论年龄，你家汪相当于人的几岁？ | Paper Alert

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孕期压力大，孩子社交差

期刊：Nature Translational Psychiatry

俄亥俄州大学的研究人员近日发现，小鼠孕期压力（prenatal stress）可以造成子宫内（intrauterine）环境异常，从而影响后代的社会行为（例如，压力组后代会比控制组后代更偏向于与物体，而非其他小鼠，进行社交互动）。

是什么造成了子宫内环境异常呢？研究人员们将注意力集中在了一种叫CCL2的趋化因子（chemokine）上，并发现，CCL2与母体微生物群共同作用，导致了子宫内异常。如果在母体中敲除编码CCL2的基因，那么后代的社会行为异常就会消失。

接下来，研究人员们计划理清CCL2的作用机理，并用人类数据进行相应的纵向研究（longitudinal study）。

doi: 10.1038/s41398-020-00876-5

机器人主动寻物算法：

学习物体之间的联系能加速寻物过程

会议：ICRA 2020（认知机器人类别最佳论文）

“水杯（通常）在桌子上”——这是一个主动寻物的泛用规则：即使一个人进入了一个新的房间，也能根据这样的泛用规则快速地找到水杯。近日的一项研究表明，让机器人学习这一类表示物体之间联系（例如X在Y上、Z在A旁等）的泛用规则，有助于加速它们的主动寻物过程。

ICRA 2020

用机器人进行真实世界实验的视频

研究引入了Semantic Linking Maps （SLiM）模型，由此提出能帮助机器人主动寻物的视觉搜索策略。SLiM能同时表征预测一个物体（如水杯）位置的泛用规则和地标（如桌子）位置，并且用概率表征物体之间的关系。详见上方视频。

https://7948cefb-1ef7-4c55-96df-fcb8d527c697.filesusr.com/ugd/0886ee_198d7d01f879448bbf00733b21bfcbe9.pdf

让你对威胁产生防御的脑环路

期刊：Nature Neuroscience

下丘脑能引起对所处环境里的威胁产生的防御行为，下丘脑还拥有丰富类别的神经肽（neuropeptide）细胞群体。这两者的关系一直是个谜。

该研究给实验室斑马鱼的生活环境添加了不同的威胁因素（比如改变水的酸碱度和温度），并记录斑马鱼在这些环境威胁下产生的防御行为，以及这时候下丘脑细胞活动，结合原位基因表达分析，发现防御行为的产生是多种神经肽细胞的共同产物。这些神经细胞会同时释放谷氨酸，并都投射到脑干里连接脊髓的细胞群里。

doi: 10.1038/s41593-020-0655-1

灵长类动物如何对

“灵长类动物进行递归思考”进行思考？

期刊：Science Advances

我们在小时候就学过数学运算中，括号的使用法则：多层括号运算的情况下，优先级最高的是“(”和“)”，然后是“[”和“]”，最后是“{”和“}”。要对包含这些括号的多层运算进行思考，我们就需要有“递归思考”（recursive thinking）的能力。简单来说，我们需要有能力将一些元素“嵌入”（embed）到一些同类的元素当中——1 / [3 / (5 + 7)] = 1 / [3 / 12] = 1 / 0.25 = 4。这种能力对人类文化的发展不可或缺。

近日，科学家们对猴子、人类幼儿、美国成人和本土亚马逊人的递归思考能力进行了研究。他们为被试提供了许多括号卡片，并指引他们按照正确的顺序排列这些卡片：

美国成人被试在研究中对卡片排序。

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Cantlon Lab

研究人员们发现，所有被试都能正确地排列这些括号卡片。但是，人类幼儿与猴子需要的训练条件更加苛刻，且需要更多时间进行训练，才能学会括号卡片的正确排列方式。他们认为，更高的错误率可能是因为幼儿和猴子有更低的工作记忆（working memory）容量，而工作记忆对于递归思考至关重要。

doi: 10.1126/sciadv.aaz1002

你分得清自己和他人吗？

期刊：Nature Communications

在“心智理论”（Theory of Mind）的有关实验中，实验动物通常需要猜测其他动物的想法。根据“模拟理论”（Simulation Theory），动物在猜测其他动物的想法时，大脑也会产生与其他动物类似的活动。近几十年来，包括对奖励系统（reward systems）在内的研究揭示了模拟理论的可行之处，然而却始终没有解决这个理论的一个关键问题：如果我们的大脑会模拟他人的大脑活动，我们要如何分辨自己和他人的想法呢？

近日，以马克思·普朗克UCL研究所为中心的一个团队描述了大脑是如何将想法“赋予”到特定个体上的，从而进行“施动者特定”（agent-specific）的思考的。通过利用一个概率社会学习（probabilistic social learning）范式，研究人员询问被试“自己觉得答案是什么”（What do YOU think）和“认为演示人员觉得答案是什么”（What does HE think）。YOU-和HE-答案有时会与真实答案有误差，而这个误差也就是“预测误差”（prediction error或PE）。

研究人员们发现，YOU-和HE-预测误差，在被试的大脑中引起的活动是不一样的（例如下图）：

YOU-和HE-预测误差，在被试的大脑中引起的活动是不一样的

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Nature Communications

知道了这个之后，实验人员还想更进一步，试图通过不同的训练来减小或增加YOU-和HE-预测之间的重合度。他们调节被试与演示人员看到同样信息的频率（分为“频繁看到同样信息的Hi-share”和“不频繁看到同样信息的Lo-share”），并发现，当被试和演示人员的“共享/共同知道的”信息较多时（Hi-share），被试大脑对两种预测误差的编码就会更相似；反之亦然。

当被试和演示人员的“共享/共同知道的”信息较多时（Hi-share），被试大脑对两种预测误差的编码就会更相似；反之亦然。

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Nature Communications

doi: 10.1038/s41467-020-16856-8

又出来遛狗啊？它多大岁数啦？

期刊：Cell Systems

“把你家狗的年龄乘上7，就能知道它对应的人类年龄是多少了。”

“狗不是九个月大就能生宝宝了吗？那你的意思就是5岁的人类就能生宝宝？”

“话不能这样说，问题要辩证地去看待......”

近日，加州大学圣地亚哥分校的科学家利用表现遗传学方法来重新制定了一个狗类-人类年龄转化表：

狗类-人类年龄转化表

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Cell Systems

这项研究将人类与狗类的DNA分子甲基化（methylation）进行了跨年龄段的对比。甲基化是一个相对准确的老年化标志，但它与年龄的关系并未被阐清。因此，很多科学家认为它是一个独立于年龄的“表现遗传学钟”（epigenetic clock），直接反映了细胞层面的衰老过程。因此，用它来作为人类-狗类年龄转化的标准，可能比粗暴地“乘7”要更加准确。

doi: 10.1016/j.cels.2020.06.006

觉得职场性别歧视不存在了吗？

那或许你自己就是性别歧视的帮凶

期刊：Science Advances

一项简单的测试，就能说明职场性别歧视依旧存在：研究人员给一些兽医企业的经理发了一些虚构人物的简历，这些虚构人物除了名字之外，其他特征全部相同，而他们的名字则是代表性的男性/女性名字（例如“马克”代表的是男性，而“伊丽莎白”代表的是女性）。大部分被试经理都认为这其中的男性人物比女性人物更有能力，并同意给男性人物更高的工资——相同能力的男女性，工资差异达到了8%。

研究人员接着指出，这个工资差异的关键驱动力，来自于那些“认为职场性别歧视已经不存在了”的经理。这些经理愿意付给男性的平均工资比愿意付给女性的要多大约8%——这跟兽医行业内的男女工资差异几乎一致；与之相反，那些“认为职场性别差异仍是一个问题”的经理，付给能力相近的男女员工的工资，差异不会太大。

doi: 10.1126/sciadv.aba7814

神经学“指纹”

期刊：NeuroImage

（为未正式发表的Accepted Manuscript）

大脑的结构神经网络架构模式（structural neural network architectural patterns）可能与个体间差异有关。此前的研究表明，大脑的结构连接组（structural connectome）可以作为个人神经“指纹”，用以辨别身份。然而，神经指纹在认知方面的准确性、重现性（reproducibility）和转化潜力（translational potential）都尚待查明。

一项新的动态连接组建模方法（dynamic connectome modelling approach）采用深度学习的方法，克服了大脑连接数据庞大的体量和复杂性带来的阻碍，识别出了一组重要的、可以用作个人神经指纹的白质子网络，并且证明了其在预测中年人的身份和智商、幼儿发展商（developmental quotient）中的准确性和实用性。

doi: 10.1016/j.neuroimage.2020.117122

记性不好是因为你想太多？

来自阿尔茨海默症小鼠的启示

期刊：Nature Neuroscience

编码记忆印记（memory engrams）的细胞群活动是动物们准确回忆事件的必需品。阿尔兹海默症（AD）的一大临床症状就是记忆印记细胞的大量死亡和功能紊乱。导致记忆印记出错的原因还尚不清楚。

这篇文章利用活性依赖的蛋白标记技术特定地找到活跃的印记细胞，并通过双光子钙离子成像记录这些印记细胞，在传统“恐惧记忆条件反射”（fear conditioning）的行为范式里的活动。发现AD小鼠的印记细胞群活动和对照组的小鼠非常相似，唯一的不同是，在行为测试里，AD小鼠除了印记细胞被激活，还有大量的新细胞群被激活。人工抑制这些新细胞群，能让AD小鼠的记忆恢复到和对照组小鼠相似的水平。这个结果也许会让科学家们对印记细胞群之外的细胞在AD里的作用更加重视。

doi: 10.1038/s41593-020-0652-4

强化学习可以脱离多巴胺？

期刊：Neuron

多巴胺在大脑中的强化学习（reinforcement learning）中被认为是不可或缺的元素。但近日，科学家们意识到在腹侧被盖区（ventral tegmental area或VTA）的一些细胞，会同时释放多巴胺和谷氨酸两种神经递质。

这些细胞为什么要这样做呢？这篇研究用转基因小鼠模型和CRISPR/Cas9基因敲除技术，去除了小鼠体内多巴胺运输蛋白（dopamine transporter）的表达，导致VTA下游脑区的受体不能再接受到多巴胺。即使如此，用光遗传技术激活VTA里的谷氨酸类细胞群细胞体，或是激活VTA在下游脑区投射的轴突末端，都能让小鼠通过强化学习掌握行为任务。这就暗示即使不需要多巴胺，只依赖谷氨酸或许也能完成强化学习。

doi: 10.1016/j.neuron.2020.06.011

语言塑造物体方向感知：

来自手语研究的证据

期刊：Scientific Reports

我们知道语言能够影响人们对物体的分类识别。近来一项研究显示，手语使用者（signer）对于物体方向的识别，较非手语使用人群更为敏锐。部分手语在表征物体的时候会加入方向信息，如意大利手语使用者在表达“鱼”时手势向右移动（见下图）。

“鱼”在意大利手语（a图）中以特定方向表示，但在捷克手语（c图）中没有。

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Scientific Reports

使用此类物品作为材料，该研究对比了手语和非手语使用者在图像文字匹配任务中的表现。结果显示，当物体图像呈现方向与其对应手语方向一致时，手语使用者在该任务中的表现要优于非手语使用者。此外，研究者还使用事件相关电位（event-related potential或ERP）进一步探究了被试们在特异刺激任务（oddball task）中的表现：对于手语词汇中被编码了方向信息的物体材料，手语使用者的P300效应强于非手语使用者。

综上，从实验中我们能够看出，对于在手语中被编码了方向信息的物体，当物体呈现方向与对应手语方向一致时，语言能够促进使用者的物体识别能力。

doi: 10.1038/s41598-020-65455-6

遗忘可能来自于记忆提取受阻，

而非记忆精度降低

期刊：Nature Human Behavior

遗忘来自于信息的缺失。近来一项研究探讨了遗忘的机制——遗忘涉及的是记忆精准度（precision）还是可提取度（accessibility）的缺失。

该试验设置学习到测试之间的间隔时间分为0到4天的七个时间段，被试随机分配至七组时间段中，研究人员通过测试被试在不同时间段的任务表现计算出记忆精准度与可提取程度随着时间推移如何变化；此外，在该试验的语词-位置联结任务中，测试材料分为有无规律两种（clustered/non-clustered），通过比较这两组任务的表现，我们可以了解学习对遗忘中两个变量的影响。

通过贝叶斯模型分析，结果显示，遗忘来自于信息提取障碍而非记忆精确程度的变化。此外，该研究进一步显示了，当被试习得语词-位置联结规律后，记忆的可提取程度提升，同时记忆的精准度下降。

doi: 10.1038/s41562-020-0888-8

编者：阿莫東森，山鸡，航迹云，狗尾巴花，汉那

排版：小葵花

封面：纪善生

原标题：《论年龄，你家汪相当于人的几岁？孕期压力大，孩子社交差；强化学习可以脱离多巴胺？| Paper Alert #4》

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