周六引文:大脑如何过滤熟悉噪音;太阳的迁徙线索;“露西的猎手”巨鳄

本周多项研究披露新进展:研究人员成功依据小鼠的大脑活动重建视频;一项研究显示,当扩展家庭参与照看幼鸟时,雌鸟更可能歌唱;数学家则通过构造两个度量与平均曲率相同、但整体结构不同的紧致自包含环面,推翻了一条沿用数十年的经典几何规则。

与此同时,科学界还报告了三项引人关注的发现:研究团队提出大脑在熟悉环境中“过滤”常见声音的神经机制;基于欧洲航天局(ESA)盖亚(Gaia)卫星数据的分析为太阳可能的迁徙历史提供线索;古生物学家在埃塞俄比亚化石材料中确认一种巨型鳄鱼新物种,研究者认为其在320万年前可能捕食早期人类祖先。

大脑如何“屏蔽”熟悉噪音

人类会逐渐忽略熟悉环境中的常见声音,这一神经过程通常被称为“习惯化”。为探究其神经基础,北卡罗来纳大学教堂山分校研究人员在小鼠身上检验了两种解释路径:其一为“预测过滤理论”,认为大脑学会预测反复出现的声音,并通过高级脑区向感觉处理区域发送信号以抵消熟悉噪音;其二为“新奇放大理论”,认为新刺激会引发额外脑活动,但这种反应会随暴露时间增加而减弱。

研究人员在实验中发现,抑制眶额皮层会逆转习惯化过程,支持眶额皮层在过滤预期声音中的作用。研究作者写道,在每日声音暴露后,初级听觉皮层(A1)中的神经习惯化会因眶额皮层失活而被逆转;来自眶额皮层的自上而下投射携带预测信号,并随着每日声音经验增强,通过表达体抑素的抑制性神经元抑制A1,从而在感觉皮层中生成对预期刺激的“负像”以实现抵消。

盖亚数据提供太阳迁徙线索

研究人员利用ESA盖亚卫星数据建立恒星及其属性目录,并据此提出证据:太阳可能曾属于一群“几乎相同”的恒星,这些恒星在约40亿至60亿年前从银河系内侧区域发生大规模迁徙,最终来到当前所在位置。

研究团队编制了约6500颗恒星的“孪生星”目录并估算其年龄,发现年龄分布在40亿至60亿岁附近出现峰值,太阳位于该峰值之中;这些恒星目前也处在与银河中心距离相近的区域。研究人员指出,这一结果对天文学界提出挑战:银河中心存在巨大的棒状结构,被认为形成“共转障碍”,会阻止恒星向银河外部逃逸。研究团队据此提出假设:相关恒星可能与“共转障碍”同时形成,并在其成为“守门人”之前完成迁徙,从而为推断银河系演化时间线提供线索。

新确认巨型鳄鱼物种“露西的猎手”

围绕1974年在埃塞俄比亚发现的早期南方古猿化石个体“露西”(Lucy),研究人员提出一个新的生态学视角:在露西生活的约320万年前,哈达尔(Hadar)地区可能存在一种体型巨大的鳄鱼,对当时的早期人类祖先构成威胁。

爱荷华大学研究团队表示,这类鳄鱼遗骸多年来在埃塞俄比亚被发掘并收藏于当地博物馆,自2016年起由克里斯托弗·布罗楚(Christopher Brochu)教授首次开展研究。如今,布罗楚及其团队将其归类为新物种,命名为 Crocodylus lucivenator,意为“露西的猎手”。研究称,该鳄鱼体长约12至15英尺,体重约600至1300磅;其在哈达尔地区食物链中的主导地位,体现在研究者未发现同域存在其他鳄鱼物种。

布罗楚表示,这种鳄鱼是当时生态系统中最大的捕食者,体量超过狮子和鬣狗,并称其“几乎可以肯定会猎捕露西的物种”。

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