一、爱会在你的大脑中留下印记

当你决定启动汽车，奔赴与爱人的烛光晚餐时，大量的多巴胺会如潮水般涌入大脑的奖励中心，给予你勇气去直面可能遭遇的交通拥堵等糟糕状况。据学者们研究结果可知，如果只是与普通同事共进晚餐，那原本可以形成的多巴胺洪流则会变微弱，如涓涓细流。这种关于欲望的大脑独特特质，能够很好地解释为何我们在许多时候更倾向于与特定的人紧密相伴。

1月12日，此份研究成果荣登《当代生物学》杂志。此次研究选取草原田鼠作为研究对象，原因是在哺乳动物里，能够形成一夫一妻制的比例仅为3% 到5%。如同人类一般，这些浑身毛茸茸、眼睛睁得大大的啮齿动物常常会长期相互结伴，共同组建起家庭，一同抚养它们的后代。当它们失去伴侣的时候，也会经历类似于悲伤的过程。通过对它们的观察与记录，能够洞悉人脑在亲密关系成功与失败时的状态，以及如何从科学的神经角度去克服相关问题。该研究同时解决了这两大问题，首次证实神经递质多巴胺在维系爱情方面起着关键作用。

研究团队使用最先进的神经成像技术来实时测量田鼠试图接近其伴侣时大脑中发生的变化。其中一种情况，田鼠必须使劲按压杠杆才能够打开伴侣的房门，而在另外一场类似的情境里，它得努力翻过栅栏才可以与伴侣团聚。与此同时，一个微型的光线传感器正以毫秒作为单位，对动物伏隔核的活动状况进行追踪。伏隔核乃人类大脑中负责寻求奖励性事物的关键区域，其在人类追求奖赏的过程中发挥着重要作用。

人类神经影像学研究揭示：当我们与伴侣双手相握，相应区域便会熠熠生辉。当田鼠按下控制杆或者翻过墙去探望它们的生活伴侣时，这个区域就会如同狂欢般亮起。相反，当出现在另一侧的只是一只随机的田鼠时，它就会变暗，而且当多巴胺减少时，田鼠就不会那么竭尽全力地与对方团聚。此项研究表明，某些人在我们的大脑中留下了独特的化学印记，促使我们长期维持这种联系。多巴胺不仅对我们寻找伴侣极为重要，而且当我们与伴侣共处时，通过奖励中枢的多巴胺比与陌生人在一起时要多得多。

在另一项实验中，田鼠夫妇被分开饲养了4个星期，这对于啮齿动物短暂的一生而言，是相当漫长的一段时间。若是在野外生活的田鼠，这段时光足以让它们寻觅到一个新的伴侣。当这对田鼠重逢时，它们依然记得彼此，但标志性的多巴胺激增却几乎消逝无踪，欲望的痕迹也已磨灭。就它们的大脑而言，它们的前任伴侣与其他田鼠已无太大分别。作者认为这相当于大脑内部的一种重置，它能够让动物继续前行，形成新的关系。对于那些曾承受分手之苦，乃至痛失配偶之人来说，这或许是一则令人欣喜的消息。这项研究表明，大脑内部存有潜在机制，可护我们免受绵绵无尽的相思之苦，这是最关键的一点。

二、睡一觉，大脑就会重置

在过去的30多年间，物理学家一直对临界性这一概念进行思索。临界性描述的是一个处于有序与混乱之间临界点的复杂系统。在一种极端情况下，一切完全有序；而在另一端，则是完全随机的状态。

然而科学家此前未曾料到这个概念会对睡眠产生影响。睡眠是如同食物和水一样最基本的需求，大脑就如同一台生物计算机，在清醒时，记忆和经验会一点点地改变代码，逐渐使系统偏离理想状态。睡眠的关键要义在于让系统回归至有序与混乱的最佳平衡状态，此乃其核心所在。2019年的一项研究证实，大脑会积极地维持临界状态，而近期发表的一项新研究结论首次提供了睡眠可以恢复大脑计算能力的直接证据，这表明睡觉可被视为大脑重置的一种机制。研究团队还发现，通过偏离临界性的程度能够预测大鼠何时进入睡眠或觉醒。这表明临界点的破坏与恢复是一种网络稳态机制，与睡眠的核心修复功能相一致。

三、世界首批光动力酵母出现

酵母这种生物体在暗处发酵时能够将碳水化合物转化为面包和啤酒等美食美酒，然而暴露在阳光之下则会破坏这一过程，完不成常规的发酵。但在1月12日发表于《当代生物学》上的一项研究中，佐治亚理工学院的研究人员成功设计培育出了世界上第一批光动力酵母菌株，它们似乎更偏爱光照。研究人员向大众解释，将酵母转化为光养生物极为简易，甚至仅仅需要移动一个基因，它们在光中的生长速度就比在黑暗中快了2%之多，其过程简单得令人讶异，未经任何微调便起了明显的效果了。研究团队轻而易举地就为酵母配备了如此重要的进化特征。这对于科学界了解这种特征的起源以及怎样利用它来研究生物燃料和细胞衰老等问题有着重大而独特的意义。

四、二氧化碳转化为固体纤维

近期哥伦比亚大学的科学家研发出了一种方法，能够将二氧化碳这种强效温室气体转化为碳纳米纤维。这种材料具备多种独特的特性以及众多潜在的长期用途。他们的策略是利用串联电化学和热化学反应，在相对较低的温度和环境压力下运行。正如科学家们在《自然催化》杂志上所描述的那样，这种方法可以将碳以有用的固体形式锁住，以抵消碳排放，甚至实现负排放。比如能够将碳纳米纤维添加进水泥里，以此增强水泥的强度，这会把碳锁在混凝土中至少50年甚至更长的时间，到那个时候，世界或许已经转向使用不排放碳的可再生能源了。

转化过程还能产生氢气，这是一种极具前景的替代燃料，使用时零排放。这种固体碳材料包括尺寸仅为 1/1,000,000,000 米的碳纳米管和纳米纤维。它具备许多引人注目的特性，例如强度高、导热性良好以及导电性强，然而，要从二氧化碳中提取碳并且将其组装成这种精细的结构并非一件容易的事情，其难度之高可想而知。一种直接的热驱动工艺需要超过一千度的高温，这对于大规模减缓二氧化碳排放是极其不现实的。与之相比，此次研究发现了一种能够在大约400摄氏度的温度下发生的过程，而这是一种更为实用、在工业上能够得以实现的温度。

五、地球一共存在过多少生命

所有的生物体都是由活细胞构成的，尽管很难确切知晓第一个细胞出现的具体时间，但地质学家估计这个时间点至少可以追溯到38亿年前。那么，自地球上出现第一个细胞以来，一共有多少生命曾经栖息在地球上呢？这颗美丽的蓝色星球未来又会孕育出多少生命呢？这是一个具有意义的重大问题。近日发表在《当代生物学》上的一项研究，计算出从 38 亿年前，也就是第一批细胞出现以来，地球上所有曾经出现过的细胞数量在10的39次方到10的40次方之间。

太阳在过去的45亿年里变得越来越亮。大约二十亿年之后，所有维系地球宜居环境的系统都将会突破自身的极限，植物会走向死亡，海洋会沸腾起来，地球也将回归到它诞生之初的模样，变成一个几乎没有生命的岩石星球。但在此之前，科学家估计大约有10的40次方个细胞将占据地球。这是一个近乎极限的数字，因为他们的计算结果表明，地球很可能没有足够的资源来支持超过10 ~ 41 次方个细胞。当然，这只是某种程度上的估算，生命很可能有着完全不同的剧本。几十年前，系外行星还仅仅是一个假设，如今我们不仅探测到了5,000多个不同的星球，还了解到了它们的独特幽深之处。那么地球和这些天体相比如何呢？或许在未来我们也可以将地球作为与其他行星进行比较的基准。