“热点回顾｜一周科技大事件”为学术头条推出的图文新栏目，旨在帮助读者快速了解最近一周的科技热点新闻。由于篇幅（和知识）有限，欢迎大家多多补充～
据联合国《世界人口展望 2022》报告预计，明天，也就是 11 月 15 日，全球人口就要达到 80 亿了，你我即将成为 1/8000000000 了。伴随着冬天的到来，雾霾天也又双叒叕来了！一项来自北京大学的研究揭示，针对中国大陆 31 个首府城市用同样的颗粒物质量浓度标准来制定大气污染控制政策存在明显的片面性，存在控制要求上的不平衡问题，应该因地制宜。近日，教育部发布了关于面向中小学生违规竞赛问题查处情况的通报，“奥林匹克英语大赛”，违规！“希望数学”，违规！“JEA China”，违规！救救家长和孩子吧，违规竞赛就别来卷了......but... 除了这些，上周还有哪些热点新闻呢？我们先一起简单回顾下：- 失语瘫痪者再次发“声”，每分钟近 30 字符，平均错误率仅 8.23%
- 清华何源副教授课题组在 ACM SenSys 2022 大会获最佳论文奖第二名
据联合国《世界人口展望 2022》报告预计，到本月15日，全球人口将达到 80 亿。这一数字在今后几十年里将继续增长，但增速会有所放缓，且存在地区差异。由于预期寿命和育龄人口增加，预计到 2030 年全球人口将增长至 85 亿左右，2050 年达到 97 亿，本世纪 80 年代达到约 104 亿的峰值，并保持这个水平到 2100 年。联合国数据显示，2021 年，全球人口平均生育率为 2.3，即平均每名妇女一生生育 2.3 个孩子，而 1950 年的生育率为 5，预计到 2050 年将下降到 2.1。生育更替水平指的是平均每名妇女大约生育 2.1 个孩子，意味着出生和死亡人数趋于平衡，人口停止增长、保持稳定。另一方面，全球平均预期寿命继续增加，叠加生育率下降，将加剧人口老龄化。数据显示，2019 年全球平均预期寿命为 72.8 岁，比 1990 年多 9 岁；到 2050 年，预计平均预期寿命达到 77.2 岁。另外，印度或将最早于 2023 年成为第一人口大国，并在 2050 年达到 17 亿，尽管其生育率已经低于生育更替水平。内容来源：《科技日报》
相关链接：
https://www.un.org/development/desa/pd/content/World-Population-Prospects-2022
研究揭示：中国大陆 31 个首府城市大气颗粒物的组分与毒性存在显著差异
空气污染已成为现代社会面临的主要环境挑战之一，中国在过去 10 年在大气污染控制方面取得了重要的进展。然而，目前的控制与评价的主导标准依然是大气颗粒物的质量浓度，还没有将颗粒物的毒性纳入考量。近日，北京大学环境科学与工程学院要茂盛教授团队收集了来自中国 31 个主要城市的 465 个汽车空调过滤膜，二硫苏糖醇（DTT）实验结果显示，中国不同城市的归一化颗粒物毒性（Normalized PM toxicity，NIOG）存在显著差别，差异高达 6.5 倍，长沙颗粒物毒性最高，而银川的最低。此外，在中国 31 个城市中，qPCR 结果显示，中国 31 个城市的细菌和真菌总水平差异为 10-100 倍。鲎试剂（LAL）实验结果表明，PM 内毒素浓度范围为 2.88 EU/mg PM（杭州）至 62.82 EU/mg PM（石家庄）。这些结果揭示，在不同城市每日吸入不同剂量的真菌和内毒素。这些物质都是对人体有重要影响的颗粒物的生物成分。统计分析显示，PM 中化学成分（水溶性离子和微量元素）和生物成分（真菌、细菌和内毒素）的浓度与一些气象因子和二氧化硫等气体污染物显著相关。研究团队表示，针对中国不同的城市用同样的颗粒物质量浓度标准来制定大气污染控制政策存在明显的片面性，存在控制要求上的不平衡。对于颗粒物毒性高的地方，可以提高颗粒物浓度的标准要求，从而可以更好地保护人体健康。对于颗粒物毒性相对较低的城市，可以稍微放宽颗粒物的标准，在保障人体健康的基础上，能更好地保护经济。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325822004149
自 2018 年以来，教育部持续规范面向中小学生的全国性竞赛活动，连续四年公布通过审核的竞赛清单，取消了学前教育阶段各类竞赛和义务教育阶段学科类竞赛，大幅削减了竞赛数量，基本斩断了竞赛与招生、考试、培训挂钩的利益链，有效遏制了竞赛横生的乱象。但是，受利益驱使，违规竞赛仍时有发生，这些违规竞赛扰乱了教育教学秩序，加重了学生和家长负担，严重侵害了群众利益。
教育部提醒，广大学生和家长要擦亮眼睛，凡是未列入“面向中小学生的全国性竞赛活动名单”的均是违规竞赛，名单内没有面向义务教育阶段学生的学科类竞赛，所有竞赛均不得向学生和家长收取任何费用，竞赛及竞赛产生的结果均不作为中小学招生入学的依据，也不作为高考加分项目。
11 月 9 日，教育部发布了关于面向中小学生违规竞赛问题查处情况的通报。如下：
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1）“奥林匹克英语大赛”违规办赛情况
“奥林匹克英语大赛”原名“全国奥林匹克英语作文大赛”，竞赛内容为中小学生英语作文、口语、演讲等，对外宣称主办方为“国际双语教育协会英汉专业委员会”“奥林匹克英语大赛组委会”，利用“奥林匹克英语大赛”官网、“中国英语作文网”和奥英赛微信公众号开展宣传。
经查，该竞赛实际为广州龙灵教育科技有限公司违规举办，所谓的“国际双语教育协会英汉专业委员会”“奥林匹克英语大赛组委会”均未经合法注册，所办竞赛活动违反《面向中小学生的全国性竞赛活动管理办法》。目前，该竞赛已被依法依规取缔。
2）“希望数学”违规办赛情况
“希望数学”对外号称原名“希望杯”，通过豆瓣、小红书、知乎、微信公众号等开展招生宣传。
经查，“希望数学巅峰对决国际精英挑战”“希望数学巅峰挑战营竞赛活动”“希望少年俱乐部”及其他名为“希望数学”“希望杯”的相关赛事为彗星海科技有限公司及其他企业违规举办，所办竞赛活动违反《面向中小学生的全国性竞赛活动管理办法》。目前，该竞赛已被依法依规取缔。
3）“JEA China”违规办赛情况
“JEA China”对外宣称是美国新闻传媒教育协会中国分会，在国内举办 3 个活动（YOC 全国青年观察项目、YIC 青年影响力项目、MR 全国高中生媒体作品评选）和 1 个奖项（全国青年领导力奖）。
经查，上述竞赛活动为上海解问教育科技有限公司、上海无远科技教育有限公司等企业违规举办，所谓的“JEA China”未经合法注册，所办竞赛活动违反《面向中小学生的全国性竞赛活动管理办法》。目前，该竞赛已被依法依规取缔。
除上述违规竞赛外，所谓的数学花园探秘、华数之星、五羊杯、走美杯、美国大联盟、卓越 360 统测、全英赛、世奥赛等均未列入教育部公布的“面向中小学生的全国性竞赛活动名单”，均属违规竞赛。
内容来源：《科技日报》
相关链接：
http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202211/t20221109_980767.html
只要大脑和受损脊髓中的运动神经元之间还能建立联系，借助一定的科学方法，瘫痪者就有希望重新获得行走能力。以往案例证明，对脊髓进行电刺激治疗，比如诸如硬膜外电刺激（EES）疗法，可以有效帮助瘫痪人士恢复行走能力。但是，这种疗法背后的潜在机制尚不明确。近日，神经科学家、洛桑联邦理工学院教授 Grégoire Courtine 团队及其合作者成功鉴定出了促进瘫痪后康复的神经元。这一发现增加了人们对瘫痪后如何恢复移动能力的认知。![]()
在一篇同期发表的评论文章中，索尔克生物研究所分子神经生物学实验室副教授 Eiman Azim 和博士后研究员 Kee Wui Huang 评价道，这一发现可以帮助人们进一步理解 EES 的康复机制，但脊髓是如何重组的全过程还有待研究。此外，他们也表示，尽管存在挑战，增强神经康复方法的发展，以及用于访问神经系统中特定细胞类型的工具的快速增长，使脊髓损伤的靶向、基于电路的治疗前景看起来更加有希望。
近日，一项发表在《当代生物学》上的研究发现，把时钟调快，能减少 16% 的与夜间活动有关的“动物车祸”。研究团队开发了一个模型，展示了永久夏令时制的好处：不仅可以拯救动物生命，还可以减少碰撞成本和对人类的伤害。他们利用美国交通部 23 个州分支机构的数据，分析了全美 1012465 起鹿-车相撞事故和 9600 万小时交通观测。他们的分析显示，日落后 2 小时的碰撞频率是之前的 14 倍。更令人震惊的是，在标准时间改变后的一周内，鹿与车辆的碰撞率增加了 16%。根据这些数字预测，如果夏令时变成全年制，每年将防止 36550 只鹿死亡、33 人死亡、2054 人受伤，以及减少 11.9 亿美元的碰撞损失。此外，研究人员认为，关于“动物车祸”的数据很可能被严重低估，实际数字比记录的要大得多。https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01615-3
失语瘫痪者再次发“声”，每分钟近 30 字符，平均错误率仅 8.23%
脑机接口被寄予厚望，是近年来神经科学中最前沿的研究领域之一。在一项最新研究中，来自美国加州大学旧金山分校的科研团队设计了一个神经假体，这种神经假体可以将脑活动转译为单个字母，实时拼出完整句子，展示在一名失语瘫痪患者面前。测试结果显示，参与者从一个 1152 个单词的词汇表里，能够以每分钟 29.4 个字符的速度生成句子，平均字符错误率仅为 6.13%。在进一步的实验中，研究团队发现，这一方法可以推广到包含 9000 多个单词的词汇表中，平均错误率也只有 8.23%。以上研究结果表明，基于拼读方法利用语音编码词汇生成句子的无声控制语言神经假体具有相当大的应用潜力。https://www.nature.com/articles/s41467-022-33611-3
阿司匹林因其稀释血液特性而经常被用来预防心血管并发症。研究表明，该药可能在一定程度上减缓认知能力下降，并增强骨骼强度。从理论上讲，这两种作用相结合可以减少摔倒。然而，阿司匹林减少老年人事件（ASPREE）的试验结果却与这一观点相悖。最新研究结果表明，老年人每天服用低剂量阿司匹林后，摔倒的概率会增加。相关研究于近日发表在科学期刊《美国医学会杂志-内科学》上。澳大利亚莫纳什大学的 Anna Barker 和同事在平均 4.6 年时间里，跟踪调查了 16703 名年龄在 70 岁及以上的澳大利亚白种人，这些人被认为是“相对健康的”。其中，一半的参与者每天服用一次 100 毫克的阿司匹林，这是老年人长期服用的通常剂量，其余人则服用安慰剂。与不服用阿司匹林的人相比，服用阿司匹林的人群摔倒的可能性要高出约 10%，两组的骨折风险并无显著差异。统计分析表明，这并非偶然。目前还不清楚这一结果是否适用于非白种人。对此，英国老年病学会的 Jennifer Burns 表示，阿司匹林组跌倒的增加可能与该药的抗凝作用有关。服用阿司匹林后摔倒的人可能会有大量出血或瘀伤，需要紧急护理。但研究中没有评估出血和瘀伤。Burns 说，随着人们年龄的增长，提高平衡能力和健康锻炼可能更有利于减少跌倒。https://jamanetwork.com/journals/jamainternalmedicine/article-abstract/2797772近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员冯芒团队与广州工业技术研究院、郑州大学、湖南师范大学、郑州轻工业大学、日本理化学研究所、美国宾夕法尼亚州立大学等国内外研究机构合作，利用超冷离子实验平台，设计并实现了迄今国际上首个非厄米量子热机实验。
该热机的工作物质是一个开放的（即非厄米的）量子体系，四个热力学冲程基于刘维尔奇异点（即体系的本征能量简并点，使本征态和本征能量塌缩到一点）的不同拓扑相，实验显示，“等容加热冲程和等容冷却冲程分别处于严格相和破缺相的量子奥拓热机具有最高的热机效率”的新结论，对量子热机的研究具有重要意义。
该成果颠覆“增加量子相干性便可提升量子热机效率” 的主流观念，将有助于探索非厄米动力学及刘维尔奇异点对量子体系的热力学过程和现象的影响。此外，该研究中的工作物质是单个原子，而原子是化学变化中的最小粒子，因此该研究的结论和所展现的技术具一定的普适性，有望应用于能源、生物、医药和工程等领域，并用于开发分子马达、纳米机器人和微型智能装置等。
柔性触觉神经形态器件已成为人机协同发展的重要动力，然而，用人工智能实现柔性触觉神经形态器件功能并超越人类智能还面临障碍与挑战。近日，中国科学院深圳先进技术研究院先进集成技术研究所神经工程研究中心与德国马克思-普朗克聚合物研究所有机电子研究团队合作，开发出可拉伸自供能三维遥感触觉器件（3D remote tactile device，3D-RTD），该器件利用导电-介电异质结构实现对外界物体在景深方向（depth-of-field，DOF）机械运动的感知。该器件通过感知信号的正/负、频率、振幅与外界物体 DOF 运动建立精确的逻辑关系。该器件的感知机制依靠静电场理论和多物理场模拟建立，通过微观/宏观交互的人工-生物混合系统验证感知性能。科研团队将该器件作为神经界面贴片，在避障场景中对 3D-RTD 的感知增强和辅助交互功能进行演示，即大鼠在昏暗的环境中行走，在非接触状态下感受到潜在危险并传递信号给大脑，同时发生动作反馈，实现感觉-感知-交互全过程，这是传统的二维接触式传感器无法实现的。该研究展示了 3D-RTD 的场景联系与逻辑识别能力，并可与生物感知相结合，为多模态神经形态器件和类脑智能提供新选择。https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo5314
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种病因与发病机理复杂、影响老年人群健康的最主要神经退行性疾病之一，以认知功能进行性减退为最显著的临床表征，其主要神经病理变化为脑内淀粉样斑块的沉积和神经纤维缠结。临床上，除认知功能障碍外，患者还时常伴有抑郁焦虑、攻击行为增加、节律异常、幻听幻视等神经精神症状，这些症状严重影响患者和看护人员的生活质量，并可能加速患者的认知功能减退。然而，这类症状发生与发展的神经环路机制尚不清楚。李家立团队以 AD 小鼠模型为研究对象，解析了两类锥体束（pyramidal tract，PT）神经元在疾病中的特异性电生理异常以及其与攻击行为之间的关系。研究利用逆向示踪病毒标记出前额叶皮层（prefrontal cortex，PFC）的两类 PT 神经元，从而分别对其进行全细胞记录，发现 AD 小鼠模型两类神经元的内在兴奋性异常呈现高度差异性。此外，研究团队还对比两类神经元转录组学的差异，将 A-type PT 神经元电生理异常的机制定位于电压门控钾离子通道 Kv6.3，通过免疫荧光、蛋白免疫印迹、单细胞 qPCR 等手段，确定了此类神经元 Kv6.3 表达的降低，并通过 Kv6.3 的过表达，逆转了模型小鼠 A-type PT 神经元的电生理异常以及攻击行为的增加。该研究为 AD 神经精神症状的发生机制提供了新见解，并为 PFC 神经元的分类提供了新依据。https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)01438-3清华何源副教授课题组获 ACM SenSys 2022 最佳论文奖第二名11 月 6 日至 9 日，第 20 届国际计算机学会（ACM）嵌入式网络感知系统大会（SenSys）在美国波士顿召开。清华大学软件学院何源副教授课题组的论文“麦巢：辅助无人机精准降落的远距离即时声源定位技术”（MicNest：Long-Range Instant Acoustic Localization of Drones in Precise Landing）获得了大会最佳论文奖第二名（Best Paper Runner-Up）。研究团队提出了一种基于地面麦克风阵列进行远距离即时声源定位的方案，有效解决了复杂城市环境中信号衰减快、信噪比低、多普勒非线性失真等难题，对无人机的可定位高度达 120m，定位相对误差 0.5%。目前，该技术方案已经接入美团无人机的飞行控制系统，并通过了多种复杂环境的测试验证，未来计划在美团无人配送业务中落地应用。http://tns.thss.tsinghua.edu.cn/sun/publications/2022.MicNest.pdf水凝胶是一种由亲水性聚合物链交联而成的三维网络，具有良好的弹性、生物兼容性及刺激响应性等特点，广泛应用于生物医学、柔性设备、智能器件等领域。近年来，研究人员发现在水凝胶中引入各向异性结构会为其带来一系列新奇的理化特性及应用，如双折射及相应的干涉色。相比传统染料着色，干涉色更加逼真，并具有宽色域、高耐用性等优势，应用前景广阔。在水凝胶中引入各向异性的常见方法包括机械应力辅助、自组装、电场控制及 3D 打印等技术，但这些方法的均匀性及可控性较差，且会对材料造成损伤。同时受限于较小的双折射，现有报道的光学各向异性水凝胶只能展现出黑白变化，限制了其在光学领域的应用。针对以上挑战，清华大学深圳国际研究生院刘碧录副教授团队利用磁场控制二维钴掺杂氧化钛液晶的取向，制备出一种具有大双折射值的光学各向异性水凝胶。这种磁场控制方法具有无损、高度均匀等优点，可实现各向异性的精确调控。基于这种各向异性水凝胶，研究团队制造并演示了一系列光学原型器件，包括光学相位延迟器、梯度光学衰减器、磁性透明彩色成像仪和可视化应力及温度探测器等，这为偏振光学领域的诸多应用如定制化光学元件、视觉增强设备、防伪标签等提供了新思路。https://www.nature.com/articles/s41467-021-26587-z
新版微信更改了公众号推荐规则，不再以时间排序，而是以每位用户的阅读习惯为准进行算法推荐。在此情况下，学术头条和“学术菌”们的见面有如鹊桥相会一样难得（泪目）那么，如果在不得不屈服于大数据的当下，你还想保留自己的阅读热忱，和学术头条建立长期的暧昧交流关系，将学术头条纳入【星标】，茫茫人海中也定能相遇～