脑子是个好东西，希望你……唉你真不要啊？ | 科技袁周虑

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导读

科技袁周虑本周话题：
       ·脑电波也可以翻译？
       ·丢番图方程，有新解了；
       ·鼩鼱大脑冬眠减少20%-真降智；
       ·找到脂肪细胞祖细胞，如何科学长胖；
       ·回到月球第一件事？“收屎”！
       话说有没有同学注意到，本期袁周虑已经是新片头了咩？！

注：风云之声内容可以通过语音播放啦！读者们可下载讯飞有声APP，听公众号，查找“风云之声”，即可在线收听~

这是【科技袁人】的衍生节目【科技袁周虑】的第八期，欢迎观看~

视频链接：                                                                         

腾讯视频：

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哔哩哔哩：

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秒拍：

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部分评论：                                                                         

封秦藏汉：

脑子是个好东西，但是你马上就没了！jpg

皮卡丘不丘：

哇，这个科普真是很有意思，希望可以长时间做下去。

あらあれれ：

我的大脑不要收缩，要是能长大就好了，不多，只要百分之二十（￣▽￣）

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【人工智能破译神经活动】

S：今天第一个新闻就是阿玄你的好消息。

X：什么好消息？

S：还记得你在之前节目里说到的你最关心的人类终极问题吗？

（“女孩子到底在想什么”）

未来，这个问题可能真的会变得很简单。近日，《Nature》在线发表了一项脑机接口领域领域的研究成果，让人类距离“读心术”更近一步。

X：我知道脑机接口，就是把人或动物大脑与外部设备直接连接，实现大脑与设备的信息交换。这类技术现在其实已经有应用，尤其是帮助残障人士控制辅助机械方面，赫赫有名的霍金曾使用的轮椅就用到了类似技术吧。

S：是的，这一次研究的主要负责人Edward Chang教授本身就是一名神经外科医生，擅长治疗成人癫痫、脑肿瘤等疾病，研究主要集中于语言、运动和情感的脑机制。这次研究的主要方向也正是利用脑机接口，解码人类大脑中表征语音动作的神经活动。换句话说，就是直接能把你想说的话，读取出来。因为一些癫痫患者需要接受开颅手术，然后通过在颅内植入电极以便医生定位癫痫源头和监测患者大脑活动，正好为这一工作提供了宝贵的数据，推动了这项研究。

X：那现在究竟能做到什么程度了呢？

S：首先，研究人员记录下大脑的语音产生中心——腹侧感觉运动皮层区域的神经活动。然后，研究人员用到了人工智能神经网络，分两步破译了采集到的信号：第一步是把这些信号转换成表征发音器官动作的信号。这很容易理解，我们要说一句话，肯定要调动下巴、舌头、嘴唇等器官，而这都有具体的大脑“指令”相对应。而第二把就是把这些“指令”再对应到具体的词句。更妙的是，因为等于重现了“发声”这一行为，使得最终重建出来的语音更容易被人类辨识，在检验测试中，大部分听众已经可以识别出单词，甚至一些合成语音的句子都已经可以听懂。如果这种技术发展成熟，那么未来我们可能真的可以做到即时地把自己脑子里想的事输入到电子设备里，或者直接通过电子设备“说出来”。

X：这种技术首先对聋哑残障人士肯定是一大福音。但是对于我们B站的同学们可能就有点可惜了。

S：啊？可惜什么？

X：以后“双手打字”再也不能证明我们清白了，因为真的会有“意念打字”了！

【33如何用3个立方数字之和表达】

X：在说下一条新闻之前，阿帅你知不知道什么是丢番图方程？

S：知道啊，我们在数学学习过程中经常接触到，一般就是指整数系不定方程，内容主要是探讨其有没有整数解，有多少个解这样。

丢番图

X：是的，丢番图是一位生于距今1800年的古希腊数学家，他也被称为“代数之父”，据说也是第一位懂得使用符号代表数来研究问题的人。而关于丢番图方程，也有很多具体的例子，其中就有一个很经典的被后世数学家提出的问题：数学家想知道，如果给定整数K，是否存在整数x、y、z，满足：

k^3 + y^3 + z^3 = k。

S：也就是一个整数能表示成3个整数的立方和。

X：是的。比如K=8的话，那这个方程的解就可以是2^3 + 1^3 + （-1）^3 = 8。自从这个问题提出以外，数学家就一直在尝试不同的K值。但很快他们发现即使要研究透100以内的整数K值都是一项很大的工程。数学家发现了有些数字是无解的，例如k如果是除以9余数为4或者5的数，那么就不会有丢番图方程解。这排除了100以内的22个数。那么理论上剩下的78个数都是有解的。可是有两个数，却一直没有找到解法，就是33和42。

S：所以这次是有人发现了这两个数的解？

X：其实只有一个，那就是33！近日，布里斯托大学数学教授安德鲁·布克（Andrew Booker）发现了33的一个解法：

（8,866,128,975,287,528）^3 + （–8,778,405,442,862,239）^3 + （–2,736,111,468,807,040）^3 = 33

S：这答案如果放进考试抄都很容易抄错吧，这到底是怎么算出来的？

X：这就体现科技的力量了！布克教授其实是写了一套计算机算法，专门来计算这个问题k值在100以内的解，他本意其实是找出所有之前有解k值的全部解法，但没想到意外收获了33的解法。

S：那就剩下42了！

X：更有趣的是，在著名科幻小说《银河系漫游指南》中，就把数字42作为“生命、宇宙以及任何事情的终极答案”。而作者当初表示这个数字只是随便想出来的……或许，谁能解出找到这个数字的答案，就真的能……

【鼩鼱冬眠时减掉大脑容量】

X：我们有时候会说“脑子是个好东西，希望你不要丢”，不过最近科学家发现，还真有一种动物，脑子说丢就丢了。

S：这种动物叫做鼩鼱。长得特别像老鼠，但需要注意的是它不属于老鼠所在的啮齿目，而属于鼩形目。这种小家伙的寿命只有大约14个月。而科学家发现，鼩鼱幼崽在初夏出生，并在出生后迎来第一个生长高峰；到了夏末，它们的颅骨就开始缩小，大脑也随之缩小并且重量下降，到次年二月达到一个最小值；可是当次年春季来临，鼩鼱将迎来第二个生长高峰，为繁殖季做好准备，冬天里“瘦下去“的脑子也会部分长回来。

X：我看到这里就觉得天呐这哥们也太节约了，人家别的动物为了冬眠要么就少吃点要么就多睡点，它直接就自降智商，太狠了。

S：但是，这招确实管用啊！据科学家研究，发现鼩鼱可以将自己大脑缩小约20%左右。人类的大脑只占体重大约2.5%，但是却要消耗掉20%的能量。而鼩鼱这一比例和人类差不多，可想而知在“节能”方面缩减大脑确实是很高效率的，有助于他们挺过寒冬活下来。在鼩鼱身上的研究对人类也很有意义，首先这体现了大脑的“可塑性”，同时也对于理解大脑不同尺寸、形态所影响的功能也很有帮助，还可以进一步研究哺乳动物大脑进化历程。

X：阿帅，我突然想到，其实每到冬天和夏天，我有时也会觉得大脑缩小了。

S：那是因为你每次期末考试之前才开始看书吧！

S：下一条新闻。最近，宾夕法尼亚大学医学院的Patrick Seale教授及其同事在《科学》杂志上发表的论文，表示他们从小鼠和人类体内找出了脂肪组织的细胞来源，这可以帮助科学家们想办法促进脂肪的有益扩增。

X：等等，脂肪扩增还能是有益的吗。

S：没错，其实脂肪扩增存在两种方式：一种是脂肪细胞数量变多，也就是“增多”；另一种是脂肪细胞变大，也就是“肥大”。

脂肪细胞体积增大

X：好吧，听名字就觉得同样是长肉，还是选前一种好点。

S：是的，脂肪细胞出现“肥大”之后，单个细胞储存的油脂也会胀大，这样会引起纤维化和炎症，促发代谢疾病。如果是促进新脂肪细胞产生，反而能有效禁锢脂肪细胞的个头，从而避免代谢问题。而新的脂肪细胞来自“祖细胞”的分化，但要追溯清楚祖细胞的类型和特性很难，因为种类庞杂，不同位置的脂肪组织来源又有所不同，使得脂肪“祖细胞”一直是个谜。这时候实验小白鼠又出场了。研究团队从幼年小鼠体内分离出处于快速成长阶段的白色脂肪组织，然后基于特异的细胞表面蛋白，采用荧光标记的方法，对不同类型的细胞进行分选。接着，借助于单细胞RNA测序方法，研究人员根据基因表达的相似性给获得的细胞分组，最后在十组不同基因表达特征的细胞中鉴定出三类祖细胞，以及不同类型祖细胞的分化轨迹。

X：可是这小鼠细胞和我们人类一样嘛？

S：是的，研究人员用人类皮下组织进行了比对，发现小鼠中鉴定出的三类祖细胞中有两类同样存在于人类脂肪组织。而进一步的观察发现，在高脂饮食的肥胖小鼠体内，那些负责增殖的祖细胞受到了损害，这样生产新脂肪细胞的能力就减弱了，不能增殖，当然就会肥大，引发不良代谢后果。所以这个结果也反过来给科学家们提示，如果可以靶向一种或多种祖细胞来促进它们的分化，让它们有益地增生，或许就可以帮助改善代谢疾病了。

X：这么听下来，就是说可以用刺激脂肪增生的方式来防止肥大引发的代谢病……但怎么感觉上脂肪还是变多了，那不还是得胖吗！看来还是控制好饮食运动，自己预防肥胖最靠谱啊。

S：（意味深长地看着）对啊，阿玄。

X：你这么看着我什么意思，我的身材还算匀称好不好。

S：你看看观众都怎么说你的吧。

X：什么……胖小哥？

X：小胖子？！

X：死肥宅……

X：同学们都知道，美国一直在大肆宣传载人登陆月球的计划，而中国也一直在为登月做准备。可以说时隔几十年，人类终于又迎来了一次登月热潮。

S：不过大家有没有想过，人类再次登月之后，要干点啥呢？

X：哎，最近有科学家就指出，人类重新登月之后，一件很重要的事，就是回收将近50年之前人类最后一次登月之后，留下的大量“垃圾袋”，而里面装着的就是当时的宇航员排泄物。

S：呃……这是要给月球打扫卫生的意思么？

X：不不，在科学家们眼里，这些装满排泄物的粪便不但不是需要清除的垃圾，反而是颇具研究价值的对象了！他们最想知道的一个问题就是，这里面有生命吗？

S：哦，你这么一说我就明白了，人类的排泄物里面携带着大量微生物，人类粪便就有大约50%的质量是由细菌组成的。

X：对，而且微生物的生存能力非常强，那么在这样的密封袋子中，在月球这样的温度、引力等环境中，这些细菌能撑过50年吗？这就是科学家们最感兴趣的地方了！当然，在科学家对月球环境的模拟之下，理论上即使是细菌也很难在月球那种极端严酷的条件下存活至今。要知道这不仅仅是温度的问题，月球没有一个起保护作用的磁场，因此不能使最强大和最具破坏性的宇宙辐射偏转；它也没有能够吸收太阳紫外线的臭氧层。

S：相比之下，地球对于生物来说真的太适合生存了。

X：当然，也不是全部没有希望。比如那些垃圾袋是密闭的，在密封的潮湿环境中，细菌的生存能力还是很强的。而且在几次登月任务中，这样的垃圾袋据称一共有96个……不管怎么说，无论那袋子里有没有生命，对于人类来说都是一个不错的研究案例。如果没有生命存在，我们可以根据细菌的死亡时间来推测月球这种环境下生命的韧性极限；而如果还有生命存在，那么这就是对人类在地球之外传播和延续生命想法的一个很好推动。尤其是对人类下一步的火星之旅，颇有借鉴意义。

S：不过，美国最近又曝出了载人飞船测试失败的新闻，能否按特朗普和NASA计划的那样如期登月又有疑问了。

X：如果是中国人首先重返了月球就有趣了，要不要回收这些美国人留下的“屎袋子”呢？

S：应该是谁先上去谁收集吧，毕竟这也是为了科学研究的目的，服务的是全人类啊。

X：就怕到时候美国总统到时候还要谴责我们：中国人在偷窃我们的shit！我要让美国人的shit重返美国！Make america shit again！

拓展阅读：

背景简介：本文是“科技袁周虑”视频节目第八期的文字稿，视频发布于2019年5月6日（https://www.bilibili.com/video/av51661871）。

责任编辑：孙远