1 腦機接口首次讓患者有感情地說話唱歌

《自然》6月12日刊發(fā)的一項研究顯示，美國研究人員開發(fā)的腦機接口系統(tǒng)，利用人工智能解碼使用者試圖說話時的腦電活動，從而幫助嚴重言語障礙患者有表現(xiàn)力地說話和唱歌。

參與研究的45歲男子因患肌萎縮側索硬化癥喪失了清晰說話的能力。癥狀出現(xiàn)5年后，研究人員在這名參與者腦部控制運動的區(qū)域植入了256個微電極，并利用深度學習算法每10毫秒捕捉一次大腦中的相關信號，從而幾乎可以實時將這名男子的相關大腦活動轉化為語言。該系統(tǒng)還使參與者能以3種音高哼唱出一串音符。

2 “電子-光子-量子”一體化芯片系統(tǒng)誕生

美國波士頓大學、加利福尼亞大學伯克利分校、西北大學團隊開發(fā)出全球首個“電子-光子-量子”一體化芯片系統(tǒng)。這是首次在一塊芯片上集成了量子光源與穩(wěn)定控制電子電路，并采用標準的45納米半導體制造工藝，為批量化生產“量子光工廠”芯片、構建大規(guī)模量子系統(tǒng)奠定了基礎。相關研究7月17日發(fā)表于《自然-電子學》。

研究人員介紹，“電子-光子-量子”一體化芯片采用了標準的45納米互補金屬氧化物半導體（CMOS）平臺，具備內建反饋穩(wěn)定機制，能有效應對溫度變化與制造誤差帶來的干擾。

3 探測到史上最龐大黑洞合并事件

7月14日在英國蘇格蘭格拉斯哥舉行的第24屆國際廣義相對論與引力大會（GR24）暨第16屆愛德華多·阿馬爾迪引力波會議上，國際合作團隊——LIGO-Virgo-KAGRA合作組報告稱，借助美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）等，探測到迄今最大質量黑洞合并事件。該成果對理解黑洞成長意義重大。

此次合并的兩個黑洞質量分別約為太陽的100倍和140倍，合并后形成225倍太陽質量的黑洞，二者自旋速度達每秒約40次，接近理論穩(wěn)定極限。專家推測，它們可能由早期小黑洞分級合并形成，這為研究黑洞形成提供了新視角。

4 科學家發(fā)現(xiàn)迄今最高能量中微子

歐洲立方千米中微子望遠鏡（KM3NeT）合作項目團隊于2月11日在《自然》發(fā)表論文稱，檢測到迄今能量最高的宇宙中微子。研究人員認為，這些粒子來自銀河系外，但準確來源尚不明確。

2023年2月13日，深海宇宙線天體粒子研究探測器發(fā)現(xiàn)了高能繆子的信號。相關證據表明，該繆子起源于在探測器附近相互作用的宇宙中微子。研究人員估計，該繆子能量約為120拍電子伏（PeV，1PeV=1015電子伏），而產生這個繆子的中微子能量甚至更高，約為220PeV，其能量約為此前探測結果的20倍。

5 首個肉眼可見的“時間晶體”問世

時間晶體是一種在時間維度上持續(xù)重復出現(xiàn)的物質形態(tài)，就像普通晶體中的原子在空間重復排列一樣，由諾貝爾物理學獎得主Frank Wilczek于2012年首次提出。此前，時間晶體僅存在于復雜的量子物質中，但物理學家找到了一種方法，能夠在特定條件下制造出一種可用肉眼看到的時間晶體。這項成果9月4日發(fā)表于《自然-材料》。

研究人員表示，這些時間晶體薄層可嵌入紙幣中，用于驗證真?zhèn)?。光線穿過多組有不同特征圖案的晶體后，不僅會產生單一方向的波紋，還會形成動態(tài)的二維條形碼。這種條形碼極難偽造，同時也可用于存儲信息。

6 轉基因豬器官移植創(chuàng)存活時間紀錄

科學家成功阻止了人類受體對豬腎的排斥反應。一枚豬腎在美國一名57歲的腦死亡男性體內存活了61天，創(chuàng)下了轉基因豬器官在腦死亡患者體內存活時間最長的紀錄。在11月13日發(fā)表于《自然》的兩篇論文中，研究人員揭示了導致人類免疫系統(tǒng)排斥移植器官的主要原因。他們表示，這些發(fā)現(xiàn)將有助于改善活人接受他人或動物器官移植的預后。

除豬腎外，這名男性接受者還被移植了豬胸腺。論文作者、美國紐約大學朗格尼移植研究所的Robert Montgomery指出，豬胸腺可能在延長豬器官存活時間方面發(fā)揮了關鍵作用。

7 地基望遠鏡首次探測到130億年前宇宙信號

美國約翰斯·霍普金斯大學和芝加哥大學的科學家利用位于智利安第斯山脈的一臺地基望遠鏡，觀測了來自宇宙早期的偏振微波信號，首次用地基設備揭開宇宙誕生僅幾億年時的神秘面紗。這是天文學中一個極其關鍵但也最不為人知的時期，被稱為“宇宙黎明”。該成果6月11日發(fā)表于《天體物理學雜志》，標志著科學家首次在地面上探測到原本被認為只能通過空間望遠鏡觀測的微弱信號。

這項研究不僅幫助科學家更精確地定義宇宙微波背景輻射中的再電離信號，還為描繪早期宇宙提供了更加清晰的畫面。

8 迄今最大宇宙圖譜問世

多個國家科研機構組成的項目組，在6月6日發(fā)布了迄今最大的宇宙圖譜及相關全部觀測數據。該圖譜名為“COSMOS-Web”，基于詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）收集的數據構建，涵蓋逾78萬個星系，時間跨度達135億年，占整個宇宙歷史的98%。

COSMOS-Web圖譜回溯至大爆炸后約3億年，彼時宇宙剛剛點亮第一批恒星。JWST所拍攝到的遠古星系數量遠超預期。人們原以為在宇宙誕生后的5億年內，星系應極為稀少，但JWST在這一時期發(fā)現(xiàn)了比哈勃空間望遠鏡預測多出10倍的星系，挑戰(zhàn)了目前的宇宙演化模型。

9 史上最大腦“地圖”詳細描述大量神經元及其活動

在《自然》和《自然-方法學》4月9日發(fā)表的一組論文中，“大腦皮層網絡機器智能”（MICrONS）項目科研人員繪制出迄今最大、最詳細的哺乳動物大腦連接圖譜。

這張高分辨率三維腦圖包含20萬個腦細胞，其中約8.2萬個是神經元。它還包含5億多個神經元連接點（稱為突觸）和超過4公里長的神經元連接。

研究團隊還將三維腦圖中的神經元與他們記錄的神經元放電情況進行了匹配。《自然》網站當天刊文指出，這一里程碑式的成果還首次在神經科學領域展現(xiàn)了單個神經元的大規(guī)?；顒印?/p>

10 “深層思維”宣布人工智能測試得分達國際數學奧賽金牌水平

谷歌旗下“深層思維”公司7月21日宣布，其搭載了“深度思考”能力的高級版“雙子座（Gemini）”人工智能模型測試得分達到國際數學奧林匹克競賽（IMO）金牌水平，該成績已獲官方認證。

“深層思維”公司在官網發(fā)布公報說，高級版“雙子座”模型的“深度思考”模式成功解答了2025年國際數學奧林匹克競賽6道題目中的5道，共獲35分，達到金牌水平。相關解題方案已在網上公布。

近年來，國際數學奧林匹克競賽已成為檢驗人工智能模型解決高級數學問題能力和推理能力的熱門挑戰(zhàn)。