学习的“嗯”和“啊”

在本周的新闻快讯中,我们将了解“嗯”和“啊”是如何提高婴儿的学习能力的,人类是如何走出非洲的,以及陆地上的生命是如何比我们想象的更早进化的……
四月十八日

在本周的新闻快讯中,我们将了解“嗯”和“啊”是如何提高婴儿的学习能力的,人类是如何走出非洲的,以及陆地上的生命是如何比我们想象的更早进化的。此外,科学家们如何看待培养皿中的精神分裂症,以及一辆无人驾驶的自行车如何保持直立。

在这一集里

蹒跚学步的

00:17 -嗯,这就是我们学习的方式

事实上,在孩子面前说“嗯”和“嗯”的父母可能会提高孩子对语言的掌握程度。

嗯,这就是我们学习的方式

父母在孩子面前说“嗯”和“嗯”通常被认为是语言上优柔寡断或软弱的表现,应该避免。事实上,父母在孩子面前说“嗯”和“嗯”可能会促进孩子对语言的掌握。

罗切斯特大学的研究员理查德·阿斯林和他的同事们在《发展科学》杂志上发表了这一发现,他们让一组两岁半的幼儿观看一系列成对物体的图像,其中一个是他们熟悉的东西,另一个是他们以前从未见过的东西。

就在这些物品展示之前,一个声音指示孩子们看其中一件。但有时声音包括“啊”或“嗯”——在通常的说法中被称为言语障碍——就在物体的名字之前;例如,孩子们会听到这样的指示“看‘thee’,嗯,扳手”。

与此同时,一台运行着眼球追踪软件的电脑仔细观察了幼儿看的地方以及看了多长时间。

研究人员发现,当一个指令包含对一个不熟悉的物体的不流畅性时,幼儿在屏幕上寻找新的、未知的物体的时间要长得多——几乎70%的时间,而正常情况下为54%。

研究小组发现,这种效果也只适用于两岁半的孩子,因为当他们对两岁以下的孩子进行试验时,它没有起作用。阿斯林说,这有力地表明,孩子们很快就知道,当有人说出不流利的词(um或er)时,通常后面跟着一个很长的“the”,读作“thee”,后面很可能会跟着一个很少使用的词——因此,当成年人在脑海中搜寻这个词时,他们会拖延时间——这个词应该被注意,因为它可能是未知的。

这种技巧在成年后仍在继续,可能也是在演讲和喜剧中适当停顿的重要性的基础,以便集中注意力,使幼儿能够从不断攻击的大量新奇事物中挑选出相关的内容。

珊瑚上生长的藻类

04:36 -淡水有利于复杂细胞的进化

研究人员发现了证据,表明陆地上的生命进化比以前认为的要早得多。

淡水有利于复杂细胞的进化

本周,研究人员发现了证据,表明陆地上的生命进化比之前认为的要早得多。这些化石来自于一个进化的关键点,在这个关键点上,微小的、简单的细菌(原核生物)细胞进化出了类似于更大、更复杂的(真核生物)细胞的特征,从而使光合作用和有性繁殖成为可能。

藻类根据发表在《自然》杂志上的论文,已经发现了微化石,证明30多亿年前海洋中存在生命,但对陆地上生命的早期迹象知之甚少。

波士顿学院的保罗·斯特罗瑟(Paul Strother)和他的同事们研究了在苏格兰西北部托里东湖(Loch Torridon)有数十亿年历史的岩石中发现的微化石。他们观察的生命形式是真核生物:细胞细胞壁内包含复杂结构的生物,最长可达1毫米。

作者说,由于细胞核、叶绿体和线粒体等结构的存在,这些简单的真核生物一定生活在淡水中,并暴露在户外,因为它们具有进行光合作用所必需的部分。

作者认为,这也支持了原核蓝藻首先在淡水栖息地进化,后来迁移到海洋的观点。早期的蓝藻被认为是最终成为植物细胞叶绿体的细胞;或者在这种情况下,这些早期的真核生物,被认为是藻类的前身。作者补充说,这可能意味着淡水栖息地比海洋更能促进真核生物的进化。

06:38 -人类走出了非洲

奥克兰大学的科学家们为“走出非洲”的假设增加了另一层复杂性……

人类通过谈判走出了非洲

根据“走出非洲”假说,现代人类几十万年前在非洲进化。然后,从大约5万年前开始,我们的祖先开始向更远的地方冒险,最终在世界各地定居下来。这一观点得到了遗传学研究的支持。遗传学研究证实,遗传多样性最丰富的是非洲土著人,而最不丰富的是那些处于早期人类迁徙分支顶端的人群。但现在,奥克兰大学的一位科学家为这个故事增加了另一层复杂性——人类语言在非洲大迁徙中可能扮演的角色。

Human_origins昆汀·阿特金森在《科学》杂志上发表文章,分析了504种世界语言中使用的音素(构成单词的声音单位)的数量。一般来说,就像遗传多样性一样,大群体使用的语言往往比小群体或瓶颈群体使用的语言有更多的音素。引人注目的是,这种语言音素计数与先前的遗传和形态学研究预测的迁移途径非常吻合。

非洲语言的音素是最丰富的,而那些在遥远的迁徙分支顶端的民族所说的语言所含的音素最少。这个结果的含义是,为了使这种关系符合,语言必须在现代人还在非洲的时候就在他们中间进化了。根据阿特金森的说法,“在某种程度上,语言是文化认同的标志,我们的文化祖先,就像我们的基因祖先一样,可以一直追溯到非洲,我认为这是非常了不起的。”阿特金森认为,语言的习得很可能是促使早期人类走出非洲的催化剂。“人类随身携带着来自非洲的工具箱,语言,以及由此带来的所有优势,包括协调和合作,这给我们带来了竞争优势。”

Kooijman自行车

12:41 -自动扶正自行车

本周,美国和荷兰的一个团队在研究无人驾驶自行车如何保持直立的问题上又迈进了一步……

能自动复原的自行车

本周,美国和荷兰的一个团队在研究无人驾驶自行车如何保持直立的问题上又迈进了一步。正如你所知,这只发生在自行车运动的时候,所以一定有一些有趣的机械力在起作用,使它不会翻倒。

自稳型自行车模型当自行车倾斜时,每次它开始向一侧倾斜时,前轮就会转向并纠正它,使自行车再次直立。

一段时间以来,传统观点一直认为,有两种主要力量导致了这种纠正性转向的发生。第一个是一种旋进,也被称为陀螺仪扭矩。这是当某物在一个特定的方向旋转提供一个力作用在自旋的轴上。例如,如果你有一个旋转陀螺,你拉一根绳子让它旋转,旋转的运动使它保持直立,因为陀螺仪的力拉着轴,产生一种自我校正的平衡。当顶部不旋转时,它就会向一侧倾倒。很长一段时间以来,人们认为自行车的轮子也有同样的作用。

第二个效应是施法者效应。你会在购物手推车的轮子上看到这种情况,当你操纵它转弯时,轮子似乎被拖到了你操纵它的方向后面。这是因为它们被设置在柱子上(如果从侧面看)在轮子与地面接触的位置前面。同样的道理也适用于自行车,因为车轮与地面接触的地方实际上是在转向轴后面一点。

发表在《科学》杂志上的研究小组制造了一辆自行车,抵消了这两种影响,看看它在移动时是否仍能保持直立。乔迪•Kooijman 康奈尔大学和代尔夫特理工大学的同事们制作了一个框架,其中的轮子与地面上的轮子旋转方向相反,以抵消陀螺仪的扭矩。他们移动了转向轴,使其位于前轮的正上方;防止施法者效果。

但是…当他们让这个建筑独自滚动时,它仍然能够保持直立平衡。此外,与普通自行车不同,它在加速行驶时不会失去平衡。

研究人员认为一定有其他原因,可能与质量分布有关。他们还认为,在我们完全了解它们背后的机制之前,今天的自行车可能远远达不到它们的设计潜力。

15:44 -培养皿中的精神分裂症

科学家们发现了一种新方法,通过在培养皿中培养病人自己的神经细胞来获得对这种疾病的新认识。

培养皿中的精神分裂症

每100人中就有1人患有精神分裂症,85%的病例发生在已知有精神分裂症病史的家庭中。但是,尽管这种情况很常见,但导致这种情况的原因仍然是个谜。现在,科学家们发现了一种新的方法来获得对这种疾病的新见解——通过在培养皿中繁殖患者自己的神经细胞。

Nerve_cells索尔克研究所的科学家弗雷德·盖奇和他的同事在《自然》杂志上发表文章,解释了他们如何从四名精神分裂症患者身上提取皮肤细胞,然后利用一种基因技术,将这些皮肤细胞重新编程为干细胞,然后他们能够将这些细胞转化为可以培养和研究的脑细胞。与使用相同技术但从非精神分裂症患者的皮肤细胞开始产生的对照神经元相比,从患者身上产生的神经细胞与其他神经细胞的连通性降低了——换句话说,产生的称为突触的化学连接减少了,它们也产生了更少的神经分支。

研究人员还将这些细胞暴露于一些用于治疗精神分裂症的抗精神病药物中;其中一种叫做洛沙平(loxapine),可以逆转一些观察到的连通性缺陷。但更强大的是,研究小组还能够比较精神分裂症神经元的基因活性谱与健康神经细胞的基因活性谱有何不同,并在此过程中识别出596个基因在两种细胞类型中表达不同。其中四分之一以前与这种情况有关,但其他的代表了可以遵循的新途径,包括从治疗的角度来看。事实上,将细胞暴露在抗精神病药物中会使大量基因的活性发生显著变化。

该论文的主要作者克里斯汀·布伦南德(Kristen Brennand)表示:“这些药物的作用比我们想象的要大得多。但现在,我们第一次有了一个模型系统,使我们能够研究抗精神病药物如何在来自已知临床结果的患者的活的、基因相同的神经元中起作用,我们可以开始将药理作用与症状联系起来。”

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