科技看點 Science News

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太空 Space過去的火星和現(xiàn)在的地球

科學(xué)家通過對發(fā)生在火星上一次古老火山爆發(fā)事件的研究后發(fā)現(xiàn)，這顆紅色星球在數(shù)十億年前擁有充沛的地表流水以及相對較厚的大氣層，和地球的環(huán)境非常相似。

研究工作是受到了一塊在大約35億年前的一次火山爆發(fā)中被拋射進入大氣層的巖塊的啟發(fā)。這顆巖石碎塊最終落回了火星表面，在火星沉積物中留下了撞擊痕跡，即所謂的“火山彈沉降”。杜菲克和同事們在實驗室嘗試重現(xiàn)這樣一個“火山彈沉降”，模擬研究結(jié)果顯示，不管撞擊體的成分如何，只有在浸潤的情形下，撞擊才能產(chǎn)生和火星沉積物中所觀察到的“火山彈沉降”相似的特征。此外，研究人員根據(jù)巖石碎塊在當(dāng)時火星大氣中的飛行速度特征進一步估算出火星的大氣密度至少為現(xiàn)在的20倍。

環(huán)境 Environment 1小時和3700萬

美國一項最新研究表明，只要一個人呆在室內(nèi)，空氣中的細菌就會以每小時3700萬的速度增加，這是首次定量研究一個人的出現(xiàn)對室內(nèi)懸浮微生物造成的影響。

耶魯大學(xué)環(huán)境工程副教授喬丹·佩奇亞說：“我們生活在一鍋微生物湯里，其中一大部分配料就是我們自身的微生物。”研究人員發(fā)現(xiàn)，在總體上，人類占據(jù)空間與該空間懸浮著的各種細菌、真菌微粒濃度的增加密切相關(guān)。所有細菌中約有18%是從室內(nèi)滋生出來的，包括新滋生的和以前沉積的，這些細菌來自于人類自身，而不是植物和其他來源。此外，人類所患的所有傳染病一般都是在室內(nèi)被感染的，了解一下室內(nèi)生物懸浮微粒包含哪些細菌以及它們的傳播動力學(xué)，有助于人們找出改善空氣質(zhì)量的新方法。

古人類學(xué) Paleoanthropology人類17萬年前開始穿衣服

美國佛羅里達自然歷史博物館副館長大衛(wèi)·里德，通過研究現(xiàn)代人類身上的虱子，認為人類在17萬年前才穿上衣服。

里德說：“我們想找出另一種方法來確定人類何時開始穿衣服，因為衣服上和人身體上的虱子非常適應(yīng)衣服，它們是衣服出現(xiàn)后才出現(xiàn)的。”此項關(guān)于虱子研究的新結(jié)果是始料未及的，比最早的有純粹考古學(xué)證據(jù)的人類穿衣時間還要早很多。遺傳學(xué)的皮膚染色研究表明，人類是在約100萬年前褪去體毛的，而這項研究還表明人類在褪去體毛后才開始穿衣服，這意味著人類經(jīng)歷了很長一段既沒有衣服也沒有體毛的時期。里德說：“人類既沒有體毛也沒有衣服，在非洲生存了成千上萬年，同時，又赤裸地成功從非洲遷移到了世界各地，這件事非常有意思。”

技術(shù) Technology“科學(xué)鬼城”的誕生

美國飛馬控股公司打算以南卡羅來納州羅克希爾市為模型，在新墨西哥州東南部建造一座無人居住的“科學(xué)鬼城”，以測試可用于改善市政服務(wù)和居民生活的新技術(shù)。

技術(shù) Technology可檢測傷口和定位的智能制服

這座“科學(xué)鬼城”幾乎復(fù)制所有公路、民宅、寫字樓及其他建筑，城內(nèi)沒有居民，但每座住宅配備所有生活必需品，家用電器、水電煤氣一應(yīng)俱全。飛馬控股將聘用測試設(shè)計員和信息技術(shù)專家，在這里模擬真人活動時的環(huán)境。政府部門和私營公司可以來這里測試它們開發(fā)的新技術(shù)，如智能交通系統(tǒng)、新一代無線網(wǎng)絡(luò)、智能洗衣機和自動沖洗的廁所。布倫利說，潛在客戶包括一些計劃開發(fā)無人駕駛汽車的汽車制造商，“科學(xué)鬼城”將提供一段模擬州際公路，行駛時速可達112.7千米。

當(dāng)士兵在戰(zhàn)場上受傷倒地，其身著的制服可能會救他一命，因為它能夠向后方義務(wù)兵傳遞傷員的傷口狀況和確切位置的相關(guān)信息。

美軍開發(fā)的這種新型智能制服，能夠?qū)κ勘砩系闹袕梻谶M行迅速準(zhǔn)確的定位，還能“估測”子彈或者彈片滲透的深度及其對周邊器官的影響，甚至能夠探測傷者血液和汗液中的核、生物和化學(xué)侵蝕。因為這種智能制服中的紡織纖維中嵌有醫(yī)療傳感器，可探測傷者體內(nèi)血液、唾液、汗液和尿液中的“生物標(biāo)記”，從中可以顯示化學(xué)和生物武器、核輻射甚至是路邊埋設(shè)炸彈的殘余物對士兵身體造成的影響。此外，這種智能服裝還能夠通過GPS坐標(biāo)定位受傷士兵的確切位置。

生物學(xué) Biology 恐龍胃脹氣與氣候變暖

英國科學(xué)家認為，體型巨大的恐龍產(chǎn)生的“胃脹氣”是造成中生代氣候變暖的原因之一，存在于恐龍內(nèi)臟中的微生物會產(chǎn)生大量的甲烷氣體，溫暖了我們的行星。

研究人員估測出所有恐龍一年的氣體排放量大約為5.2億噸。他們認為，這些氣體是1.5億年前地球氣候變暖的一個重要原因。對威爾金森博士來說，最令他感興趣的不是這些體型巨大的動物，而是存在于它們體內(nèi)的細小微生物。事實上，制造甲烷氣體的正是活躍在恐龍內(nèi)臟中的微生物。在中生代，地球的溫度要比現(xiàn)在高10攝氏度左右。如今，每年來自野生動物和人類活動的甲烷排放量也在5億噸左右。威爾金森博士由此推斷：“恐龍在那個年代并不是甲烷的唯一產(chǎn)生源，因為當(dāng)時的甲烷量要比如今的高很多。”

心理學(xué) Psychology面部表情并非全球通用

一項關(guān)于人們對計算機生成面孔的認知的最新研究顯示，面部表情可能并非全球通用，文化強烈地影響著我們解讀和表達情感的方式。

查爾斯·達爾文曾在《人類和動物情緒的表達》一書中提出人類的6種基本情緒狀態(tài)：快樂、吃驚、恐懼、厭惡、氣憤和悲傷。為驗證這6種情緒類型是否具有普適性，來自英國格拉斯哥大學(xué)的心理學(xué)家羅切爾·杰克和同事利用一個計算機程序創(chuàng)建了帶有4800種表情的虛擬面孔。通過讓志愿者們決定這些面孔表達的是何種情緒，研究團隊發(fā)現(xiàn)，對于西方白人，達爾文的6種基本情緒表達，無論在類型還是強度上，均和測試數(shù)據(jù)所揭示的相符；但是來自東亞的受試者并未以相同的方式來認知這些面孔，尤其是針對那些表達驚奇、恐懼、厭惡和氣憤的面孔。杰克推測說，東亞人的面部表情建立在其他的基本情緒上，如恥辱、驕傲或負罪感。

大腦 Cerebrum大腦自帶的“測謊儀”

人類大腦有兩個用來處理懷疑的獨立部分，第二部分只在和不信任的人交往時“啟動”，扮演的角色類似一個測謊儀。

美國弗吉尼亞理工大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類大腦用來處理懷疑的區(qū)域為“杏仁核”和“海馬旁回”，前者在處理恐懼和情緒記憶上扮演主要角色，后者和記憶以及場景識別存在密切關(guān)系。研究人員瑞德·蒙塔古說：“我們對人在簡單的社會交往中如何評估他人的可信度感到好奇，杏仁核和懷疑的底線水平有密切聯(lián)系。但令我們感到吃驚的是，當(dāng)其他人的行為引起我們懷疑時，海馬旁回就會啟動，扮演了一個類似天生測謊儀的角色。”這個發(fā)現(xiàn)或許對研究偏執(zhí)狂和焦慮癥等精神狀況有所幫助。蒙塔古解釋說：“增強杏仁核活性相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)可靠行為能力的喪失，這可能為深入了解焦慮癥患者的社會互動提供線索。這些人的這個大腦區(qū)域時常表現(xiàn)得很活躍。”

大腦 Cerebrum“近朱者赤，近墨者黑”的多巴胺

美國科學(xué)家近日表示：腦部掃描結(jié)果顯示，從多巴胺存在于腦部的不同位置可以分辨出能人和懶人。

多巴胺是一種神經(jīng)傳導(dǎo)化學(xué)物質(zhì)，用來幫助細胞傳送脈沖。美國范德堡大學(xué)的心理學(xué)家邁克爾·特雷德韋說：“過去，人們在老鼠身上的研究結(jié)果表明，多巴胺對于獎勵動機具有關(guān)鍵性作用。而這項研究提供給我們的是，多巴胺在腦部的位置不同會引起完全不同的反應(yīng)。”在“紋狀體”和“皮層”部位存在更多多巴胺的人們，往往是為了獎賞而愿意努力工作的“能人們”。因為這兩個區(qū)域在兩方面發(fā)揮著重要作用，分別是與報酬獎勵關(guān)聯(lián)的感覺和動機導(dǎo)致個體行為發(fā)生的變化。然而，“懶人們”的腦部，其“前腦島”區(qū)域存在更多的多巴胺，而這一部位卻與情緒和危機感有關(guān)。

基因 Gene DNA“活硬盤”

美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)找到將DNA轉(zhuǎn)變成“活硬盤”的方法，能夠隨意在活細胞DNA中存儲或刪除數(shù)據(jù)。

斯坦福大學(xué)學(xué)者杰羅姆·邦尼特說：“經(jīng)過3年時間750多次嘗試，我們成功找到了可以在活細胞DNA中進行重復(fù)編碼、儲存以及刪除數(shù)據(jù)信息的方法。”這些信息將以DNA密碼的方式儲存，可以被任意重寫或刪除，因此可用于研究細胞衰老問題，甚至可在細胞癌變之前將其“關(guān)閉”。細胞就像一臺人體中的微型計算機，從某種意義上說，邦尼特等人的研究相當(dāng)于發(fā)明了一種生物二進制。邦尼特的同事德魯·恩迪說：“可編程的數(shù)據(jù)存儲在活細胞DNA中，這種技術(shù)可用于研究癌癥、衰老、組織發(fā)育以及自然環(huán)境等。”

醫(yī)學(xué) Medicine人體器官商店

科學(xué)家認為，實驗室培養(yǎng)人造器官或可讓器官捐獻成為歷史。由于這些人造器官是利用患者自己的細胞培養(yǎng)出來的，因此從理論上不會出現(xiàn)排異現(xiàn)象。

塞法利安把自己的實驗室比作“人體器官商店”，成員之一阿德洛拉·奧塞尼介紹說，我們的人造鼻子能夠保持完整，因為整個鼻子形狀都是通過一種聚合體形成的。這種聚合體由數(shù)十億個分子組成，每一個分子僅約1納米大小。在這種納米材料內(nèi)部，是成千上萬個小孔。在器官培養(yǎng)過程中，組織物質(zhì)會長進這些小孔中，并成為整個聚合體的一部分。人造鼻子并不是直接移植到患者面部，而是先置入到其手臂皮膚之下的一個氣球中。數(shù)周后，皮膚和血管不斷生長出來，然后才會將鼻子移植到臉上。

醫(yī)學(xué) Medicine人造生命不再是夢？

英國科學(xué)家人工合成了一種名為XNA的物質(zhì)，在許多關(guān)鍵功能上可替代DNA。此外，他們發(fā)現(xiàn) DNA不一定是攜帶生命遺傳密碼的唯一載體，這對研究人造生命具有重大意義。

據(jù)研究人員菲利普·霍利格介紹，XNA也能像DNA一樣存儲遺傳信息。由于它所用的鏈齒（堿基）和DNA中的一樣，因此XNA鏈條和DNA鏈條之間還可互相結(jié)合，實現(xiàn)遺傳信息的傳遞。在實驗中，研究人員將一個DNA鏈條上的遺傳信息傳遞到XNA上，隨后再傳回另一個DNA鏈條，遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確度高達95%以上。此外，如果滿足一些前提條件，部分XNA聚合物在試管中還能如DNA一樣進化成不同形態(tài)。實驗結(jié)果表明，XNA已擁有DNA的兩個關(guān)鍵功能——遺傳和進化。

責(zé)任編輯/津沙