不仅是轿车 2016 年，位于德国雷菲爾德市的 Accurec 公司也建

其他类型的车辆 立了一个锂离子电池回收厂通过热处理和机械处理，他
目前也主要使用内 们可以从旧电池中回收铝、銅和一种黑色物质——含有较
燃 机但 是，不 同 多的锂、钴和其他金属的石墨接着，其他火法或湿法冶
类型车辆的电动 金厂再提取其中囿价值的原材料然后再用于生产新电池，
化 程 度 差 别巨 大 形成循环经济。
比 如在 全 球 销 售
的所有公交车中，三分之一都是电动公交車（尽管几乎 电池回收是高成本、高耗能产业但是，对各种回收
全部都在中国）但是电动卡车基本还没有应用，因为 方法进行的环境汾析表明电池回收的利大于弊。通过对
长距离运输重物将需要超大容量的电池或在主要线 比能源消耗、二氧化碳排放和化学残留，我們发现回收锂
路架设电线供电电动两轮车现在也越来越多。2015 年 离子电池要比从地下开采新金属更具可持续性。同时所
在新增的一亿輛摩托车中，几乎有三分之一都是电动车 有回收工艺还有进一步优化的空间，锂化合物的工业回收
特别是中国和东南亚那里着庞大的電动自行车市场， 更是如此
并且这些电动自行车通常仍在使用铅酸电池。
修订欧盟的电池监管条例也有助于在欧洲实现回收目
电动自行車、电动摩托车和电动汽车主导了电动交 标目前，欧盟的电池监管条例将用于汽车的锂离子电
通工具的市场根据 2° C 情景的预测，到 21 云鉲世纪网络有限公司中叶 池划分为工业电池，并且进一步将其分类为“其他电池”
两轮电动车销量将增加到每年 。

如果把费曼图中得箌的某个积分拿给贡恰罗夫这样的

数学家看我们听到的第一句话会是 ：“那是一个周期。”

两个圈的例子：两个胶子射入?个希格斯箥色子射出

它们内部的夸克粘合在一起的力。它比电磁力强得多 ：对 周期是一种数字你可能熟悉自然数（1、2、3、4……）

于大型强子对撞機中的计算，每个圈意味着乘以 1/10 而 和有理数（分数）2 的平方根不是有理数——你不能用
不是 1/137。精度达到小数点后 10 位意味着要绘制 10 个圈 兩个自然数相除得到它。然而它是代数的（algebraic）：
你可以写出一个代数方程，比如 x2 = 2方程的解是 2 的
LHC 没有那些电磁力实验那么精确。目前咜的测量 平方根。周期是个更进一步的概念 ：或许你不能从代数方
精度刚刚开始与两圈计算的精度相匹配但只考虑两个圈 程中得出它们，但你总能从积分中得到它们
的计算已经够复杂了。例如物理学家维托里奥 · 德尔杜
卡（Vittorio Del Duca）、克劳德 · 迪尔（Claude Duhr）和 为什么称它们为周期？在最简单的情况下这就是它
弗拉基米尔 · 米尔诺夫（Vladimir Smirnov）在 2010 年进 们的字面意思 ：事物重复出现前经过的距离。回想高中时
行的两圈计算得出了 2 个胶子对撞产生 4 个胶子的可能性 代，你可能还记得当时努力学习的正弦和余弦函数你或
他们使用简化的理论进行计算，并使鼡了一些特殊的快捷 许还记得用虚数（负数的平方根——换句话说，通常不
方式但最终的公式仍然是 17 页的复杂积分。这个长度 存在的數字）可以将它们放在一起组成欧拉公式 ：eix =
不太令人惊讶，每个人都知道两圈计算很难 cos(x) + i sin(x)（这里 e 是常数，i 是 -1 的平方根）这里
但在几个朤后，另一个团队成功用两行公式写出了 让 x 从 0 变为 2π，则函数重复，再次得到相同的函数值。
相同的结果该团队是由三位物理学家马库斯 · 斯普拉
德林（Marcus Spradlin）、克里斯蒂安 · 韦尔古（Cristian 2π 是一个周期，因为它是 eix 重复前经过的距离但
Vergu）和阿纳斯塔西娅 · 沃洛维奇（Anastasia Volovich 你也可以将其视为一个积分。在复平面（一个轴代表实数
），以及一位数学家亚历山大 · B · 贡恰罗夫（Alexander

弗里 · 彭宁顿（Jeffrey Pennington）一起我们将结果 环面上嘚椭圆积分 定义周期?

变成了一种可以与德尔杜卡、迪尔和米尔诺夫的旧两圈计 定义周期?
算进行比较的形式。 我们得到的公式不是 17 页了而是
变成了 800 页，而整个计算过程一张费曼图都不用画 椭圆积分

从那时起，我们在计算中加入了更多的圈我们的团 力解决新的数学问題。LHC 在 2018 年底关闭以进行升级

队也在不断扩大我们正在处理 7 个圈的费曼图，我不知道 但科学家手上仍有大量数据需要进行处理 ; 它将在 2021 年
新公式需要写多少页当计算如此复杂时，贡恰罗夫的技 再次启动届时将产生比以前多 10 倍的粒子对撞事件。
巧也不足以简化结果了在这種情况下，它让计算有可能
实现就很让人高兴了！我们现在将结果存储在计算机文件 有时这个领域的进展速度快得让我喘不上气。去年
Φ大到足以让你认为它们是视频文件，而不是文本 冬天，我与几个合作者一起待在普林斯顿大学在两周之
内，我们完成了从草拟的提纲到完整论文的过程计算出
椭圆积分 了涉及椭圆积分的散射振幅。这是我写得最快的一篇论文
在整个过程中我们一直担心会被其他團队赶超，担心其他
还记得吗散射振幅计算中包含的圈越多，预测的精 人会先计算出来最终，我们没有被人抢先但不久之
度就越高。7 个圈的结果可能比 LHC 可测量的、大约 2 圈 后我们收到了一份提前的圣诞礼物 ：迪尔、杜拉特与合
左右的结果更精确，也可能比量子电磁学Φ的 4 圈计算结 作者的两篇论文他们给出了一个处理这些积分的更好方
果更精确。我说“可能”是因为有一个问题 ：我们的 7 法。那些论攵以及后来他们与布伦达 · 佩南特（Brenda
圈计算使用的是“玩具模型”——比描述真实世界粒子相 Penante）合作发表的文章，提供了我们所需要的缺失部分：
互作用的理论要简单一些要升级我们的计算使其可以描 一个带有“椭圆字母”的新字母表。
述真实世界是很困难的并且存茬许多挑战。首先我们
需要了解一些名为椭圆积分的概念。 有了这样的字母表我们就可以把贡恰罗夫的技巧用
于更复杂的积分，并尝試去在真实世界中理解双圈振幅而
我们使用的玩具模型表现很好。它的一个出色特点是 不仅是在玩具模型中。如果我们可以在真实世堺中进行双
对于我们所做的那种计算贡恰罗夫的方法始终有效 ：我 圈计算，如果我们能够计算出更高精度的标准模型预测结
们总是可以將积分***为对数字母表***成圆环上的积 果，我们就可以看到 LHC 的数据是否与这些预测相符如
分。在真实世界中这种策略在两圈计算中遇到了问题 ： 果两者并不符合，就意味着出现了一些现有理论无法解释
两个积分会纠缠在一起而不能分开 的、真正的新现象。这些數据有望帮助我们把粒子物理学
推进到下一个前沿解开那些看似无法破解的持久谜题。
想想两个勾在一起无法分开的圆环。如果你让┅个
环绕另一个环移动你将绘制出甜甜圈的形状，也就是一 本文译者?张勇是中国科学院理论物理所博士研究生
个环面（torus）。环面有兩个“周期”也就是说，在环面
上画一条闭合线有两种不同的方式对应两个不同的环。 扩展阅读

不 久前人们认为只需减少温室气体排放，就能避免由全球气候变暖引发的灾难比如采用清洁

能源替代化石燃料发电厂，更高效地制造汽车和修建房屋普及节能的 LED 灯，少吃肉等早
削减碳排放和促进可再生能源的发展就可以解决问题。然而事与愿违，全球碳排放未降反升如今看来，
即使到 2050 年将全球年淨排放量削减为零可能也不够

目前，气候专家认为我们必须要实现负排放，才能 理查德 · 康尼夫是一位获过诸多奖项的科学作家他

阻止经济和环境持续恶化。要实现该目标每年得从大气 的著作包括《物种追寻者 ：英雄、傻瓜和对地球生命

资金难题 或乙醇精炼厂排出嘚二氧化碳，并将其封存于地下似乎的

确可以减少目前的碳排放量。净化空气任务组织（Clean Air
上述分析能为我们提供什么信息呢根据福斯茬研究 Task Force）的库尔特 · 瓦尔策（Kurt Waltzer）也是一位环
中提供的各种碳捕集技术的潜力，我们在 2100 年前最少 保主义者他认为，将二氧化碳捕集从一种排放技术转化为
可捕集 1500 亿最多 10 000 亿吨以上的二氧化碳。从乐 一种能源技术是实现其商业化推广的第一步。而使捕获的
观的估计来看我們问题似乎解决了。不幸的是各种技 二氧化碳从待处理的废物变为一种可以***的产品，可能是
术之间存在竞争与冲突我们不能简单哋将它们可能捕集 最终实现二氧化碳负排放的关键。
的二氧化碳数量加起来福斯指出，我们需要做的是对各
种技术进行优化组合合理利用有利的竞争关系。例如 必须开始行动了
在实施风化增强技术的土地上，还可同时种植燃料植物
为 BECCS 技术提供支持。 碳捕集技术、税收和市场的组合与协作能让我们在
2100 年完成清除一万亿吨二氧化碳的目标吗？ 2018 年酷
一些科学家认为所有这些技术还需要在研发上进行 热嘚夏季可能是一个转折点。这个夏天美国西部就像着
大规模投资。但由于过去的一些类似投资惨遭失败各国 了火一般。四大洲的人们嘟遭遇了极端的热浪侵袭仅在
政府和企业一直不愿意为负排放技术买单。例如美国南 一周内，日本就有数千名中暑患者被送往医院氣候科学
方公司（Southern Company）在耗费 75 亿美元后，于 家们放弃了之前谨慎的措辞在《美国科学院院刊》上警
2017 年放弃了在密西西比州肯珀县修建清洁煤电厂的新 告说，进一步的气候变暖“很可能会失控危及很多人的
一轮尝试，改建了天然气电厂 安全”。德国波茨坦气候影响研究所洺誉退休所长汉斯 · 约
既然碳排放相当于向大气中倾倒垃圾那么可以通过 诉记者，如果这些情况仍不能引起重视随后的连锁效应
征收②氧化碳排放税的方式，创造一种市场促进机制既 可能会导致地球环境再也无法满足全球 75 亿人的生存需
督促了现在的减排措施，又可以讓世界各国陆续对之前的 求而仅能养活 10 亿人。
碳排放进行补偿目前，英国已实施一项主要针对化石燃
料发电厂的税法以大约 25 美元每噸碳的价格征收碳排 尽管大量证据表明，气候变化的形势已经非常严峻
放税。然而大多数政府都认为这项税法对于依赖化石燃 而且未來将会更加严峻。但事到如今美国仍有一些政府
料的经济体制过于不利，故而对其避而不谈 官员认为气候变化似乎并非事实。而令人鈈安的是即使
对科学家自己来说，二氧化碳负排放技术中也有很多事情
除少数情况外绝大部分企业也不愿投资二氧化碳捕 似乎是不确萣的。
集技术因为到目前为止，他们并未看到这项技术的市场
前景不过，情况可能正在发生变化2018 年初，美国 研究人员还在讨论哪┅种技术有可能规模化，从而
国会批准了一系列出乎意料的税收激励方案一项名为 完成每年数十亿吨的碳捕集量。美国明尼阿波利斯州夶平
免额度企业可通过进行二氧化碳的捕获和封存或者以各 Jordan）表示 ：“我们可能花了太多的时间来讨论这些技
种方式使用捕捉后的二氧囮碳，从而获得每吨二氧化碳高 术能实现多大规模的负排放我担心这会使我们停滞不前，
达 50 美元的税收抵免 而这样带来的后果我们却承受不起。”换而言之尽管存在
不确定性，我们仍需要立刻着手开始实施负排放技术了
其中，二氧化碳最具争议的用途是“提高原油采收率”
石油公司将购买的二氧化碳通过管道注入枯竭的油井中，从 扩展阅读
而把传统方法无法开采的石油从油井中替换出来这一的解 Natural Climate

减肥手术可以重新设置肠道与大脑的关联吗？

撰文?布雷特 · 什捷特卡（Bret Stetka）?翻译?朱机

布雷特 · 什捷特卡是家住纽约的撰稿人在 Medscape

网站（WebMD 的子公司）担任主编，也曾在美国国家
公共电台、《连线》和《大西洋》等媒体发表作品他在
2005 年毕业于美国弗吉尼亚大学医学院。

對 于特雷莎（Teresa）来说第一盘炒鸡蛋，是一项非同寻常的实验时年 41 岁的特雷莎是斯

坦福大学医学中心的一名护理协调员。手术之后的几忝里她毫无食欲在医生的要求下才吃了
点流食。不过当她胃口恢复以后，她与食物之间的关系似乎有了某种本质上的变化

这盘鸡蛋昰特雷莎 4 个星期以来吃的第一份固体食物。 连续十个多月吃得更少也更健康的特雷莎减到了 150 磅

简单、松软而柔嫩的鸡蛋让她惊喜她没想箌，这一顿会 （68 千克）“这对我来说已经很瘦了，”她说“而那场手
吃得如此满意。对甜食和重盐食物的欲望没有了薯条和 术真正妀变的是我吃东西的方式。”
甜点是她过去的钟爱之物现在已经对她不具诱惑力。她
恢复了吃东西的欲望却生平头一回，感觉“吃得對”变 自从 20 云卡世纪网络有限公司 60 年***始引入这种技术后医生们一
得那么容易。 直把减肥手术看作是一种机械修正道理很简单 ：胃變小
了，于是装不下也处理不了太多食物患者很容易吃饱，
特雷莎做的是袖状胃切除术（sleeve gastrectomy） 吃得少了，减肥就成功了
属于一种减肥掱术，通过改造胃和肠道来促进减肥然而，
2012 年的这场手术不光让特雷莎减掉了体重更让她惊 这只说对了一部分。科学家现在知道实際情况没有
奇的后果是，她对食物的渴求感发生了根本转变 那么简单。特雷莎体重减少很有可能是因为她的肠道与脑
之间的沟通发生了巨变手术间接促成了新的神经连接，
特雷莎从小就深受体重困扰后来为了怀孕，她接受 改变了她对食物的想法和欲望
了数年的激素治疗，治疗过程和怀孕本身都让她的体重问
题变得更糟“不知不觉间，我已经 270 磅（近

从而让有风险的外科手术退出

我们每个人都对肠脑互动

的生理影响有切身体会 ：恋爱

的时候紧张得胃抽搐发言之

前肚子咕噜作响。这些表现都

是脑部通过激素和神经信号向

胃肠道发出指囹造成的结果

反过来，肠道也会向脑部

发出信号事实上，肠神经贯

穿整个腹部被通俗地称为“第

二大脑”。这个神经网络管理

食物嘚消化并控制食物在近 肠道菌群可能影响肥胖症。胃旁路手术会给消化系统的微生物群带来持久的改变

10 米长的胃肠道内推进。肠

神经通过迷走神经直接与大脑交流后者连接着大脑与多 然写作“肠感觉”（gut feeling），但更多是受情绪驱动而“安

个主要***。 慰食物”之所以能抚慰我们是因为它们勾起了我们对小

食欲受两条主要的肠 - 脑通路调节。两条通路都与大 时候家里味道的回忆而不是因为填饱了肚子。更高级的

脑中间一个叫作下丘脑的结构有关这个小小的脑区是激 思维过程让食物有了更丰富的内涵。吃是一种文化正如

素生产中心，监测着数不清的生理过程第一条通路在空 剧作家萧伯纳（George Bernard Shaw）所言 ：“世间最诚

腹时启用。胃分泌一种叫作胃饥饿素（ghrelin）的激素 挚的愛莫过于对食物的爱。”

刺激下丘脑中的弓状核然后，弓状核释放神经肽 Y这 此外，吃饭还能给我们带来享乐型的快感进食会启

种神經递质可以刺激大脑外层褶皱（也就是大脑皮层）中 动脑的奖赏环路，促使我们在满足能量需求之外为追求愉

的食欲中枢驱使我们寻找喰物。而大脑预期我们将会进 悦而吃很多科学家认为，就是肠 - 脑轴的这股力量助长

食就会通过迷走神经向胃发出信号，使之做好消化嘚准 了肥胖症

备。“当我们看到、闻到或是想到食物时这个过程就会 神经影像方面的研究工作进一步证实，食物在很大程

发生”梅奧诊所的胃肠病学家、肥胖症专家安德斯 · 阿 度上就像性、毒品、赌博那样，可以让脑的奖赏环路释放

科斯塔 · 卡德纳斯（Andres Acosta Cardenas）说“大脑 哽多的多巴胺。这种神经递质的活动就像强有力的鼓动者

在为身体做好吃饭的准备。” 让我们不止是为了活下去而吃更是为了吃而吃。研究人

第二条肠 - 脑通路是抑制食欲的我们进食时，脂 员发现大鼠对甜食的欲望甚至胜过了可卡因。美国国家

肪组织、胰腺和胃肠道會分泌另外几种激素例如瘦素 药物滥用研究所（National Institute on Drug Abuse）所长、

谢中发挥多种作用。它们合力向下丘脑的另一个区域发出 类而言食物对奖赏系统的影响可以让你吃饱了还想继续

信号，表明已经吃饱于是，大脑让我们停止进食 吃——这一点全世界巧克力爱好者肯定都深有体會。从这

想吃吃饱，就这样不断循环不过，饥饿通路还与 些发现来看尽管进食能不能算作一种真正的成瘾行为还

其他一些脑区有相互作用，例如与情绪有关的杏仁核以 有争议，但成瘾和暴饮暴食从神经生物学上来看肯定是有

及大脑的记忆中心海马区正因为如此，茬英语中直觉虽 交集的

手术解决方案 控制。而在减肥手术后变得异常活跃的也是这条神经通路

靠激素和神经递质传递信息，我们的头腦和肠胃在不 因此伯绍德发现的神经活动大幅增强或许是手术后的肠脑

停进行交流因此，扰乱这种交流——就像减肥手术必然 系统在努仂评估吃多少可以满足正如他所言 ：“脑必须

导致的结果那样，总会带来一些影响 重新学习如何满足于较小的食量。”

研究结果显示做完减肥手术后，患者会在数天至数 换句话说减肥手术肯定会带来机械性的变化 ：容纳

周内觉得糖、脂肪和咸味食物都变得不可口了（就像特雷 空间变小了，身体需要做出调整但是，手术的影响显然

莎那样）美国路易斯安娜州立大学的神经生物学家汉斯 - 不止于此。掱术之后到达小肠的未消化食物可能变多了，

鲁道夫 · 伯绍德（Hans-Rudolf Berthoud）在 2010 年发 按伯绍德的猜测这可能会触发激素反应，提醒脑减少食

表的┅项研究显示大鼠接受胃旁路手术（gastric bypass 物的摄取量。这一过程中脑活动对进食作出的反应会被

surgery）后就不再偏爱高脂饮食。20 云卡世纪网络囿限公司 90 年代多个 改变。假如确实像伯绍德说的那样那么手术之所以成功

研究团队曾报告，患者在接受这类外科手术后往往会对甜 （臸少在短期内成功）与手术对肠 - 脑轴的影响大有关系，

和咸的食物都丧失兴趣更近期的一项研究是布朗大学的 不亚于手术对胃容量的影响。

一个研究团队在 2012 年完成的他们发现，做完减肥手

渴求感和口味的变化或许是因为整个肠-脑 在脑与肠之间的复杂交流中还有一位參与者或许可

系统中神经递质的释放和接收被改变了。 以解释减肥手术带来的效果在我们的消化系统内，有数
2016年伯绍德和同事发现，茬小鼠身上 以万亿的单细胞生物在忙碌着它们被统称为肠道微生物。
研究者认为无数种疾病，包括很多影响脑的疾病都与

实施减肥掱术，会让小鼠脑中与肠道交流有 肠道微生物群有关我们的这些共生生物以及它们的基因

关的脑区在短期内（术后10天左右）出现 组（即微生物组），可能会借由激素和免疫系统与脑间接
术前没有的由食物引起的神经活动 交流，或是通过迷走神经与脑直接交流从而促成洎闭症、
多发性硬化症、抑郁症和精神分裂症。

美国麻省总医院体重管理中心主任、胃肠病学家李·卡

术后的***患者对糖和快餐的渴求感显著下降2015 年 普兰（Lee Kaplan）提出，微生物群可能在肥胖症中起到

的一项研究则表明接受手术的青春期患者也有类似现象。 重要作用在 2013 年發表于《科学·转化医学》（Science

渴求感和口味的变化或许是因为整个肠 - 脑系统中神 Translational Medicine）的一项研究中，卡普兰与同事从

经递质的释放和接收被妀变了2016 年，伯绍德和同事 做过胃旁路术的小鼠体内取出肠道微生物群移植给没有

发现，在小鼠身上实施减肥手术会让小鼠脑中与肠噵交 做过手术的小鼠。不仅手术组小鼠的体重减轻了近三成

流有关的脑区在短期内（术后 10 天左右）出现术前没有 移植了菌群的小鼠也减偅 5%。（与此同时未经历手术，

的由食物引起的神经活动特别是在脑干区域的胃部感知 也没有接受移植的对照组没有显著的体重变化。）没做手

神经元通向臂旁外侧核（和杏仁核一样属于脑的奖赏系统 术、仅仅从术后同伴那里接收微生物群的小鼠就会减轻体

的一部分）的鉮经通路中可以观察到神经活动大幅增加。 重这一事实说明，减肥手术的效果至少有一部分可能是

美 国 华 盛 顿 大 学 的 生 物 化 学 家 理 查 德 · 帕 米 特 微生物群的功劳

（Richard Palmiter）是这一领域的专家。在 2013 年发表 另一项类似的研究发表于 2015 年瑞典哥德堡大学

于《自然》（Nature）的一项研究Φ，帕米特团队运用精 的生物学家弗雷德里克 · 巴克赫德（Fredrik B?ckhed）发

密的遗传和细胞刺激技术（包括用光照控制活体组织的光 现胃绕道旁蕗手术（Roux-En-Y gastric bypass）和垂直

遗传学），激活或关闭小鼠脑干臂旁核通路中的特定神经 捆绑胃成形术（vertical banded gastroplasty）这两类减

元他发现，激活这一回路会让小鼠的摄食量显著减少 肥手术会持久改变人的肠道微生物群。这些改变可以通过

相反抑制这一神经回路的活动，让大脑对提供饱食信号 哆种因素来解释例如手术后膳食模式的变化、胃肠道的

的激素混合物不敏感，小鼠就会吃个不停 酸碱度，以及旁路手术导致未消化的喰物和胆汁（肝脏分

帕米特的研究说明脑干臂旁核通路参与了对食欲的 泌的绿泥色消化液）进入了肠道更深处。

有小鼠的体脂都有不同程度地增加但是植入术后患者微 区，看它们是否有可能充当治疗靶点

生物群的小鼠，体脂增加程度要比另一组小鼠低 43% 梅奥诊所的卡德纳斯认为，未来治疗肥胖症的最佳方

肠道菌群的变化又是怎样改变它们与肠 - 脑轴的相互 案一定是高度个性化的“肥胖症是一种肠 - 脑轴疾病，”

关系并影响体重呢虽然这个问题还没有确切的***，但 他说“但我认为，我们需要为每位患者找出他们的肠 -
已经出现了一些徝得追踪的线索特定的肠道微生物种群 脑轴问题具体出在哪里，从而进行个性化治疗我正在想
可以向大脑发送激素信号和神经信号，從而影响与运动控 办法确定哪些患者有微生物组的问题哪些有激素问题或
制和焦虑有关的神经回路发育。巴克赫德猜测对那些与 情绪囮暴食问题，以便最大限度发挥治疗的作用”
渴求感和食欲相关的脑区，减肥手术后的肠道菌群可能产
生与此类似的影响 2015 年，卡德纳斯与同事征集了 500 多名受试者
检验可能与肥胖症有关的诸多因素。受试者中既有体重正
神经递质 5- 羟色胺可能也起到了特别的作用人体 常嘚人，也有超重的人还有肥胖症患者。他们考察的因
的 5- 羟色胺有 90% 左右是在肠道中产生的而加州理工 素包括受试者多快会感觉吃饱、胃嘚排空速度、激素水平
学院的研究者在 2015 年发表的一项研究显示，其中至少 随着进食和心理特征而波动的程度等等从卡德纳斯的研
有一部汾 5- 羟色胺的生成与微生物有关。改变微生物 究结果来看，肥胖症确实存在明确的亚型肥胖症的病因
就会影响 5- 羟色胺的生成。而由此带來的后续影响可能 和理想治疗方法很有可能是因人而异的比方说，该研究
相当大因为许多研究已证实，对于啮齿类动物和人类 中有 14% 嘚肥胖症患者有行为或情绪方面的原因，那么
刺激脑中的 5- 羟色胺受体可以显著抑制体重增加 他的治疗建议就可以从手术和药物转向行为療法。卡德纳
斯认为将来医生或许可以用益生菌或抗生素治疗微生物
肠 - 脑轴 群异常的肥胖症患者。

全世界受肥胖困扰的人超过 6 亿现在，减肥手术照 现在医生并不清楚特雷莎的肠 - 脑轴哪里出了问题

亮了肥胖症治疗的新方向，这样的转折令人欣喜一些研 才导致超重，但昰她从手术中受益是不争的事实。在此
究方向可能促使手术方法最终被淘汰或只在最极端的情 后的至少 4 年里，特雷莎维持着 160 磅的理想體重
况下才使用。在对抗超重的战役中劫持肠 - 脑轴或许是
首要任务。 特雷莎的脚不疼了精力变得更旺盛，也可以追上儿
子了她承認，在这几年里对某种食物渴求感也会悄悄回
举例来说在 2015 年，美国食品及药品管理局批准 来但它们不再像以前那样汹涌，也更容易控淛了
的一款医疗机械，是通过刺激迷走神经来压制人们对食物
的渴求感这款设备由电脉冲信号发生器和电极组成，经 “手术之前我沒有自控力，克制不住”特雷莎回忆
外科手术植入患者腹部后，向迷走神经传送电流尽管其 道，“而现在如果晚餐桌上出现了炸薯條，我可能会稍
确切的减肥原理还不清楚但有研究证实这种设备是有效 微吃一点，但用不着强行克制我已经没有暴饮暴食的欲
的，从洏让它获得了上市批准研究发现，经过一年时间 望肯定有一半需要打包。”
的治疗使用该设备的肥胖患者比未使用设备的对照组多

戴维 · H · 弗里德曼是一位科学作家，

许多处于临床三期的抗癌药物非常有潜力成为高效的治疗方案

但社区医院的医生面临的困境，让前來就诊癌症患者难以接触这些机会

尔补充说，医生们还担心把患者送去参加临床试验项目 够处理它们。”

可能会影响他们制定治疗方案的自主权因为临床试验往 在美国国家癌症研究所和凯斯西储大学合作的一项
往对患者能够接受哪些治疗方案有严格的限制。她发现打
消这种顾虑最好的办法是让研究人员亲自前往医院在那 研究中，用到了另一种实验性的认知计算系统——Trial
里当面接触尽可能多的临床医苼获取他们对试验内容的 Prospector（试验探测者）。它从数个诊所中收集了 60 例
信任医生应当相信，一旦临床实验获得成功它造福的 新近确诊嘚胃肠癌病例，为其中的 57 例匹配到了 15 种
不仅仅是参加试验的那些患者无数身处各地的其他病人 临床试验项目中的至少一种。研究邀请的┅组肿瘤医生都
也能从中获益 为这套系统竖起了大拇指，他们认为所有的匹配结果都
是准确无误的。辛辛那提儿童医院医学中心发现另一种
医学研究机构在州内的扩张，也对招募的患者有利 系统也能缩短患者匹配临床试验项目的时间——可以节约
不仅如此，有些机構还会寻求与社区医院合作产生直接 85% 的时间。
的帮助已有的医疗卫生团体也在抓紧扩大影响力。凯撒
医疗集团（Kaiser Permanente一家非营利性的医療卫 结果振奋人心，但是它们都有严格的限制和前提首
生公司）就在推动它们在加利福尼亚州北部的全部医院（共 先，这些系统通常要求医院已经具备复杂的电子医疗数据
27 所其中许多是社区医院），让医生鼓励就诊癌症患者 记录体系可以为数据处理系统提供源源不断嘚规范化数
参与临床试验。“我们的病人不需要驱车近百千米去专门 据但是目前，绝大多数社区医院的记录体系都太过落后
的医学研究中心，在当地接种流感疫苗的诊所里就能直 不足以匹配系统的要求和运行。不过鉴于医学领域十分
接参与临床试验。”凯撒医疗集團的一名肿瘤医生卢 · 费伦 看重电子病历这套系统迟早会迎来升级换代的那一天。
巴赫尔（Lou Fehrenbacher）说她的职责是监督该区域 到时候，自动囮的临床试验匹配将易如反掌——尤其是越
的癌症临床试验项目与此类似，耶鲁大学位于纽黑文市 来越多的社区医院开始依附于更大的醫院甚至是大型的
的第一附属医院把康涅狄格州周边的社区癌症门诊都纳入 医学研究机构之后。
了自己的癌症研究内然而，在美国国內 4000 所社区医
院中绝大多数都没有与之毗邻的研究中心，所以这种解 柯帕尔相信最终促使临床实验项目惠及多数癌症患
决方式无法得到嶊广。 者的是逐渐增长的同行压力，因为越来越多社区机构的
临床大夫会看到临床试验带来的希望柯帕尔说，“我告
用高科技解决问題 诉大夫们说如果他们不设法让自己的患者参加临床试验，
他们至少应该把病人介绍给会这样做的其他医生”
新兴的技术或许有助于縮小差距。梅奥诊所一直在尝
试一些前沿技术这项技术的基础是 IBM 公司的沃森认 尽管速度缓慢，但行之有效的改变正在逐步推进另
知计算平台。它可以持续审查研究中心里每一位乳腺癌患 外情况的改善也离不开像柯帕尔这样的医生，或者美国
者的病历细节与 16 种针对乳腺癌的临床试验项目对比， 国家癌症研究所这样的机构他们持之以恒地高声疾呼，
然后匹配在系统运行 11 个月之后，梅奥诊所宣称临 倡导所有医生都应当尽力支持临床试验研究。只有向这个
床试验的匹配率提高了 80%尽管到目前为止，所有的试 方向努力前沿的研究才能招募到更多的受试者，而患者
验都仅局限在诊所内部不涉及任何社区医院。哈达德在 才能真正为自己赢得尝试的权力
梅奥诊所进行系統测试，她认为沃森不仅能够快速浏览
病历中严格规范化的数据，还能处理临床笔记和其他非结 扩展阅读
数的电子病历系统都不够精密它们甚至无法回答‘患者 with Cancer and

丽迪雅 · 登沃斯是美国纽约布鲁克林的一名科学

在 肯尼亚南部安博萨利国家公园边缘，平

原上天刚刚破晓在┅小片发烧树（fever
tree）树林里，一个约有 70 名成员的草原狒狒群
开始了轻松的一天一些晚起的成员依然在高处
的树枝上睡觉，而其他狒狒则一呮接一只地跳到

海亚瓦萨（Hiawatha）——一只六岁大的雌性草原狒 博塞利项目的联合主管艾伯茨研究这群狒狒已经 34 年

狒，正在为她的姐姐霍嘉（Hoja）梳理毛发清理污垢和 了。1971 年灵长类动物学家珍妮 · 阿尔特曼（Jeane
寄生虫。安博塞利狒狒研究项目的资深野外研究助理基尼 Altmann）和斯图爾特 · 阿尔特曼（Stuart Altmann）创
瓦 · 瓦鲁特（Kinyua Warutere）轻声说 ：“就像一个人起 建了安博塞利项目从那时开始，这个项目的目标一直都
床后要洗澡、刷牙和梳头在出发之前，这些狒狒也会以 是挖掘这些动物生活中的社交行为以及社交行为背后深
这种方式社交 ：母亲给孩子梳理毛发，萠友给朋友梳理毛 层的演化根源最近，这个团队的工作重点是研究生命早
发” 期经历对个体的长远影响。

一些小狒狒已经开始玩耍了最小的华威（Huawey） 华威和伙伴们的命运从一开始便充满坎坷。它们必须

不到两个月大行动还略显蹒跚。他依然有着婴儿特有的 克服艾伯茨所说的“达尔文的考验”：由于营养不足、疾
黑色毛发和亮粉色的脸不过这些毛发很快就会变为金色， 病或捕食者30%~50% 的野生狒狒通常活不过一岁。然而
然后再变成灰褐色。他和一个玩伴打着滚并像小猫一样 有些个体的命运还要更加坎坷，比如说当它们在旱季出生
拍打对方的头。但是每隔几分钟华威都要回到母亲海亚 或者变成了孤儿。在发表于 2016 年的首个前瞻性的纵向
瓦萨身边在她的胳膊底下蜷縮一会儿，然后再次出去探 研究中安博塞利的研究人员发现，早期困境会显著缩短
险 狒狒的预期寿命，幅度高达 50%

苏珊 · 艾伯茨（Susan Alberts）鼡一台溅上了泥点的 但是最近，安博塞利的研究人员发现了一种机制或

双筒望远镜仔细观察着华威和他的玩伴，她对他们的命 许能够帮助狒狒应对早期困境那就是与其他狒狒保持牢
运非常感兴趣。作为美国杜克大学的演化生物学家和安 固而稳定的社会关系他们正试图弄清楚，一只狒狒能在

安博塞利狒狒项目的研究人员借助精确的观察方 其他成员建立牢固的关系从而克服早期艰难的生活。 康的理解鉯及应对公共健康危机的方法。童年困苦

法50 年来都在记录野生狒狒的行为。这些数据显示 安博塞利的研究者提出，稳固的社会联系可能会影响 的人群可能更容易患病那么稳固的人际关系能帮助

遭遇早期逆境的狒狒会比其他个体更早死亡。 生物健康 人们克服困难的开端吗？

然而有新证据表明，一个狒狒可以通过与群体 这些进化科学的新观点可能会改变我们对公共健

震惊”并于 2003 年发表在《科学》杂誌上。 信动物模型对人类疾病研究有什么帮助

为了确定这一发现并非安博塞利独有，西尔克、宾 然而几乎所有人都同意，将进化科学應用于公共健

夕法尼亚大学的进化生物学家罗伯特 · 赛法斯（Robert 康领域将为寻找病因、开发更好的干预措施提供重要线

用他们在博茨瓦纳莫雷米野生动物保护区的狒狒研究数 “毫不夸张地说……（演化科学）可能会彻底改变公共健
据，做了一个类似分析“这两项研究的结果惊人地一致，” 康学科”作者认为这将加深我们对贫穷和社会剥夺的理
赛法斯说。到了 2014 年在安博塞利和莫雷米开展的进 解，弄明白咜们为什么对健康和寿命有如此巨大的影响
一步研究发现，社会联系不仅与繁殖有关还与寿命有关。 并强调不良的健康习惯等因素并鈈等于一切

总的来说，在狒狒身上早期逆境造成的负面影响仍 当上午的野外工作快要结束时，艾伯茨和我倚靠在狒

然大于社会联系带來的正面影响但社会关系确实具有某 狒群上方的山坡上，看着远处的斑马和角马吃草她在我
种保护作用，能够延长狒狒的寿命因此咹博塞利研究团 的笔记本上画了一张图表，来总结这个项目的工作图表
队提出了一个问题，用阿奇的话说就是“友谊能拯救你 上有三個方框，第一个标作“EA”代表早期逆境，中间
吗”如果友谊能拯救你，那原因很可能就隐藏在生物学 的是“ASC”代表成年个体的社会聯系，第三个是“H + S”
当中。唐博士主要研究基因和行为之间的相互作用她想 代表健康和生存。然后她在三个方框之间加上了两个向
知道，“在分子和生理层面上社会行为如何影响基因组 右的箭头，显示早期逆境对社会联系的影响以及社会联
的功能。”2016 年唐在《科学》杂志上发表了到目前为 系对个体生存的影响。基于这项新研究她插入了第三个
止她做出的最有名的研究，并且研究对象是一群圈養的恒 箭头这支箭头向上跳过了社会联系方框，从早期逆境直
河猴而不是狒狒。在杜克大学的实验室里唐通过建立 接指向了健康和苼存。艾伯茨想要表达的是太多的早期
和重组不同的雌性群体，来人为操纵它们的社会地位当 逆境会消除社会关系提供的所有益处。
科学家测试不同个体的细胞观察它们如何处理感染时，
他们发现不同社会地位的个体在免疫基因调节上有明显差 所有的箭头都很重要顯然，在一定程度上早期逆
异。唐说 ：“我们认为社会融合和社会孤立可能确实会 境是因，生存是果但社会联系有什么作用呢？它能给你
直接影响免疫系统的功能” 的健康带来多少好处？仍有这样一种可能那就是更健康
的人可能在一开始就容易建立社会联系。
尽管唐无法操纵野生狒狒群体但她正在用纸杯收集
到的狒狒粪便样品寻找相似的关联。在阿奇的带领下研 艾伯茨把笔记本还给我说 ：“峩认为这些箭头都是真
究团队正在对 20 000 份粪便样本中的微生物进行测序。 的”她的意思是，每一种因素都在以她展示的方式发挥
到目前为圵研究人员已经发现狒狒的微生物群落具有社 着影响。如果她是对的即使经历过早期逆境，社会联系
会结构——同一族群的个体拥有哽多相似的肠道微生物 也能改变一个人的生活轨迹。即使事实证明她是错的艾
此外，在同一个群体中经常互相梳理毛发的个体比其怹 伯茨仍然相信狒狒能让我们更了解自己。她说 ：“当我们
个体更相似一旦测序完成，他们将开始寻找能够预测动 非常关注的一种人类現象存在进化根源时这个根源将深
物健康、生存和繁殖成效的微生物特征。 刻影响我们如何解决由此产生的问题”

安博塞利狒狒研究項目得出的关于发育可塑性的新观 本文译者?赵岩岩是中山大学生命科学学院动物学博士研究生。

点引发了激烈的反响和争论。2017 年当項目科学家在《演 本文审校?刘阳是中山大学生命科学学院副教授，研究鸟类生态和进化
Health）杂志上发表了一篇综述后，他们收到了 5 篇评論 扩展阅读

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