中科院等离子体研究所报告：4 月 12 日晚 21 时，正在运行的世界首个全超导托卡马克 EAST 装置获重大成果，成功实现了 403 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。在 4 月 13 日下午 19 时，再次重复了 403 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，标志着 EAST 全超导托卡马克装置高参数长脉冲稳态运行的可靠能力...EAST 物理实验取得的系列重大突破，进一步验证了未来聚变实验堆高约束模式稳态运行的可行性。同时，也对探索未来聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、高效性，加快实现聚变能应用具有重要意义。

根据发表在《Current Biology》期刊上的一项研究，柏林动物园的一头亚洲象 Pang Pha 学会了如何剥香蕉，而且她还会挑剔香蕉的成熟度。对厚皮类动物而言，这是一项非同寻常的能力，动物园的其它亚洲象都不会。研究人员最初是从动物园的管理人员那里知道这头会剥香蕉的大象，他们对她展开了研究，拍摄了视频，演示了她剥香蕉的能力。Pang Pha 并不会剥所有香蕉，她主要挑选黄棕色剥皮，剥的速度比人类更快，她拒绝吃全棕色的香蕉，绿色或黄色香蕉则会整个儿吃掉。她是如何学会剥香蕉的？研究人员猜测与她成长的经历有关，她是在婴儿时期送入动物园的，饲养员会喂她吃奶，剥香蕉给她吃。她可能从中学会了剥香蕉。她没有将这一技能教给她女儿，可能是她主要是在独自一人时剥香蕉。

根据发表在《自然》期刊上的一项研究，地球之水可能源自富含氢气的大气层与行星胚胎岩浆海洋之间的相互作用。几十年来，地球等岩石行星被认为是从早期围绕太阳的尘埃和气体盘中吸积而成的。正是随着这些物体相互碰撞，最终形成地球的小行星也变得越来越大和越来越热，因碰撞和放射性元素的热量融化还形成了巨大的岩浆海洋。随着时间的推移，地球冷却，最致密的物质向内下沉，将地球分成三个不同的层——金属地核、岩石、硅酸盐地幔和地壳。研究人员解释说，系外行星的发现，让他们更加了解刚刚形成的行星在其最初几百万年的生长过程，其中被富含分子氢的大气所包围的情况非常普遍。尽管这些氢包层终会消散，但它们会在年轻行星上留下“指纹”。利用这些信息，研究人员开发了地球形成和演化的新模型，以复制地球独特的化学特征。模型证明，在地球存在的早期，岩浆海洋与原始大气之间的相互作用可能产生了地球标志性特征，例如丰富的水及其整体氧化状态。

空气污染与痴呆症相关。最新研究从 2000 多项之前研究中，确定了 51 项评估环境空气污染与临床痴呆症之间关系的研究，这些研究都是在过去 10 年内发表的。研究人员发现其中 16 项研究符合综合分析的标准。大部分研究都是关于 PM 2.5 的，二氧化氮和氮氧化物是这些研究中第二常见的空气污染物。研究人员发现了多个 PM 2.5 与痴呆症之间存在关联的证据。他们发现，空气中 PM 2.5 年均暴露量每增加 2 微克/立方米，罹患痴呆症的风险就会增加 17%。证据还表明，痴呆症与接触氮氧化物和二氧化氮之间存在关联。研究人员指出，空气污染与罹患痴呆症风险的关联可能小于吸烟等其他风险因素，但由于暴露在空气污染中的人数众多，对人口健康的影响也很巨大。

根据发表在《Cell Stem Cell》上的一项研究，上海中科院的科学家将干细胞衍生的“胚胎”植入猴子体内，并引发了早期怀孕的迹象。干细胞来源的囊胚细胞可以帮助研究人员了解人类胚胎发育，而不会遇到使用真正胚胎细胞的伦理困境。由于获取和试验人类胚胎的伦理困难，人类胚胎发育的机制在很大程度上仍未被研究。 上海中国科学院神经科学研究所的发育生物学家 Zhen Liu 和同事转向食蟹猴(Macaca fascicularis)，它们通常被用作实验动物，因为它们与人类在生物学上有一些相似之处。在细胞培养中，研究人员将猴子胚胎干细胞暴露于各种生长因子中，使它们分化成天然囊胚中的细胞类型。大约一周后，干细胞形成了囊胚的标志性球形结构，并分化成为组织和器官形成奠定基础的三种细胞系。

根据发表在《自然》上的一项研究，如果暴露在 PM2.5 细颗粒物中，被普遍认为是肺癌原因的特定基因变异会受到影响，导致形成癌症的速度加快。英国研究人员主要研究了携带 EGFR 基因变异的肺癌患者，此类变异在从未吸烟的肺癌患者中更常见。在加拿大进行的跟踪调查中，暴露在包括 PM2.5 在内的大气污染物质中 3 年的人，肺癌发生率高达 73%，而污染浓度较低环境下则为 40%。在发生 EGFR 基因变异的小鼠实验中，PM2.5 进入肺部后免疫细胞涌入肺部，释放出名为“白细胞介素-1β”的引发炎症的物质，加速细胞癌变。如果过药物阻断该物质的作用，则能阻止癌症的发展。

武汉华南海鲜批发市场被广泛认为是新冠最初爆发的中心。中国疾控中心的研究人员在本周出版的《自然》期刊上发表了 2020 年 1 月从该市场收集的逾千样本的基因组分析。研究人员声称从采集的 73 个环境样本中检测出了新冠病毒，但没有从动物样本中发现病毒，因此主张病毒是通过人类或冷冻食品带到该市场的。但这项分析被认为存在缺陷，因为样本包含明显不存在该市场的动物，其中包括大熊猫、黑猩猩和大西洋灰海豹。

寒冷激活了一种细胞清洁机制，这种机制可以分解与衰老相关的各种疾病有关的有害蛋白质聚集。德国研究人员探索了寒冷对蛋白酶体活动的影响，蛋白酶体是一种从细胞中去除受损蛋白质的细胞机制。研究表明，蛋白酶体激活剂 PA28γ/PSME3 缓解了线虫和人类细胞中由衰老引起的缺陷。在这两种情况下，都有可能通过适度降低温度来激活蛋白酶体的活性。一个关键的发现是蛋白酶体的活性也可以通过激活子的基因过表达而增加。这样，即使在 37 摄氏度的正常体温下，也能消除致病蛋白质。这些结果可能为衰老和衰老相关疾病提供治疗靶点。

根据发表在 PLOS One 期刊上的一项研究，人们可能会在事件发生的数秒钟内形成错误的记忆。错误记忆的形成可能是源于人们对事件应该如何发生的期望。研究人员招募了数百名志愿者参与一系列字母记忆的实验。志愿者在观看之后要求立即回忆出一个高亮的字母。但字母的方向有时候会是反向的。志愿者必须记住字母是正还是反的。结果显示，实验参与者经常会记错，但记错的方式很特别。当一个字母以正常方式展示，错误率在 10% 左右。当字母是镜向时，错误率要高得多，最高达到 40%。而且记忆等待的时间越长错误率越高。当他们要求在半秒内回忆看到的字母，错误率不到 20%，但如果要求在 3 秒后进行回忆，错误率达到了 30%。研究显示，人们的记忆容易受先入为主的观念所操纵。人们期望看到一个正常展示的字母，但与预期的结果不符时，可能仍然会坚持错误。时间越长越不可靠。

今天我们都知道光子等微观粒子都具有波粒二象性，可通过双缝实验验证。此类实验又被称为杨氏双狭缝干涉实验，以英国物理学家托马斯·杨命名，简单来说，在暗室里用手电筒照射一面双狭缝屏障，会在另一边显示出一种明暗相间的干涉图案。根据本周一发表在《Nature Physics》期刊上的一项研究，英国伦敦帝国学院的研究人员完成了基于时间的双缝实验，他们使用的不是物理空间中的双缝，而是时间上的双缝——在时间上创造两个非常短的空隙让光通过，研究人员将这种瞬间称之为“时间狭缝（time slits）”。科学家使用了名叫 Indium-Tin-Oxide 的特殊材料和高能红外光去创造出时间狭缝。时间双缝实验的结果与空间双缝实验类似，但发现图案的线条比预期的更多，它挑战了现有的物理理论。时间双缝实验为创造出以新方式控制光的新材料打开了大门。

在三维时空下，引力的作用使得行星和恒星的形状都是球形，黑洞也不例外——确切的说黑洞的视界呈球形。那么如果是高维空间呢？它们是否可能呈现其它形状？数学家发表论文证明，五维以上的空间，黑洞可以是任意形状。论文表明爱因斯坦的广义相对论可以产生大量形状奇特的高维黑洞。这项研究是纯理论性的，并没有告诉我们高维黑洞是否存在。但论文作者表示，如果我们能以某种方式探测到形状奇特的黑洞，那么这将证明我们的宇宙是高维的。

睡眠过少或过长都与寿命较短有关，但科学家们发现，体育活动可以抵消其中一些负面影响。研究包括了英国生物银行 92221 名年龄在 40 岁至 73 岁之间的成年人，他们在 2013 年至 2015 年期间佩戴了一周的加速度计腕带。每晚睡眠时间分为短(少于 6 小时)、正常( 6-8 小时)和长(超过 8 小时)。体育活动的总量被分为低、中、高。参与者的平均年龄为 62 岁，56% 为女性。在平均 7 年的随访中，3080 名参与者死亡，其中 1074 人死于心血管疾病，1871 人死于癌症。研究人员发现，在运动量大的人群中，睡眠时间与死亡风险无关。对于心血管疾病死亡，低运动量睡眠时间短的人有 69% 的风险增加，当运动量增加到中等或高运动量时，这种风险就消失了。就癌症死亡而言，睡眠时间长但运动量少的人的风险增加了 21%，而这种风险在适度或大量运动后消失。

体力劳动会让你精疲力竭，但用脑过度也会让你感到疲劳。这种认知疲劳是如何产生的？一种生物学假说认为施加认知控制会消耗葡萄糖形式的能量，当一天专注的思考结束之后，大脑会因此感到油尽灯枯。但问题是，大脑思考的能耗是非常低的，它消费的额外葡萄糖还不到一次跑酷动作 Tic-Tac 的十分之一。如果认知疲劳不是由于能量不足导致的，那么又是什么原因？巴黎 Pitié-Salpêtrière 医学院的研究人员认为与神经代谢有关。他们推测认知疲劳是某种化学物质在大脑控制区域积累导致的。这种化学物质就是谷氨酸，是一种兴奋性神经递质，在哺乳动物中枢神经系统大量存在，在学习、记忆和睡眠-觉醒周期等活动中扮演重要作用。他们用实验证明了其假说，在认知控制相关的大脑区域外侧前额叶皮层中谷氨酸的浓度更高。

美国研究人员发现，细胞内部基因表达的错误率越来越高，无法正常合成蛋白质，可能是细胞停止分裂、陷入衰老状态的原因。这项成果有望为研发抗衰老药物提供新靶点。在基因表达的过程中，DNA 序列转录产生 RNA，随后以 RNA 为模板合成蛋白质，执行具体生理功能。此前对酵母和蠕虫的研究显示，衰老细胞里基因表达的保真度严重下降。为了确定人类细胞是否有同样特征，研究小组用来自人类胚胎的肺部细胞进行体外培养，促使它们快速分裂以模拟衰老过程，使这些细胞在三个月后就陷入衰老。基因测序显示，这些衰老细胞里基因转录为 RNA 的错误率很高，大量转录产物的长度过短，它们很可能无法正常翻译成蛋白质，或者合成的蛋白质不正常。研究还发现，老龄小鼠的肝细胞也存在类似的状况。

2022 年 10 月 9 日，多个天基天文观测设施探测了至今最明亮的伽马射线暴 GRB 221009A。它被天文学家起了一个绰号叫 BOAT，代表 Brightest Of All Time。天文学家称，即使将整个太阳转变成纯能量，也无法与 BOAT 相提并论。伽马射线暴通常有两种，一种是持续不到 2 秒钟的短伽马射线暴，还有一种是持续 10 秒以上的长伽马射线暴。短伽马射线暴被认为是双中子星合并事件——即所谓的千新星；而长伽马射线暴则是超新星爆发，它与恒星坍缩形成中子星或小型黑洞有关。GRB 221009A 属于长伽马射线暴，持续了逾 300 秒，它爆发的方向正对着地球，射流集中，因此显得特别明亮，它本身释放出的能量相比其它伽马射线暴并不显得特别大。令天文学家困惑的是，后续的观测并没有发现超新星。他们猜测可能是被尘埃云挡住了。此外余辉的射电数据也与现有模型预测的不一致。

在受到压力时植物也会发出声音，而人耳听不到这种声音，因为其频率在 20-100 千赫兹。但部分动物可能可以。蝙蝠、老鼠和飞蛾有可能生活在一个充满植物声音的世界里，此前的研究发现，植物也会对动物发出的声音做出反应。以色列特拉维夫大学的研究人员将烟草和番茄放在装有麦克风的小盒子里。麦克风可以捕捉到植物发出的任何声音，即使研究人员听不到。对于那些因缺水或最近刈割而受到压力的植物来说，噪音尤其明显。植物没有声带或肺。目前关于植物如何发出声音的理论主要集中在它们的木质部，木质部是将水和营养物质从根输送到茎和叶的管道。木质部中的水通过表面张力聚集在一起，就像用吸管吸水一样。当一个气泡在木质部中形成或破裂时，它可能会发出一点爆裂的声音；在干旱胁迫下更容易形成气泡。但确切的机制需要进一步研究。

根据发表在《自然》期刊上的一项研究，到了 21 世纪，历史上曾存在于大多数国家、生活在城市的儿童和青少年相对于乡村地区同龄人的生长发育优势或已消失，但对生活在非洲和亚洲一些地区的男孩，城市优势有所放大。研究人员整理了 200 个国家在 1990-2020 年间生活在城市和乡村地区的 7100 万年轻人( 5-19 岁)的身高和体重数据。他们发现，在 1990 年，除少数国家外，几乎所有城市儿童和青少年都比乡村的同龄人高。但到 2020 年，城市身高优势在大多数国家都变小了，而在许多富裕西方国家(如英国、美国和法国)，城市反而有了轻微劣势。上述情况的例外出现在撒哈拉以南非洲的大多数国家，以及一些太平洋、南亚和中东国家的男孩身上。在这些国家，连续队列的乡村男孩身高都没有增加，甚至可能更矮了。

富兰克林在 18 世纪发明了避雷针，它被用于保护建筑物和人免受雷击的破坏性力量。现代的避雷系统更复杂，而避雷针本身是非常简单的，它是一根铜制或铝制的金属杆，安装在建筑物顶部，通过金属线连接到地面。当闪电击中建筑物，它会通过金属杆和金属线——电阻最小的路线——进入地面，保护建筑物以及里面的东西。但避雷针并不只是等待着闪电来击中它，在闪电接触前不到一毫秒，避雷针会在闪电负极放电的作用下向上发射出一个正极放电，与之建立连接。巴西研究人员幸运的在 São José dos Campos 市近距离拍摄到了这一过程。他们的设备距离雷击位置只有 150 码，相机捕捉到了 31 次避雷针的向上发电。

人们在节食瘦身之后常常会在短时间内体重出现反弹。发表在《Cell Metabolism》期刊上针对小鼠的研究揭示了背后的神经机制。研究人员检查了小鼠下丘脑中的一组 AgRP神经元，这些神经元已知可以控制饥饿感。当小鼠节食时，刺激 AgRP 神经元的神经元通路发送了更多的信号。在节食后的很长一段时间内，大脑中这种深刻的变化都能被检测到。研究人员还成功地选择性地抑制了激活 AgRP 神经元的小鼠神经通路。这导致节食后体重增加明显减少。

Craterostigma plantagineum 是一种特殊的植物，在干旱的时候，人们可能会认为它死了。但即使经历了几个月的干旱，一点点水也足以让它复活。研究人员分析了它的完整基因组，发现 Craterostigma 的一大特殊之处是有 8 个染色体副本，而大部分动物只有两个副本——一个来自母系，一个来自父系。这可能是它能抵御极端干旱的一个原因。此外，Craterostigma 中一些与更强的耐旱性相关的基因甚至被进一步复制。Craterostigma 有近 200 个 ELIPs（早期光诱导蛋白）基因，这些基因几乎完全相同，位于不同染色体上的 10 个或 20 个拷贝的大簇中。它的复活能力是整个基因网络的结果。