脑机接口实现生活场景应用取得新进展

近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等，成功完成第二例侵入式脑机接口临床试验。 研究团队采用高通量无线侵入式脑机接口系统（WRS01），让一位高位截瘫患者能够通过脑电信号稳定地操控智能轮椅与机器狗，在真实生活场景中实现自主移动与物品取用。 该患者于2022年因脊髓损伤导致高位截瘫，2025年6月植入由脑智卓越中心等研发的脑机接口系统。经数周训练，患者已能够稳定地控制电脑光标与平板电脑。 团队进一步将系统拓展至三维物理设备控制，实现对智能轮椅与机器狗的连续、稳定、低延迟操控，帮助患者在复杂日常场景中完成多项功能活动。 这一研究在技术层面实现了系列突破。在神经信息提取环节，团队开发出高压缩比、高保真的神经数据压缩技术，并创新性地融合了尖峰频段功率、相邻脉冲间隔与尖峰脉冲计数等数据压缩方式。该混合解码模型在噪声环境下仍能高效提取有效信号，将脑控性能整体提升15%至20%。 针对真实环境中声、光、电磁干扰及患者生理、心理状态波动导致的信号不稳定问题，团队引入了神经流形对齐技术，在高维动态神经信号中提取稳定的低维特征，增强了解码器的环境适应性与跨天稳定性。 团队同步研发在线重校准技术，支持患者在日常使用中实时微调解码参数，无需中断操作进行专项校准，使系统性能持续保持高位，实现“越用越顺畅”的用户体验。 研究通过自定义通信协议，将系统从信号采集到指令执行的端到端延迟压缩至100毫秒以内，低于生理延迟水平，使患者的控制体验更加流畅自然。 研究团队发现，随着患者对脑控外设的熟练掌握，任务相关的神经活动逐渐由广泛的神经元参与转向少数高效神经元主导，降低了认知负担，实现了对外设的“内化”操控，从神经机制层面解释了“随心所动”的成形过程。 在应用拓展与社会融合方面，团队与地方残联合作，引导患者参与线上数据标注等工作。 在技术产业化过程中，团队采取系统化推进策略，以神经界面电极为基础，逐步构建系统集成、算法优化与应用场景拓展的技术体系。 基于试验积累的数据与经验，团队推出性能进一步提升的系统升级版本（WRS02），通道数增至256。根据规划，WRS02的首例临床试验计划于近期开展。 随着临床数据的持续积累，高质量神经—行为数据将驱动解码算法升级与新场景开发，形成“数据—创新”双向增强的良性循环。 微纳电子加工平台加工侵入式脑机接口柔性电极

研究揭示血管性血友病因子在肺纤维化中的关键作用

近日，中国科学院上海药物研究所等研究团队，阐明了内皮细胞损伤标志物血管性血友病因子（VWF）在特发性肺纤维化（IPF）进展中的核心机制，为考虑将VWF作为IPF潜在治疗靶点提供了有力证据。 研究团队通过对IPF患者公共基因表达数据的再分析发现，IPF进展伴随着严重的内皮功能障碍，揭示了VWF与IPF的体内相关性。同时，VWF缺失/敲低可通过抑制内皮细胞获得间质样表型、维持其内皮特性、调控IPF期间的血管异常、改善内皮屏障通透性，以及减少巨噬细胞浸润等途径，来减轻肺纤维化。这一过程部分依赖于Wnt信号。 该研究提出了VWF或成为IPF治疗新靶点，揭示了肺血管内皮功能紊乱与纤维化的恶性循环，为学界理解IPF的复杂病理机制提供了新视角，并为目前无法逆转的肺纤维化疾病提供了潜在干预方向。 相关研究成果发表在《美国呼吸细胞与分子生物学杂志》（American Journal of Respiratory CellMolecular Biology）上。研究工作得到科学技术部、上海市的支持。 IPF患者的肺组织中vWF表达升高

科学家揭示大质量恒星形成多尺度碎裂新图景

近日，中国科学院上海天文台等研究团队，利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），对一例呈S形的大质量恒星形成区进行了高分辨率观测，揭示了受电离区反馈所驱动的多尺度碎裂机制，验证了“团块供给”型大质量恒星形成模型的重要性，为学界理解恒星形成的动态过程提供了新的观测证据。 研究团队利用ALMA，在1.3mm波段，以约6000天文单位的空间分辨率在IRAS 19074+0752（简称I19074）区域展开精细观测，发现了一条总长约2.8秒差距的S形丝状结构，其形似一条在舞动的龙，由北部片段Fn和南部片段Fs组成。Fn与红外明亮的电离氢区紧密相邻，Fs则位于恒星形成活动较弱的红外暗区。研究推断，该S形结构或源于邻近电离氢区膨胀对原始线性丝状云的挤压与弯曲作用，这为学界理解丝状结构的形成及其与星际环境的相互作用提供了重要线索。 研究进一步揭示，I19074区域整体呈现“丝状结构→团块→云核”的多尺度碎裂模式，但Fn与Fs两个子区域表现出不同的碎裂机制。Fn与电离氢区相互作用，呈现典型的“壳层碎裂”特征，并形成三个间距约1秒差距的团块，符合电离氢区膨胀驱动的“聚集—坍缩”模型；而Fs仅在丝状结构末端形成一个团块，符合“末端坍缩碎裂”机制，即由引力不稳定主导的局部坍缩导致碎裂。同时，Fn与Fs内部团块中云核的平均间距均约0.17秒差距，可用近似球对称的金斯碎裂机制解释，这说明团块内部的碎裂过程几乎不受大尺度环境影响。上述发现表明，丝状云的大尺度碎裂受外部反馈影响显著，而内部团块碎裂机制具有普适性。 研究团队在I19074中共识别出质量介于1至23倍太阳质量之间的26个致密云核，其中92%处于引力束缚状态，未发现明确的大质量无星云核候选体。这一结果支持“团块供给”模型，即云核通过持续吸积团块内及周边物质，增长为大质量恒星。该结果为大质量恒星形成机制提供了新的观测依据。 相关研究成果发表在《天文与天体物理》（AstronomyAstrophysics）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院、上海市、云南省等的支持。 论文链接 左图为目标区域I19074中的S形态结构特征；右图为目标区域I19074中的S形态云核间距的分布

研究揭示微塑料调控土壤有机碳的微生物机制

研究发现，珊瑚岛灌木土壤和乔木土壤中存在大量微塑料。作为碳基材料，微塑料及其降解产物直接影响土壤碳循环。但微塑料如何影响微生物及调节土壤有机碳的机制仍不明确。 近日，中国科学院华南植物园研究团队，揭示了微塑料调控土壤有机碳的微生物机制。团队通过盆栽实验，评估了传统与生物可降解两类微塑料，对珊瑚常见植物草海桐生长的土壤微生物残体碳（MNC）、球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP），以及丛枝菌根真菌（AMF）和细菌群落的影响。 结果表明，微塑料促进了有机碳的积累，其中生物可降解微塑料的影响更为明显。微塑料改变了细菌和AMF群落结构，增强了它们共生网络的稳定性，并凸显了变形菌门、球囊霉属和副球囊霉属等核心类群在调节MNC和GRSP动态中的关键作用。在微塑料暴露下，GRSP在有机碳固定中发挥主导作用。 该研究从机制层面阐明了微塑料污染如何重塑地下碳过程，为改进全球变化模型和优化土壤管理提供了科学依据。研究进一步发现，生物可降解微塑料抑制了草海桐生长，提示在推动可降解塑料替代传统塑料的同时，应充分评估其对岛屿植物生长及植被生态功能的潜在风险。 相关研究成果发表在《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）上。 论文链接

高性能时钟芯片研究取得进展

5.5G/6G无线通信技术的迭代演进及下一代串行接口向更高传输速率突破，对毫米波本振时钟抖动性能提出了更严苛的要求。亚采样锁相环凭借其高鉴相增益的优势，成为低抖动时钟芯片的主流解决方案，但仍面临挑战。 中国科学院微电子研究所与清华大学合作，提出双边沿乒乓亚采样锁相环架构。该架构同时利用参考时钟的上升沿与下降沿，实现了参考频率的等效倍频，解决了传统亚采样锁相环在环路带宽、带内相位噪声与参考杂散之间存在的设计折衷难题。团队还提出高功率与面积效率的注入锁定缓冲器方案，该结构在高效提取振荡器二次谐波的同时能够实现谐波整形，降低了锁相环带外相位噪声。 基于上述两种技术，团队采用65nm CMOS工艺设计了一款K波段锁相环时钟芯片，输出频率覆盖22.4GHz至25.6GHz，整体功耗低于18mW，RMS积分抖动优于50fs，其抖动—功耗优值达到−254dB以下。 相关研究成果在线发表在《IEEE固态电路学报》（IEEE Journal of Solid-State Circuits）上。研究工作得到国家自然科学基金的支持。 论文链接 乒乓亚采样锁相环电路结构

科学家找到早期肺鱼演化的关键证据

肺鱼类是与四足动物亲缘关系最近的现生类群。在演化过程中，形成了独特的生存策略——部分种类能在极端干旱条件下用肺呼吸，肺鱼的名字也因此而来。 近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所在云南昭通下泥盆统中，发现了一种名为云南古嵴鱼（Paleolophus yunnanensis）的原始肺鱼化石，为破解早期肺鱼演化的关键环节提供了珍贵的实物证据。 目前已知最古老、最原始的肺鱼物种是希望奇异鱼（Diabolepis speratus）。该物种由中国科学院院士张弥曼团队于1984年首次报道。然而，希望奇异鱼与更进步的肺鱼类之间存在明显的形态断层，这一“演化缺环”长期困扰着科研人员。此次发现的云南古嵴鱼，填补了这一关键演化空白。 云南古嵴鱼化石来自约4.1亿年前的泥盆纪布拉格期地层，生存年代略晚于希望奇异鱼，且处于艾姆斯期肺鱼快速辐射演化之前。 云南古嵴鱼头骨仅长25毫米。借助高精度CT扫描与三维重建技术，研究团队观察到一系列关键形态特征：云南古嵴鱼腭骨形态与北美真肺鱼（顶嵴鱼）相似，布满小型锥形齿突，后部存在光滑区域；同时保留了希望奇异鱼的原始特征，如上唇具牙齿、松果体区域隆起明显。 云南古嵴鱼的特有结构则包括：鼻腔异常巨大，约占腭面长度的三分之一；脑颅两侧内收肌异常发达，提示其可能拥有强大的咬肌，推测以坚硬的甲壳类生物为食。 云南古嵴鱼的腭方骨与脑颅呈现部分融合状态，正处于从原始肉鳍鱼类“双接型”向真肺鱼类典型“自接型”头骨演化的过渡阶段，完美契合真肺鱼类基部的演化位置。 科研团队推测这种快速演化，可能与肺鱼演化出的牙齿特化、咬肌强化、头骨结构优化等适应性特征相关，这些结构使其成功开拓了硬壳生物等新资源，在生态竞争中占据优势地位。 基于此次发现，科研团队首次提出真肺鱼类（Eudipnoi）的清晰定义——特指除最原始的希望奇异鱼之外的所有肺鱼类群，其关键鉴别特征包括自接型头骨、发达的脑颅肌脊、缺失前上颌骨、颌部具较大比例收肌窝、后鼻孔位于口后缘等。这一界定为肺鱼演化研究建立了重要的分类标准。 云南古嵴鱼的发现还带来了重要的古地理研究线索。其形态与北美早泥盆世真肺鱼的高度相似性，提示4.1亿年前华南板块与北美板块可能存在陆地连接或近距离分布，为肺鱼共同祖先的跨洋扩散提供了地理条件。 这一推断与同期其他鱼类化石的分布规律相吻合，为重建早泥盆世全球古地理格局提供了关键的生物证据。 相关研究成果发表在《当代生物学》（Current Biology）上。 论文链接 云南古嵴鱼生态复原图（Brian Choo 绘制） 跃迁演化的关键证据 早期肺鱼类演化及古地理分布

首批“银河画卷”巡天数据公开释放

“银河画卷”巡天计划由中国科学院紫金山天文台主导。12月11日，该巡天计划正式向全球公开释放其首批毫米波分子谱线观测数据。 该巡天覆盖北天银道面附近（银经10-230度，银纬±5.25度）2310平方度天区，通过探测星际一氧化碳及其同位素分子气体发出的毫米波谱线信号（包括12CO、13CO和C18O J=1-0），高精度描绘出银河系分子气体的分布与结构。科研团队自2011年起，历时10余年完成一期巡天，累计获取超过1亿条谱线数据，构建了目前最完备的毫米波CO分子谱线数据库，为银河系研究提供了全景视角。 “银河画卷”巡天依托位于青海德令哈的紫金山天文台青海观测站13.7米口径毫米波射电望远镜开展。巡天数据在灵敏度、动态范围、多谱线同步观测与大天区均匀采样等方面均具有明显优势。 该巡天勾勒出银河系分子气体的宏观分布结构，揭示了星际分子云的内部细节与物理特性，为研究银河系气体循环和恒星形成过程提供了高精度、多谱线联合分析的银河系分子气体“三维天图”和“普查报告”。其数据成果对理解银河系物质分布与结构及气体生态循环具有基础支撑价值。 此次数据公开释放将进一步推动多波段天文研究的协同创新。“银河画卷”数据将与国内大科学装置如FAST（500米口径球面射电望远镜）、LHAASO（高海拔宇宙线观测站）等协同，助力恒星形成、星系演化等前沿研究。该计划为下一代大口径毫米波/亚毫米波望远镜开展百波束量级的巡天积累了关键技术经验。 “银河画卷”首批公开释放数据由“科学数据银行”存储和发布。该计划得到国家自然科学基金委员会等的支持。 相关链接：1、2 银河画卷C18O、13CO和12CO（1—0）数据合成的红、绿、蓝三色图 银纬±1度范围内银河画卷巡天与其它巡天的比较图

【新华社】《自然》年度十大科学人物彰显科学赋能全球治理

从破除技术垄断到守护疫情防线，从探索海底未知到眺望宇宙深空，从揭露诚信危机到捍卫科学真理……英国《自然》杂志网站12月8日发布的2025年度十大科学人物榜单凸显当今科学研究的显著特点：科学和技术已不再局限于象牙塔内，更是推动全球治理、促进包容发展、助力人类命运共同体建设的重要力量。 推动开放公平共享 “在全球科学界面临挑战的一年内，看到这么多研究人员取得了惊人发现和鼓舞人心的成果，令人感到些许欣慰，”《自然》专题编辑布伦丹·马希尔说。而这份榜单的深层启示在于，当今世界正在重新定义“科学属于谁”这个根本问题。无论是前沿科技突破，还是应对全球挑战，科学技术不应再是少数富裕国家和企业的专属。 中国人工智能企业深度求索创始人梁文锋入榜，正折射出国际社会对打破技术壁垒、弥合全球科技鸿沟、促进全球科研公平参与这一趋势的高度重视。正如《自然》评论，深度求索在今年初发布的DeepSeek大语言模型“震惊了世界”，以更低的资源成本实现了与顶级模型相当的性能，“这一开源模型对科学家们来说无疑是一大福音”。 同样的理念也体现在应对全球挑战。作为世界卫生组织谈判小组共同主席的南非公共卫生官员普雷舍丝·马佐索被榜单称为“大流行病谈判者”。正是在马佐索等人的不懈努力下，历史性的《世界卫生组织大流行协定》得以问世，使低收入国家公平获取防疫资源，打破过往富裕国家垄断药物和疫苗的局面成为可能。 拓展人类认知疆界 从俯瞰深渊到仰望星空，科学驱动着人类认知疆界不断扩展，并将宇宙和地球一个个神秘角落变为我们的目力所及。 在海平面9000米以下，中国科学院深海科学与工程研究所研究员杜梦然及其团队在2024年的深潜中发现了地球上已知最深的动物生态系统，并于今年发表了相关研究成果。杜梦然被榜单称为“深潜者”，在海洋最底层“见证了科学界前所未有的景象”。 远眺宇宙深空，位于智利的薇拉·鲁宾天文台助力人类深度“巡天”。被榜单誉为“望远镜先驱”的美国加利福尼亚大学戴维斯分校物理学家托尼·泰森，使这座耗资8.1亿美元的天文台最终成为现实。“这是一项高风险、高回报的项目，我们承担了风险，”泰森说，但这一天文台“将让数千个星系呈现在人类眼前”。 催生生命奇迹 科学的一大价值在于将基础研究转化为造福人类的具体应用。一系列进展共同诠释了现代生命科学的内在逻辑：基础研究和应用突破不断交互推动彼此进步，最终将科学进展转化为现实的生命奇迹。 在免疫学领域，以色列系统生物学家伊法特·梅尔博发现了人类免疫系统隐藏在细胞“垃圾处理站”中的一种全新免疫机制；在神经退行性疾病治疗上，被称为“亨廷顿舞蹈症的英雄”的英国伦敦大学学院神经科学家萨拉·大不里士及其团队开发出一种基因靶向疗法，使亨廷顿舞蹈症治疗取得“巨大进步”。 更令人欣喜的是，“开拓者宝宝”——患有超罕见病的美国婴儿KJ·马尔敦，在六个月大时接受了首例个性化基因编辑技术疗法后，向世界展露出可爱笑容。这项新技术为罕见疾病治疗带来了希望。 勇于守护真理诚信 科学的生命力源自对真理的捍卫和执着追求。被誉为“撤稿侦探”的印度数据科学家阿查尔·阿格拉瓦尔通过揭露高等教育机构的论文撤稿问题，推动印度大学排名体系重大改革；被称为“公共卫生卫士”的微生物学家和免疫学家苏珊·莫纳雷兹，上任美国疾病控制和预防中心主任不到一个月，就因坚持科学立场被解雇。 在全球卫生防控实践中，“蚊子农场主”——巴西农业研究员卢西亚诺·莫雷拉创立的“蚊子工厂”为遏制蚊媒疾病的传播作出了重要贡献。“他不仅成功地完成了学术研究，开展实验证明了模型的有效性，而且还成功说服了政治决策者实施这项技术。”莫雷拉的同行评价说。 上榜科学人物看似来自不同领域，其实指向同一个方向：面对前沿技术带来的社会变革、流行疾病等带来的全球挑战，科学的未来必然是全球协作、开放共享的未来。

人工智能辅助海洋安全场景取得进展

离岸流是海滩溺水事故的元凶之一，因其突发性强、隐蔽性高，传统“先检测、后预警”的被动监测模式难以留出黄金救援窗口。针对这一问题，中国科学院计算机网络信息中心研究海洋复杂动态环境下的感知与时空预测技术，提出基于未来帧感知的离岸流主动预测框架RipAlert，实现从“被动识别”到“主动预警”的跨越。 针对海浪动态变化快、早期特征微弱的挑战，研究团队设计区域敏感光流预测技术，将海面划分为静止、湍流及逆流区域，实现对未来3秒至5秒海岸动力学演变推演。科研人员同时首创内容感知熵注意力模块，通过计算局部信息熵动态聚焦高频湍流区域，提升模型在复杂海况下捕捉微弱逆流征兆的灵敏度。RipAlert在RipVIS基准测试中取得优于现有主流模型的SOTA性能表现。 该系统联合中国科学院海洋研究所和崂山实验室，已完成初步轻量化移动端适配和应用。 相关研究成果被国际人工智能国际会议AAAI 2026录用。研究工作得到国家重点研发计划的支持。 RipAlert 框架结构示意图

植物干细胞命运决定研究获进展

植物能够持续萌发新的枝、叶、花与果实，以顽强的生命力激发人们对生命永续的遐想。这一生命律动都源于核心细胞群——植物干细胞。它们分布于茎顶端、根尖等“生长中枢”，通过精确的分裂与分化，绘制植物生长蓝图。近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心在植物干细胞命运决定研究方面取得进展。 细胞壁作为植物细胞的“外骨骼”，其力学特性在干细胞调控中扮演着核心角色。研究发现，在植物茎尖干细胞区域，细胞壁的主要成分果胶呈现“二元分布”模式，即新形成的细胞横壁偏“软”，富含去甲酯化果胶，而成熟的细胞壁更“硬”，以高度甲酯化的果胶为主。这种“软硬兼备”的时空构型，对干细胞微环境稳态维持至关重要。 研究进一步发现，植物通过精确控制特定mRNA即信使分子的时空分布，实现对细胞壁微观结构的精细控制。这一调控使干细胞在适宜时机以正确的方式进行分裂，以确保植物正常发育和形态构建。 具体而言：在新生的细胞壁中，果胶成分的去甲酯化过程赋予其柔软性和可塑性，为细胞灵活确定分裂的方向和位置提供支持；在成熟的细胞壁中，果胶保持高甲酯化状态，利于维持干细胞持续分裂能力及组织稳定。 因此，细胞壁结构的动态变化，可被视为调控干细胞命运的“核心开关”，主导其分裂和分化等状态间的转换。 研究同时解析了这一“核心开关”的运作机制。科研人员发现，催化果胶“软化”的关键酶PME5的信使RNA（mRNA）在转录后未立即进入细胞质，而是被特异性滞留于细胞核内，形成与细胞周期同步的mRNA储备库。当细胞分裂启动、核膜解体时，这些被禁锢的mRNA被同步释放，迅速翻译为功能蛋白，精准作用于新生细胞壁，实现细胞壁局部、定时定点的“软化”调控。 这种mRNA的核内隔离机制，犹如预设的“时间胶囊”，将细胞壁修饰程序锁定在细胞分裂的关键时间窗口，从而实现新旧细胞壁性质的精确区分。该机制阐释了植物在紧密相邻的细胞区域内维持不同的细胞壁力学特性。 研究证实，一旦该调控机制被破坏，植物将表现出细胞分裂模式紊乱、干细胞活性降低、分生组织发育终止等缺陷，表明细胞壁的精细构造对干细胞的活性具有关键作用。 这一研究揭示了植物干细胞命运决定机制，并发现了全新的基因表达调控模式——mRNA核滞留。PME5 mRNA在细胞内的时空位置被精细调控，犹如一套内在的“时空协调程序”，巧妙地将干细胞增殖与细胞壁重建紧密联系，精准主导干细胞分裂和分化的时机。 该调控机制在玉米、大豆、番茄等作物中高度保守。作物的株高、分蘖数、穗型和果实大小等农艺性状，均与干细胞活力相关。 基于“细胞壁精准设计”策略，有望提升作物分生组织活性和产量潜力，为培育高产高效作物提供理论支撑和技术路径。 相关研究成果发表在《科学》（Science）上。 细胞壁结构重塑调控植物干细胞维持与分化