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从高处坠落的猫总能四脚着地。科学家一直在争论背后的机制,他们提出了四种假说:收腿翻转(tuck and turn)模型认为猫收起一组爪子以便能旋转身体的不同部位;麦克斯韦(James Clerk Maxwell)提出的下落花样滑冰运动员(falling figure skate)模型认为猫通过收回或伸展爪子调整其角动量;弯曲扭转(bend and twist)模型认为猫在腰部弯曲使身体的两部分产生反向旋转;螺旋尾巴(propeller tail)模型认为猫通过像螺旋桨一样旋转尾巴去反转身体的旋转方向。根据发表在《The Anatomical Record》期刊上的最新研究,日本科学家从五具捐赠的猫尸上取出脊椎,保留韧带和椎间盘,将胸椎和腰椎部分分离,然后将其放入一具扭转装置,观察扭转它们所需的力以及各部分扭转的极限角度。他们还将两只活猫各自抛八次,拍摄了猫在自由落体下的高速照片。结果显示,上段脊椎的扭转角度大于下段脊椎,在扭转角度约 50 度时存在一个“最佳点”,在该点扭转时几乎没有阻力。下段脊椎则不存在这个点,这为“收腿翻转”假说提供了证据。高速摄影也观察到了猫的收腿翻转动作。研究人员还观察到猫总是倾向于右转,可能是内脏器官的不对称分布使其更容易向右转。
幻影知觉(phantom percept)是大脑愚弄我们以为看到、听到、感觉到或闻到了实际上不存在的东西。耳鸣是最常见的幻影知觉,尽管有很多假说,但至今未找到确切的病因或疗法,全世界有 15% 的人口受到耳鸣的困扰。很多耳鸣患者都表示睡眠质量差,睡眠模式紊乱,但耳鸣与睡眠这一重要生理功能之间的潜在关联直到最近才被人所认识。牛津大学的神经学家提出,深度睡眠或非快速眼动睡眠(non-REM)期间出现的大幅度自发性脑电波可能抑制导致耳鸣的脑电活动。雪貂实验显示,耳鸣雪貂在进入 non-REM 睡眠后过度活跃的脑电活动会减弱。研究结果表明,深度睡眠可能有助于缓解耳鸣,有可能揭示了大脑调节异常活动的自然机制。
GLP-1 减肥药已经改变了无数肥胖者的生活,但停用减肥药的人通常会恢复大部分减轻的体重。GLP-1 减肥药价格不菲,如果需要终身服药那么这就给服用者带来了经济上的巨大负担。发表在《Obesity》的一项研究探讨了如何在减肥的同时减少减肥药支出的可能性。小规模实验发现,减少 GLP-1 减肥药的服用间隔仍然维持减肥效果。30 名服用减肥药的人参与了研究,23 人将服药间隔改为两周或至少 10 天,另外 7 人服药间隔更长。研究人员发现,几乎所有人减肥后的 BMI 指数都保持稳定,只有 5 人体重略有回升。有 4 人在体重再次增加后恢复到了原来的服药方案。研究人员表示需要扩大规模验证这项发现。
根据发表在《Communications Earth & Environment》期刊上的一项研究,德国莱布尼茨对流层研究所和 Carl von Ossietzky 大学的研究人员分析了莱比锡市空气中的颗粒物,发现 4% 的颗粒物是微塑料,而这些微塑料中三分之二是来自轮胎磨损。研究人员估计类似莱比锡市的城市居民每天通过空气吸入约 2.1 微克塑料,这些微塑料会使心血管疾病死亡风险增加 9%,肺癌死亡风险增加 13%。
新生儿,尤其是住在新生儿加护病房的早产儿,往往需接受多次疼痛处置。蔗糖为一种易取得、低成本的甜味溶液,在针刺处置前滴入口腔,数十年来已被应用于新生儿止痛。然而针对特定处置(如静脉采血)的实证仍相对有限。研究人员回顾纳入 29 项临床试验,涵盖超过 2,700 名接受静脉采血的新生儿(包括早产与足月婴儿)。结果显示,与未给予治疗、给予清水或标准照护相比,蔗糖可能在针刺当下及处置后立即减轻疼痛反应。研究亦指出,若将蔗糖与非营养性吸吮(如安抚奶嘴)并用,止痛效果更为显著。
加州尔湾的冰川学家绘制了过去 30 年的南极洲环极底部冰线迁移图,显示它损失了逾 1.2 万平方公里的底部冰(grounded ice)。底部冰是直接与海床或基岩接触的冰,区别于漂浮在水面上的冰架或冰山,它们通常更稳定。研究人员综合分析了多颗卫星的数据,发现 77% 的海岸线未发生冰川接地线迁移,但西南极洲、南极半岛和东南极洲部分地区损失了 12,820 平方公里的底部冰。冰盖正以平均每年 442 平方公里的速度从接地线后退。变化最显著的是西南极洲的 Amundsen Sea 和 Getz 海域,冰川后退了 10-40 公里左右。Pine Island 冰川后退了 33 公里,Thwaites 冰川后退了 26 公里,Smith 冰川的后退距离达到了 42 公里。
随着大气二氧化碳(CO2)浓度持续升高,人体血液中的 CO2 水平也在悄然攀升。如果这一趋势不加遏制,几十年内,一项关键血液指标可能逼近健康警戒线。相关论文发表于《Air Quality, Atmosphere & Health》杂志。
为探究大气变化对人体内部的影响,研究团队系统梳理了美国 20 余年间的大规模人口数据。结果发现,血液化学成分的悄然演变,与大气 CO2 的上升轨迹惊人同步。数据显示,血清碳酸氢盐这一与体内 CO2 水平密切挂钩的标志物的平均浓度,在 20 余年间上升了约 7%。与此同时,钙和磷的平均水平则出现了下降。这一变化恰与大气 CO2 浓度从 2000 年的 369ppm 攀升至如今超过 420ppm 的背景重合。团队表示,这暗示着人体可能正在“默默代偿”,以应对环境变化带来的内在压力。碳酸氢盐是维持人体血液酸碱平衡的“缓冲剂”。当血液中 CO2 浓度升高,身体便会自动保留更多碳酸氢盐,以中和酸性,稳定内环境。然而这种代偿并非长久之计。持续的微调,终将打破人体精密的生理平衡。模型推演显示,若当前趋势不改,50 年后人体血清碳酸氢盐平均水平或将触及当今健康范围的上限,而钙、磷浓度也可能在本世纪晚些时候跌破下限。
人类中的大多数是右撇子,但还有 10.6% 的人是左撇子。演化心理学认为,右撇子和左撇子都有各自的演化上的优势。右撇子在部分合作行为上具有优势,如通过模仿进行学习,由于教师多数是右撇子,因此右撇子学习者可能更容易掌握新技能。左撇子被认为在竞争情景如搏击上有优势,由于左撇子比右撇子罕见得多,因此左撇子在攻击中能表现出更出其不意的效果。发表在《Scientific Reports》期刊上的一项研究测试了左撇子和竞争意识之间的关系。对 50 名左撇子志愿者和 483 名右撇子志愿者的分析发现:惯用右手程度越高,焦虑驱动的竞争回避倾向越强;惯用左手程度越高,自我发展型竞争倾向越强。
医生通常认为免疫系统会通过引起炎症加剧疼痛,而炎症通常表现为红肿。最新研究显示,免疫细胞在帮助缓解疼痛方面也可能至关重要,男女之间的免疫细胞功能差异可能会影响疼痛消退的速度。研究人员调查了名为 IL-10(interleukin-10)的分子,测量了小鼠皮肤损伤后和交通事故急诊伤者体内的 IL-10 水平,发现 IL-10 的作用不仅是缓解炎症,还能直接与疼痛感受神经细胞通信将其关闭。也就是 IL-10 有助于消除疼痛。IL-10 由免疫系统的一种白细胞单核细胞(Monocyte)产生,这种细胞会在血液中循环转移到受伤组织。在男性体内,单核细胞更容易产生 IL-10,而在女性体内不太明显。原因是睾酮会影响单核细胞产生的 IL-10 的数量,而男性体内有更高的睾酮水平。
历史学家 Ivan Malara 在意大利佛罗伦萨国家中央图书馆翻阅 16 世纪印刷的天文著作——托勒密的《天文学大成》。该书的地心说模型统治西方天文学长达 14 个世纪。他在翻阅时注意到了书上留下的大量批注,其笔迹非常类似意大利 Tuscan 天文学家伽利略。这一发现为天文学从地心说到日心说的转变提供了新的见解。伽利略的笔记可能写于 1590 年左右,也就是在他使用望远镜观测月球和木星前 20 年,揭示了他对托勒密著作既崇敬又批判性剖析的态度。
根据发表在《Nature Ecology & Evolution》期刊上的一项研究,长期海洋变暖会导致海洋生物数量锐减,每十年升温 0.1C,鱼类数量会下降 7.2%。研究人员分析了1993-2021 年间北半球 33000 个鱼类种群的逐年变化,区分海床升温的十年均速与海洋热浪等短期变化的影响。他们发现长期升温导致的生物量下降幅度在一年内最高达到 19.8%。海洋生物易受化石燃料污染导致的大气温度变化影响,科学家对此反复发出警告。
根据发表在《Animal Behaviour》期刊上的一项研究,匈牙利研究人员对比了人在需要帮助时 18-24 个月的幼儿、以及宠物狗和猫的反应。结果显示,狗的自发性亲社会行为与幼儿类似,而猫则是冷眼旁观。在实验中,熟人如父母或主人假装在寻找一个藏起来的东西,四分之三的情况下狗和幼儿会提供帮助。猫只有在符合自身利益时才会参与进来提供帮助。
根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,常制造问题或让周围人生活变得更艰难的人也会加速周围人的生物衰老。研究人员将这种人称为是 Hassler,每多一个 Hassler,周围人生物衰老速度会加快约 1.5%,相当于比同龄人老了约 9 个月。研究利用了美国印第安纳州 2345 名年龄在 18-103 岁成年人的 DNA 甲基化表观遗传时钟和社交网络数据,其中 29% 的人报告其社交网络至少有一名 Hassler。家庭成员中的 Hassler 与加速衰老的相关性最强,但配偶中的 Hassler 没有产生显著影响。除了加速衰老,Hassler 也会增加抑郁和焦虑的严重程度,更高的体重指数(BMI)、炎症水平和多种疾病的风险。相比吸烟对生物衰老的影响,Hassler 效应相当于其 13%-17%。
根据发表在《科学》期刊上的一项研究,利用 North American Breeding Bird Survey 的鸟类调查数据,在研究人员分析的 261 种鸟类中,122 种(47%)在 1987-2021 年之间数量显著减少,四分之一(63 种)数量加速减少,加速减少的鸟类主要集中在高集约化农业区域。农业集约化程度可能是这一趋势背后的驱动因素,可能与大规模喷洒农药导致昆虫数量减少有关。
根据发表在《Cardiovascular Research》期刊上的一项研究,仅仅一个晚上的常见交通噪音就能增加心脏和血管的压力。这一发现或有助于解释为什么长期暴露在交通噪音下的人群有更高的高血压和心脏病发病率。74 名健康参与者连续三晚暴露在三种噪声环境之一:无噪声(对照组)、30 次交通噪声或 60 次交通噪声。第二天早上他们会接受标准的血管功能测试“血流介导的血管舒张功能检测(FMD)”。对照组的结果是 9.35%,30 次噪音组是 8.19%,60 次噪音组是 7.73%。暴露在噪音下的参与者的白细胞介素信号传导和趋化性发生了改变。这些改变与炎症和应激反应有关。噪声暴露还使参与者的平均心率增加了 1.23 次/分钟。
上海交大的研究人员利用 326 名年龄超过 50 岁的美国人数据,发现 PFAS 暴露与表观遗传衰老加速显著相关。PFAS(全氟烷基和多氟烷基物质)涵盖约 9000 种化合物,被广泛应用于数十个行业产出的几千种日常消费品,PFAS 被称为“永久留存的化学品”,因为它们不会自然分解。它们会在包括人类在内的各种动物体内积累,与癌症、新生儿缺陷、肝病、甲状腺疾病、免疫力下降、激素紊乱及其他一系列严重健康问题相关。最新研究显示,PFAS 可能会加速 50 多岁和 60 岁出头男性的衰老。研究主要作者 Xiangwei Li 教授称,表观遗传衰老加速在 50-65 岁的男性中最为显著,年轻男性或 65 岁以上男性不显著,女性也不显著。研究结果并不能解释为 PFAS 暴露与衰老之间存在因果关系。
根据发表在《科学》期刊上的一项研究,当尼安德特人与远古现代人发生杂交时,配对双方大多是尼安德特人男性与现代人女性。这一发现有助于解释存在于大多数现代人体内的尼安德特人血统为何分布不均。尼安德特人基因含量异常稀少的现象在 X 染色体上尤为明显。这种现象有两种解释:要么是 X 染色体上的尼安德特人的基因变异对现代人不利,导致因自然选择而逐渐淘汰;或是早期的杂交主要发生在男性尼安德特人与女性现代人之间,导致极少的尼安德特人的 X 染色体 DNA 进入现代人的基因库。研究人员追溯了古代基因的流动模式,揭示尼安德特人 X 染色体中的现代人血统的相对过剩量达 62%,表明杂交主要发生在男性尼安德特人与女性现代人之间。
篮球鞋在光滑球场上滑动时会发出的“嘎吱”声,根据发表在《自然》期刊上的一项研究,这种声音源于软质材料表面的波浪状形变。哈佛大学研究人员拍摄了篮球鞋与光滑玻璃板接触时发出的嘎吱声,通过高速成像捕捉到橡胶鞋底在表面脉冲式爆发变形的过程。他们发现,嘎吱声的音调与脉冲频率相匹配,而频率由鞋底的硬度和厚度决定。他们还发现,若柔软表面光滑,脉冲则呈不规则分布且不会产生尖锐声响;而带纹理的表面(如运动鞋的防滑纹路)能产生稳定的脉冲频率,从而形成高音调的嘎吱声。
液晶单体 (LCM) 是笔记本电脑、电视和智能手机屏幕的关键组件。鉴于其在环境中的普遍存在性,LCM 被视为持久性污染物,对海洋生物构成威胁,而科学家正在努力了解这些威胁。香港城市大学研究人员分析了 2007-2021 年间在中国南海采集的印度太平洋驼背海豚和无鳍鼠海豚的组织样本。中国南海是这些濒危海洋动物的重要栖息地。他们对海豚和鼠海豚的脂肪层、肌肉、肝脏、肾脏和脑组织样本进行了 62 种不同 LCM 的筛查。分析表明:污染物是通过食物而非直接通过水体进入海豚和鼠海豚体内的;在海豚和鼠海豚体内发现的大部分 LCM 可能来源于电视和电脑屏幕,较少来源于智能手机;污染物主要集中在脂肪层中,但大脑等组织中也存在少量污染物,这表明 LCM 可能引发神经毒性等健康风险;鼠海豚脂肪层中的 LCM 含量随着时间发生了变化,通常随着液晶显示器使用的普及有所增加,而近年来随着制造商越来越多地使用 LED 显示器,其含量也有所下降。
根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,研究人员利用 fMRI 扫描了六名中英双语者阅读中英故事时的大脑活动,发现双语共享了大脑意义系统,但存在细微差异。大脑在阅读中英故事时包括颞叶、顶叶和前额叶皮层在内的区域都处于活跃状态。81% 对意义做出反应的大脑区域在两种语言之间表现出相同的语义调谐(semantic tuning)。在中文中对家庭相关词汇敏感的一个脑区,在英文中也会对家庭相关词汇敏感。尽管共享大脑意义系统,但研究人员还是发现了细微差异。对英文中强调动作和人际关系单词如“leave”、“boyfriend” 和“family”敏感的大脑区域,但中文中却是对数字和集合如 3、两个或“少数”敏感。参与者都是大学生,其母语是中文,英文是第二语言,他们在阅读中文时大脑对语义信息的反应都显著更强,显示了母语中更深层次的语义加工。