內消失。但最新發表於美國神經病學學會期刊《神經病學》(Journal Of Neurology)的研究指出,近半數患者可能面臨持續一年的疲勞問題。
研究追蹤了354名平均年齡70歲的小中風患者,通過問卷評估其疲勞程度。評分顯示,發病初期患者平均疲勞值爲12.3分(總分20分),雖隨時間緩慢下降,但一年後仍維持在11.1分。61%的患者在發病兩週後存在明顯疲勞(≥12分),54%的患者疲勞感持續至一年。
值得注意的是,腦部掃描證實疲勞與血栓無關,而既往有焦慮或抑鬱病史的患者出現長期疲勞的風險高出兩倍。研究人員強調,若患者在出院兩週內感到疲勞,很可能持續數月,建議未來對小中風患者進行長期疲勞監測,以便及時干預。
該研究的侷限性在於部分問卷可能由他人代填,或影響結果準確性。這一發現提示,小中風的潛在影響遠超傳統認知,疲勞或爲長期後遺症之一。(劉春)