胡海凯 胡海岚 人类登上月球,潜入深海,仰望百亿年前的星光。然而,在每个人的颅腔之内,一个重约1500克的器官,竟是最后且最大的未竟之地,它就是此刻正在用来阅读和理解这些文字的——你的大脑。 这小小一方天地,掌管着你全部的存在体验。每天早上睁开眼,额叶就开始规划日程;伸手拿起牛奶杯,小脑与基底核就完成毫秒级的运动指令;开口晨读时,枕叶将文字化为视觉信号,韦尼克区(大脑中负责语言理解的核心
你有没有这样的时候,刚背过的单词,合上书就忘了;跑完步后心情莫名变好,原本解不出的数学题竟迎刃而解;难过时特别想吃炸鸡、喝奶茶,生闷气时却一口饭也吃不下……这些日常“小”事情,在脑科学研究中可都是揭示奥秘的“大”问题,不信你来看——大脑的“档案管理员” 海马体主要负责把短期记忆变成长期记忆 记忆力差是谁的错? 刚背的单词转头就忘,不是记忆力差,而是海马体在尽职地在“筛沙子”。海马体像一张
你是否有过这样的体验:早晨,闹钟还没响,你自己就醒了过来,几秒后闹铃才悠悠响起。这可不是巧合,在我们的身体里,藏着一套精密的“计时系统”,它掌管着我们的睡眠、清醒、饥饿与活力的周期变化。 下面,就让我们一起走近这台神秘的生物钟,认识它的构造、运转原理,学会善用这份大自然馈赠的生命礼物。 古老的“作息表” 地球上最早的生物钟 早在人类发明机械闹钟的30多亿年前,地球上古老的光合生物——蓝
你有没有想过,当你绞尽脑汁解题,或全神贯注打球时,大脑这台超级机器,只需要约20瓦的功率,就能飞速运转。可同样的任务交给人工智能,背后可能得轰隆隆地转着一整座发电站。 这颗仅 1.5 千克重的 “小宇宙”,为何能把能量、物质和信息处理协同得如此精妙高效?这至今仍是脑科学中最复杂也最迷人的问题之一。今天,就让我们跟着大脑里能量的 “主角” —— ATP(三磷酸腺苷),到大脑中一探究竟。
你是否有过这样的经历:看恐怖电影时被吓得心跳加速,爆米花却一颗接一颗地进嘴;即使紧张得坐立不安,却总想吃点零食缓一缓。你可能会好奇,明明心里很害怕,为什么嘴巴却停不下来?实际上,这个现象不仅困扰着人类,也存在于动物世界。 为何动物在恐惧中也能继续进食? 一只饥肠辘辘的小鼠,好不容易找到食物可以大快朵颐,但却听到了天敌的声响。按照常理,它本应立即逃跑,可科学家发现,实际情况并非如此。 为了
最近,一个有趣的话题引起广泛讨论:“唱歌好听的人,做饭和开车技术往往也很好。”许多人直觉上会认为,这些能力调用了大脑中的同一区域,但事实果真如此吗?在回答这个问题之前,我们不妨先看看做饭、开车和唱歌这3项活动,到底动用了大脑中哪些具体“部门”。 叮咚!美味即刻送达 从我们走进厨房,规划今天的菜单开始,大脑前额叶皮层就在积极运用它的计划与决策功能了。 厨神强在哪儿? 意大利国家研究委员会
有的人喜欢站上舞台,表演节目一点也不打怵;有的人则喜欢当观众;有的人能很快和新朋友打成一片,有的人则在聚会中局促不安,只盼早点回家享受一个人的安静时光。 在网络上,人们将前者称作“社牛”,后者称作“社恐”。为什么人与人的社交表现差距会如此之大?就让我们摊开大脑的“社交地图”,找一找“社交开关”究竟藏在哪里,又是被什么所操控。 “社牛”和“社恐”是天生的吗? 答案是:既有先天因素,也有后天
提起青春期,“叛逆”是绕不开的一个词。曾经乖巧懂事的孩子,突然变得爱顶嘴、爱较劲,作息颠倒、情绪多变,还偏爱冒险、追逐新潮。但从脑科学和人类进化的角度来看,青春期叛逆其实是刻在基因里的进化优势。处于青春期的孩子,他们的大脑正经历一次“系统重装”。或许读懂这场独特的大脑变革,才能真正理解青春期,能更从容地走过这段蜕变之旅。 叛逆与大脑“挂钩”? 青春期不仅会发生身高、体态、嗓音等身体发育的变
学习压力大、遇事容易烦躁低落,时常陷入低落、emo(网络用语中表示陷入负面情绪或抑郁状态)的状态?如果此时,有一个懂你的“隐形情绪小管家”,能精准察觉你的情绪,并为你量身定制一首治愈的音乐,那该有多好! 近期,的科研团队就研发出了一款神奇的“情绪管家”——基于可穿戴多模态无创脑机接口的闭环情绪调节系统。 脑机接口: 侵入式 VS 非侵入式 提到脑机接口(BCI),很多人第一反应可能是颅内
全世界有数以万计的患者因脊髓损伤、脑卒中、渐冻症等失去行动或说话能力,他们的困境,几乎都指向同一个源头——大脑。可大脑偏偏是人体最神秘的器官,至今仍藏着无数未解之谜。正因大脑这块“硬骨头”既难懂又重要,世界各国才纷纷把脑科学置于科技竞争的最前沿。探索脑机接口技术,是人类读懂大脑、修复大脑迈出的关键一步。 ▶ 北脑一号被展出 24 | JUL. 2026 人的大脑并不是一台安静工作的机器,近千
大脑中上千亿个神经元如同浩瀚银河中的星辰,协作完成思考、记忆、感知等一系列生命活动。如今,阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等脑部疾病正持续威胁着人类健康。尽管人们试图通过研究实验动物来攻克这些疾病,但实验动物的大脑与人脑差异显著,很难真实模拟人脑疾病的发病过程。因此,人脑组织库应运而生。我国的国家健康和疾病人脑组织资源库是目前亚洲规模领先的人脑组织库之一。十余年间,它从零起步,一步步绘制出专属于
在人类历史的长河中,70年或许只是短暂的一瞬,但对于科技发展而言,这70年却宛如一部波澜壮阔的变革史诗。从第一颗人造卫星划破苍穹,到如今载人航天探索的常态化;从计算机的诞生,到如今人工智能引领的智能时代;从简单的电话通信,到5G甚至6G带来的万物互联……科技的每一次突破,都在重塑着世界,改变着人类的生活方式和思维模式。 1956 年,《知识就是力量》杂志创刊,这 70 年我们一路走来,见证着科技
神经工程是融合神经科学、电子技术与人工智能的交叉科学,它一边探寻大脑的运行规律,一边借助工程技术落地实用发明。 大脑堪称人体内最玄妙的“指挥中枢”,我们的记忆、情绪、想象、运动,甚至藏在心底的点滴心事,都由它统筹管控。而神经工程研究员的工作,便是拆解这座神秘中枢的奥秘:记忆藏在哪个角落?脑中自带的“定位系统”如何指引我们顺利归家?喜怒哀乐等各类情绪,又是怎样在大脑中产生的? “听懂”大脑在
作为一名神经生物学家,我总在思考:大脑是怎样让我们记住路线、听到声音、感到害怕,或者在看到奖励时做出选择的?而我们的研究核心,正是解析神经细胞间的信号传递规律,以及这些细胞如何组成控制行为的“神经线路”。 小鼠的大脑虽小,但也有学习、记忆、情绪和运动相关的脑区。在研究中,我们常用光学方法研究小鼠的大脑。这类研究属于基础神经科学,也和未来更精准的光学脑机接口有关。 早晨: 复盘前一天的数据
天然气水合物,即公众熟知的可燃冰,是一种特殊的“笼形包合物”。在极端的低温高压条件下,水分子会形成晶体笼子,将甲烷( )等气体分子锁定其中。但近日,中国科学院深海科学与工程研究所副研究员王吉亮联合国际团队发现,冰川融水会触发可燃冰中甲烷的快速释放,而甲烷是一种强效温室气体,可燃冰这个“海底睡美人”真的化身为极具危险的“巨兽”了吗? 古老冰盖封印“沉睡巨兽” 大自然孕育可燃冰的条件极其苛刻:
如果计算机不再机械执行命令,而是像人脑一样自主感知、主动学习,会开启怎样的智能新时代?在,这样一个“成精”了的计算机已经诞生,它有一个很酷的名字——“悟空”。 神经拟态类脑计算机——“悟空”(供图 / 脑机智能全国重点实验室类脑计算团队) 为什么取名“悟空”? “悟空”的命名灵感,一方面来自可以七十二变的齐天大圣,寄托了灵活、智能的研发期许;另一方面缘于其整机神经元规模接近猴类大脑,科学家们
江門中微禾實驗 Jiangmen Underground Neutrino Observatory 2 “XXL”码蒲公英入侵需警惕 近期,北京市多个公园出现形似大号蒲公英的植物,绒球可达拳头大小,吸引游客驻足。经专家确认,这是原产于欧洲、西亚的长喙婆罗门参,属外来入侵物种。 该植物为一年生或二年生草本植物,夏季开黄花,种子带细长喙,成熟后形成白色大绒球,靠风力传播,单株可产上千
“生命科学与医学的终极关怀是人本身。” ——中国科学院院士、浙江大学教授 胡海岚 在中国科学院2025年新当选院士颁证仪式暨学习座谈会上,胡海岚代表中国科学院生命科学和医学学部发言。她以“人类大脑”为切入点,分享了自己对情绪编码与抑郁症机制的深刻洞察。 胡海岚认为,科学研究的意义在于增进人类福祉。生命科学和医学的成果,无论是疾病机制的新发现、潜在治疗靶点的确认,还是技术工具的创新,都
鸟类“大熊猫” 东方白鹳是鹳科大型涉禽,国家一级重点保护野生动物,被誉为鸟类“大熊猫”,是湿地健康的标志性指示物种。 东方白鹳成鸟体长1.1~1.3米,通体白羽,翅膀飞羽乌黑带金属光泽,拥有标志性黑色长喙、赤红长腿与红色眼周,辨识度极高,飞行时头颈、双腿完全伸直。 它们栖息在洁净沼泽、湖泊与河滩,以鱼虾、蛙类、水生昆虫为食,性情机警,对水质和人为干扰十分敏感。历史上,东方白鹳曾因湿地萎缩、污
张香桐(1907年11月27日~2007年11月4日),国际著名神经生理学家,1957年当选为中国科学院学部委员(中国科学院院士旧称),曾任中国科学院上海脑研究所首任所长。他绘制了运动皮层内的肌肉表征图谱,建立了肌肉神经传入纤维分类法;他发现了视觉中枢的“光强化效应”,被国际生理学界称为“张氏效应”;他首次发现树突电位并阐述了树突上突触连接的重要性。他是中国神经科学的奠基人,国际公认的树突生理功能
现在,请闭上眼,在脑海里“放置”一个红苹果。有人眼前立刻浮现出饱满鲜亮的果实,有人却只知晓苹果的概念,脑中一片空白。这种奇妙的思维差异,藏着大脑不为人知的小秘密。 美国 TED-Ed 教育动画编辑总监亚历克斯·罗森塔尔深耕视觉创作领域,打造出无数精彩动画,可他的脑海里却从来无法生成任何画面。这份充满反差的经历,让他开始关注一种特别的认知现象——心盲症。在 TED 演讲中,他带领大家一同探秘每
伽马暴是宇宙中最猛烈的爆发之一,这颗“宇宙烟花”能在短短几秒内释放出太阳一生燃烧的总能量。 如此极致的能量爆发,绝不可能凭空产生。那么,究竟是谁,点燃了这场宇宙级别的超级爆炸? 瞬间照亮整个宇宙 伽马暴爆发时,会喷射出接近光速的高速喷流(从天体向外喷射的高速物质流),释放的伽马射线亮度极高,在数十亿光年外仍能被天文设备探测捕捉。 锁定两个“嫌疑人” 过去数十年间,天文学家一直在寻找这场爆
实验材料 足球世界杯赛场上,球员们精准地停球、射门背后,离不开日复一日的重复训练。在专业训练中,自动发球机就是帮球员打磨反应力的“神器”。现在,你可以亲手搭建一台桌面版的迷你足球发射器,解锁属于自己的科创赛场。 木质拼板、电机、电池盒、光轴、齿轮、轴套、泡沫胶、防滑橡胶垫、泡沫迷你足球。 实验步骤 步骤 1 搭建基座 拼接发射器上下底板,将电池盒导线穿过底板圆孔,再使用泡沫胶固定电池
李静训,一位9岁夭折的隋代女童,其墓葬是迄今发现等级、规格最高的隋代墓葬,因此,她被称为“史上最受宠小孩”“中国考古史上最强‘小孩姐’”。2026年4月,《李静训和她的时代》展览在(以下简称国博)向公众开放,近400件(套)文物(含国博馆藏240余件〔套〕相关文物以及陕西、山西、河南、宁夏、天津等地十余家考古文博单位的150余件〔套〕文物珍品)勾勒出结束南北朝纷争的大一统王朝的巅峰
试想未来战场:我方无人机集群遮天蔽日,队形变幻莫测却协同一致,仿佛由一个无形的超级大脑在统一操控。敌方发射干扰弹,集群当即预判风险、分散规避并快速重组;防空雷达开机后,屏幕瞬间涌现海量虚假信号,真假目标交织混杂,让敌方难以分辨、无力拦截。这便是加速走来的智能化战场。 从火药到机械化,从信息化到智能化,战争形态的每一次飞跃,都由颠覆性技术驱动。如今,以人工智能、类脑计算、脑机接口、无人装备集群为代
从火铳(chòng)到现代步枪,数百年来,火药始终是枪械离不开的核心。可你能想象吗?如今有一种武器,彻底挣脱了火药的束缚。它击发时听不到枪声、看不到火焰,没有烟雾、悄无声息,把“出其不意、克敌无形”发挥到极致,它便是如今已实现实用化的国产电磁枪。 从构想走向现实 电磁作为武器的理论由来已久。19世纪电磁感应原理问世后,电磁炮的构想便被提出;20世纪70年代,澳大利亚成功研制出电磁发射装置,正式
在广西西南的崇山峻岭之间,通灵大峡谷宛如一道地球的“伤口”。喀斯特作用与地壳运动共同协作,让崖壁如刀削般陡峭,瀑布自近200米高的崖顶飞流而下,声如雷霆。不仅如此,奔腾不息的流水还孕育了2000多种植物,暗河与密林为微生物、鱼类和鸟类提供栖息地,让通灵大峡谷成为继西双版纳之外的第二个植物宝库。 大地开“天窗” 通灵大峡谷的形成与典型的喀斯特演化密不可分。数百万年来,雨水渗入岩层,不断溶蚀石
凤头蜂鹰是鹰形目鹰科蜂鹰属,国家二级重点保护野生动物,因头顶长有羽冠,且喜欢吃蜜蜂和蜂巢而得名,也有人称它为“蜂鹰”或“蜜鹰”(供图/香橼) 数过千级陡峭的台阶,登上龙门山都统岩990猛禽监测点,群鹰骤然从山谷翻涌而出,铺展成奔涌长空的“鹰河”,顺着山峦浩荡穿行。这样的“千猛日”极为罕见,据龙门山猛禽监测点统计,今年春季猛禽迁徙期间,累计记录到13996只、共30种猛禽,它们沿着龙门山脉廊道
孩子们的阵阵惊叹声,常常从 Rheobot 实验室内传出,这里是我们举办实验室开放日活动的场地。操作台上,一台桌面级 4D 打印机正在工作。随着磁场的开启,一种特殊的软性材料缓缓变形,像被一只无形的手轻柔地包裹、松开。整个过程安静而神奇,在抓握间,材料仿佛已拥有了生命。 Rheobot 于 2023 年依托成立,实验室长期开展智能材料、4D 打印、软体机器人等前沿科技资源科普化工作。近年来更是在
北京中关村街道加入全国青少年科普阅读联盟体系 公益科普课堂 全国青少年科普阅读行动全景巡礼 习近平总书记强调,“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”。党的二十大明确部署“加强国家科普能力建设、深化全民阅读活动”,科普阅读与国家科普能力建设紧密相连。从修订《中华人民共和国科学技术普及法》夯实科普法治根基,到实施《全民阅读促进条例》以立法推动书香
一盘肥瘦相间的红烧肉端上桌,油润的色泽在灯光下泛着柔光,有人垂涎三尺,也有人皱起眉头。可就是皱眉的这群人,却会对一碟用猪油炒的青菜、一份黄油烤的面包赞不绝口。 同样是脂肪,为什么换了一种形态,人们的态度就天差地别?这份矛盾的“双标”背后,藏着脂肪作用于味觉、生理乃至进化的深层逻辑。 一碟用猪油大火爆炒的青菜, 看似清淡却油脂香气十足 “滤镜? 脂肪的诱惑 脂肪是食物风味的核心载体
那天晚上,我和妈妈大吵了一架。 “你就知道玩手机!班级排名掉成什么样了?” “我没玩手机!我在查题!” “查题?你当我瞎吗?” 我摔门走进房间,趴在床上,气得浑身发抖,又有一些委屈。胸口像塞了一团棉花,喘不上气,胃里也翻江倒海。迷迷糊糊中,我闭上了眼睛。再睁开时,我发现自己竟然变小了,似乎只有蚂蚁那么大。我猛地坐起来,这是怎么回事?四周全是红色且湿润的墙壁,正有节奏地蠕动着,而我正
1969年以来,人类对月球的探索不断推进。或许在未来的某一天,月球基地将成为继近地轨道空间站之后人类的下一个长期外星基地,月球旅行将不再是遥不可及的梦想,我们也可以到月球上瞧一瞧。 若想实现长期驻留及旅行,我们需要哪些支持?气体循环系统、水循环净化系统、太空食物生产系统、固废生物降解系统等是其中的重要模块。 于是,在此基础上,科研人员提出了CELSS(受控生态生命保障系统)的概
当春季气温稳步回升,不再出现大幅度降温后,绵羊抵御寒冬的厚重羊毛便会被剪下来。这些羊毛用途十分广泛,一部分被制成衣物,一部分用于制作手工制品,还有一部分居然能成为优质的生物医用材料。 羊毛中有一种天然的结构蛋白——角蛋白,其含量占羊毛干重的90%以上,成分结构与人类头发相近。近期,科学家发现,角蛋白能够诱导机体形成高度有序的矿物生长结构,可在体内外实现类似牙釉质的组织再生。例如,颅骨受损后,
清晨的冷气, 像一根紧绷且颤动的弹簧。凤星凰朝手掌上哈了口气, 继续挥动手中带有金属柄杆的扫帚, 他要赶在师生们到校前把垃圾清扫干净。此刻, 在其他人眼里, 他是学校里的清洁工梁师傅。但只有量子和小知能看到他的本体, 却不知道他这样装扮的目的是什么。 上次的极端寒冷天气让凤星凰一冷就状态不佳,他已经不舒服好几天了。 将垃圾清扫干净后,凤星凰咳嗽得更厉害了。校医碰见他后关心地说:“老梁,你去
繁星点点的夜晚, 我坐在窗前看书, 这是我一天中最惬意的时光。周遭安静, 只能听到我偶尔翻阅纸张的声音。 蓝色的“人”听到我的声音,仿佛缓过神来,答道:“我就是你们常说的‘外星人’。我在宇宙探索时掠过地球上空,看到星星点点的光亮,就停了下来。再走近看,你看书的样子实在很吸引我。” 我有些忍俊不禁,说道:“看书的样子有什么吸引人的?大家不都是这样吗?” 外星人说:“因为你的看书速度实在是太慢啦
在读完《当我们睡觉时,大脑在做什么》(详见《知识就是力量》2021年8月刊)这篇文章后,我打破了长久以来的固有认知:从前总觉得睡着就是全身停工休息,大脑也跟着进入“休眠关机”状态。殊不知在我们沉睡时,大脑正切换到高效学习模式,辛勤地整理、巩固和强化我们白天的经历与记忆。 睡眠期间,大脑在做些什么? 记忆巩固,文件归档:深睡眠时帮我们整理“理论知识”,做梦期巩固“动作技能”。熬夜玩耍, 真
这幅原创科普手绘取材于《知识就是力量》脑科学与脑机接口专题,我以小学生的视角,描绘科技与艺术相融共生的模样。 画面中塑造了两位少女形象,一侧搭配脑机耳机、电路板、机器人等元素,代表前沿科技;另一侧少女执笔作画,将脑海中的艺术灵感跃然纸上。我特意采用冷暖撞色的搭配,冷色凸显科技的理性,暖色烘托艺术的灵动,以生动展现人脑赋能科技、科技滋养艺术的美好融合。 这幅作品紧扣科技强国的理念,寄托了我热爱科
Questions Answers 野生动物构筑起完整的自然生态链条,濒危物种更是研判生态环境优劣的天然晴雨表。但受多重因素影响,不少珍稀动物处境堪忧。 5月30日,中科馆大讲堂特邀中国科学院动物研究所·国家动物博物馆馆长张劲硕老师,带您探寻濒危动物背后的科学真相。 我国现存野生动物大概有多少种?整体有什么特点? 我国脊椎动物约有7000种,占全球10%以上,其中 类、
结合新课标 体验跨学科 教育部印发《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》,提出4个跨学科概念和13个学科核心概念以及倡导读科学家故事,学习科学家精神。 本刊携手权威科学家、一线科研工作者,紧密结合教育部新课标中的核心内容,将本期内容聚焦于数学、物理、生物、地理、历史等多个学科,并结合前沿科技进行深度剖析,引导青少年主动学科学、用科学,将科学理念、科学思维转化为行动。 覆盖学科 文章