人 類

廣場舞和健身操中的科學

廣場舞簡單且不斷重復的節律有著一種神奇的魔力，讓人忍不住隨著他人的舞蹈動作一起搖擺。這兩年，居家鍛煉的熱潮更是讓健身視頻火遍全網，教練們的擺動跳躍就像節拍器一樣讓人感受到強烈的律動。由此就誕生了一個有趣的問題：大腦是如何讀取人類肢體運動中的節律信息，并編碼其中的生物特性的呢？最近，研究人員借助腦電技術，探索了人腦基于肢體運動中的節律特征，對生物運動的特異性動態進行神經編碼的機制。實驗記錄了人們試看行走（walk）或開合跳（jump）運動時的腦活動。這些刺激都包含了層級性的節律結構，表現為相對基礎和相對高階的運動周期。以行走為例，行走的每一步構成了基礎的腳步周期（step cycle），而左右腳的交替運動則形成了高階的步態周期（gait cycle），后者提供了前者所不具有的關于左右兩側肢體運動相位關系的信息。實驗結果顯示：受試者大腦皮層中的神經振蕩，通過同步化活動，追蹤生物運動刺激中不同層級的節律結構特征，于是，相關頻率上的神經振蕩能量就會增強。更重要的是，對高階周期結構的追蹤體現出了生物運動加工的特異性，即對正立（upright）生物運動刺激的追蹤強度顯著大于對倒立（inverted）刺激的追蹤強度，而倒立在很大程度上破壞了生物運動特有的動力學特征。上述結果在不同的運動類型和任務要求下都穩定出現。這種生物特異性的皮層追蹤與個體對生物運動的知覺敏感性顯著相關，且該現象主要集中于參與生物運動特異性加工的右側顳葉電極。節律結構的提取依賴于對運動信息在時間和空間上的累積。用計算建模方法評估潛在的時空信息累積編碼機制可知，大腦對“整合信號”（來自于對側肢體的對立運動）的追蹤，而非對“加和信號”（來自于不同關節運動的線性疊加）的追蹤，驅動了生物運動特異性的神經編碼。該研究表明，大腦可能可以利用節律性的神經活動編碼，提取刺激節律結構中的統計規律和關鍵特征，構建相應的動態知覺表征，這為個體有效理解他人行為并進行互動奠定了基礎。（NeuroImage, 2023, 268: 119893）

美國爆發耳念珠菌真菌感染

耳念珠菌（Candida auris）是一種具很強抗藥性的致病真菌，可以引起敗血癥，感染人體血液、中樞神經和內臟，常用的抗真菌藥物（咪唑類、三唑類、多烯類、棘白菌素類）都難以殺滅此菌，因此致死率極高。耳念珠菌于2009年首次被發現于日本一位老婦人的耳道中（耳念珠菌的種加詞“auris”（耳）即來源于此），此后，在亞洲和歐洲多有報道。美國自2013年發現首個病例以來，耳念珠菌感染呈逐年增長趨勢，從2019年起，病例數每年都要翻一番。而作為一類原來生長于濕地植物體上的腐生真菌，念珠菌大概率是受氣候變化影響，演化出了適應溫熱環境且有強耐鹽性的種類，于是它們開始以鳥類和哺乳動物的身體為家。而近幾十年來農業上廣泛運用的唑類抗真菌藥更是讓念珠菌演化出了抗藥性，最終催生出了像耳念珠菌這樣的危險致病菌。耳念珠菌從開放性傷口侵入人體，對于身上插著導管的重癥病人來說非常危險。其他如化療中的腫瘤患者、器官移植者、糖尿病患者等免疫功能處于弱勢的病人對它也無招架之力。美國近年來的耳念珠菌病感染都發生醫院和養老院等醫療機構中，接觸傳播是主要的傳播途徑。無論是直接接觸感染者的皮膚、口鼻、耳朵等部位，還是間接接觸感染者的衣物、洗漱用品、耳塞等，都可以造成耳念珠菌的“人傳人”。2019年后全球新冠疫情爆發，公共衛生部門對新冠病毒的關注度提升了，對耳念珠菌篩查的重視程度卻隨之降低。此外，疫情期間病人大量涌入，醫療設備短缺，手套、防護服、口罩等防疫用品的更換率大大降低，這些反復使用的醫療器具也變身為耳念珠菌繁殖的溫床。當新冠疫情的余溫散去時，耳念珠菌的危害就突顯出來。目前，我國發現的耳念珠菌感染病例還很少，而且我國的耳念珠菌株抗藥性比美國菌株弱，易于治療，易感風險人群也都是免疫力弱的長期住院病人和有基礎?。ㄈ缣悄虿?、肺炎、心血管疾?。┱?，健康人并不受威脅。而對于美國的強致病性耳念珠菌株，科學家們也于今年成功研制出了對小鼠念珠菌感染有特效的疫苗，對人類有效的藥物正在研發中。（Annals of Internal Medicine, 2023, DOI: http://doi.org/10.7326/M22-3469）

物盡其用的薩拉烏蘇古人類

薩拉烏蘇地處內蒙古鄂爾多斯高原毛烏素沙漠南緣，是我國最早發現的舊石器地點之一，也一直是我國第四紀研究的重要地點。薩拉烏蘇的發現和研究不僅拉開過中國舊石器時代考古的序幕，更是中國第四紀研究的一塊基石。目前發現的薩拉烏蘇舊石器遺存主要來自于20世紀20年代初發掘的邵家溝灣地點和80年代發掘的范家溝灣地點，各收獲石制品約200件。前者現藏于法國巴黎的國家自然歷史博物館，后者存于中國科學院古脊椎動物與古人類研究所。這些石制品存在一個共同的特點：尺寸非常小，分類和描述存在困難。近期，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中央民族大學、日本東北大學、美國夏威夷大學等單位的科研人員對薩拉烏蘇范家溝灣地點20世紀80年代出土的石制品進行了再研究，從技術與功能的角度出發，在技術-類型學分析的基礎上開展了3D拼接、3D建模、微痕觀察等多種觀察與分析，以嘗試克服石制品尺寸限制，進一步挖掘薩拉烏蘇石制品中藏有的古人類技術與行為信息。研究結果顯示，薩拉烏蘇石器工業屬于石核-石片工業，其具體特點包括：石制品尺寸極?。ń^大部分小于2厘米）、幾乎不存在修理臺面、石制品組合中工具占比高、工具修理極為精細等。這些特點一方面說明了當時的古人類掌握了十分高超的打制技術，另一方面也體現了對石料的高度開發和充分利用。據以往原料調查結果顯示，薩拉烏蘇石制品的原料可能來自距發掘地點40千米開外處，并且尺寸較小，這意味著石料資源十分珍貴和稀缺。從技術類型分析和數據統計來看，薩拉烏蘇古人類“物盡其用”，最大程度地開發這些石料；同時還存在兩種修柄行為，即“減薄”和“修鋌”，其中“修鋌”占比更多，在使用CT進行3D建模后修理痕跡明顯。范家溝灣已發表的最新光釋光年代為距今9萬年，這也意味著這一發現是當前中國北方地區最早的石器裝柄證據。盡管目前無法明確薩拉烏蘇石器生產者的身份，但他們高超的石器打制技術、高效利用原料的生態適應策略和先進的復合工具生產意識都為我們認識這一區域晚更新世初人類適應與技術發展提供了重要信息。（Journal of Archaeological Science:Reports, 2023, 48, 103831, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2023.103831）

廣西古人類好捕蛇

左江發源于越南北部，是西江上游的主要支流，也是廣西西南部的主要河流。左江流域地處南亞熱帶，動植物資源豐富，地貌復雜多樣，更有貝丘、巖畫等獨特的古代文化遺存。其中，左江花山巖畫文化景觀已成為我國第49處世界文化遺產。2013—2015年，為積極配合崇左花山巖畫申報世界文化遺產，廣西文物保護與考古研究所在左江流域開展發掘研究，其間發現了多處新石器時代（距今8000—4000年前）貝丘遺址，出土了豐富的石器、蚌器、骨器，以及逾萬件脊椎動物骨骼遺存材料。初步的動物考古研究表明，這些遺址中未見馴養動物，動物組成中約半數為鹿類，此外還有大量的小型哺乳動物、魚類、爬行類和鳥類，反映了廣譜型的漁獵經濟。其中，在距今約6000 年的寶劍山遺址和大灣遺址中，出土了較多的蛇類骨骼材料，包括一塊中段蟒蛇類齒骨和大量的蛇類脊椎骨。通過與東亞地區現生蛇類骨骼標本的形態學對比，鑒定出3種蛇類：緬甸蟒（Python bivittatus）、眼鏡王蛇（Ophiophagus hannah）和百花錦蛇（Elaphe moellendorffi），均為典型的東洋界物種。由于此次發現的蛇類骨骼尺寸較大，研究人員基于現生蛇類中最能反映椎骨長寬的4個測量項，利用多元線性回歸分析，估算了部分骨骼材料所代表的蛇類體型。結果顯示，其中最大的一枚緬甸蟒中段脊椎骨所代表的個體，最小頭體長（吻肛距）為3.88米，全長4.58米，超過《中國動物志》記載的國內最大記錄（頭體長3.17米，全長3.56米）。這些蛇骨表面普遍存在一些疑似的燒灼痕（紅色至深褐色），在與其共同堆積的哺乳動物遺存骨骼中，則普遍存在人工切割或敲砸的痕跡?？紤]到上述貝丘遺址完全系人為堆積而成，其中的大型蛇骨很有可能是人類獵食后的殘留，且不排除此地的史前人類用燒烤的方式加工肉食的可能。在現今我國華南地區，蛇類直至近現代仍是被廣泛利用的動物資源（食、藥、皮革）。本研究結果提示，華南地區捕食蛇類的歷史恐怕可以上溯至6000年前的新石器時代。（Historical Biology, 2023, DOI: https://doi.org/10.1080/08912963.2022.2162397）