据《科学-进展》中的一项新的研究披露：鲸鱼歌声可以像人类交流一样高效，甚至在某些情况下更为高效。与此同时，《科学》杂志中的另一项与《科学-进展》研究无关的研究进一步调查了鲸歌对普遍语言法则的遵从情况，就像在对座头鲸录音中所观察到的那样。 自然选择偏爱简洁而非冗长。例如，大喊“趴下！”比吼叫“小心，有飞行物来了，你需要避开！”要快且有效得多。两种关于缩略的语言学定律 — 即门泽拉特定律（Menzerath's law）和齐普夫定律（Zipf's law）— 可用于计算发声的效率。前者（门泽拉特定律）描述了当较长的词或歌曲中包含较短的元素（如音节和音符）时，效率会如何提高。后者（齐普夫定律）则指出，当使用频率较高的单个元素较短时，沟通效率会提高。《科学-进展》杂志上的该项独立研究将 Menzerath 定律和 Zipf 定律应用于鲸歌，分析了包括海豚、齿鲸和须鲸在内的总共 16 种鲸类动物的歌声序列。通过按 Menzerath 定律先对效率进行定义，Mason Youngblood 在此分析了 6 万 5511 个鲸鱼歌声序列和 51 种人类语言的组成部分。在这 16 个物种中，有 11 个的语音发声表现出与人类语言相当或更高程度的 Menzerath 定律。例外的是虎鲸、赫氏海豚（Hector’s dolphins）、康氏海豚（Commerson’s dolphins）、海氏海豚（Heaviside’s dolphins）和北太平洋露脊鲸（North Pacific right whales）。Youngblood 接着研究了 Zipf 定律。结果发现，只有座头鲸和蓝鲸遵循这一定律，而座头鲸是仅有的一个在遵循程度上与人类语言相当的物种。 在《科学》杂志上发表的另一项独立的研究中，Inbal Arnon 和同事应用了通常用于评估婴儿语言的定量方法，结果发现，人类语言的文化演变可学习性同样适用于座头鲸的鲸歌。在人类语言中，结构上连贯的单元会呈现出一种遵循幂律的频率分布，它也被称为齐普夫分布（Zipfian distribution）；这种特性有助于学习，并可能增强语言在代际间准确传承的能力。座头鲸的歌声与人类语言呈现出引人注目的相似性，因为它是动物王国中最为复杂的声乐展示之一，并且同样通过文化传播代代相传。这些歌声具有高度结构化的特征：由嵌套的层级组件构成，即声音元素形成乐句，乐句重复构成主题，而主题则组合成歌曲。如果人类语言的统计特性源于文化传播，那么在鲸鱼歌声中也应能检测到类似的模式。Arnon 等人采用了受婴儿启发的语音分割技术，分析了记录达 8 年的座头鲸歌声数据，发现了鲸歌中隐藏的结构与人类语言有惊人的相似之处。具体而言，这些歌声中包含统计上连贯的子序列，后者符合齐普夫分布。此外，这些子序列的长度遵循齐普夫简洁定律（Zipf’s law of brevity），这是一种效率驱动的原则，在包括人类在内的众多物种中均有发现。这两种演化上相距甚远物种之间呈现的惊人相似性凸显了学习和文化传递对塑造跨物种交流的深远作用，挑战了这种结构特性仅为人类语言所独有的观念。Andrew Whiten 和 Mason Youngblood 在与《科学》杂志相关研究的《视角》中写道：“据目前所知的情况，座头鲸的歌声和鸟类的鸣唱会展现遵循这些定律和原则的模式，但它们并不像人类语言那样可传递语义。从这个角度看，我们或许应该将鲸歌与人类的音乐进行比较。“这些重要相似性所凸显的是，即使是远缘物种的交流系统也可能趋同于相似的结构，尤其是那些复杂的、通过文化学习且高效的交流系统。”

研究人员在小鼠脑中发现了一种神经机制：它能使小鼠克服本能的恐惧反应；研究人员表示，这种机制功能的失调可能导致不适当或过度的恐惧反应。根据这些发现，以这些神经回路作为治疗靶点或可为治疗创伤后应激障碍和焦虑症等与恐惧相关的疾病提供新的治疗途径。对视觉威胁（例如逃离逼近的捕食者）的恐惧反应是生存所需的关键本能反应，它主要由涉及内侧上丘和中脑导水管周围灰质的脑干回路调控。这些反射动作通常是自动的，并不依赖于更高级的脑区域。可是，当动物意识到，它们所感知的威胁是无害的，它们可以压制这些恐惧反应。然而，人们对这种能够改变本能反应的学习形式背后的神经机制和所涉及的脑区域仍知之甚少。对迫近的视觉刺激采取逃跑行为是衡量本能恐惧的公认方法，在这种情境下，未经训练的小鼠通常会逃向可庇护之处。Hara Mederos 和同事设计了一项实验：通过投影仪呈现的视觉刺激威胁（在3秒内连续出现三个扩展黑点）来阻止小鼠进入庇护之处。随着时间的推移，小鼠学会了不再躲避这些黑点。通过在这一学习过程的不同阶段使用光遗传学技术，Mederos 等人发现，后外侧高级视觉区（plHVA，即视觉皮层中的一组脑区域）对于学习抑制本能恐惧反应至关重要。然而，一旦学会这种行为，该视觉皮层就不再是维持该行为所必需的。相反，可塑性发生在下游的腹外侧膝状体核（vLGN），这里的神经元所接收的是由经验驱动的抑制性调节。这种依赖于内源性大麻素（eCB）信号传递的可塑性会减少对 vLGN 神经元的抑制性输入，从而促进对逃跑行为的抑制。根据作者披露，以这些通路作为靶点，例如通过深部脑刺激或增强这些回路中依赖 eCB 的可塑性或能帮助抑制适应不良性恐惧反应，从而提供潜在的新型治疗方法。

据一项涉及人类数据和小鼠模型回顾性研究的新研究披露，常见的细菌性病原体铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）可能会增加肺移植患者器官排斥的风险。这些发现揭示了这种细菌感染在肺移植排斥中的一个此前未知的作用，它可能对移植科学领域和潜在的治疗研究产生深远影响。肺移植对患者来说是挽救生命的治疗，但患者面临的器官排斥风险仍然很高。一个常见的问题是由抗体介导的排斥反应，即免疫系统的抗体发起对移植组织的攻击。接受肺移植的患者往往非常容易被感染，其中包括像铜绿假单胞菌这样的病原体。这促使 Fuyi Liao 和同事提出假设：铜绿假单胞菌可能通过影响免疫系统来引发对移植肺的排斥反应。他们研究了 2008 年至 2016 年间接受肺移植的患者，其中包括一些患有囊性纤维化的患者。分析表明，对于患有囊性纤维化的移植受者来说，感染铜绿假单胞菌是抗体介导排斥反应的主要风险因素。为进一步地对此探索，作者在小鼠中进行了肺移植，并让部分接受移植的小鼠感染了铜绿假单胞菌。通过显微镜和其他技术，他们观察到该菌会迅速侵入移植肺的淋巴组织，并会杀死特定的调节性 CD4+ T细胞。这导致了表达 CXCR3 蛋白的 B 细胞的扩散，这些细胞对供体器官中的抗原高度敏感。这些 B 细胞接着会产生供体特异性抗体，从而导致抗体介导的对移植肺的排斥反应。该研究团队还发现，阻断 CXCR3 可以防止感染铜绿假单胞菌的小鼠发生肺移植排斥反应，表明这可能是一种治疗策略。Idaira Guerrero-Fonseca 和 Bryan Yipp 在一篇相关的《焦点》中写道“早期发现感染 […] 可能对预测抗体介导的排斥反应的发展有帮助，而随后检测到供体特异性抗体可能表明需要进行抗体去除治疗。”

在小鼠中的新研究表明，表达转录调控因子 ID3 的 T 细胞具有干细胞样属性，并能在慢性感染和癌症期间维持免疫反应。该研究显示，在急性感染期间会形成一个表达 ID3 的 T 细胞亚群，它们会产生可对抗慢性感染和肿瘤的特化 T 细胞。这些发现或能为将来针对干细胞样 T 细胞的免疫疗法提供参考。在急性感染清除后会形成能自我更新的干细胞样记忆 T 细胞，并会在再次感染时迅速产生效应 T 细胞。在慢性免疫刺激期间，被称为耗竭 T 细胞前体 (Tpex) 的一个特化细胞亚群会具有干细胞样特性并维持免疫反应。虽然 Tpex 细胞与类似干细胞的记忆 T 细胞具有共同特征，但这两组细胞之间的关系尚不清楚。为一探究竟，Catarina Gago da Graça 和同事对小鼠感染模型中的 T 细胞进行了分析。他们发现，表达 ID3 (ID3+) 的记忆前体 (MP) T 细胞会在急性病毒感染后发育，而 ID3+ Tpex 细胞则会在慢性感染期间形成。ID3+ MP T 细胞和 ID3+ Tpex 细胞均能自我更新并产生效应器样记忆 T 细胞。研究人员证明，在小鼠的慢性感染期间，ID3+ MP T 细胞会产生 ID3+ Tpex 细胞。缺乏 ID3 的 Tpex 细胞自我更新的能力受损，其向效应细胞的分化能力也降低。此外，Gago da Graça 等人确定，IL-36β 和 IL-18 等细胞因子能在体外促进 ID3+ T 细胞的形成。当转输到小鼠的癌症模型中时，这些诱导的 ID3+ T 细胞会在肿瘤部位刺激 Tpex 细胞发育，从而提高对肿瘤的控制水平并延长了生存期。作者还注意到，在人类单细胞 RNA 测序数据集中存在 Id3+ 记忆 T 细胞。Gago da Graça 等人写道：“我们的数据将 ID3+ T 细胞认定为干细胞样 T 细胞，它们在急慢性感染中都保持了最高的发育潜力。”

一个用 40 多年数据建立的新型生物能量模型研究发现，在过去的几十年中，西哈德逊湾（Western Hudson Bay）的北极熊种群数量几乎减少了一半，这主要是由于海冰减少和北极熊捕食机会受限所致。研究结果揭示了北极熊个体的能量需求与环境限制在驱动种群走势方面的关系，凸显了能量缺乏是该北极主要顶级捕食动物数量下降的核心限制因素。北极的变暖速度比地球上其他任何地区都快，因而导致海冰大量流失、生态系统转变，以及对北极熊（Ursus maritimus）等依赖冰生存物种的威胁加剧。北极熊依靠海冰捕食海豹（海豹是其主要食物来源）；但随着冰在温暖月份的融化，北极熊被迫上岸或进入产量较低的水域；由于缺乏足够的食物来源，它们只能依靠储存在体内的能量储备。海冰季节性变化所造成的食物匮乏与北极熊种群的减少有关。然而，由于缺乏了解大多数北极熊亚种群的数据以及对海冰流失会如何影响其一生的参照架构，因此保护工作受到了限制。为了研究海冰减少与北极熊种群之间的关系，Louise Archer 和同事编制了过去 42 年以来从加拿大西哈德逊湾收集的北极熊种群监测和捕获数据，并开发了一个基于个体的生物能量模型。该模型以生理学原理为基础，将能量获取和消耗（如觅食、身体维持、活动、生长和繁殖所致能耗）整合到一个涵盖单个熊生命周期的统一能量预算中。研究结果显示，自 20 世纪 90 年代中期以来，海冰的流失和由此导致的觅食限制是北极熊种群数量下降约 50% 的主要因素，显示了个体的能量限制会如何影响种群。此外，Archer 等人指出，尽管该参照架构是为研究北极熊开发的，但它也适用于因环境或人为变化而面临觅食或能量使用限制的其他物种，因此它在应对全球变化影响和为保护和政策决定提供信息方面具有广泛的用途。