超過1000張照片組成的超高清火星全景圖
就在本週,NASA宣佈了將於今年7月發射的新一代火星車的正式名稱——一位初中生提出的“毅力”號(Perseverance)擊敗其他候選者,成功當選。就在人們期待下一項火星探測任務的同時,已經在火星上工作了7年多的“好奇”號通過一張“史上最高清火星全景圖”提醒我們:“我,‘好奇’號,還沒有退休呢!”
要拍下這張高清照片可不容易。由於平時要承擔其他火星科研任務,NASA的科學家可不會讓“好奇”號閒下來拍照片。直到去年的感恩節假期,地球上的科研人員都回家度假了,空出檔期的“好奇”號終於可以不務正業地拍攝“旅遊”明信片。根據科學家提前設定的指令,“好奇”號在4天的時間內,一共花了6.5小時,通過桅杆相機拍下1000多張素材——之所以每天只拍了一個多小時,是因為為了保證光線一致,“好奇”號只能在中午12點到下午2點之間的時間段內拍照。
最終,這些照片拼接構成了包含18億個畫素的最高清火星全景圖。照片遠端展示了蓋爾撞擊坑(Gale Crater)邊緣的環形山。蓋爾撞擊坑直徑154千米,形成於一次至少35億年前的撞擊事件。“好奇”號正在著陸於蓋爾撞擊坑的邊緣。
圖片右側是蓋爾撞擊坑中心的一座高山——高達5.5千米的夏普山(Mount Sharp,正式名稱為伊奧利亞山)。近處高地與山前侵蝕平原的地貌特徵清晰可見。
作為一張自拍照,“好奇”號還拍下了自己的輻射評估探測器等儀器細節。儘管預期壽命只有不到兩年,但早已“超齡”的“好奇”號依舊狀態良好,在蓋爾撞擊坑內蒐集火星的氣候、地質資訊,並尋找火星生命的痕跡。
再生性新型神經介面
看到這個標題,經常關注科技新聞的同學,腦海中出現的可能是:Deja Vu。沒錯,神經介面控制假肢運動的進展可謂層出不窮,那麼這項由美國密歇根大學的團隊帶來的新研究,其新穎之處在哪兒呢?
關鍵在於三個字:再生性。外周神經介面用於連線假肢與使用者剩餘肢體中的神經,讓使用者的神經訊號轉化成控制假肢的運動訊號。不過,一般的外周神經介面在使用一段時間後,往往需要調整,否則會喪失功能。而這項發表在《科學-轉化醫學》的新研究,開發出了一款再生性的外周神經介面(RPNI)。RPNI由被植入肌肉的外周神經組成,可以在3個月內長出神經和血管。
這項研究當然不僅僅是紙上談兵,這款設計已經植入4位上肢截肢者體內,使用了近1年。在超過300天的測試中,RPNI運作良好,無需重新調整;並且使用者可以通過RPNI進行非常細緻的操作。例如,上面的GIF中,展現了RPNI在抓握運動中的良好表現;而下圖則展示了其操作手指運動的能力。
研究人員表示,這款兼具耐用性與操作精度的技術可能推動假肢技術的革命,幫助提升截肢者的生活品質。
一個小改變,讓它面對壓力無所畏懼
這兩段GIF圖,有著相同的“主人公”——籠子外的白色大鼠,以及另一隻被關在籠子裡、曾經攻擊過前者的大鼠。但是,籠外大鼠的表現卻截然不同:第一張圖的它面對曾經“霸凌”它的同類,躲在角落裡瑟瑟發抖;第二張圖的它卻轉身一變,主動靠近籠子去尋求交流。是什麼令這隻大鼠壯起了膽,克服掉了最初的心理壓力?
答案在於,日本名古屋大學的研究團隊通過光遺傳手段抑制了一段傳遞社會心理壓力的神經通路。研究團隊發現,在大腦深處名為背側腳皮質/頂蓋背側帶(DP/DTT)的區域中,錐狀神經元將壓力訊號傳遞至控制體溫的下丘腦,繼而生物體可能會出現發熱等症狀。於是,他們抑制了這段通路,結果如GIF圖所示——大鼠拋下了壓力。這項研究發表於最新的《科學》雜誌。
可是,大鼠“無所畏懼”有什麼好處呢?這些日本科學家為什麼要做這項研究?在演化過程中,面對壓力時的反應非常重要,它可以讓個體學會知難而退——否則,就成了永不為奴的“平頭哥”袋獾。不過,對於現代社會中的我們而言,這樣威脅到生命的壓力似乎並不常見,反倒是面臨壓力時的發熱、心跳加快、更高的高血壓及心臟病風險更加不利。所以,他們希望找到並抑制相關的通路,避免上述症狀。研究人員還表示,在大鼠實驗中,這個神經通路的抑制並不會擾亂體內平衡。因此,DP/DTT可能成為治療心身障礙的潛在目標。
中風後,大腦如何被液體淹沒
中風時,患者腦部常常出現腦水腫症狀,造成腦組織損傷。此前的主流觀點是,導致腦水腫的液體來自血液,但由美國羅切斯特大學團隊領導的研究告訴我們,這些液體真正的來源是腦脊液。
腦脊液存在於類淋巴系統中,該系統在5年前被發現,負責清除大腦內的廢物。而根據這項發表於《科學》的研究,腦脊液還引發了中風後的腦水腫。這段GIF圖通過熒光示蹤,記錄了腦內腦脊液的流動情況。發生中風後,腦脊液如同洪水爆發一般,迅速滲入、蔓延在整個大腦中,淹沒腦組織、引發水腫。目前,科學家開始根據這一新機制,尋找抑制腦脊液流入的療法。
撰文:吳非