4月7日（星期一 ）消息，國外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《自然》網(wǎng)站（www.nature.com）

意識(shí)之謎：中國科學(xué)家首次捕捉大腦“覺醒”關(guān)鍵瞬間

中國神經(jīng)科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大腦意識(shí)到自身思維（即意識(shí)知覺）時(shí)，深層腦結(jié)構(gòu)會(huì)被激活。這一突破性研究揭示了丘腦在意識(shí)形成中的關(guān)鍵作用。

大腦不斷接收外界刺激，但人們通常只感知其中的極小部分。過去研究認(rèn)為，大腦皮層負(fù)責(zé)對(duì)特定思維的覺察，而深部腦結(jié)構(gòu)的機(jī)制因技術(shù)限制難以探究。北京師范大學(xué)張鳴沙（Mingsha Zhang）團(tuán)隊(duì)利用頭痛患者腦內(nèi)植入的電極，首次同步記錄了人類執(zhí)行意識(shí)任務(wù)時(shí)丘腦和皮層的神經(jīng)活動(dòng)。這項(xiàng)研究成果最近發(fā)表于《科學(xué)》（Science）雜志。

實(shí)驗(yàn)中，參與者需根據(jù)是否注意到屏幕上的圖標(biāo)做出反應(yīng)。結(jié)果顯示，當(dāng)參與者意識(shí)到圖標(biāo)時(shí)，丘腦的活動(dòng)比皮層更早、更強(qiáng)，且兩者協(xié)調(diào)同步。這表明丘腦可能充當(dāng)“過濾器”，決定哪些信息進(jìn)入意識(shí)層面。此發(fā)現(xiàn)與2020年小鼠實(shí)驗(yàn)一致：當(dāng)小鼠感知胡須被撥動(dòng)時(shí)，皮層細(xì)胞會(huì)向丘腦發(fā)送信號(hào)。

盡管研究被贊為“對(duì)丘腦作用最全面的探索”，仍有學(xué)者質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)是否真正區(qū)分了“意識(shí)”與“注意力”。未來，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過更多人腦實(shí)驗(yàn)和獼猴研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

這項(xiàng)研究為意識(shí)機(jī)制提供了新視角，推動(dòng)科學(xué)界超越皮層理論，深入探索深部腦區(qū)的奧秘。

《科學(xué)》網(wǎng)站（www.science.org）

醫(yī)學(xué)新發(fā)現(xiàn)：這種免疫細(xì)胞能靶向緩解女性疼痛

美國加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）除了已知的免疫調(diào)節(jié)功能外，還具有直接抑制疼痛的能力，且這一作用表現(xiàn)出顯著的性別差異。這項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志的研究為疼痛治療提供了全新視角。

Tregs作為免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)者，主要負(fù)責(zé)控制炎癥反應(yīng)和維持免疫平衡。研究人員通過基因工程技術(shù)，在小鼠實(shí)驗(yàn)中特異性地清除腦膜區(qū)域的Tregs后，發(fā)現(xiàn)雌性小鼠的痛覺敏感性顯著升高，而雄性小鼠則不受影響。相反，當(dāng)增加Tregs數(shù)量時(shí)，能夠有效緩解雌性小鼠的神經(jīng)損傷疼痛。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種鎮(zhèn)痛作用與女性性激素密切相關(guān)。當(dāng)阻斷雌激素作用后，Tregs的鎮(zhèn)痛效果隨之消失。機(jī)制研究表明，Tregs通過釋放腦啡肽等鎮(zhèn)痛分子，直接作用于神經(jīng)細(xì)胞上的特定受體來抑制痛覺傳導(dǎo)。值得注意的是，這種鎮(zhèn)痛機(jī)制獨(dú)立于Tregs的免疫調(diào)節(jié)功能。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)具有重要的臨床意義。目前臨床上許多疼痛性疾病在女性中的發(fā)病率明顯高于男性，而現(xiàn)有的鎮(zhèn)痛療法往往效果有限。該研究不僅揭示了免疫系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)之間新的相互作用方式，也為開發(fā)針對(duì)女性疼痛的特異性治療方法提供了可能。

研究人員表示，雖然目前已有一些通過調(diào)節(jié)Tregs來治療自身免疫性疾病的臨床試驗(yàn)，但要將這一發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的疼痛治療方法，仍需要解決如何精準(zhǔn)靶向特定部位Tregs等技術(shù)難題。這項(xiàng)突破性研究為未來開發(fā)更安全、更有效的鎮(zhèn)痛策略開辟了新途徑。

《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com）

1、機(jī)器學(xué)習(xí)揭秘：細(xì)菌竟比光合作用更早“學(xué)會(huì)”呼吸氧氣

澳大利亞昆士蘭大學(xué)、英國布里斯托大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，通過結(jié)合基因組分析、化石記錄和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，成功構(gòu)建了細(xì)菌進(jìn)化的詳細(xì)時(shí)間線。研究發(fā)現(xiàn)，某些細(xì)菌在進(jìn)化出光合作用產(chǎn)氧能力之前，可能已具備利用氧氣的能力，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)知。

研究聚焦于23.3億年前的“大氧化事件”（GOE），該事件使地球大氣從無氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎醐h(huán)境。由于微生物化石記錄稀缺，科學(xué)家通過分析古老巖石中的化學(xué)痕跡和基因組數(shù)據(jù)填補(bǔ)空白。研究團(tuán)隊(duì)將GOE作為時(shí)間基準(zhǔn)，假設(shè)大多數(shù)需氧細(xì)菌的分支不會(huì)早于這一事件，除非有基因或化石證據(jù)支持例外。

機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)被用于預(yù)測早期細(xì)菌是否依賴氧氣生存。研究人員還整合了線粒體和葉綠體的基因數(shù)據(jù)，以更精確地估算關(guān)鍵進(jìn)化事件的時(shí)間。結(jié)果顯示，至少3個(gè)需氧細(xì)菌譜系在GOE之前就已存在，比事件早了近9億年。其中，藍(lán)細(xì)菌的祖先可能在32億年前就具備了需氧代謝能力，這意味著細(xì)菌利用氧氣的時(shí)間可能早于光合作用產(chǎn)氧的進(jìn)化。

這一研究不僅揭示了細(xì)菌進(jìn)化的新時(shí)間線，還展示了機(jī)器學(xué)習(xí)在解析生命歷史中的潛力。未來，該方法或可用于預(yù)測其他微生物特性，如抗生素耐藥性，為科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供新思路。

2、太空能源革命：科學(xué)家利用月球塵埃制成高效太陽能電池

月球塵埃未來可能成為太空能源的關(guān)鍵。德國波茨坦大學(xué)的科學(xué)家利用模擬月壤成功制造出高效太陽能電池，不僅能抵御太空輻射，還能大幅降低太空運(yùn)輸成本，為長期月球基地提供可持續(xù)能源。這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《Device》期刊。

目前太空使用的太陽能電池效率雖高（30%-40%），但依賴地球制造的玻璃或厚保護(hù)層，重量大、成本高。德國波茨坦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出創(chuàng)新方案：用月球表層的松散巖屑（月壤）熔制成玻璃，替代傳統(tǒng)材料。這一改變可使航天器發(fā)射質(zhì)量減少99.4%，運(yùn)輸成本降低99%。

實(shí)驗(yàn)采用模擬月壤熔制的月球玻璃，搭配高效鈣鈦礦晶體，制成新型太陽能電池。測試表明，每克材料產(chǎn)生的能量可達(dá)傳統(tǒng)電池的100倍。月球玻璃因含天然雜質(zhì)呈褐色，反而增強(qiáng)了抗輻射能力，避免普通玻璃在太空中因褐變而降低效率的問題。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，月球玻璃的制備僅需聚集陽光熔解月壤，無需復(fù)雜工藝。通過優(yōu)化玻璃厚度和電池結(jié)構(gòu)，目前效率已達(dá)10%，未來有望提升至23%。不過，月球環(huán)境仍存挑戰(zhàn)，如低重力、極端溫差和真空條件可能影響材料性能。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開展月球?qū)嵉販y試以驗(yàn)證可行性。

這項(xiàng)研究表明，月球塵埃不僅能用于建造或提取資源，還可轉(zhuǎn)化為能源，為未來月球基地提供電力支持。

《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com）

1、冰火共存！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)顛覆性新物質(zhì)態(tài)，量子計(jì)算或迎突破"

美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種“半冰半火”的新物質(zhì)相，由冷而有序的電子自旋與熱而混沌的電子自旋混合而成。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)物理學(xué)的認(rèn)知極限，可能推動(dòng)量子計(jì)算、磁制冷等技術(shù)的發(fā)展。

這種新相態(tài)源自對(duì)一維亞鐵磁體材料的研究，其獨(dú)特之處在于同時(shí)存在高度有序（“冷”）和高度無序（“熱”）的電子自旋排列。更關(guān)鍵的是，它能在有限溫度下實(shí)現(xiàn)物質(zhì)狀態(tài)的極銳利轉(zhuǎn)變，未來或可應(yīng)用于能源系統(tǒng)和信息技術(shù)領(lǐng)域。

“半冰半火”是此前發(fā)現(xiàn)的“半火半冰”相態(tài)的對(duì)偶狀態(tài)。2016年，科學(xué)家在研究磁性化合物Sr?CuIrO?時(shí)首次觀測到“半火半冰”態(tài)，其中銅位點(diǎn)的自旋完全無序（熱），而銥位點(diǎn)的自旋完全有序（冷）。但傳統(tǒng)理論認(rèn)為，這類一維磁性系統(tǒng)無法在有限溫度下發(fā)生相變，因此其實(shí)際應(yīng)用一直存疑。

最新研究發(fā)現(xiàn)，“半冰半火”態(tài)可通過超窄溫度范圍實(shí)現(xiàn)相變切換，并具備巨大磁熵變等特性，有望用于新型磁制冷技術(shù)或量子信息存儲(chǔ)?？茖W(xué)家計(jì)劃進(jìn)一步探索其在量子自旋及復(fù)雜材料系統(tǒng)中的表現(xiàn)，為未來技術(shù)開辟新可能。

這項(xiàng)研究不僅拓展了對(duì)物質(zhì)相態(tài)的理解，也為精準(zhǔn)調(diào)控材料性能提供了新途徑。相關(guān)成果已發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）等期刊。

2、心臟驟停不再“猝不及防”？AI實(shí)現(xiàn)兩周前精準(zhǔn)預(yù)警

《歐洲心臟雜志》（ European Heart Journal）的一項(xiàng)最新研究顯示，人工智能（AI）能提前兩周預(yù)測致命性心律失常，有望革新心臟健康管理模式。該研究由法國國家健康與醫(yī)學(xué)研究院、巴黎西岱大學(xué)、巴黎公立醫(yī)院集團(tuán)（AP-HP）聯(lián)合美國團(tuán)隊(duì)共同完成。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析了來自美、法、英等六國的24萬份動(dòng)態(tài)心電圖（ECG）數(shù)據(jù)，識(shí)別出兩周內(nèi)可能發(fā)生心臟驟停的高?；颊撸瑴?zhǔn)確率超70%。全球每年超500萬人死于心臟性猝死，其中許多患者此前并無心臟病史。

該AI算法由Cardiologs（飛利浦集團(tuán)子公司）聯(lián)合巴黎西岱大學(xué)和哈佛大學(xué)開發(fā)，通過分析數(shù)百萬小時(shí)的心跳數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了預(yù)示心律失常的微弱信號(hào)，尤其是心臟電活動(dòng)周期的關(guān)鍵指標(biāo)。

目前，該技術(shù)識(shí)別高危患者的準(zhǔn)確率達(dá)70%，排除低危患者的準(zhǔn)確率高達(dá)99.9%。未來，該算法或可應(yīng)用于醫(yī)院監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，并整合至動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測儀和智能手表等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這一突破標(biāo)志著猝死預(yù)防模式的轉(zhuǎn)變——從以往的中長期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，到如今可提前數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)。下一步將開展臨床試驗(yàn)，以驗(yàn)證其實(shí)際應(yīng)用效果。

該研究證實(shí)，AI在嚴(yán)重心律失常的早期預(yù)警方面具有巨大潛力，或?qū)樾呐K健康管理帶來革命性變化。（劉春）