竹子

又是一年四月天，大自然春暖花開(kāi)之時(shí)，生機(jī)蓬勃的學(xué)術(shù)界也爭(zhēng)奇斗艷、芬芳四溢。如果細(xì)胞聽(tīng)得懂人類語(yǔ)言，如果心臟如同情緒一般在抒情曲奏罷后愉悅舒展，如果人類對(duì)天體的位置及運(yùn)動(dòng)了如指掌，世界將會(huì)有哪些不同？

帕金森病是一種常見(jiàn)的老年人神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。針對(duì)帕金森和癲癇等腦部精神系統(tǒng)疾病的外科治療，目前多是采用腦深部電極刺激術(shù)。這種技術(shù)通過(guò)在腦內(nèi)特定的靶點(diǎn)植入刺激電極，施以高頻電刺激，來(lái)協(xié)助調(diào)節(jié)激活相應(yīng)的神經(jīng)亞群。開(kāi)腦手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)之大世人皆知，讓我們暢想一下，能否用聲音刺激代替電刺激達(dá)到治療效果？

索爾克生物研究所多年來(lái)致力于研究“聲遺傳學(xué)”（使用安全的、非侵入性的超聲波刺激特定細(xì)胞群，如神經(jīng)元細(xì)胞群）。早在2015年，該研究所就曾成功研究并報(bào)道線蟲體內(nèi)的一種對(duì)低頻超聲波敏感的蛋白質(zhì)TRP-4，含有該聲敏蛋白的線蟲神經(jīng)元可以受超聲波的調(diào)控而被激活。近日，來(lái)自索爾克生物研究所和美國(guó)加州大學(xué)的研究者們第一次將“聲遺傳學(xué)”成功運(yùn)用到哺乳動(dòng)物細(xì)胞中。研究人員將數(shù)百種不同的蛋白質(zhì)，一次一個(gè)地添加到對(duì)超聲波不敏感的普通的人類研究細(xì)胞系HEK中，隨后將每個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)物放在一個(gè)裝置下，監(jiān)測(cè)細(xì)胞在超聲波刺激下的變化。在進(jìn)行了一年多的篩選，并對(duì)近三百個(gè)候選蛋白質(zhì)進(jìn)行研究后，科學(xué)家們最終找到了一個(gè)能使人類胚胎腎細(xì)胞（HEK）對(duì)7兆赫的超聲波頻率敏感的蛋白質(zhì)TRPA1，這種通道蛋白能夠?qū)τ卸净衔锏拇嬖谧鞒龇磻?yīng)，并激活人體的腦細(xì)胞和心臟細(xì)胞等。

該科研團(tuán)隊(duì)用這種方法激活了培養(yǎng)皿中的人類細(xì)胞和活體小鼠體內(nèi)的腦細(xì)胞，為非侵入式的深層腦刺激、起搏器和胰島素泵鋪平了道路。正如索爾克神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室副教授Sreekanth?;Chalasani所說(shuō)，無(wú)線化是一切的未來(lái)。針對(duì)生物體的調(diào)控，更多簡(jiǎn)易化、非侵入化的手段有待實(shí)現(xiàn)。

（據(jù)英國(guó)《自然通訊》2022.01.09）

靈光一現(xiàn)：王晉康老師曾在《生命之歌》中寫道：“所有生物的DNA結(jié)構(gòu)序列實(shí)際是音樂(lè)的體現(xiàn)……從實(shí)質(zhì)上說(shuō)，人類乃至所有生物對(duì)音樂(lè)的精神迷戀，不過(guò)是體內(nèi)基因結(jié)構(gòu)對(duì)音樂(lè)的物質(zhì)諧振?！痹诟锌苹脛?chuàng)作者擁有的先見(jiàn)之明的同時(shí)，也驚嘆于生命的奇妙：除了光調(diào)控、聲調(diào)控和磁調(diào)控，基因還可能與哪些意想不到的外界因素相關(guān)？

恒星移速3

一般來(lái)說(shuō)，確定恒星穿越太空的總速度需要測(cè)量三個(gè)量：自行運(yùn)動(dòng)（天體本身的真實(shí)運(yùn)動(dòng)）、距離（用以結(jié)合自行運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算切向速度）和多普勒頻移（徑向速度）。如果一顆恒星向我們靠近，其光波波長(zhǎng)會(huì)被壓縮得更短，產(chǎn)生藍(lán)移;如果一顆恒星正在遠(yuǎn)離，其光波波長(zhǎng)會(huì)被拉伸得更長(zhǎng)，從而產(chǎn)生紅移;恒星移動(dòng)速度越快，偏移越大。觀察者們多年來(lái)一直通過(guò)多普勒頻移來(lái)測(cè)量恒星移動(dòng)速度。

傳統(tǒng)的恒星移速測(cè)量方法存在一些難以消除的弊端，例如，大多數(shù)恒星的外層都是對(duì)流的，熱氣體上升，輻射出熱量后冷卻下沉，這使得多普勒頻移測(cè)量的徑向速度變得模糊不清。2021年，瑞典隆德天文臺(tái)的Lennart?Lindegren和Dainis?Dravins利用幾何學(xué)新方法成功獲得了精確到1km/s的徑向速度。新技術(shù)的理論并不神秘：天文學(xué)家們?cè)诓恢蓝嗥绽疹l移的情況下，利用一段時(shí)間內(nèi)恒星位置的變化、與我們所在位置的夾角、距離等觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行演算。

雖然這種方法僅僅針對(duì)距離近且移動(dòng)速度快的恒星效果良好，且目前只對(duì)少數(shù)幾顆恒星獲得了1km/s的精確度，如巴納德星和半人馬座。但這項(xiàng)獨(dú)立于多普勒頻移的測(cè)量徑向速度的新技術(shù)可以幫助天文學(xué)家了解恒星現(xiàn)象（如對(duì)流和耀斑）如何改變恒星的藍(lán)移紅移測(cè)量值，甚至可能協(xié)助探索其他類似太陽(yáng)的恒星周圍的類地行星，尋找地球的孿生兄弟。

（據(jù)《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》2022.01.13）

靈光一現(xiàn)：隨著技術(shù)的發(fā)展，人類探索宇宙的方式愈加多樣、精確度更高、所需時(shí)長(zhǎng)更短，類似地球的宜居星球的發(fā)現(xiàn)指日可待。它或許遠(yuǎn)在天邊，近在眼前，同樣圍繞太陽(yáng)日復(fù)一日，只是還未曾出現(xiàn)在我們的視線中;又或許圍繞著其他恒星，正靜靜地孕育生命。