3月11日外媒科學網站摘要：胎兒會思考嗎？腦電活動揭示意識萌芽

3月11日（星期二）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：

《科學》網站（www.science.org）

腦成像揭示驚人發現：胎兒可能具備早期意識

最近在美國舉行的、由紐約大學贊助的“嬰兒意識研究會議（Infant Consciousness Conference）”上，研究人員探討了意識可能何時以及如何產生，以及如何發現這些跡象。他們還考慮了最近的腦成像研究中的一些線索，這些研究表明，意識的能力可能在出生前、妊娠末期出現。

意識的定義本身存在爭議，通常被認爲是擁有主觀體驗的能力。然而，嬰兒的意識可能與成人不同，且可能逐漸發展而非一次性出現。大多數研究者認爲，大腦中丘腦與皮層之間的連接對意識至關重要，而這種連接在胎兒發育約24周時纔開始形成。

研究人員通過功能性磁共振成像（fMRI）和腦磁圖（MEG）等技術，尋找可能的意識標誌。一項研究發現，足月新生兒和達到相同年齡的早產兒大腦中存在默認模式網絡、背側注意網絡和執行控制網絡之間的交替活動，此類活動被推測爲意識的潛在標誌。然而，在32至37周之間掃描的早產兒中，這些網絡尚未形成。另一項研究發現，早產兒大腦中存在“小世界網絡”，這種神經連接模式在麻醉或腦損傷時會被破壞，可能支持意識感知。

此外，MEG研究表明，35周及以上的胎兒能夠對聲音模式的變化做出反應，類似於有意識的成年人。這些發現表明，胎兒可能在妊娠晚期開始具備某種形式的意識。

《科學通訊》網站（www.sciencenews.org）

熱帶森林的“高溫挑戰”：科學家發現樹木的驚人適應能力

在印度西高止山脈，研究人員通過攀爬高大的樹木並在葉片上安裝傳感器，探索熱帶森林如何應對全球變暖。這項研究首次對熱帶樹木的累積熱暴露進行了詳細分析，結果顯示，這些樹木的狀況可能比科學家們預想的要好。

該地區的夏季氣溫常常超過37攝氏度，預計未來60年內還將上升約4攝氏度。葉片溫度通常比周圍空氣更高，當溫度超過46.7攝氏度時，光合作用機制會關閉，導致樹木無法獲得所需的能量。許多熱帶樹木已經經歷了超過這一極限的溫度。

研究發現，儘管高溫對樹木構成威脅，但關鍵在於暴露在高溫下的時間長度。研究人員在一個6公頃的種植園中，對12棵不同樹種的葉片進行了持續四個月的監測。儘管傳感器經常被強風吹落，甚至被野生動物破壞，但數據表明，葉片單日累計超過臨界溫度的時間不足10分鐘。

實驗室分析顯示，該地區樹木的臨界溫度範圍爲43.4至45.5攝氏度，略低於全球平均水平。雖然持續暴露在這些溫度下30分鐘會永久性損害葉片，但實際暴露時間較短，表明樹木的光合作用效率不會顯著下降。

這項研究爲理解熱帶森林如何應對氣候變化提供了重要見解。儘管研究過程充滿挑戰，但科學家們希望通過在全球更多生態系統中使用溫度傳感器，進一步揭示高溫對樹木的影響。這項研究不僅有助於保護森林生態系統，也爲應對全球變暖提供了新的視角。

《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）

1、地球氧氣的秘密：火山活動如何改變大氣成分

地球大氣中的氧氣含量在大約25億年前開始顯著增加，這主要歸功於能夠進行光合作用的微生物的迅速繁殖。然而，包括東京大學研究人員在內科學家們提出，火山活動可能在這一過程中起到了關鍵作用，推動了早期的“前驅氧化事件（precursor oxygenation events）”，爲後來的大氧化事件（Great Oxygenation Event，GOE）奠定了基礎。

如今，地球大氣中的氧氣佔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爲是由於微生物將富含二氧化碳的大氣轉化爲富含氧氣的大氣，從而爲複雜生命的出現創造了條件。然而，在大氧化事件之前，可能發生了一些前驅氧化事件，這些事件揭示了氧氣增加所需的環境變化。

研究表明，大規模的火山活動在大氧化事件之前可能起到了關鍵作用。火山噴發增加了大氣中的二氧化碳，導致氣候變暖，併爲海洋提供了更多的營養物質，促進了海洋生物的繁殖。這些生物通過光合作用釋放氧氣，導致大氣中的氧氣含量間歇性升高。然而，這種氧氣的增加並不穩定，而是以波動的形式出現，稱爲“氧氣波動事件”。

科學家通過數值模型模擬了晚期太古代（30-25億年前）的生物、地質和化學變化，發現火山活動對氧氣波動的產生起到了重要作用。這些波動爲光合微生物的出現提供了條件，並最終促成了大氧化事件的發生。

這項研究不僅揭示了地球早期氧氣增加的複雜過程，還爲理解地球大氣演化提供了新的視角。火山活動不僅改變了氣候和海洋環境，還可能爲地球生命的演化鋪平了道路。

2、AI革命：鈦合金製造速度與強度的雙重飛躍

人工智能（AI）正在革新鈦合金製造，顯著提升生產速度和材料強度。美國約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）與懷廷工程學院的研究團隊利用AI技術，發現了新的鈦合金加工方法，突破了傳統制造的限制。

這項研究聚焦於廣泛使用的Ti-6Al-4V鈦合金，通過AI模型探索了激光粉末牀熔融（一種3D打印技術）的加工條件，能夠生產出高密度、高質量的鈦合金，且具有可定製的機械性能。

傳統上，鈦合金製造依賴於緩慢的試錯過程，而AI通過貝葉斯優化算法，快速鎖定了最佳加工參數，顯著縮短了研發時間。研究團隊發現了一些曾被忽視的加工條件，能夠在保持甚至提高材料強度和延伸率的同時，大幅加快生產速度。這一突破不僅適用於鈦合金，還可推廣到其他金屬和製造技術。

此外，研究團隊還展望了“原位監測”技術，即實時調整製造過程，確保產品質量，減少後處理需求。這一願景有望使金屬增材製造像3D打印一樣便捷高效。

這項研究展示了AI在材料科學和製造領域的巨大潛力，不僅加速了鈦合金的製造，還爲未來的材料創新開闢了新的道路。

《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）

1、溫度如何控制蛋白質“變形”能力？低溫是關鍵

變形蛋白是細胞中的“變形者”，能夠在兩種截然不同的形狀之間切換，幫助生物體適應環境變化並執行多種功能。儘管這些蛋白質在生物體中至關重要，科學家們對其變形機制仍不完全瞭解。最近，美國馬里蘭大學和加州大學的一個研究團隊在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發表了一項新理論，提出溫度變化——尤其是低溫——可能是觸發變形蛋白形狀切換的關鍵因素。

研究人員分析了26對變形蛋白，發現低溫狀態通常與較少的疏水相互作用相關，導致蛋白質結構更加靈活，從而更容易變形。這一發現挑戰了傳統觀點，表明溫度可能在控制蛋白質變形中起着根本性作用。

如果這一理論得到證實，它將爲生物醫學研究和生物技術應用開闢新的可能性。例如，科學家可以設計出能夠在特定環境條件下切換形狀的“隱形”蛋白質，用於靶向癌細胞或開發新型藥物。

目前，全球蛋白質數據庫中已知的單態蛋白質（具有單一穩定結構的蛋白質）約有20萬種，而變形蛋白不到100種。通過溫度作爲觸發因素，研究人員可能發現更多潛在的變形蛋白，推動蛋白質工程和藥物設計的進步。

2、腫瘤形成新解：基因突變並非唯一原因

來自英國威康桑格研究所、倫敦大學學院大奧蒙德街兒童健康研究所、大奧蒙德街醫院和劍橋大學醫院的研究團隊對神經纖維瘤病1型（NF-1）進行了深入研究，挑戰了關於腫瘤形成的傳統觀念。NF-1是一種常見的遺傳病，患者通常會出現棕色皮膚斑塊和腫瘤，部分腫瘤可能癌變並引發多種症狀。

傳統觀點認爲，NF-1患者腫瘤的形成是由於NF1基因的第二個拷貝丟失。然而，這項發表在《自然遺傳學》（Nature Genetics）上的研究發現，NF1基因的突變不僅存在於腫瘤組織中，還廣泛分佈於患者的正常組織中。這表明，僅靠基因突變不足以導致腫瘤形成，其他因素如細胞類型和解剖位置可能也起到了關鍵作用。

研究人員通過高分辨率測序技術分析了近500個NF-1兒童的組織樣本，並與健康兒童的組織進行了對比。結果顯示，NF1基因的功能喪失突變在神經系統中尤爲常見，這解釋了爲什麼神經系統是NF-1患者腫瘤的高發部位。

這一發現不僅適用於NF-1，還可能對其他遺傳性腫瘤疾病有重要啓示。研究人員認爲，進一步探索這些額外因素將有助於開發更個性化的治療方案，幫助識別高風險患者並進行早期干預，從而減少併發症。（劉春）