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3月11日（周二）消息，全球知名科學(xué)網(wǎng)站的最新內(nèi)容如下：

《科學(xué)》網(wǎng)站（www.science.org）

胎兒可能在出生前展現(xiàn)出早期意識(shí)的腦成像研究

最近在美國(guó)舉行的“嬰兒意識(shí)研究會(huì)議”（Infant Consciousness Conference）上，研究團(tuán)隊(duì)深入分析了意識(shí)產(chǎn)生的時(shí)間、方式以及相關(guān)跡象。會(huì)議還探討了最近腦成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)的線索，其中一項(xiàng)研究表明，意識(shí)可能在妊娠末期或出生前開始發(fā)展。

對(duì)意識(shí)的定義存在不同觀點(diǎn)，通常認(rèn)為它是具有主觀體驗(yàn)的能力。然而，嬰兒的意識(shí)與成人的并不相同，且可能是在發(fā)育過程中逐步形成而非突然顯現(xiàn)。多數(shù)研究者認(rèn)為，大腦中丘腦與皮層之間的連接是意識(shí)產(chǎn)生的關(guān)鍵因素，而這種連接在胎兒發(fā)育約24周時(shí)才初步形成。

研究人員運(yùn)用功能性磁共振成像（fMRI）和腦磁圖（MEG）等技術(shù)，致力于尋找意識(shí)的潛在標(biāo)志。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，足月新生兒和同樣年齡的早產(chǎn)兒的大腦中存在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)的交替活動(dòng)，這些活動(dòng)被推測(cè)為意識(shí)的潛在標(biāo)志。然而，在32至37周之間掃描的早產(chǎn)兒中，這些網(wǎng)絡(luò)尚未完全形成。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，早產(chǎn)兒的大腦中存在“小世界網(wǎng)絡(luò)”，這種神經(jīng)連接模式在麻醉或腦損傷時(shí)會(huì)被破壞，可能支持意識(shí)感知。

此外，MEG研究表明，35周及以上的胎兒能夠?qū)β曇裟Ｊ降淖兓龀龇磻?yīng)，這與有意識(shí)的成年人表現(xiàn)出類似的行為。這些發(fā)現(xiàn)表明，胎兒可能在妊娠晚期開始具備某種形式的意識(shí)。

《科學(xué)通訊》網(wǎng)站（www.sciencenews.org）

熱帶森林的“高溫挑戰(zhàn)”：樹木驚人適應(yīng)能力研究

在印度西高止山脈，研究人員通過攀爬高大的樹木并在葉片上安裝傳感器，深入研究熱帶森林如何應(yīng)對(duì)全球變暖。這項(xiàng)研究首次對(duì)熱帶樹木的累積熱暴露進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果顯示，這些樹木的狀況可能比科學(xué)家們預(yù)想的要好。

在該地區(qū)的夏季，氣溫通常超過37攝氏度，未來60年內(nèi)預(yù)計(jì)還將再上升約4攝氏度。葉片的溫度通常高于周圍的空氣溫度，當(dāng)溫度超過46.7攝氏度時(shí)，光合作用機(jī)制會(huì)關(guān)閉，導(dǎo)致樹木無法獲得所需的能量。許多熱帶樹木已經(jīng)經(jīng)歷了這一溫度極限以上的高溫。

研究發(fā)現(xiàn)，高溫對(duì)樹木的生存構(gòu)成威脅，關(guān)鍵在于這些樹木暴露在高溫下的時(shí)間長(zhǎng)短。研究人員在一個(gè)面積為6公頃的種植園中，對(duì)12種不同樹種的葉片進(jìn)行了持續(xù)四個(gè)月的監(jiān)測(cè)。盡管傳感器經(jīng)常被強(qiáng)風(fēng)吹落，甚至被野生動(dòng)物破壞，但數(shù)據(jù)表明，葉片單日累計(jì)超過臨界溫度的時(shí)間不足10分鐘。

實(shí)驗(yàn)室分析顯示，該地區(qū)樹木的臨界溫度范圍為43.4至45.5攝氏度，略低于全球平均水平。雖然葉片長(zhǎng)時(shí)間處于43.4至45.5攝氏度的環(huán)境中，長(zhǎng)時(shí)間暴露可能會(huì)導(dǎo)致永久性損害，但實(shí)際暴露時(shí)間較短，表明樹木的光合作用效率不會(huì)顯著下降。

該研究為理解熱帶森林如何應(yīng)對(duì)氣候變化提供了重要見解。盡管研究過程充滿挑戰(zhàn)，但科學(xué)家們希望通過在全球范圍內(nèi)更多生態(tài)系統(tǒng)中部署溫度傳感器，進(jìn)一步揭示高溫對(duì)樹木的影響。這項(xiàng)研究不僅有助于保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)，也為應(yīng)對(duì)全球變暖提供了新的視角。

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

1、地球氧氣的秘密：火山活動(dòng)如何改變大氣成分

地球大氣中的氧氣含量在大約25億年前開始顯著增加，這主要?dú)w功于能夠進(jìn)行光合作用的微生物的迅速繁殖。然而，包括東京大學(xué)研究人員在內(nèi)科學(xué)家們提出，火山活動(dòng)可能在這一過程中起到了關(guān)鍵作用，推動(dòng)了早期的“前驅(qū)氧化事件（precursor oxygenation events）”，為后來的大氧化事件（Great Oxygenation Event，GOE）奠定了基礎(chǔ)。

如今，地球大氣中的氧氣占21%，但在30億年前，氧氣幾乎不存在。25億年前的大氧化事件被認(rèn)為是由于微生物將富含二氧化碳的大氣轉(zhuǎn)化為富含氧氣的大氣，從而為復(fù)雜生命的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。然而，在大氧化事件之前，可能發(fā)生了一些前驅(qū)氧化事件，這些事件揭示了氧氣增加所需的環(huán)境變化。

研究表明，大規(guī)模的火山活動(dòng)在大氧化事件之前可能起到了關(guān)鍵作用。火山噴發(fā)增加了大氣中的二氧化碳，導(dǎo)致氣候變暖，并為海洋提供了更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)了海洋生物的繁殖。這些生物通過光合作用釋放氧氣，導(dǎo)致大氣中的氧氣含量間歇性升高。然而，這種氧氣的增加并不穩(wěn)定，而是以波動(dòng)的形式出現(xiàn)，稱為“氧氣波動(dòng)事件”。

科學(xué)家通過數(shù)值模型模擬了晚期太古代（30-25億年前）的生物、地質(zhì)和化學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)火山活動(dòng)對(duì)氧氣波動(dòng)的產(chǎn)生起到了重要作用。這些波動(dòng)為光合微生物的出現(xiàn)提供了條件，并最終促成了大氧化事件的發(fā)生。

本研究不僅深入揭示了地球早期氧氣增加的復(fù)雜演化過程，還為深入理解地球大氣演化提供了新的研究視角。火山活動(dòng)不僅顯著改變了氣候和海洋環(huán)境，還可能為地球生命的演化開辟了新的途徑。

2、人工智能在鈦合金制造中的應(yīng)用：突破性的進(jìn)展

人工智能（AI）正在重新定義鈦合金制造工藝，顯著提升了生產(chǎn)速度和材料強(qiáng)度。美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（APL）與懷廷工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合AI技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了新的鈦合金加工方法，突破了傳統(tǒng)制造的局限性。

本研究重點(diǎn)分析了廣泛使用的Ti-6Al-4V鈦合金，通過AI模型深入探索了激光粉末床熔融（一種三維打印技術(shù)）的加工條件，成功開發(fā)出高密度、高質(zhì)量的鈦合金產(chǎn)品，且具有可定制的機(jī)械性能。

傳統(tǒng)制造依賴于緩慢的試錯(cuò)過程，而本研究利用AI的貝葉斯優(yōu)化算法快速鎖定了最佳加工參數(shù)，顯著縮短了研發(fā)周期。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法中被忽視的某些關(guān)鍵加工條件，這些條件能夠在保持甚至提升材料強(qiáng)度和延伸率的同時(shí)，大幅縮短生產(chǎn)時(shí)間。這一突破不僅適用于鈦合金，還為其他金屬材料和制造技術(shù)的應(yīng)用提供了新的思路。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還在探索“原位監(jiān)測(cè)”技術(shù)的應(yīng)用，即實(shí)時(shí)調(diào)整制造過程以確保產(chǎn)品質(zhì)量，從而大幅減少后續(xù)處理步驟。這一設(shè)想有望使金屬增材制造技術(shù)更加高效便捷。

本研究充分展示了人工智能在材料科學(xué)和制造領(lǐng)域的巨大潛力，不僅加速了鈦合金的制造工藝，還為未來材料創(chuàng)新開辟了廣闊的研究方向。

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

1、低溫如何調(diào)控蛋白質(zhì)的“變形”能力？

變形蛋白是細(xì)胞中的“變形者”，能夠在兩種完全不同的形態(tài)之間靈活切換，從而幫助生物體適應(yīng)環(huán)境變化并執(zhí)行多種功能。盡管這些蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)扮演著至關(guān)重要的角色，科學(xué)家們對(duì)其變形機(jī)制仍存在諸多不解。最近，馬里蘭大學(xué)和加州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上發(fā)表了一篇重要理論文章，提出了溫度變化——尤其是低溫——可能是觸發(fā)變形蛋白形態(tài)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素。

研究人員對(duì)26對(duì)變形蛋白進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)低溫狀態(tài)通常與蛋白質(zhì)的疏水相互作用數(shù)量減少相關(guān)，這促使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變得更加靈活，從而更容易發(fā)生變形。這一發(fā)現(xiàn)徹底顛覆了長(zhǎng)期以來認(rèn)為溫度對(duì)蛋白質(zhì)變形影響微乎其微的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，表明溫度可能在調(diào)控蛋白質(zhì)變形過程中發(fā)揮著根本性作用。

如果這一理論得到證實(shí)，它將在生物醫(yī)學(xué)研究和生物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域帶來重大突破。例如，科學(xué)家可以設(shè)計(jì)出能夠在特定條件下切換形狀的"隱形功能蛋白質(zhì)"，這種蛋白質(zhì)可以用于靶向癌癥細(xì)胞或開發(fā)新型藥物。

目前，全球已知的單態(tài)蛋白質(zhì)數(shù)量約為20萬(wàn)種，而變形蛋白僅不到100種。通過將溫度視為觸發(fā)變形的關(guān)鍵因素，研究人員有望發(fā)現(xiàn)更多潛在的變形蛋白，從而推動(dòng)蛋白質(zhì)工程和新型藥物開發(fā)的進(jìn)一步發(fā)展。

4、腫瘤形成新解：基因突變并非唯一原因

英國(guó)威康桑格研究所、倫敦大學(xué)學(xué)院大奧蒙德街兒童健康研究所、大奧蒙德街醫(yī)院和劍橋大學(xué)醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)神經(jīng)纖維瘤病1型（NF-1）進(jìn)行了深入研究，顛覆了長(zhǎng)期以來認(rèn)為腫瘤形成僅由基因突變導(dǎo)致的傳統(tǒng)觀念。NF-1是一種常見的遺傳病，患者通常會(huì)出現(xiàn)棕色皮膚斑塊和腫瘤，部分腫瘤可能癌變并引發(fā)多種癥狀。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，NF1基因的第二個(gè)拷貝丟失是NF-1患者腫瘤形成的唯一原因。然而，發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，NF1基因的突變不僅存在于腫瘤組織中，還廣泛分布于患者的正常組織中。這表明，僅靠基因突變不足以導(dǎo)致腫瘤形成，細(xì)胞類型和解剖位置等其他因素也起著關(guān)鍵作用。

研究人員通過高分辨率測(cè)序技術(shù)分析了近500個(gè)NF-1患者的組織樣本，并與健康兒童的組織樣本進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，NF1基因的功能喪失突變?cè)谏窠?jīng)系統(tǒng)中尤為常見，這解釋了為什么神經(jīng)系統(tǒng)是NF-1患者腫瘤的高發(fā)部位。

這一發(fā)現(xiàn)不僅適用于NF-1，還可能為其他遺傳性腫瘤疾病提供重要啟示。研究人員認(rèn)為，進(jìn)一步探索這些其他因素將有助于開發(fā)更個(gè)性化的治療方案，幫助識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)患者并進(jìn)行早期干預(yù)，從而減少并發(fā)癥。