4月21日外媒科学网站摘要：激光技术创造人类前所未见的新颜色

4月21日外媒科学网站摘要：激光技术创造人类前所未见的新颜色

4月21日（星期一）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

突破自然极限！激光技术创造人类前所未见的新颜色

研究人员使用激光和追踪技术选择性地激活视网膜中的特定细胞后，成功让五名受试者感知到了一种超出自然视觉范围的全新颜色。这种高饱和度的蓝绿色被命名为“olo”，其强度远超自然界中的类似色调。该研究成果已发表在《科学进展》（Science Advances）期刊上。

人类色觉依赖于三种视锥细胞（S、M、L）的信号组合。由于M细胞通常与邻近细胞共同激活，美国加州大学伯克利分校的研究团队尝试单独刺激M细胞，成功创造出人眼通常无法感知的色彩。实验过程中，受试者需添加白光才能将olo与自然色彩匹配，证明其饱和度远超正常视觉极限。

这项名为“Oz”的技术由软件“Wizard”控制，可精确调节视网膜细胞接收的光量，从而模拟或创造全新的色彩信号。研究团队认为，该技术未来或可帮助色觉障碍患者区分原本无法识别的颜色，但目前仅能在极小视野范围内实现，且依赖高端实验设备。

此外，该技术还能通过单波长激光模拟全彩视觉。研究人员利用逐细胞调控，使大脑误判光信号，从而“看到”不存在的颜色。团队正探索将其应用于色盲矫正，例如通过人工调控视锥细胞功能，模拟第三种细胞的信号输入，以增强色觉感知。

这项研究不仅拓展了人类对色彩视觉的理解，也为未来视觉增强研究提供了新工具。尽管目前应用范围有限，但其潜力可能远超现有技术。

《科学》网站（www.science.org）

科学家发现：阻断“跳跃基因”或可延缓衰老

转座子（又称"跳跃基因"）是能在基因组中移动的DNA序列，占人类基因组的40%以上。近年研究发现，这些序列的异常活跃与多种疾病和衰老过程密切相关。美国得克萨斯大学健康科学中心的研究表明，用于治疗HIV的药物3TC能通过抑制LINE-1型转座子，减缓阿尔茨海默病模型动物的神经退化症状。

在临床研究方面，3TC已在结直肠癌2期试验中显示出抑制肿瘤生长的效果。美国生物医药公司Transposon Therapeutics公司开发的TPN-101药物原本是针对HIV的，后来发现对LINE-1的抑制效果比对HIV更强，在治疗肌萎缩侧索硬化症和额颞叶痴呆的临床试验中，该药成功降低了神经损伤标志物水平，并延缓了患者呼吸功能衰退。一些机构正在开发更具针对性的LINE-1抑制剂，其中部分候选药物在帕金森病动物模型中已取得积极效果。

从作用机制来看，LINE-1转座子通过ORF2p蛋白实现自我复制，其异常激活会引发炎症反应和细胞衰老。2024年《自然》杂志发表的两项研究成功解析了ORF2p蛋白的三维结构，为开发新型抑制剂提供了重要依据。但美国华盛顿大学的研究提醒，转座子可能参与正常的生理功能，如促进造血干细胞活化，长期抑制可能带来未知风险。

研究人员强调，转座子抑制剂更适合作为辅助治疗手段。例如3TC需要与化疗药物联用才能发挥更好的抗癌效果。美国罗切斯特大学的研究指出，通过监测短期生物标志物变化可以加速抗衰老药物的评估进程，但药物的长期安全性仍需进一步验证。尽管存在挑战，靶向跳跃基因的治疗策略为多种复杂疾病的治疗开辟了新的研究方向。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、绿氢革命：笼状结构催化剂突破效率瓶颈"

包合物（Clathrates）以其独特的笼状结构著称，能够容纳客体离子。近日，一项研究发现，镍基包合物在电解制氢中展现出卓越的催化性能，其效率甚至超越传统镍基催化剂，且稳定性更优。该研究由德国慕尼黑工业大学等机构合作完成，成果发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie）期刊上。

电解水制氢是实现绿氢生产的关键技术，其中析氧反应（OER）是制约效率的主要瓶颈。目前，镍基催化剂因其成本优势被广泛应用，但其活性中心与电解质的接触面积有限。研究团队首次尝试将镍基包合物（Ba₈Ni₆Ge₄₀）作为OER催化剂，并取得了突破性进展。

实验表明，在工业级电流密度（550 mA cm⁻²）下，该催化剂的效率显著优于传统镍基材料，且连续运行10天后活性仍保持稳定。通过BESSY II的原位X射线吸收光谱分析，团队发现包合物在电解过程中发生结构转变：三维笼状框架中的锗和钡原子逐渐溶出，最终形成多孔镍纳米层。这种结构使催化活性位点充分暴露，大幅提升反应效率。

研究人员指出，这一发现为电催化剂设计提供了新思路，其它过渡金属包合物也可能具备类似特性，未来有望推动绿氢技术的进一步发展。

2、不止一种规则：最新研究揭示大脑学习的复杂机制

我们如何学习新事物？美国加州大学圣地亚哥分校的神经科学家通过一项突破性研究，揭示了大脑在学习过程中突触变化的复杂机制。该研究成果发表于《科学》（Science）期刊。

传统观点认为，神经元在学习时遵循统一规则，但新研究发现，不同突触会依据各自所在区域采用不同规则，单个神经元甚至能同时执行多重规则。这一发现挑战了长期以来的认知，并为理解大脑如何处理信息提供了新视角。

研究采用双光子成像等先进技术，首次实现对小鼠学习时突触活动的高精度观测。结果显示，突触的强化或弱化并非随机，而是遵循特定区域规则，从而优化信息存储。这一机制被称为“突触可塑性”，是大脑适应新信息的关键。

研究还探讨了“信用分配问题”——即大脑如何协调局部突触活动以形成整体学习行为。新发现表明，神经元的不同亚细胞区室能并行处理信息，类似于分工协作的蚁群。

这一成果对人工智能发展具有启示意义。传统神经网络依赖统一规则，而大脑的多规则机制可能为设计更高效的AI系统提供新思路。此外，研究还为治疗脑部疾病（如阿尔茨海默病、自闭症等）提供了潜在方向，因为这些疾病常伴随突触功能异常。

未来，科学家计划进一步探索神经元运用多重规则的具体机制及其优势，以更深入理解大脑的学习原理。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、科学家开发新技术，能精准检测体液中纳米塑料

微塑料及更小的纳米塑料可通过食物摄入或吸入等途径进入人体，部分颗粒会滞留体内，积聚在器官和体液中。奥地利格拉茨理工大学（Graz University of Technology）电子显微镜与纳米分析研究所的团队开发了一种新方法，可检测透明体液中的纳米塑料并分析其化学成分。目前，该方法正用于研究人工晶状体是否会释放纳米塑料，相关成果已提交至科学期刊。

检测分为两步：利用一家初创企业BRAVE Analytics开发的传感器平台将液体泵入玻璃管，用弱聚焦激光照射。颗粒会使激光脉冲速度变化，通过分析速度差异可确定颗粒大小和浓度。

新技术结合了光流体力诱导与拉曼光谱，通过分析激光散射频率的微小差异，可识别颗粒的化学组成，尤其适用于塑料检测。

格拉茨理工大学的团队正在进一步研究人工晶状体在机械应力或激光照射下是否释放纳米塑料，结果将为眼科手术和晶状体生产提供重要参考。

该方法不仅适用于尿液、泪液和血浆等体液检测，还可用于工业液体流及饮用水和废水的连续监测。

2、100毫秒改变选择：简单脑刺激方法或可加速决策

德国马丁路德·哈勒维腾贝格大学（MLU）的一项研究发现，经颅直流电刺激（tDCS）可以影响人类的决策速度。该研究发表在《认知神经科学杂志》（Journal of Cognitive Neuroscience）上。

tDCS是一种非侵入性脑刺激技术，通过头皮电极传递微弱电流来调节特定脑区的活动。阳极刺激（正极）能增强神经活动，而阴极刺激（负极）则会抑制神经活动。这种方法因操作简便，被广泛应用于心理学研究和临床治疗。

研究团队针对大脑背外侧前额叶皮层进行刺激，该区域与行动规划和决策权衡密切相关。实验中，40名参与者需同时完成听觉和视觉任务，并决定优先处理哪一项。实验采用双盲设计，确保结果客观。

结果显示，阳极刺激使参与者的决策速度加快，而阴极刺激则让他们更倾向于维持原有选择。两种刺激的决策时间差异约为100毫秒，虽看似微小，但在认知实验中具有显著意义。这表明，调控该脑区的活动能影响多任务处理时的认知灵活性。

尽管实验证明tDCS能在受控条件下影响决策，但其效果较为微妙，且受多种因素制约。该研究为理解脑刺激技术的作用提供了新证据，但仍需进一步探索其实际应用潜力。（刘春）

分享： 2025-04-22 15:07:31 共81款