科技看點 Science News

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(jìn)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(jìn)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(xì)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(xì)菌、真菌微粒濃度的增加密切相關(guān)。所有細(xì)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(xì)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(xì)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(dá)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(rèn)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?！贝隧楆P(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?！?/p>

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(dá)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(jìn)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(rèn)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(rèn)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(xì)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?！?/p>

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(rèn)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(dá)情感的方式。

查爾斯·達(dá)爾文曾在《人類和動物情緒的表達(dá)》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(dá)的是何種情緒，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，對于西方白人，達(dá)爾文的6種基本情緒表達(dá)，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(rèn)知這些面孔，尤其是針對那些表達(dá)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(fù)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?！边@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(xì)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)?！痹凇凹y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(xì)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(xì)胞DNA中進(jìn)行重復(fù)編碼、儲存以及刪除數(shù)據(jù)信息的方法?！边@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(xì)胞衰老問題，甚至可在細(xì)胞癌變之前將其“關(guān)閉”。細(xì)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(jìn)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(xì)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?！?/p>

醫(yī)學(xué) Medicine人體器官商店

科學(xué)家認(rèn)為，實驗室培養(yǎng)人造器官或可讓器官捐獻(xiàn)成為歷史。由于這些人造器官是利用患者自己的細(xì)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(jìn)化。

責(zé)任編輯/津沙