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· 神經科學·
大腦是如何聽懂語言的?

圖片中相近的單詞在大腦中具有相似的響應模式。圖片來源:原論文
大腦聽覺皮層位於前額葉皮層,負責處理傳入耳朵的聲音,識別語言。研究人員獲得了一個獨特的機會來研究這個過程,他們招募了10名癲癇患者,這些患者為了定位癲癇的來源在腦中植入了電極,這些電極大約能監測300個神經元的活動。研究人員向患者說話,根據電極的資料,發現每個單詞大約能讓2到3個神經元產生響應。
研究人員發現同類別,或是有關聯的單詞會觸發相同的神經元。比如duck和egg(鴨子和蛋)觸發的神經元相同;mouse和rat(都表示老鼠)觸發的神經元響應模式相同;而還有一些神經元對應著抽象的概念,比如above和behind(上和後)。研究人員根據這些響應,雖然無法直接推斷出人們聽到了什麼,但是能分辨出人們聽到的一句話中動物、動作、食物等單詞出現的順序。研究人員表示,這些研究對於未來腦機介面的開發很重要。相關論文發表在《自然》(Nature)雜誌上。(Nature)
· 航天·
歐空局重型運載火箭阿麗亞娜6號首飛成功,但上面級偏離預定軌道

阿麗亞娜6號起飛。圖片來源:ESA – M. Pédoussaut
據BBC報道,當地時間7月9日下午4點,歐洲空間局(ESA)的新型運載火箭阿麗亞娜6號從法屬蓋亞那起飛,開啟其首次飛行任務。但是,在順利爬升到預期高度並正確釋放了幾顆小型衛星之後,火箭的上面級(upper stage)在飛行結束時出現了異常。火箭上的計算機決定提前關閉為推進系統加壓的輔助動力裝置(APU)。這使得阿麗亞娜6號偏離了計劃軌跡,使其無法達到釋放最後一批返回艙所需的高度。控制人員無法補救這種情況,但這次飛行仍然被宣佈為成功。(BBC,The New York Times)
· 生物技術 ·
看著像果凍,味道像烤牛肉?

使用風味可切換支架培養的肉類。圖片來源:韓國延世大學
培養肉正在作為一種新的食品型別興起,能以可持續的方式提供動物蛋白。過往研究使用多種型別的支架和三維材料來開發培養肉,使之與傳統產品(包括肉排和肉丸)的形狀、結構特性相近。但在肉類培養策略中,風味常被忽視。根據《自然·通訊》(Nature Communications)的一篇論文,一種可切換風味的支架能夠在烹飪溫度下釋放出肉香,或許能改進實驗室培養肉的口味。
研究團隊設計了一種溫度響應的支架,將可切換的風味化合物融入明膠基的水凝膠中。這一支架在細胞培養期間保持穩定,但在達到烹飪溫度(高於150°C)後會釋放出肉類風味的化合物,從而複製了烹飪傳統肉類的關鍵化學反應。根據化學分析(包括使用一種電子鼻),這種肉表現出的風味模式類似於烤牛肉。研究結果表明這是一種潛在的方法,可以增強培養肉的芳香特性,模仿牛肉自然烹飪的風味。
· 植物學·
一種仙人掌因海平面上升在美國當地野外滅絕

仙人掌Pilosocereus millspaughii。圖片來源:Susan Kolterman
Pilosocereus millspaughii是一種稀有的仙人掌,目前僅生長在加勒比海的一些島嶼。在美國,最早於1992年在佛羅里達群島發現它的單一種群,曾被認為是美國在冊瀕危仙人掌Pilosocereus robinii的一個特殊種群。由於海平面上升,Pilosocereus millspaughii逐年減少,現已在美國野外滅絕。該過程被整理成了論文,於近日發表在了期刊Journal of the Botanical Research Institute of Texas上。
截至2021年,Pilosocereus millspaughii由原本約150根莖幹組成的健康種群縮減到了僅剩6根,目前由研究人員搶救並移栽到溫室或室外受控環境中。而據研究人員所知,目前美國已經沒有自然生長的Pilosocereus millspaughii了。這種仙人掌原本生長在海岸附近覆蓋有土壤和有機物的石灰岩上,但颶風和潮汐上升對石灰岩的侵蝕,以及海水上漲帶來的鹽鹼化正在逐步殺死生長其上的仙人掌。同時,由於海水氾濫、淡水減少,儲存大量水分的仙人掌可能遭到食草動物的啃食。佛羅里達州區域保護研究所主任喬治·甘恩(George Gann)表示,除Pilosocereus millspaughii之外,過去25年間,南佛羅里達州超過四分之一的本土植物物種面臨區域滅絕的威脅,其中50多種已經滅絕。採取措施面對氣候變暖刻不容緩。
· 物理學·
用光做鑷子捕捉粒子
光鑷,是一種利用高度聚焦的雷射束產生的光壓來捕獲和操控微小粒子的技術,具有非接觸式的特點。近日,發表於《科學進展》(Science Advances)的一項研究開發了一種新型定製化光鑷技術,顯著提升了對粒子的捕獲和操控能力。
傳統光鑷技術中,雷射聚焦於微粒中心,與粒子表面的相互作用較弱,因此操控起較大的粒子時就有些力不從心。為此,研究人員想要設計一個能夠全面包裹住粒子的光場,從而實現更強的約束效果。於是他們建立了一整套數學模型、數值方法和實驗手段,利用波前整形技術,為每一個粒子量身定製約束力最強的光場。這項研究開拓了介觀尺度光學控制的極限,為光鑷技術在生物醫學、材料科學等領域的應用開闢了新的可能性。(University of Exeter)
撰寫:王昱、東鳶、馬一瑗、馬良驥
編輯:王昱、東鳶
封面圖片來源:韓國延世大學