最近，我的丈夫在描述过去某个假期发生的一件事。那不是什么重大事件，但听起来很愉快。然而，我对他所讲的事情完全没有印象。

他简直不敢相信。

我们都知道“回忆可能有所不同”，但它们怎么会差别如此之大呢？而我为什么没有这段记忆？我工作很忙——难道是我的大脑空间已经用完了吗？

这是一个很诱人的解释。我们常常说“脑子满了”、“信息过载”、“东西太多记不住”，就好像大脑是一个容器，最终会达到容量极限。但大脑并不会被填满。相反，它会进行筛选。

在任何给定的时刻，我们所能获得的信息远远超过了我们实际能够存储的量。光是某一天里看到的景象、听到的声音、经历的对话，就足以让任何试图完整记录它们的系统不堪重负。

相反，大脑依赖于选择。注意力决定了哪些信息会被注意到。情绪帮助判断哪些信息是重要的。然后，像海马体这样的结构会决定哪些信息值得存入长期记忆。

如果你的注意力在别处，这个筛选过程在第一步就会出错。

在那个假期里，我的丈夫可能停下来足够长的时间，记录下了那个时刻。而我可能正在想着下一步要去哪里、核对时间安排，或者只是在度过这一天，却没有停下来真正去感受那个瞬间。

这种差别很微妙，但却至关重要。

没有集中的注意力，经历只能被非常微弱地编码，甚至根本不会被编码。从这个意义上说，那段记忆并非丢失了——而是从未真正形成过。

即使记忆被成功编码，它们也并非以固定记录的形式存储。每当我们回忆一件事时，我们其实是在重构它——借助感官细节的片段、先前的知识和预期。

通过重复——比如反复交谈、反思或复述——这些重构会变得更牢固、更连贯。

随着时间的推移，它们会变得越来越生动，也越来越确定。

这有助于解释为什么共同的经历会产生如此巨大的差异。我们总觉得，经历了同一个时刻就应该产生相同的记忆，但大脑并不是这样运作的。它不会被动地记录经历。它会主动地选择、排序，并且同样重要的是，它会主动地丢弃。

我们感觉大脑“满了”，并不是因为我们用光了存储空间，而是因为我们一次性能够处理的信息达到了极限。注意力是有限的。工作记忆——即我们能够主动在头脑中记住的少量信息——更是极其有限的。

当这些系统超负荷时，新的信息就很难站稳脚跟。这就好比在电脑上打开了太多标签页：没有任何东西被永久删除，但一切都变得更难管理。

用计算机来做类比在一定程度上有用。如果工作记忆类似于运行内存——快速、临时、容量有限——那么长期记忆则常常被比作硬盘。

但类比到这里就不成立了。硬盘将文件存储在固定的位置，检索出来的结果与保存时的形式完全一致。

大脑并非如此。

记忆并不像独立的文件那样被存储。它们分布在神经元网络中，彼此重叠，每次被回忆时都会被重新塑造和重新组合。

新的经历并不会简单地添加到已有的记忆之上——它们会与已有的记忆相互作用，同时改变新旧两方面的内容。

人们曾尝试估算大脑在理论上可以存储多少信息。

索尔克研究所一个被广泛引用的数字大约是1拍字节——大致相当于连续数百年不间断的视频记录。这个数字令人印象深刻，但也有点误导性。

它暗示着存储系统会随着时间逐渐填满，而实际上，大脑在不断地自我重组。容量并非固定不变，信息也不是孤立存储的。信息是整合的、被修改的，而当不再有用时，就会被允许逐渐消退。

这就引出了一个略显不安的问题：那些我们想要保留的记忆，会发生什么呢？

其中一些会逐渐消退——不是因为大脑空间用完了，而是因为它们没有不断地被强化。记忆的存在并不仅仅因为它对我们重要。它是在被重温、被复述、或者与其他经历重新建立联系时，才会被保存下来。

没有这种强化，即使是有意义的时刻，随着时间推移也会变得更难被提取出来。

在大多数情况下，失去的并不是记忆本身，而是我们提取记忆的能力。一个熟悉的气味、一段音乐，或者一个意想不到的细节，都可以把那些看起来已经彻底消失的东西重新带回来。

痕迹仍然存在，只是它已经滑出了我们的触及范围。

而一段记忆的缺失，很少能证明系统已经饱和——更多时候，它是一个从未被完整存储过的瞬间留下的痕迹，或者是一个只是没有被调用过的瞬间。

本文译自：sciencealert（编译 / 整理：olaola）

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不过，随着医学研究和濒死体验（Near-Death Experience, NDE）案例的积累，我们对“死亡”这一过程，已经有了比过去更清晰的认识。

濒死体验：有人“回来”讲述的瞬间

1994年，美国一位名叫托尼·西科里亚的骨科医生在一次意外中被闪电击中，差点丧命。在那一瞬间，他描述了一段极其离奇的经历。

他感觉自己被击飞，随后仿佛脱离了身体，转过身竟看到自己的躯体躺在地上，还有人正在对他实施心肺复苏。他甚至“漂浮”到家中，看见自己的孩子在房间里玩耍。

紧接着，他被一束蓝白色的光包围，伴随着一种难以言喻的宁静与幸福感。他回忆说，自己仿佛在短时间内“回顾了一生”，所有重要的记忆迅速闪过。

就在他沉浸在这种前所未有的感受中时，一切突然终止——他被拉回了现实，重新回到自己的身体。

类似这样的经历，并非个例。长期研究濒死体验的医生指出，这种“离体感”“看到光”“回顾人生”的现象，在许多濒死者中都有报告。

科学视角：死亡其实是一个“过程”

现代医学认为，死亡并不是一个瞬间发生的事件，而是一个逐步展开的过程。

在这个过程中，人体的各项系统会逐渐失去功能，直至完全停止运作。

首先，呼吸会变得不规律。它可能忽快忽慢，或者变得浅而断续。有时还会伴随着一种类似“咕噜声”的声音，这是因为呼吸道中的分泌物无法被正常排出。

接着，身体的肌肉开始放松。当人真正进入死亡状态时，全身肌肉会完全松弛，这也可能导致空气从肺部逸出，发出叹息或低声。

与此同时，心脏停止跳动，大脑也逐渐失去活动。虽然一些研究表明，大脑在心跳停止后仍可能短暂保持电活动，但这并不意味着人仍然具有清醒的意识。

意识是否会“继续存在”？

这是最具争议的问题之一。

一些经历过心脏骤停的人，在被救活后，能够回忆起当时的某些“意识片段”。研究者发现，大约有相当比例的患者报告，在被宣布临床死亡期间，仍然存在某种形式的“感知”或“意识”。

他们描述的内容惊人地相似：

• 看到明亮的光
• 遇见已故的亲人
• 观察医生抢救自己的过程
• 产生强烈的平静与幸福感

但科学界对此仍持谨慎态度。许多研究者认为，这些体验可能源于大脑缺氧、神经活动异常，或者类似梦境的状态，而非真正的“灵魂离体”。

换句话说，目前并没有确凿证据证明意识能够在死亡后独立存在。

死亡之后：身体会发生什么变化？

当生命体征完全停止后，身体仍然会经历一系列变化。

最初，肌肉会彻底放松，随后体温开始逐渐下降，与周围环境趋于一致。血液在重力作用下向身体低处沉积，使皮肤呈现出紫红色斑块。

随后，尸体会进入“僵硬”状态，从面部开始，逐渐扩散到四肢。这种现象通常在死亡后数小时内出现，并在几天后随着组织分解而消失。

最终，身体的组织会逐渐分解，重新回归自然循环。

一个没有定论的终极问题

尽管科学可以解释身体在死亡时和死亡后的变化，但对于“意识是否延续”这一核心问题，仍然没有统一答案。

有人认为，死亡意味着一切终止；也有人相信，意识会以某种形式继续存在。

可以确定的是，死亡并非瞬间“熄灭”，而是一个复杂、渐进的过程。从身体机能的衰退，到大脑活动的变化，再到可能出现的主观体验，每一步都揭示了生命结束的不同侧面。

也许，正是这种未知，让“死亡”成为人类最持久、也最深刻的谜题之一。

本文译自：allthatsinteresting（编译 / 整理：olaola）

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然而，一个最基础的问题至今仍困扰着数学家：如何区分两个不同的绳结？

单凭肉眼观察，很难判断两个复杂的绳结是否具有相同的结构。即便它们看起来完全不同，你也可能通过移动某些线段将一个变成另一个（在数学家眼中，绳结的两端总是连接在一起的，这样移动时结就不会散开）。

过去一个世纪里，数学家们开发了一套虽不完美但行之有效的工具来区分绳结。这些工具被称为“不变量”——每个不变量都测量绳结的某个特征，比如交织股线的模式，或者其周围空间的拓扑形状。如果用一个不变量测量两个绳结得到不同的结果，就能证明它们不同。但反过来不一定成立：如果得到相同的结果，两个绳结可能相同，也可能不同。

有些不变量区分能力更强，但有一个代价：越强大的不变量往往越难计算。

“大多数不变量要么非常强大但根本无法计算，要么容易计算但非常弱小，”悉尼大学的丹尼尔·图本豪尔表示。

当绳结的交叉点达到15或20个时，许多不变量就开始力不从心了——要么无法区分大量绳结，要么计算变得过于困难。多伦多大学的德罗尔·巴尔-纳坦调侃道：“如果你说‘300个交叉点’，然后再说‘计算’这个词，那基本属于科幻小说的范畴。”

但现在，巴尔-纳坦和荷兰格罗宁根大学的罗兰·范德维恩提出了一种全新的绳结不变量，它不需要数学家在两难中做选择：既强大又易于计算。 “它似乎正好处在‘令人兴奋的事情发生’的最佳位置，”图本豪尔评价道。

这种强度与速度的结合意味着数学家可以探索以前遥不可及的绳结。对于多达300个交叉点的绳结，计算这个新不变量轻而易举；巴尔-纳坦和范德维恩甚至为超过600个交叉点的绳结计算出了该不变量的某些方面。

“这一突破堪比一种新型望远镜：不仅能在熟悉的范围内提供更清晰的‘分辨率’，还能将我们的观测范围扩展10倍，”耶路撒冷希伯来大学的吉尔·卡莱说道。

对于每个绳结，这个不变量都会输出一个色彩斑斓的六边形“二维码”，像雪花一样对称且细节精致。“输出结果美得惊人，变化丰富得令人难以置信，”不列颠哥伦比亚大学的利亚姆·沃森说，“它简直像是来自另一个世界。”数学家们希望这些 intricate 的图案能引导他们发现单个绳结更深层的拓扑特征。“你会立刻开始好奇，”沃森说，“究竟是这个绳结的什么特质，产生了这样独特的图案？”

绳结的“分桶”游戏

想象一个游戏：你画一个绳结，尝试用红、黄、蓝三种颜色给每条股线涂色。规则是每种颜色至少用一次，并且在每个交叉点，要么三种颜色都出现，要么只出现一种颜色。有些绳结可以这样涂色，有些则不行——例如，三叶草结可以，而八字结就不行。无论你如何进一步缠绕一个给定的绳结，如果它最初是“三色可涂”的，那么它将始终保持这种属性。同样，不能涂色的绳结也始终不能。这使得“三色性”成为一个绳结不变量。

判断一个绳结是否三色可涂并不太难，但这个不变量区分绳结的能力不强——它只能把绳结分成两个“桶”：能涂色的和不能涂色的。如果你要区分的两个绳结恰好在同一个桶里，那就没办法了。你可以通过使用更多颜色和规则，以及测量涂色方案的数量（而不仅仅是能否涂色）来改进不变量。这些改进会产生更强大的不变量，但也更难计算。

过去一个世纪，数学家们已经提出了数百个不变量。利用这些工具，他们成功编录了超过20亿个交叉点不超过20个的绳结——考虑到既可计算又强大的不变量如此稀缺，这堪称一项壮举。在识别绳结方面，“我们100年来的绳结理论工具并不特别出色，”图本豪尔说。

部分原因在于，最强大的不变量往往源自对绳结内部深层拓扑结构的研究。但很少有绳结理论家同时精通这些理论思想以及设计易计算不变量所需的计算考量。巴尔-纳坦和范德维恩——两位既是理论家又是熟练程序员的研究者——是个例外。他们的新不变量源于深层的拓扑思想，但目前主要聚焦于创建一个快速、强大的不变量。将可计算性作为优先考量，在绳结理论中是“文化上的新事物”，沃森说。

一条“打结的高速公路”

巴尔-纳坦通往这个新不变量的道路始于20年前，当时他正试图理解“带结”——一种沿着一条自交的带子边缘行进的绳结。这项工作让他重新审视了一个特别强大的不变量：孔采维奇积分，它内部包含了许多其他绳结不变量。数学家们猜想这个不变量强大到足以区分所有绳结。

“我高兴了大约五分钟，”巴尔-纳坦说。然后他提醒自己，孔采维奇积分在实际操作中几乎无法计算。“它作为一个抽象概念存在，但你无法从中推导出任何关于现实中绳结的信息。”

巴尔-纳坦开始尝试用更易计算但仍保留其部分宝贵信息的不变量来逼近孔采维奇积分。存在一个自然的序列，其中的不变量能捕捉到孔采维奇积分越来越多的细节。但除了序列的第一个成员外，没有人知道如何高效地完整计算这些不变量。

在2015年奥胡斯大学的一次讲座上，巴尔-纳坦分发了一份描述其目标的讲义。在底部，他用大号洋红色斜体字写道：“需要帮助！” 听众中的范德维恩响应了这一号召。两人开始合作，试图弄清楚如何突破序列中的第一个不变量。

他们从第一个不变量入手：所谓的亚历山大多项式，发现于1923年。在绳结的世界里，多项式将对绳结的测量结果转换成数字和变量的幂的组合（如3x⁷+8）。一个世纪以来，数学家们提出了几十种计算亚历山大多项式的方法。巴尔-纳坦和范德维恩着手推广其中一种方法，他们最终能够用汽车交通的语言来表述它。

想象绳结是一条单向高速公路，你在某处剪开，使它有了起点和终点。再想象每对交叉点之间有一座城市。如果一辆车从高速公路起点出发，它会在从终点驶出之前经过每座城市一次。

为了构造亚历山大多项式，假设在每个交叉点，从上跨线到下跨线有一条可选的下行匝道。当汽车到达上跨线时，有一定的概率——记作x——它会选择下行匝道而非继续直行。现在，一辆车不一定恰好经过每座城市一次。假设你在迈阿密投放100辆车，询问会有多少车流经过亚特兰大。有些车可能经过亚特兰大一次，有些可能多次，有些则完全绕过它。通过亚特兰大的预期车流量可以写成x的函数，这个函数捕捉了绳股如何相互缠绕的信息。

对于每对城市，你可以构造一个交通函数。这些函数的简单组合就产生了亚历山大多项式——孔采维奇积分的第一个近似。

巴尔-纳坦和范德维恩认为，或许可以通过创建一个涉及两种汽车（以下行匝道的不同概率，比如x和y行驶）的交通场景，为序列中的第二步写出类似的公式。但经过多次尝试，他们未能找到可行的交通模型。直到有一天，他们从亚原子粒子的数学中获得了灵感。

正如粒子可以结合或分裂成其他粒子一样，巴尔-纳坦和范德维恩设想他们的两种汽车有时会结合形成第三种车辆——就像一辆被另一辆拖曳着一样。然后这两辆车会作为一个整体在高速公路上行驶。之后，它们可能再次分裂，各奔东西。同样，你可以计算从迈阿密出发的车流中有多少会经过亚特兰大，但这一次，你还要跟踪不同的车辆类型。

巴尔-纳坦和范德维恩确信他们找到了正确的模型，但他们仍然不知道如何组合所有交通函数来直接生成一个绳结不变量。然而，他们的模型确实让他们感受到了这样一个不变量应有的整体“形状”。于是他们采用了一个老办法：先写出一个具有正确形状的通用公式，然后调整其系数，使其在绳股被移动时仍保持不变。

“从某种意义上说，我们就是临时拼凑的，”范德维恩说。

结果是一个复杂的x和y多项式，这让其他研究者感到困惑。“你做了这些关于汽车、匝道和概率的复杂事情，而最终得出的结果无论你使用绳结的哪张图景都是一样的——这才是最神奇的地方，”悉尼大学的苏珊娜·丹乔说，“他们到底是怎么想出来的？”

绳结之梦

虽然多项式看起来很杂乱，但计算机可以轻松计算它，即使对于数百个交叉点的绳结也是如此。而且它非常强大：图本豪尔计算出，例如，这个不变量能唯一识别超过97%的18交叉点绳结。相比之下，琼斯多项式（编目绳结最广泛使用的不变量之一）的识别率约为42%，而亚历山大多项式仅为11%。

“我认为在可计算性和相对强度方面，没有什么能与这个不变量相提并论，”沃森说。

通过将多项式的系数绘制成一种热图，研究人员创造出了惊人的可视化图像——每个绳结都有一个华丽的六边形二维码。两个二维码不同的绳结，保证是不同的绳结。

巴尔-纳坦和范德维恩预计，这个二维码在区分绳结之外还有更多用途。在论文题为“故事、猜想与梦想”的一节中，他们提出，二维码可能有助于阐明绳结的各种拓扑特征。例如，他们认为六边形的直径将为绳结复杂度的一个度量——亏格（这对曲面研究也至关重要）提供一个下界。如果这被证明是正确的，丹乔说，“这意味着我们将更擅长计算大型绳结的亏格。”

巴尔-纳坦、范德维恩以及其他研究者都确信，这个新不变量等同于孔采维奇积分的第二个近似，数学家们称之为双环多项式，并且已经研究了数十年。“我愿拿我的房子打赌，”北卡罗来纳大学教堂山分校的列夫·罗赞斯基说，他是最早研究双环多项式的人之一。

在其传统形式下，双环多项式很难计算，但拓扑内涵丰富。因此，证明这种等价性将立即证实巴尔-纳坦和范德维恩赋予其新不变量的许多拓扑能力。即便如此，作者们仍希望最终能以一种更简单的方式解释这个新不变量。“一个基本的构造应该有一个简单的解释，”他们写道。

从某种意义上说，他们觉得自己是误打误撞闯入了故事的中段。“我们对开头和结尾相当不确定，”他们写道。

与此同时，没有什么能阻止研究人员尝试用更多的汽车和变量来构建交通模型，以期捕捉孔采维奇积分中存储的越来越多信息。“有一整个动物园般的类似东西正等着我们去发现，”范德维恩说。

本文译自：quantamagazine（编译 / 整理：olaola）

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把一克果糖放入人类的肝细胞中，最初几秒内会发生一系列异常剧烈的生化反应。一种叫作酮己糖激酶的酶会迅速抓住果糖，并为其添加一个磷酸基团，从而引发一场微小的“代谢风暴”。细胞的能量货币——ATP被大量消耗，速度远超细胞再生的能力；与此同时，尿酸水平飙升，脂肪生成信号向外扩散。而这一切，仅仅来自一克糖——按热量计算，它与你血液中的葡萄糖并无差别。

这正是果糖的“悖论”所在：它在化学结构上几乎是葡萄糖的孪生兄弟，但进入人体后的行为却像是一个完全不同的分子。这一观点，是一篇发表于《自然·代谢》杂志上的重磅综述的核心结论。该综述由科罗拉多大学安舒茨分校的理查德·约翰逊博士领衔，共九位学者联合撰写。他们呼吁我们不要再把果糖仅仅看作一种能量来源，而应将其视为一种更接近激素的信号分子。

一种会“传递信号”的糖

食糖和高果糖玉米糖浆在口中溶解后，大致会释放出等量的葡萄糖和果糖。葡萄糖的代谢路径早已为人熟知：它刺激胰岛素分泌，被细胞吸收利用，多余部分以糖原形式储存在肝脏中，只有在严格调控下才会转化为脂肪。

果糖的路径则完全不同。它绕过了糖酵解途径中最关键的一个调控“闸门”——PFK1酶。当细胞能量充足时，PFK1本应踩下刹车，但果糖轻松地绕过了它。正如约翰逊团队所指出的：果糖的代谢几乎没有“关闭开关”。约翰逊本人也在声明中强调：“果糖不仅仅是一种热量，它作为一种代谢信号，促进脂肪生成与储存的方式，与葡萄糖有着根本性的区别。”

小剂量，强信号——生物学中的常见逻辑

在生物学中，信号分子往往在极低剂量下就能产生强烈效应。研究数据也印证了这一点：摄入75克果糖后数分钟内，肝脏内的ATP水平就会出现可测量的下降——这一现象已通过人体磁共振波谱成像得到证实。细胞仿佛接收到了一条重要指令。转录因子ChREBP和SREBP1c被激活，脂肪合成加速，而脂肪燃烧反而减慢。身体开始表现得像是冬天即将来临。

这并非作者刻意使用的文学比喻。他们认为，这套果糖通路其实是一种进化遗迹——在果实成熟的季节，我们的哺乳动物祖先需要将短暂过剩的糖分高效转化为脂肪，以熬过食物匮乏的时期。一只在秋季大快朵颐浆果的熊，正是依靠同样的机制来储存脂肪。在人类漫长的演化史上，由苹果、无花果或蜂蜜中的果糖触发的这一循环，曾经运转得极为顺畅。

变化的是“季节性”——或者说，是“季节性”的缺失

这套机制经过数十年研究已逐步清晰：果糖通过GLUT5转运蛋白进入肠道细胞。适量的果糖可被小肠自身代谢，从而保护肝脏；但一口气喝下一瓶汽水所带来的果糖负荷，会轻松突破肠道的过滤能力，将大量果糖直接送入肝细胞。

在肝细胞中，酮己糖激酶启动代谢，中间产物果糖-1-磷酸大量积累。它像一个化学信号，进一步促进葡萄糖的摄取、推动脂肪合成（脂肪新生），并促使肝脏走向胰岛素抵抗。人体同位素示踪研究显示，摄入的果糖中约有四分之一最终转化为乳酸，大部分则转化为脂肪或其前体物质。其中约10%–20% 的脂肪会完全离开肝脏，循环到肾脏、肌肉、心脏、脂肪组织甚至大脑中。

身体自己也会“制造”果糖

故事并没有到此为止。膳食中的糖并非果糖的唯一来源。研究发现，人体可以通过多元醇途径从葡萄糖自身合成果糖——这是一条较为隐蔽的代谢通路，关键酶叫作醛糖还原酶。高盐摄入、酒精、高血糖、脱水、热应激、肾脏缺血，甚至长期大量摄入高升糖指数的淀粉类食物，都可能激活这一通路。

一项动物实验发现，仅喂食葡萄糖的小鼠也会发展为脂肪肝和代谢综合征，而背后的推手竟然是小鼠自己体内合成的果糖。无法代谢果糖的基因修饰小鼠则得到了保护。这引出一个挑衅性的问题：我们通常归因于饮食的代谢性疾病，有多少实际上是由内源性果糖驱动的——即使是在几乎不含果糖的饮食中？

该综述承认，目前的人类证据仍然有限。但值得注意的是，阿尔茨海默病患者的脑脊液中，果糖和山梨醇的含量是健康对照组的五到六倍。

并非所有人都已信服

并非所有科学家都认为这个“果糖驱动代谢疾病”的故事已经画上句号。已有两家制药公司因二期临床试验结果平平，放弃了针对酮己糖激酶的抑制剂项目。例如，辉瑞的PF-06835919仅能将肝脏脂肪减少约20% ，且对胰岛素、尿酸和体重均无显著改善。

综述作者则认为，这些试验可能时间过短、剂量不理想、患者群体选择不当。当然，也有可能——真实的人体生物学比小鼠模型所预测的要复杂得多。

如果这个假说是正确的，会带来什么？

一个值得关注的流行病学现象是：过去二十年间，许多富裕国家的含糖饮料消费量持续下降，但肥胖率却仍在上升，直到大约2020年才趋于平稳，并于2023年开始缓解。GLP-1类药物（如司美格鲁肽）获得了大部分赞誉，这理所当然。但值得注意的是，糖尿病的发病率（而非患病率） 早在这些药物普及之前就已经开始下降——大约是在血糖整体水平开始下降的十年之后。

因果链条仍然模糊。但如果存在一个长滞后期，那恰恰符合一个预期：果糖更像是一种慢作用的“毒素”，而非一种快速起效的热量。

如果“生存回路”假说被进一步证实，其影响将是广泛的：

• 充分补水（抑制加压素，后者也是一种果糖诱导的激素）可能减缓代谢疾病进程；
• 罕见的遗传性果糖不耐受症患者，可能为普通人群的治疗提供借鉴；
• 世界卫生组织关于游离糖摄入不超过总热量10% 的指南，与其说是一个热量限制建议，不如说是一种针对信号分子的警告——而我们已经在长达近一个世纪的时间里，每天都在多次服用这种信号分子：一种告诉身体准备迎接饥荒——但那场饥荒永远不会到来的分子。

本文译自：scienceblog（编译 / 整理：olaola）

图片来源：unsplash/Lukas Blazek

作为一名研究如何通过脑电刺激提升记忆力的学者，我经常被问到两个问题：记忆到底是怎么工作的？ 以及 有没有什么日常方法能让它更好用？

好消息是，几十年的认知科学研究已经给出了不少清晰又实用的答案。

首先，简单了解一下记忆的“三段式”工作流程：

• 感觉记忆：只维持几毫秒到几秒，负责短暂记录你看到的、听到的、闻到的原始信息。
• 工作记忆（短期记忆）：好比大脑的“草稿纸”，帮你暂时记住并处理少量信息，比如做心算、记住一句话的意思。它主要由大脑前额叶皮层掌管。
• 长期记忆：负责保存从几分钟到一辈子的信息，包括事实、人生经历、技能和习惯等。海马体、颞叶、杏仁核、小脑等区域都在其中扮演不同角色。

工作记忆是进入长期记忆的“门户”，但它有个著名的瓶颈——容量有限。早在1956年，心理学家乔治·米勒就提出，我们一次大约只能在工作记忆里保持 7 个“组块” 的信息。虽然这个数字后来有争议，但“容量有限”这个结论至今成立。

好消息是，我们可以用一些小技巧来绕过这个限制。下面这五个方法，能同时提升你的工作记忆和长期记忆。

1. 把手机“请”出视线

你可能没意识到，哪怕手机静音、屏幕朝下放在桌上，它依然在悄悄消耗你的脑力。研究者把这种现象叫做“脑力流失”。因为你的大脑会下意识地留出一部分注意力去监控手机——比如有没有消息、有没有震动。即便你忍住不去看，那种“忍住”的过程本身就在占用工作记忆的资源。

✅ 更有效的做法：需要专心学习或工作时，把手机放到另一个房间。眼不见，真的能心静。

2. 给“胡思乱想”按个暂停

焦虑、担忧、脑子里不停打转的各种念头，都会占据你工作记忆的宝贵空间。当你一边背书一边担心考试考不好，其实你的记忆效率已经在打折扣。

研究发现，放松训练和正念练习能明显改善工作记忆，很大程度上是因为它们降低了压力水平。如果你觉得冥想太难上手，可以试试 “循环叹气法”：

• 鼻子深吸一口气
• 再短吸一下（吸满）
• 然后非常缓慢地从嘴巴呼出
• 重复 5 分钟

这样做能迅速平静神经系统，为学习和记忆创造更好的内部环境。

3. 学会“组块化”打包信息

既然工作记忆一次只能装 7 个左右的信息块，那我们就把零散信息打包成更大的“有意义的块”。这就是“组块化”——你其实已经在用了，比如记手机号码时，把 11 位数字拆成 3-4-4 三组。

举个例子：如果你要做一场汇报，手头有 10 个案例要讲。与其一条条罗列，不如把它们归纳成 3-4 个主题，每个主题配一个简短的标题和一个核心结论。每张幻灯片只讲一个想法，加两三个支撑细节，然后干净利落地进入下一张。

这样做不仅能帮你自己记住，也能让听众记得更牢。

4. 做个“主动提取”的人，而不是反复阅读

19 世纪德国心理学家艾宾浩斯发现了一个让人沮丧的规律：学完一件事之后，大约 30 分钟就会忘掉将近一半，第二天更多。这就是著名的“遗忘曲线”。

但好消息是，有一个非常简单又极其有效的办法可以对抗遗忘——提取练习。

❌ 低效做法：反复看笔记、反复读课本。
✅ 高效做法：合上笔记，自己考自己。用闪卡、做自测题、或者不看笔记把刚学的内容大声讲出来。

为什么有效？因为记忆的本质是联想网络。每一次你成功回忆起一条信息，你其实是在为它建立更多的“提取线索”——就像在一条路上多开了几个出口。很多时候我们不是真的“忘了”，而是找不到通往它的那条线索。

5. 刻意休息，反而记得更久

很多人觉得“学得越久、越集中越好”，但研究发现恰恰相反：分散练习比集中突击更有利于长期记忆。

如果你要为五天后的考试复习，与其连续五天每天高强度学几个小时，不如每学一天就休息半天到一整天。研究建议：休息间隔可以设定为距离考试总时长的 10%-20%。比如还剩 5 天（120 小时），那每次复习之间最好间隔 12-24 小时。

换句话说，别把自己逼得太紧。适当的休息不是偷懒，而是让你的大脑有机会巩固和整合信息。

最后，如果你想从这篇文章里带走唯一一件事，那就是：

记忆力不全是天生的，更多时候是策略的问题。
你不需要更聪明，只需要用对方法——哪怕只是把手机放远一点、多考自己几次、学一天歇一天，你的记忆效率都会明显不一样。

本文译自：sciencealert（编译 / 整理：olaola）

封面图片：unsplash/Brooks Leibee

祖先的饮食方式，可能塑造了你今天的嗅觉能力

一句话速览

• 一项遗传学研究发现，马来西亚的尼格利陀人（Negrito）狩猎采集者，其嗅觉基因中携带的可能破坏基因功能的突变数量，少于邻近的农耕社区。
• 他们的嗅觉基因呈现出的模式，与自然选择保留与检测泥土味、脂肪味和水果味相关的古老基因变异相一致。
• 在过去一万年间，当人类群体转向农业生活方式时，嗅觉基因的演化路径发生了分化，部分驱动力来自饮食变化以及身体调节血糖的需求。
• 研究人员还在一个尼格利陀人群中发现了一段源自尼安德特人的DNA，该区域位于与检测麝香味和果香味相关的基因中。

在马来西亚半岛的雨林深处，尼格利陀人已经狩猎和采集了数千年，依靠他们的感官来寻找食物、避开危险并解读周围的环境。现在，一项遗传学研究表明，这种生活方式可能在他们DNA上留下了印记——具体而言，是刻印在那些控制嗅觉的基因上。发表在《细胞报告》（Cell Reports）上的研究发现，与邻近的农耕社区相比，尼格利陀狩猎采集者的嗅觉基因中携带的可能破坏基因功能的突变更少，并且他们的嗅觉基因呈现出的模式与自然选择长期致力于保留这些基因功能相一致。研究人员也谨慎指出，遗传漂变和群体历史因素尚不能完全排除。

这项研究揭示的是，人类谋生的方式——狩猎采集 versus 农耕——可以在人类基因组上留下可测量的印记，一直深入到塑造一个人能闻到何种气味的基因层面。

狩猎采集者与农耕者的嗅觉基因有何不同

研究聚焦于马来西亚半岛的原住民“奥朗阿斯利人”（Orang Asli）。这些群体共享大致相同的地理区域，但生活方式差异显著。尼格利陀人分散在北部偏远地区，是传统的狩猎采集者，依赖森林资源为生。中部的塞诺伊人（Senoi）从事轮耕农业，并辅以采集活动。南部的贾昆人（Jakun）则是更为定居的农耕者。这种基于热带雨林附近的不同生活方式梯度，为科学家提供了一个天然的实验室，用以检验文化实践是否能驱动感觉生物学的遗传变化。

研究人员分析了来自这三个群体的50名奥朗阿斯利人的遗传数据，并结合了来自全球65个群体、超过2800人的数据。他们聚焦于一个庞大的基因家族，这些基因负责编码鼻子中检测特定气味分子的蛋白质。人类携带大约800个此类基因，但其中约60%在演化过程中已失去功能，科学家通常将此归因于人类变得更多地依赖视觉而非嗅觉。

在全球范围内，嗅觉基因携带的突变显著多于基因组的其他可比区域。然而，尼格利陀狩猎采集者却逆反了这一趋势。他们的嗅觉基因携带的可能破坏基因功能的突变，少于其他东南亚人群。统计检验显示，他们的嗅觉基因模式偏离了如果演化随机发生所预期的状态，这一结果与自然选择倾向于保留基因功能相一致——尽管作者指出，群体历史仍然是一个合理的替代解释。

与雨林生存相关的古老嗅觉基因

当研究人员绘制出哪类基因在三个奥朗阿斯利人群体间遗传差异最显著时，尼格利陀人在与检测麝香味、酸味和奶酪味相关的基因上表现突出——这些气味类别与追踪动物和评估食物潜在相关。其中一个名为OR12D2的基因显示出强烈的信号，表明一个有益的基因变异已在人群中迅速传播。该基因与检测泥土味和霉味（如土臭素，即雨后土壤气味的化合物）相关。土臭素在热带雨林环境中广泛存在，研究人员认为，对参与检测该气味的基因进行选择，“可能有助于尼格利陀人导航其环境、定位资源以及寻找可食用之物，例如蘑菇”。

关键的是，尼格利陀人中OR12D2的优势版本并非新突变，而是更古老的祖先形式。对古代基因组的分析显示，在过去一万年间，随着农业的传播，这一版本在南亚和东亚人群中的频率有所下降；而在狩猎采集生活方式持续更久的人群中，其频率则保持稳定或有所上升。

另一个在尼格利陀人中受到明显选择的基因簇——OR52J3和OR52E2——与检测黄油味和甜味相关，这类气味可能预示着高脂肪、高热量的食物。研究表明，人类仅凭嗅觉就能区分不同脂肪浓度的牛奶样本，这表明人类演化出了对能量丰富食物的敏感性。该基因簇的祖先版本估计可追溯至约28.45万年前，早于现代人类迁出非洲的时间。

农业将嗅觉基因推向不同方向

农耕人群则呈现出不同的故事。贾昆人在嗅觉基因上表现出的遗传变化，不仅与气味检测相关，还与更广泛的功能如胰岛素调节、肺功能和免疫反应有关。这种重叠之所以存在，是因为某些基因身兼多职。例如，OR12D3基因已被证明可作为某种胰岛素的受体，并影响身体管理胰岛素分泌的方式。以碳水化合物为主食的农业人群，面临着反复的血糖峰值，这可能有利于选择参与葡萄糖调节的基因变异——即使这些基因同时也在嗅觉受体中发挥作用。

尼安德特人血统的踪迹

最出乎意料的发现或许涉及从尼安德特人继承的遗传物质。在11号染色体的一个特定片段上，研究人员发现了一组以显著频率存在于巴特克尼格利陀人（Bateq Negritos）中的尼安德特人起源DNA，该区域包含与检测麝香味和花果香味相关的基因。五个巴特克人的基因序列与一个来自西伯利亚的尼安德特人标本的序列高度相似。这些古老的变异与对麝香味敏感性降低、但对花果香味中某种化合物的敏感性增强有关。研究人员初步推测这可能代表了适应性渗入，同时指出其背后的确切选择压力仍不清楚。

在人类演化中，文化与遗传并非相互独立的力量。对于马来西亚的尼格利陀人来说，这个在全球生物多样性最丰富的森林中将自身生活方式延续了数千年的群体，其生存的遗传记录至今仍清晰可见——就在那些帮助他们闻到这片土地的基因之中。

本文译自：studyfinds（编译 / 整理：olaola）

图片来源：unsplash/Battlecreek Coffee Roasters

在自然界中，蜻蜓一直被认为是视觉能力极为出色的昆虫，它们不仅飞行能力强，捕猎精准，而且在视觉感知方面也远比人类想象的更复杂。最新的一项研究进一步揭示，蜻蜓的色彩视觉能力可能比我们过去认为的还要先进，甚至在某些方面与人类的视觉机制存在惊人的相似之处。

研究人员发现，蜻蜓眼中存在一种特殊的视觉蛋白，这种蛋白能够让它们感知到非常深的红光波段，甚至接近近红外光范围。这一波长范围已经超出了人类视觉可见光的边界，但蜻蜓却能够感知到这些光线，从而获得更丰富的视觉信息。科学家指出，这种能力在昆虫中极为罕见，使蜻蜓成为少数能够“看见更深红色世界”的生物之一。

从机制上来看，人类的颜色视觉依赖于视网膜中的视蛋白（opsin），这些蛋白负责捕捉不同波长的光线，使我们能够区分蓝色、绿色和红色。而在蜻蜓体内，研究人员同样发现了类似的视蛋白结构，其中一种特别的类型对约720纳米波长的光非常敏感，这已经接近红外线的边缘。

令人惊讶的是，这种红光感知机制与人类视觉系统中的红色视蛋白在结构功能上表现出高度相似性。尽管蜻蜓和人类在进化上相距极远，但它们似乎在独立进化过程中“走向了相同的解决方案”，这被科学家称为趋同进化或平行进化现象。

研究团队进一步分析后发现，这种红光感知能力可能与蜻蜓的生存行为密切相关。特别是在飞行过程中，蜻蜓需要快速识别同类和异性个体，而不同性别之间在红光反射特性上存在细微差异，这些差异正好可以通过它们敏锐的视觉系统被捕捉，从而帮助它们更高效地进行识别和交配行为。

为了验证这一机制，科学家不仅分析了自然状态下的光反射数据，还对相关视觉蛋白进行了结构层面的研究。他们发现，在这种蛋白中存在一个关键位置，这个位置会显著影响它对光波的敏感程度。当研究人员对这一位置进行微调时，蛋白对光的响应范围甚至进一步扩展到了更长波长区域，接近红外线。

更重要的是，研究团队还成功在实验环境中改造了这种视觉蛋白，并将其应用于细胞实验中，结果显示，这种改造后的蛋白能够响应近红外光，并激活细胞反应。这一发现不仅揭示了蜻蜓视觉系统的独特性，也为未来生物医学技术提供了新的思路。

特别是在光遗传学领域，这一成果具有潜在应用价值。因为近红外光能够穿透更深的生物组织，如果能够利用这种改造后的视觉蛋白，未来可能实现对人体深层组织细胞的精准光控制，这对于疾病研究和治疗技术的发展具有重要意义。

从更宏观的角度来看，这项研究不仅仅是在解释蜻蜓如何“看世界”，更是在揭示自然进化过程中如何通过不同路径达到相似的功能解决方案。无论是人类还是蜻蜓，视觉系统都在不断适应环境需求，并在长期进化中形成了高度精密的感知机制。

因此，这项研究的意义不仅限于昆虫学本身，它还可能推动我们对视觉系统、光感知机制以及生物医学应用的进一步理解，让科学家重新思考“视觉”的边界到底在哪里。

本文译自：sci（编译 / 整理：olaola）

图片来源：unsplash/Thea Harrison

很多人都有过这样的体验：小时候学会骑自行车之后，即使多年不再骑，等到某一天重新坐上去时，身体似乎会自动“接管”，不需要重新学习，依然可以顺利保持平衡并向前骑行。

这种现象听起来很神奇，但其实背后有清晰的神经科学解释。关键原因在于，大脑对“技能”和“事实”的记忆方式并不一样。

在记忆系统中，有一种叫做“程序性记忆”的机制，它负责存储各种动作技能，比如骑自行车、游泳、打字，甚至系鞋带。这类记忆的特点是，一旦形成，就会变得非常稳定，并且可以在很长时间内保持，即使多年没有练习，也不会轻易消失。

与之不同的是，我们平时用来记住名字、事件或知识的记忆属于“陈述性记忆”。这类记忆更容易随着时间减弱，也更容易受到干扰，比如你可能会忘记某部电影的名字，或者昨天晚饭吃了什么，但却不会忘记骑车的方法。

骑自行车之所以特别典型，是因为它涉及多个大脑区域的协调运作。当你骑车时，大脑中的运动皮层负责规划和控制身体动作，小脑负责平衡和动作的精准协调，而基底神经节则帮助这些动作变得流畅、自动化。正是这种多系统协作，让骑车从一个需要刻意思考的过程，逐渐变成“自动运行”的技能。

当这种技能被反复练习后，大脑会逐渐建立稳定的神经连接路径。这些路径在之后的时间里不会轻易被“覆盖”或抹去，即使你长期不使用，它们依然存在，就像一条已经修好的道路，虽然暂时没人走，但结构仍然完整。

这也是为什么很多人在多年没有骑车之后，再次尝试时仍然可以快速恢复能力。虽然刚开始可能会有一点不适应，但身体很快就会重新找回节奏。

另外一个重要原因是，这类技能不仅仅存储在“记忆”层面，更深地嵌入在身体的运动系统中。它不像背诵知识那样依赖意识回忆，而是依靠身体自动执行，因此一旦形成，就更难被遗忘。

科学家还发现，这种程序性记忆的稳定性，可能与大脑中某些区域的结构有关。例如基底神经节和小脑的神经连接相对更稳定，不像负责日常事实记忆的区域那样频繁重组，因此更不容易被“覆盖”或破坏。

从进化角度来看，这种机制也非常合理。因为在自然环境中，像奔跑、躲避、使用工具这样的动作技能，是生存的关键。如果这些能力容易被遗忘，人类将很难适应环境。

因此，“像骑自行车一样不会忘记”的说法并不是夸张，而是大脑记忆系统真实运作的结果。

当然，这并不意味着完全不会退化。如果长时间完全不使用某项技能，动作的熟练度可能会下降，但恢复速度通常比第一次学习要快得多，因为大脑中相关的神经路径仍然存在，只需要重新激活即可。

所以，当你下一次重新骑上自行车时，那种“好像从没忘记过”的感觉，其实正是你的大脑在证明：有些技能，一旦学会，就会以非常稳定的方式被保存下来。

本文译自：popsci（编译 / 整理：olaola）

封面图片：unsplash/Owen Wei

长期以来，科学界一直在争论一个问题：早期哺乳动物的祖先究竟是像现代哺乳动物那样直接生育，还是像爬行动物一样通过产卵繁殖。虽然从进化角度来看，产卵似乎是更原始的方式，但一直缺乏明确的化石证据来支持这一点。而这次发现，正好填补了这一关键空白。

这项研究的关键，在于对化石内部结构的精细分析。研究人员利用高分辨率CT扫描以及同步辐射成像技术，对来自南非卡鲁盆地的几件标本进行了深入研究。其中一个标本呈现出明显的蜷缩姿态，这种姿势与现代动物胚胎在蛋内的状态非常相似。

更重要的是，科学家在这个个体的下颌结构中发现了一个关键细节：下颌骨的两部分尚未融合。在现代动物中，这种融合通常发生在出生前后不久，而在这个标本中，这一过程尚未完成。这意味着，这个个体在死亡时仍处于胚胎阶段，还没有具备独立进食的能力。

除了胚胎特征之外，研究人员还注意到一个重要现象：化石中没有发现坚硬的蛋壳痕迹。这一细节反而成为关键线索。科学家推测，这种动物的卵很可能是柔软、类似皮革质地的“软壳蛋”。这种类型的蛋在自然环境中极难保存，因此在化石记录中非常罕见，这也解释了为什么此前一直没有找到相关证据。

水龙兽是一类在二叠纪末期和三叠纪早期广泛存在的植食性动物，体型大致在1.8到2.4米之间，拥有类似喙的嘴部和一对突出的獠牙。它们的化石分布范围非常广，从中国到南极洲都有发现，这种分布也曾被用来支持古大陆“盘古大陆”存在的理论。

更引人关注的是，这种动物还是地球历史上最大规模灭绝事件——二叠纪末大灭绝——之后的“幸存者”和“赢家”。当时，大约90%以上的物种消失，但水龙兽不仅存活下来，还迅速成为陆地生态系统中的优势物种。

那么，它们是如何做到的？这项研究提出了一个关键解释：繁殖策略。研究人员认为，水龙兽所产的卵相对较大，而较大的卵通常意味着内部含有更多卵黄，可以为胚胎提供充足营养，使其在孵化后不依赖父母照料。

这也意味着，这些幼体在出生时就已经发育较为完善，具备自行觅食、躲避捕食者的能力。这种“早熟型”发育策略，使它们能够在恶劣环境中迅速适应并存活下来。

此外，大型卵还有另一个优势：更不容易因环境干燥而失水。在当时极端炎热和干旱的环境中，这一点尤为关键。换句话说，这种看似简单的繁殖方式，实际上为它们提供了重要的生存优势。

研究人员还指出，这一发现不仅仅是关于一种远古动物的生活方式，它还涉及一个更宏大的问题：哺乳动物繁殖方式的起源。现代大多数哺乳动物采用胎生，而像鸭嘴兽这样的少数例外仍然保留产卵特征。这项研究为理解这一演化过程提供了重要线索。

从更广的角度来看，这一发现也揭示了一个重要事实：在极端环境中，生物的生存往往取决于它们的繁殖策略。水龙兽通过产下富含营养、发育成熟的后代，成功应对了资源匮乏和环境剧变带来的挑战。

这项研究最终不仅解决了一个长期存在的科学谜题，还为我们提供了关于生命如何在灾难中延续的重要启示。在地球历史上最黑暗的时期之一，这种看似普通的生物，通过一套高效的生存策略，成为了时代的“赢家”。

本文译自：sci（编译 / 整理：olaola）

封面图片：unsplash/Kyle Bushnell

在一杯典型的浓缩咖啡制作过程中，咖啡师会将研磨好的咖啡粉压入粉碗中形成“咖啡饼”，随后热水在高压作用下穿过咖啡层，带走其中的风味物质、颜色以及咖啡因。看似简单的过程，其实涉及复杂的物理与化学变化，而影响最终风味的变量也远比想象中更多，包括压粉力度、水流时间以及咖啡粉颗粒大小等。

为了更深入理解这些因素如何共同作用，研究人员选取了来自卢旺达与哥伦比亚的咖啡豆，并将其研磨成11种不同粒径，从极细到较粗不等。随后，他们将这些样本放入管状装置中，并利用X射线计算机断层扫描技术（XCT）对其内部结构进行三维成像，从而观察咖啡颗粒之间肉眼无法看到的孔隙与通道结构。

接下来的实验更像是“数字冲咖啡”。研究团队借助计算机模拟流体运动，基于渗流理论分析水在不同咖啡结构中的流动路径，重点观察水流如何通过颗粒之间连通的孔隙空间。通过这种方式，他们可以在虚拟环境中反复模拟萃取过程，而无需真正冲泡每一杯咖啡。

在对比大量模拟结果之后，研究人员最终建立了一套用于描述水在咖啡粉中渗透难易程度的数学方程，并验证其与渗流理论高度一致。这一模型能够综合表达咖啡粉粒径、填充密度以及孔隙连通性等因素，并进一步关联到咖啡萃取的饱和状态与风味表现。

研究指出，影响萃取质量的核心变量包括孔隙结构的连通程度、颗粒的大小与表面积，以及它们在空间中的排列方式。这些因素共同决定了水与咖啡接触的时间与效率，从而影响最终的浓度与风味强度。通常情况下，接触时间越充分，萃取越充分，风味也会更浓郁，但最佳状态仍取决于水流如何均匀通过咖啡层。

这项研究的意义或许不在于改变每个人日常手冲或意式咖啡的方式，而在于为咖啡工业设备的优化提供理论基础。未来，这类模型有可能被整合进咖啡机设计中，实现更精准的研磨控制、更均匀的萃取过程以及更稳定的口感输出。

不过在技术之外，研究也提醒人们，咖啡的“完美”仍然带有主观体验的成分。如果你觉得这一杯咖啡足够美味，那或许它本身就已经是最好的答案。

本文译自：popsci（编译 / 整理：olaola）

封面图片：unsplash/Kevin Schmid