科学 | Science PDF 2026.06.11 童年环境对大脑发育的影响

刊名：Science 科学

出版日期：2026年6月04日

杂志定位：Science是由美国科学促进会（AAAS）出版的全球顶级学术期刊，创刊于1880年，致力于发表最具影响力的原创研究、综述和科学评论，覆盖生命科学、物理学、地球科学、人工智能等全学科领域，是全球科学界最受瞩目的权威期刊之一。

本期Science杂志以捕蝇草的超快速闭合机制为封面焦点，揭示了细胞壁快速软化——而非水分运输——是这一经典植物运动的驱动力，颠覆了延续百余年的传统认知。在神经科学领域，一项覆盖近5000名儿童的大型脑成像研究显示，社会经济地位是影响儿童大脑功能与结构的最强因素，其效应远超认知能力和心理健康指标。气候科学方面，本期深入探讨了大西洋经向翻转环流（AMOC）的未来命运，最新数据表明这一关键洋流系统可能比此前担忧的更具韧性。在生物医学领域，一项突破性研究揭示了胎盘NAD⁺代谢如何调控分娩时机，为预防早产提供了全新靶点。此外，本期还报道了胚胎碱基编辑技术的最新进展、超加工食品的政策争议，以及激光增强型冷冻电镜对蛋白质结构解析的革命性提升。

 选文导读 

1. 捕蝇草快速闭合的力学奥秘：细胞壁软化而非水分驱动 / Fast Cell Wall Softening Causes Venus Flytrap Closure

捕蝇草的叶片在不到一秒的时间内完成闭合，这一现象自达尔文时代起就困扰着植物学家。传统的“水力驱动”假说认为，水分跨叶片运输产生的膨胀差异是闭合的动力来源。然而，本研究通过原位液压测量和细胞力学探针发现，水分跨叶片运输的时间尺度约为30至150秒，远慢于实际闭合速度。真正驱动闭合的是捕蝇草外侧表皮细胞壁的快速软化——这一过程在触发后约1秒内发生，使外表面在内部膨压驱动下相对内表面扩张，从而产生弯曲力矩并触发弹性失稳。这是迄今在植物中测得的最快的细胞壁力学调控，也为无需肌肉的软体驱动器设计提供了全新仿生原理。

2. 童年环境塑造大脑：社会经济地位是最强预测因子 / Childhood Environments Shape the Brain: Socioeconomic Factors Top the List

大脑与行为的关联研究长期以来效应量偏小且难以复现。本研究对近5000名9至10岁儿童进行了649项表型变量与脑功能连接及皮层厚度的系统性映射，发现社会经济地位——尤其是社区层面的经济机会指数——是与大脑组织关联最强的变量，贡献了全部脑-表型关联方差的34%。社会经济相关的脑差异集中分布于感觉运动皮层，与觉醒、睡眠剥夺和应激的脑图谱高度重叠。值得注意的是，经典的脑-IQ关联在很大程度上被社会经济地位所混淆：调整社会经济因素后，脑-IQ关联显著减弱，且模型在仅基于高社会经济地位样本训练时无法泛化。研究表明，童年所处的社会经济环境通过睡眠和慢性应激等通路深刻塑造脑发育，而非单纯的认知能力差异。

3. 大西洋经向翻转环流：气候崩溃的担忧或被夸大 / Shifting Currents: The Atlantic Conveyor Belt May Withstand Warming Better Than Feared

大西洋经向翻转环流（AMOC）是调节欧洲气候的关键洋流系统，此前有研究警告全球变暖可能导致其在本世纪内崩溃，引发欧洲急剧降温、美国东海岸海平面上升和热带降雨模式改变。然而，基于RAPID和OSNAP两大洋流观测阵列长达20年的连续监测数据，并结合最新高分辨率气候模型模拟，本报道指出AMOC的实际表现比预期更具韧性：即使在高碳排放情景下，AMOC虽然可能减弱约40%，但并未出现完全崩溃的迹象。过去冰期结束后AMOC“关闭”的传统观点也受到新沉积物数据的挑战。研究认为，将AMOC的未来描述为“崩溃”可能夸大了风险，但即便如此，其减弱仍将对北欧气候和全球热吸收产生深远影响，持续监测仍至关重要。

4. 胚胎基因编辑的“首次”突破：碱基编辑技术的新进展与伦理争议 / Embryo Editing First: Base Editing Advances but Remains Far from Safe

2018年贺建奎事件后，人类胚胎基因编辑一直处于科学和伦理的风口浪尖。本研究由哥伦比亚大学Dieter Egli团队主导，采用碱基编辑技术而非传统CRISPR，在受精卵单细胞阶段对PCSK9（胆固醇调控）和HBG1/HBG2（血红蛋白）基因进行编辑。与传统CRISPR不同，碱基编辑仅切割DNA单链，大幅降低了染色体异常和脱靶突变风险。团队还发现，传统方法中注射的mRNA对早期胚胎具有毒性，改用预合成的编辑蛋白可显著提高胚胎存活率。尽管如此，嵌合体问题仍未完全解决，且研究合作的胚胎检测公司曾发表过“设计婴儿”相关言论。专家一致认为该技术距离临床应用仍十分遥远，目前仅适用于父母双方均携带同一致病基因的极端情况。

5. 超加工食品：从MAHA运动到NIH千万美元计划 / U.S. Agencies Join Fight Against 'Ultraprocessed Foods'

超加工食品（UPF）概念自2009年由巴西学者Monteiro提出以来，逐渐从食品 activism 术语演变为美国政治和科研的核心议题。NIH近日批准了1.5亿美元的研究计划，重点调查UPF对儿童健康的危害及干预策略；FDA则正在起草UPF的法律定义，计划推进强制正面标签。支持者认为UPF概念提供了一个“补充性视角”，引导关注便利性、营销和食物超常愉悦性等因素——Kevin Hall的实验表明，UPF饮食使受试者摄入更多热量并增重。批评者则指出UPF定义忽略了营养成分，将全麦面包等健康食品也归入UPF类别。政治层面，MAHA（让美国再次健康）运动中近90%支持者赞成去除UPF。然而，行业阻力巨大，行政机构在实际行动上仍犹豫不决。各民间组织已提出不同定义方案，未来UPF监管的法律挑战几乎不可避免。