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Frontiers 旗舰刊 | Frontiers in Science 高浏览文章推荐（二）
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Frontiers in Science 是 Frontiers 的旗舰级多学科开放获取期刊，聚焦能够加速解决人类健康与地球健康领域
全球性挑战的变革性科学进展。期刊发表由国际知名研究者受邀撰写、并经同行评审的高影响力领衔文章，重点
呈现应对人类与地球健康全球挑战的科学与技术突破。这些文章配套独具特色、面向多元受众的内容矩阵，在研
究人员、决策者、创新者与公众之间搭建桥梁，推动科学、政策与社会各界共享并进一步发展这些前沿成果。
秉承这一使命，Frontiers in Science 具有全景式的学科覆盖范围，涵盖人类健康与福祉、气候变化、生态与生
物多样性、城市发展、农业、粮食、水与能源系统、计算科学，以及社会与经济科学，期刊同时邀请探讨上述领
域交叉融合的领衔文章。
我们基于发表在 Frontiers in Science 上的文章，综合其热度与学术影响力，遴选出具有代表性的最高浏
览文章，以飨读者。本文为系列的第二篇，精选 5 篇研究进行推荐，每篇均附精要导读，以便深入理解。
以下为导读原文：
01. 未来餐桌上的"混血食品"：一半是肉，一半不是肉
点击量：184,548 次
Hybrid alternative protein-based foods: designing a healthier and more sustainable food
supply
植物肉不好吃，培养肉太贵，昆虫蛋白过不了心理关。替代蛋白出现后的十几年中，每种方案都有过不去的坎。
塔夫茨大学 David Kaplan 与马萨诸塞大学 David Julian McClements 在这篇发表于 Frontiers in Science 的
论文中换了个思路：别再问哪一种替代蛋白最好，而是把它们组合起来互相补短。 文中汇总的实证很具体：
干腌香肠中用组织化南瓜籽蛋白替换 25% 的肉，口感和风味几乎无差；30% 黄粉虫幼虫与大豆蛋白复配，能
做出风味与营养接近真肉的产品；而猪肉香肠加入 20% 豌豆蛋白虽改善了营养，硬度却下降了——好消息和
代价，作者都摆了出来。培养肉成本高的元凶也被点名：生命周期与技术经济分析显示，血清和生长因子等培养
基组分是主要贡献者。所以"细胞出风味、植物出质构和成本"的组合，是眼下最现实的一步。
作者总结道：混合食品仍很新，成本、产能、法规审批、消费者接受度四道关一道没过，且亟需更广泛的 LCA
与 TEA 数据来验证它是否更环保、更便宜。点此可免费下载论文pdf👇
02. AI 的能耗黑洞，不在算力，在"搬运"——七十年的内存墙怎么拆？
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Breaking the memory wall: next-generation artificial intelligence hardware
冯·诺依曼架构把计算单元和存储分开放了七十年，代价直到 AI 时代才彻底暴露：今天的 AI 芯片，大部分能耗
不是花在"算"上，而是花在数据从内存搬到处理器的路上。数据在内存与处理器之间往返的开销，成了效率的
主要瓶颈——这就是"内存墙"。 普渡大学 Kaushik Roy 与佐治亚理工 Arijit Raychowdhury 团队的这篇路线图，
给出两条突围路径：存内计算（CIM）——让 SRAM、DRAM、闪存、非易失存储自己承担计算；随机性硬件
——利用 AI 算法本身的容错性，用不那么"精确"的器件（如 SOT-MTJ 自旋轨道矩磁隧道结）换能效。
案例落在无人机自主导航这类边缘场景。在事件相机光流估计任务上，脉冲神经网络方案把模型从 1300 万参数
压到 27 万，能耗约降至 1/10，误差反而低约 20%；融合帧与事件双传感器的 Fusion-FlowNet 则以 755 万
参数实现误差降低 40%、能耗降低 1.87 倍。文中，作者也揭露了这一方案的弊病，模拟式 CIM 的模数转换器
（ADC）本身就吃掉了最多的面积和功耗。文章最后的落点是"算法—电路—架构协同设计"，而非押注单一技术。
03.地球的"人口普查"进入二期：给 167 万个物种建档
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The Earth BioGenome Project Phase II: illuminating the eukaryotic tree of life
人类基因组计划花了 13 年、27 亿美元，才读完一个人的 DNA。现在，一个更宏大的计划正在进行中——
为地球上所有真核生物（从真菌到植物到动物）绘制完整的基因组图谱。
这就是地球生物基因组计划（Earth BioGenome Project, EBP）第二阶段。由威康桑格研究所、亚利桑那州立
大学、加州大学戴维斯分校等全球 30 多家顶尖机构联合推进，作者阵容横跨四大洲十余个国家。二期已经启动，
指标硬核：4 年内采集 30 万物种、完成 15 万个基因组，覆盖至少 50% 的已接受属。折算下来，需要每月新发
布 3000 个以上基因组。 而 2023 年，全球 EBP 相关项目的实际产出是每月约 50 个（已经是 2022 年的两倍）。
这中间是 60 倍的鸿沟，也是全文真正在解决的问题。支撑这种跃迁的，是单物种成本从 2.8 万美元跌到约
6100 美元，以及一个叫 gBox 的构想——把整套基因组实验室塞进集装箱，运到生物多样性最丰富的国家，
就地采、就地测、就地分析。 它关乎的不只是科研：新药、抗逆作物、生态修复、物种保护的底层数据库，都
建在这上面。而 5 亿美元的专项基金明确向全球南方倾斜。 这已经不只是一场技术竞赛，而是一次关于"生命
数据由谁生产、由谁受益"的全球公平实验。点此可免费下载论文pdf👇
04.大脑变老，是从"供电不足"开始的
点击量：129,817 次
Breakdown and repair of metabolism in the aging brain
全球痴呆症患者将从 2019 年的约 5700 万，涨到 2050 年的 1.53 亿。大脑到底是怎么老的？ 洛桑联邦理工
学院蓝脑计划 Henry Markram 团队给出了迄今最完整的"神经元–胶质细胞–血管"分子模型——一个涵盖
16,800 条相互作用通路的"神经元–胶质细胞–血管"分子模型，首次把神经电活动、脑血流与能量代谢算进同
一个系统，并用公开的 RNA 测序数据验证它能复现已知的衰老变化。
模型给出了三个关键结论：
一，衰老脑中 Na⁺/K⁺-ATP 酶活性下降，是动作电位受损的首要原因——神经元不是"坏了"，是"电力不足"。
二，衰老脑的代谢通路彼此聚得更紧，意味着冗余和弹性的丧失：面对刺激反应更慢，受损后更难恢复。
三，转录因子分析中，雌激素相关受体 α（ESRRA） 成为最核心的靶点，它调控着一大批线粒体功能与生成
的基因。
研究者让模型做无引导的优化搜索，不给任何先验方向，让它自己找"修复方案"。结果它自行收敛到——
降低血糖、提高血中β-羟丁酸（酮体）与乳酸、扩充 NAD⁺ 池。也就是说，一个纯粹的分子模型，独立"推导"
出了热量限制、运动与 NAD 补充剂的价值。 模型已开源，供研究者继续验证。点此可免费下载论文pdf👇
05.让一群 AI 科学家去研究泥土：它们提出了 5 个假说
点击量：118,042 次
Enhancing soil science research with multi-agent artificial intelligence systems
“AI for Science"喊了好多年，这篇 2026 年发表于 Frontiers in Science 的论文难得地做了一次可检验的实
测。 悉尼大学 Budiman Minasny、Alex McBratney 与阿伯丁大学 Pete Smith 等研究人员，把一个多智能体
系统（ Manus AI）扔进了一个真实的开放难题——土壤矿物结合态有机碳（MAOC）的饱和阈值。 智能体分
工协作，产出 5 个假说。随后，系统中的 Critic Agent（批评者智能体）逐条挑刺，人类专家再从实证基础、
概念广度与科学严谨性三个维度评分，最后按新颖性、可行性、合理性、可扩展性四轴排序。
结果并不是一边倒的胜利，反而更有意思：H1（有效 vs 理论饱和阈值）与 H5（管理启示）因高相关性和可落
地性排名靠前；H2 与 H4 虽然更新颖，却"难以经验检验、难以放大"。批评者智能体甚至准确指出，某些假说
需要同位素标记和长期数据才能验证。 更远的图景是：融合田间传感器与遥感的数字土壤孪生、微生物组监测、
气候适应模拟、碳汇管理。 但作者的收尾非常克制：风险在于数据质量、模型不透明、认知过度信任
（epistemic overtrust），以及基础学科知识在这一代研究者手中的流失。AI 是增强人类发现的伙伴，不是替
关于 Frontiers in Science
Frontiers in Science 是 Frontiers 全力打造的一本旗舰期刊，于 2023 年 2 月 28 日正式发布。期刊以
邀请制的方式发表经同行评审的、具有杰出影响力学者的最新变革性研究，已汇聚全球 90 多个国家的科研力
量。期刊致力于推动跨学科、具有政策影响力的前沿科学研究以实现“健康星球上的愉悦生活”目标 ，目前
已发表的文章累计阅读超 530 万次。
了解期刊详情请访问期刊官网：
http://www.frontiersin.org/journals/science
如希望报导更多关于 Frontiers in Science 的相关内容，欢迎通过邮件说明意图发送至
marketing.china@frontiersin.org
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