AI控制核聚变新进展；消除致癌基因加速衰老；大西洋流或将崩溃…｜WE科学周报

在核聚变反应堆中，如果人类能实现对等离子体电流、位置和形状的精确控制，便可更好地实现热排放和能量管理。去年，DeepMind和瑞士洛桑联邦理工学院合作，开发了一个人工智能深度强化学习系统，成功控制核聚变反应堆内过热的等离子体。现在，他们对智能体架构和训练过程的算法进行了改进，获得了新的突破：在最新实验模拟中，将对等离子体形状的控制精度提高65%，大幅降低电流的稳态误差，并将学习新任务所需的训练时间减少了3倍及以上。这让强化学习离成为等离子体控制的常规可用技术又近了一步，为可控核聚变在未来实现“精准放电”和能量管理奠定基础。研究近日已发布在arXiv预印平台上。

论文 👉

https://arxiv.org/pdf/2307.11546.pdf

在自动驾驶领域，基于摄像头的机器视觉技术过度依赖于环境光照，而红外热成像感知技术又因物体复杂的热信号而容易产生重影、模糊、弱纹理的图像。7月27日，登上 Nature 封面的一项突破性研究显示，美国普渡大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员开发了一种热辅助探测和测距（HADAR）系统，通过训练AI来确定热像中每个像素的温度、能量特征和物理纹理，极大地提高了机器的夜视能力（下图是以前的热成像（上）与新方法创建的夜间图像（中和下）对比）。

该神经网络模型在运用热成像相机和成像传感器在户外夜间捕获的数据和环境模拟进行训练后，能像在白天一样，在黑暗中感知到物体的纹理、深度和物理特性，辨别物体及测距上的准确度比传统夜视技术高10倍。不过，HADAR仍需进一步解决实际应用中的挑战（如实时数据采集、动态模糊和成本等问题），未来或将在自动化导航、野生动物监测中得到广泛应用。

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https://www.nature.com/articles/s41586-023-06174-6

如Myc这类极大影响细胞生长发育的基因，随着年龄增长，容易因逐渐积累的突变导致正常细胞癌变。因此，科学家们正在努力开发靶向抑制Myc蛋白的抗癌药物。然而，最近 Cell Reports 上发表了一个意外发现：匹兹堡大学医学中心的研究人员设法使大约1个月大的小鼠的Myc基因失活，却发现它们“未老先衰”了。这些年轻的小鼠（上图左）竟然脱毛、毛色发白，肌肉力量和活动能力都不如同龄小鼠（上图右），并且出现老年小鼠般血脂异常、肝脂肪变性、线粒体功能障碍等特征。不过，这些小鼠的寿命比野生型小鼠长了20%，这可能是因为它们中只有不到20%患有肿瘤（肿瘤可能来自于逃脱药物作用没能完全失活的小部分细胞），而普通小鼠近60%患有肿瘤。这些发现进一步证明Myc基因对于癌症发展具有重要影响，同时也提醒人们在临床应用Myc抑制剂时（尤其是对儿童）需要更警惕衰老的副作用。

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https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112830

如何判断一个人是未老先衰还是老当益壮？7月28日，Cell 旗下子刊 Med 上发表的一篇论文显示，中国科学院动物研究所、中国科学院北京基因组研究所等机构的研究人员合作，首次系统挖掘出中国女性衰老跨5个维度（表型、激素和基因转录水平，及蛋白和代谢层次上）的生物学标志物，建立了多维衰老时钟（包括面部时钟、表型时钟、转录时钟、蛋白时钟和代谢时钟；激素时钟、免疫时钟、脂质时钟和组织衰老时钟），揭示出中国女性衰老变化加剧的两个时间点是30岁和50岁。前者主要表现为代谢水平的脂质累积和类固醇减少；而后者表现为器官、细胞和分子等多个层次发生剧烈变化。这两个时间点大致对应生育和更年期的分界点，这些事件可能导致女性内分泌水平发生较大波动，这再次说明激素水平的改变可能是女性衰老的关键影响因素，而研究人员也发现，激素替代疗法可以在某些维度上延缓女性衰老。

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https://doi.org/10.1016/j.medj.2023.06.010

大西洋经向翻转环流（AMOC）是一个携带热带暖水北向前往北大西洋的巨大洋流系统。AMOC崩溃是人类对气候最严重的忧虑之一，因为其上次崩溃造成北半球气温在10年内发生了10-15℃的波动（远大于现在一个世纪内1.5℃的改变）。最近一次联合国政府间气候变化专门委员会评估认为，AMOC不太可能在21世纪完全崩溃。然而，7月25日，Nature Communications 上发表的一篇论文称，丹麦哥本哈根大学的研究人员预计，在温室气体排放持续的情况下，AMOC最快在本世纪中叶，或者在2025-2095年间就会出现崩溃。不过，目前不能排除只是部分崩溃的可能性。他们将1870-2020年间北大西洋海表温度作为AMOC的指标进行分析，发现了AMOC关键转变的早期警戒信号。研究者认为应该呼吁采取快速和有效的措施来减少全球温室气体排放，以减少温度上升和冰块融化进入北大西洋，从而避免AMOC崩溃。

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https://www.nature.com/articles/s41467-023-39810-w