3月14日外媒科學網站摘要:CT掃描開啓低耗模式,2%輻射量也能準確成像
3月14日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
火星生命之謎:NASA“毅力號”發現神秘“豹斑”岩石
美國宇航局(NASA)的“毅力號”火星車在火星上發現了可能存在古代生命的線索。行星科學家稱,這是迄今爲止火星生命最有力的跡象之一。研究人員最近在一次會議上表示,去年“毅力號”火星車研究的一塊岩石上的深色邊緣“豹斑”,可能是火星微生物活動的遺蹟。
雖然這些斑點看起來與地球上微生物產生的斑點非常相似,但它們也可能在沒有生物體幫助的情況下形成。目前,這一發現在評估外星生命主張的1到7級量表中仍處於1級:1級代表檢測到一個有趣的信號,而7級則是確鑿無疑的確認。科學家表示,需要更多的確認性測量,甚至將樣本帶回地球進行分析。
這一發現來自火星傑澤羅隕石坑中的一塊岩石,“毅力號”於2021年登陸該隕石坑,以尋找火星生命的跡象。億萬年前,這個隕石坑曾有一個湖泊,可能適合生命存在。岩石中含有深色的胡椒狀斑點,科學家們稱之爲“罌粟籽”,以及較大的深色邊緣斑點,中心較淺,被稱爲“豹斑”。化學分析顯示,“罌粟籽”和“豹斑”邊緣富含鐵和磷,而“豹斑”中心富含鐵和硫。
這些化學富集表明,斑點可能是岩石中的含碳“有機”化合物與鐵和硫酸鹽礦物反應時形成的。在地球上,這種反應通常由微生物引發。儘管這些反應也可能在沒有生命的情況下發生,但研究人員認爲這不太可能,因爲岩石是細粒的,表明它沒有被加熱和重結晶。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
從宇宙到地核:科學家發現地球核心可能儲存原始氦
科學家們成功地將宇宙中最頑固的元素之一——氦,誘導成了一種新的化合物。研究人員在最新一期的《物理評論快報》(Physical Review Letters)中報告稱,這種新化合物是在極端高壓下形成的,它將氦原子嵌入到晶體鐵中。這一發現暗示,早期太陽系中的氦可能儲存在構成地球核心的鐵中。
氦是元素週期表中最不活潑的元素之一,通常不會形成化合物。但在極高的壓力下,氦可以與少數其他元素相互作用,包括氮、鈉,以及現在發現的鐵。爲了製造這種新化合物,日本東京大學的一個研究團隊在金剛石壓砧中將鐵和氦擠壓在一起。這種高壓設備使鐵和氦承受了超過5萬個地球大氣壓的壓力和超過1000攝氏度的溫度。這種壓縮形成了含有鐵和氦的晶體。
這一發現可能有助於解釋地球內部氦的觀測結果。地球上的大多數氦原子有兩個中子,是由鈾等元素的放射性衰變形成的。但一些海洋火山噴發釋放的氦原子只有一箇中子,這些原子是在宇宙大爆炸後不久形成的,地球在形成過程中吸收了這種“原始”氦。氦從岩漿中的流失表明,地球深處可能有一個原始氦的儲層,而這種新化合物表明,地球富含鐵的核心可能儲存了部分原始氦。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、量子相機首次捕捉胚胎髮育:揭開生命起點的神秘面紗
澳大利亞阿德萊德大學的研究人員首次使用專爲量子測量設計的相機對胚胎進行了成像。這項研究旨在利用超靈敏相機技術,特別是能夠計算每個像素上單個光能量包(光子)的最新相機,來研究生命科學。
研究人員表示,對光子的靈敏檢測對於捕捉生物過程的自然狀態至關重要。使用盡可能低的光線水平,並結合這些非常靈敏的相機,能夠減少光照對活細胞的損害,從而更好地理解活細胞和發育中的細胞的生物學。
研究團隊在一項臨牀前研究中測試了這項技術,對胚胎進行了成像,並將研究結果發表在光子學領域的高質量學術期刊《APL Photonics》上。這些胚胎樣本是活的、正在發育的標本,爲支持臨牀體外受精(IVF)進步的研究提供了基礎。
細胞中的許多天然化合物在光照下會發光,這可以告訴研究人員很多關於所觀察對象的信息,但信號通常非常微弱。應用這些量子相機能夠最大限度地發揮顯微鏡的潛力。
研究團隊還開發了一種方法,以比較不同相機的圖像質量。圖像分析得益於光學、生物學、激光物理和顯微鏡等多個領域的專業知識。該團隊甚至探索瞭如何使用人工智能從捕獲的圖像中去除噪聲,這些噪聲本質上是靜態的,因爲相機難以捕捉足夠的光線。
這項工作的未來方向包括擴展到量子成像領域,利用光的量子態進一步獲取樣本的更多信息。這一技術有望在生命科學研究和臨牀應用中發揮重要作用。
2、運動越多越好?新研究揭示運動與壽命的微妙平衡
體育活動常被認爲能延長壽命,但芬蘭于韋斯屈萊大學一項對雙胞胎的研究發現,其益處可能並不像之前認爲的那樣直接。
該研究涵蓋了22750名出生於1958年之前的芬蘭雙胞胎,他們的體育活動在1975年、1981年和1990年進行了評估,死亡率隨訪持續至2020年底。根據15年隨訪數據,參與者被分爲久坐、適度活動、活動和高度活動四組。30年隨訪發現,適度活動組的死亡風險比久坐組低7%,但更高強度的運動並未帶來額外益處。短期來看,運動越多,死亡風險越低;但長期來看,高度活動組與久坐組的死亡率無顯著差異。
研究人員指出,潛在的疾病前狀態可能限制運動能力並導致死亡,而非缺乏運動本身。此外,遵循世界衛生組織的運動指南(每週150-300分鐘中等強度或75-150分鐘高強度運動)並未降低死亡風險或改變遺傳疾病風險。即使是長期達到運動推薦量的雙胞胎,其死亡率與不活躍的雙胞胎相比也無顯著差異。
研究還通過表觀遺傳時鐘評估了雙胞胎的生物衰老速度,發現運動與生物衰老呈U形關係:運動最少和最多的人衰老速度更快。其它生活方式因素,如吸菸和飲酒,也在很大程度上影響了運動與衰老的關聯。
該研究強調了運動與壽命關係的複雜性,並指出觀察性研究可能存在的偏差。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、輻射減少98%!深度學習算法革新CT掃描技術
一項深度學習算法使得超低劑量CT掃描能夠僅使用標準掃描2%的輻射劑量來診斷肺炎。該AI技術顯著提高了圖像清晰度,減少了誤報,並使結節更容易被檢測到。
根據發表在《放射學:心胸成像》(Radiology: Cardiothoracic Imaging)上的研究,去噪的超低劑量CT掃描可以僅使用標準CT掃描2%的輻射劑量,有效診斷免疫系統較弱患者的肺炎。這項研究由以色列謝巴醫療中心領導。
CT掃描是檢測肺炎的金標準,但頻繁掃描可能導致患者累積輻射暴露。超低劑量CT減少了輻射,但圖像質量可能因“噪聲”而下降,影響診斷準確性。爲此,研究團隊測試了深度學習算法在超低劑量CT掃描中的去噪能力。
結果顯示,深度學習算法顯著提高了超低劑量掃描的圖像質量和清晰度,減少了誤報,並更容易識別結節。超低劑量掃描的平均有效輻射劑量僅爲標準CT掃描的2%。
這項研究爲更安全、AI驅動的成像鋪平了道路,能夠在減少輻射暴露的同時保持診斷準確性。未來,去噪超低劑量CT掃描可能成爲年輕和免疫系統較弱患者的新標準。
2、長壽與代謝的博弈:鳥類如何打破衰老規律?
一項針對88種鳥類的大規模研究發現,一些血糖水平較高的鳥類表現出對蛋白質糖化的抵抗力,表明它們可能進化出了機制來減輕通常與葡萄糖代謝相關的有害影響。法國斯特拉斯堡大學的這項研究,首次全面比較分析了鳥類中血糖水平、糖化率、飲食和生活史之間的相互作用,結果發表在生物學科領域頂級學術期刊《eLife》上。
“生命節奏綜合徵”假說認爲,代謝快、壽命短的物種應有較高的血糖和糖化水平,而壽命較長的物種則應有較低的血糖水平和更強的糖化抵抗力。然而,研究發現,儘管較小的鳥類(如雨燕和雀形目鳥類)血糖水平最高,較大的鳥類(如火烈鳥和鵝)血糖水平最低,但血糖水平與壽命的關係更爲複雜。壽命較長的鳥類通常血糖水平較高,但這種增長在達到一定程度後趨於平穩,表明一些物種進化出了防止糖化相關損傷的機制。
研究還發現,陸生食肉鳥類的糖化率顯著高於雜食性鳥類,儘管它們的血糖水平相似。這表明,除了血糖水平外,蛋白質代謝、抗氧化防禦或飲食成分(如纖維和多不飽和脂肪酸)等因素可能影響糖化相關損傷的減輕。
這項研究揭示了鳥類血糖水平和糖化模式的多樣性,挑戰了關於代謝、衰老和疾病的傳統觀念。理解鳥類如何進化出糖化抵抗機制,可能爲人類健康研究提供關鍵見解,特別是在糖尿病、長壽和代謝紊亂等領域。(劉春)