精子真正的遊動方式、穿在身上的「空調」| 一周學術熱點匯總

本周熱詞：石墨烯、造夢機、精子遊動、神奇蘑菇、人造皮膚

熱點導覽：帶你 30 秒掌握本周學術熱點話題

1.穿個「空調」在身上，新型石墨烯材料可自動降低穿戴者體溫
2.修大壩如何不破壞生態？比爾·蓋茨投資的能源公司做到了，新型鈍邊渦輪機可保障魚類安全
3.造夢機來了，潛入大腦、控制夢境，MIT研發定向夢境孵化設備
4.今天你「喪」了嗎？研究發現中年是一生中最樂觀的「黃金時代」，而青年和老年人最「喪」
5.被誤會了三百年的「小蝌蚪」：這才是精子真正的遊動方式
6.傳聞中能讓你看見七彩小人的「神奇蘑菇」，其實可以用於治療抑鬱症
7.想記的記不住，想忘的忘不掉？科學家揭示「痛苦記憶」為何會揮之不去
8.研究人員創造出人造細胞器來控制細胞行為
9.受「星球大戰」啟發的科學家創造出有感覺能力的人造皮膚

每小段最後都附有原文連結，點擊即可詳細了解該學術熱點內容。

1.穿個「空調」在身上

近日，曼徹斯特大學的國家石墨烯研究所就創造性地研發出一種熱適應性服裝。他們利用材料界的新星——石墨烯，使得這種服裝具備自動降低穿戴者體溫的功能。也就是說，穿上這件衣服，就像穿了個空調在身上，俗稱——可穿戴「空調」。為了演示這一成果，該團隊還開發了一件T恤衫內的原型產品，使穿戴者可以投射肉眼看不見但可以被紅外攝像頭讀取的編碼消息。

為了讓這種衣服可以符合實際應用，該團隊還測試了石墨烯在織物上的壓縮和洗滌穩定性，結果證明：棉織物上附著的石墨烯片材電阻和紅外發射率經過力學和水洗試驗，均未出現劣化跡象。這顯示出該裝置具有較高的耐用性和靈活性。

而後，該團隊進行了一系列實驗發現：將離子可逆地插入石墨烯層中，並調節其電學和光學特性，就可以實現自動的熱輻射調節。

詳見：https://mp.weixin.qq.com/s/fkp1I9rYYJvy-YkxlEKP1w

更多閱讀：
https://technuws.com/this-smart-fabric-can-reduce-your-body-temperature/
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c01694
https://www.zmescience.com/science/graphene-clothes-thermal-regulation-18062020/
https://www.manchester.ac.uk/discover/news/graphene-smart-textiles-developed-for-heat-adaptive-clothing/

2.修大壩如何不破壞生態？

世界上最值得利用的可再生能源並非風或陽光，而是水。去年，全球水電容量已達到創紀錄的 1308 吉瓦（金 1 吉瓦就相當於 130 萬匹賽馬或 2000 輛超速跑車 Corvettes 所產生的電力）。全世界的公用事業都依賴水力發電，因為它既便宜、易於存儲和調度，又不會產生燃料燃燒，即不會像燃燒化石燃料（例如煤或天然氣）的發電廠那樣釋放二氧化碳或汙染物。

傳統的水力發電廠通過利用壩中溜槽從高處流向低處的水力和壓力來工作。斜槽底部附近有一個渦輪，水使渦輪旋轉，產生可傳輸到企業和家庭的電力。但這也是鮭魚或鰻魚等魚類的主要通道，它們可能會被捕撈到渦輪薄而鋒利的刀片之中。

與此相比，納塔爾能源公司設計的渦輪機葉片數量少，鈍且傾斜的前緣可以使魚偏離葉片，降低魚類直接撞擊的可能性。傾斜的機器頭部降低了打擊造成壓力的嚴重性，同時提高轉輪轉速，並降低發電機成本。精心設計的轉輪效率與傳統螺旋槳葉片相同。變速和可變閘門可實現雙重調節的效率曲線。儘管轉輪直徑為 1 米脂 3 米，但其設計能使長度小於 200 毫米的魚類(例如鮭魚)通過的存活率超過 99％。

詳見：https://mp.weixin.qq.com/s/XuwuTm-LK5myb-b7tAoGKA

更多閱讀：
https://www.bbc.com/future/article/20200713-the-most-powerful-renewable-energy
http://www.china-nengyuan.com/tech/153982.html

3.造夢機來了，潛入大腦、控制夢境

近日，麻省理工學院的神經科學家 Adam Haar Horowitz 領導的科研團隊發表了一項最新成果，詳細闡述了一種「定向夢境孵化」的方法（TDI），並研發出配套的可穿戴設備，成功地在人們進入睡眠後操縱其夢境內容。

催眠狀態與熟睡狀態其實有許多相似之處，例如大腦都處於無意識的狀態。但在催眠階段時，人們處於從清醒到入睡（或反過來）的過程中，能夠聽到並處理音頻信息。在這種狀態下，大腦特別容易接受對夢的暗示。

因此，該團隊就利用這一特點，研究出一種名為 Dormio 的可穿戴設備。該設備形似手套，裝有傳感器，可以輕鬆地戴在手上。當一個人呆著 Dormio 設備入睡時，設備將通過一個與之相連的 app 向入睡者播放音頻線索。

詳見：https://mp.weixin.qq.com/s/RTqUF4PVf_FnGmXnwgS-mg

更多閱讀：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1053810020300416?via%3Dihub
http://news.mit.edu/2020/targeted-dream-incubation-dormio-mit-media-lab-0721
https://www.sciencealert.com/new-dream-incubation-device-from-mit-can-manipulate-the-content-of-people-s-dreams
https://interestingengineering.com/new-wearable-device-might-upgrade-human-dreams-increase-creativity

4.中年是一生中最樂觀的「黃金時代」，而青年和老年人最「喪」

中年時期真的是人生中最樂觀的「黃金時代」嗎？密西根州立大學(Michigan State University)的研究人員對此展開研究，以確定樂觀情緒在整個生命周期中的變化，以及重大生活事件對未來的樂觀程度的影響。

研究結果表明，樂觀情緒的曲線隨壽命變化，從成年後開始上升，在 55 歲到 70 歲之間達到平臺期，隨後下降。也就是說，年輕人的樂觀程度較低，在中年時期會增長至高峰，而老年人的樂觀程度會隨年齡的增長降低。

詳見：https://mp.weixin.qq.com/s/v7TnocWu2DxynLTTPGDgWA
更多閱讀：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092656620300738
https://msutoday.msu.edu/news/2020/study-shows-humans-are-optimists-for-most-of-life/
https://health.usnews.com/health-care/patient-advice/articles/2017-07-28/can-retirement-be-a-depression-risk
https://www.instah.com/miscellaneous-problems/depression-after-retirement/

5.被誤會了三百年的「小蝌蚪」

近日，一項發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上的研究打破了關於精子「遊動」的普遍觀點，認為小蝌蚪們前進時，並非靠對稱性的二維擺動，而是不對稱的螺旋式三維前進。

為了揭示了精子邊轉圈邊前進的奧秘，Gadelha 領導的研究團隊首先利用（x,y,z）軸將精子的 3D 運動切分為兩個平面：z 平面和 b 平面。而後利用計算機輔助，記錄下不同平面下的運動波形。

通過分析這些波形，研究人員發現，兩個平面的鞭毛特徵呈現出各向異性，也就是說，精子尾部（鞭毛）的擺動並非一一對稱，因而不會形成完美對稱的標準螺旋轉動。

而更加巧妙的是，研究人員發現，b 平面的波能夠讓鞭毛朝一側逆時針擺動，屬於行波，而 z 平面上的屬於駐波。行波讓精子能往一側轉動，駐波給與了鞭毛均勻旋轉的能力，保證每一次轉動力能分散到每一個平面。兩種波形並不對稱和一致，但它們相互合作才能推動精子往前行進。

詳見：https://mp.weixin.qq.com/s/60MMZH3fmwnIENG7eJGyng

更多閱讀：
https://advances.sciencemag.org/content/6/31/eaba5168
https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/imaging/spermatowhoaa-human-sperm-dont-swim-like-we-thought
https://www.newscientist.com/article/2250415-sperm-have-a-weird-way-of-swimming-and-we-only-noticed-after-300-years/
https://eurekalert.org/pub_releases/2020-07/uob-hhs072420.php

6.能讓你看見七彩小人的「神奇蘑菇」，可以用於治療抑鬱症

來自帝國理工學院(ICL)的研究人員萊奧爾•羅斯曼 Leor Roseman 表明，目前進行的一項新研究中發現裸蓋菇素可以用於治療抑鬱症，並且副作用很小，這一結果則給全球數百萬患者帶來了希望。這項研究，以裸蓋菇素為藥物進行抑鬱症治療的研究，已經發表在《神經精神藥理學雜誌》上。

研究中提到，志願者是 20 名被診斷為中重度抑鬱症的患者，並且常規治療未能緩解他們的病情，因此他們接受了兩次以裸蓋菇素為藥物進行抑鬱症治療的方案。

核磁共振成像掃描顯示，在服用裸蓋菇素膠囊後，患者大腦對情緒化的面孔有了更強的反應。具體地說，科學家們在大腦中一個與抑鬱相關的情緒處理區域—杏仁核中看到了更多的活動。

詳見：https://mp.weixin.qq.com/s/3rLPealoz37c-AizTwhfJQ
更多閱讀：
https://www.theguardian.com/science/2019/jun/10/magic-mushrooms-treatment-depression-aztecs-psilocybin-mental-health-medicine
https://www.medicalnewstoday.com/articles/32063634;鬆軟的"—也就是說，它們不會摺疊成一個確定的 3-D 形狀。現在人們知道這些區域在控制各種細胞功能方面起著重要的、以前未被認識到的作用。

IDPs 在生物醫學應用中也很有用，因為它們可以發生相變—例如，從液體變為凝膠，或從可溶狀態變為不溶狀態，然後再返回—對環境觸發因素（如溫度變化）作出反應。這些特徵也決定了它們在細胞環境中的相態行為，並通過調整 IDPs 的特徵（如分子量或胺基酸連接在一起的序列）來控制。

信源：
https://pratt.duke.edu/about/news/idp-organelles

9.受「星球大戰」啟發，科學家創造出有感覺能力的人造皮膚

新加坡研究人員已經開發出能夠重塑觸感的「電子皮膚」，他們希望這項創新能夠使四肢假肢的人能夠檢測到物體，並感覺到質感，甚至感覺到溫度和疼痛。

該設備被稱為 ACES（異步編碼電子皮膚），由 100 個小型傳感器組成，尺寸約為 1 平方釐米（0.16 平方英寸）。

新加坡國立大學的研究人員說，它能夠比人類神經系統更快地處理信息，能夠識別 20 到 30 種不同的紋理，並且能夠以超過 90％ 的準確性讀取盲文字母。

研究人員負責人 Benjamin Tee 說：「因此，人類需要滑動才能感覺到紋理，但是在這種情況下，只需觸摸一下，皮膚就能夠檢測到不同粗糙度的紋理。」他補充說，人工智慧算法使設備能夠快速學習。

信源：
https://www.reuters.com/article/us-singapore-skin-idUSKBN24Z13D

編輯：趙雅琦
排版：趙辰霞
編審：王新凱