3月27日外媒科學網站摘要：新電池！未來設備或永不充電
3月27日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
從健忘到癡呆可能和它有關！首張人類全腦線粒體圖譜問世
美國哥倫比亞大學領導的一個研究團隊首次繪製出覆蓋全腦的線粒體圖譜，這一突破有望揭示年齡相關腦疾病的機制。研究發現，線粒體在不同腦區的類型、密度和功能存在顯著差異。例如，進化古老的腦區線粒體密度較低，而新腦區則更高。
該圖譜被命名爲“MitoBrainMap”，其技術難度和科學價值均獲高度評價。研究表明，大腦的生物學功能與能量代謝緊密關聯，而大腦消耗了人體總能量的20%。
研究團隊將一名捐贈者的冷凍腦切片分割成703個微小立方體，每個僅3毫米見方。通過生化和分子技術，他們測定了每個樣本的線粒體密度和能量效率，並開發模型預測全腦線粒體分佈。驗證顯示，模型能準確還原不同腦區的線粒體特徵。
分析發現，灰質的線粒體密度比白質高50%以上，且產能效率更優，尤其是大腦皮層的灰質線粒體表現突出。這表明高認知功能區域對能量需求更大。
近年研究提示，線粒體異常可能是某些精神疾病和神經退行性疾病的早期標誌。新圖譜爲深入探索相關機制提供了工具。目前，團隊正開展更大規模研究，計劃分析500人腦的9個區域，以對比健康與疾病羣體的線粒體差異，助力腦疾病診療突破。
《科學》網站（www.science.org）
雨林“心機樹”：這種熱帶樹木借閃電殺死對手獨佔陽光
在巴拿馬熱帶雨林中，高達55米的杏仁樹（Dipteryx oleifera）展現出驚人的雷電適應能力。最新研究發現，雷擊不僅不會重創這種樹木，反而能幫其清除寄生藤蔓和競爭者，使種子產量提升14倍。相關成果最近發表於《新植物學家》（ New Phytologist）期刊。
研究團隊通過佈設在巴拿馬巴羅科羅拉多島的監測系統，2014-2019年間精準追蹤了94次雷擊。數據顯示，被擊中的杏仁樹僅損失少量葉片，而周邊其他樹種平均損毀40%樹冠，64%在兩年內死亡。更關鍵的是，雷電流會瞬間殺死纏繞樹冠的寄生藤蔓——這些"樹木殺手"通常會導致宿主生長受限。
進一步觀察發現，電流還會通過空氣或接觸枝葉傳導，致使周邊小樹逐漸枯死。統計表明，鄰近杏仁樹的樹木遭雷擊後死亡率增加48%，有效減少了陽光競爭者。研究人員推測，杏仁樹的高導電性木材能減少電流熱損傷，而其突出的高度（比周邊樹木平均高數米）和寬闊樹冠，更使其被雷擊概率提升68%。
這一發現打破了"雷電純屬自然災害"的固有認知。研究者指出，類似“借雷獲益”的樹種可能廣泛存在於全球熱帶雨林。該研究爲理解森林生態系統提供了全新視角，未來或有助於開發基於雷電特性的森林管理策略。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、比想象更危險！新證據揭示微塑料與慢性疾病存在關聯
微塑料（1納米至5毫米的塑料碎片）已廣泛存在於環境和人體中，人們通過飲水、進食和呼吸無意攝入或吸入。最新研究發現，微塑料暴露與高血壓、糖尿病和中風等慢性非傳染性疾病的患病率上升相關。該研究由美國凱斯西儲大學團隊完成，研究結果將於最近在美國心臟病學會會議上公佈，爲微塑料污染對健康的潛在威脅提供了重要證據。
研究團隊分析了2015至2019年間美國沿海和湖岸地區水體中的微塑料濃度，並結合美國疾病控制與預防中心的數據，評估了當地慢性疾病的發病率。結果顯示，微塑料濃度與高血壓、糖尿病和中風呈正相關，且存在劑量效應關係——污染濃度越高，疾病患病率也越高。然而，微塑料與癌症的關聯性尚不一致。
研究表明，微塑料在預測慢性疾病患病率的因素中位列前十，其影響與缺乏醫療保險等因素相當。儘管相關性不等於因果關係，但減少微塑料暴露仍需重視。研究人員建議通過減少塑料生產和使用、妥善處置塑料廢棄物來降低風險。
這項研究爲微塑料與慢性疾病的關聯提供了新視角，但進一步研究仍需明確其作用機制和臨界劑量。
2、1-3個月見效！科學家證實運動是最強健腦術
澳大利亞南澳大學的最新研究證實，任何形式的運動都能顯著提升各年齡段人羣的腦力。這項迄今爲止規模最大的綜合分析研究，整合了133項系統性綜述和超過25萬參與者的數據，爲運動與認知健康的關係提供了有力證據。
研究發現，低至中等強度的運動對大腦功能改善最爲明顯。無論是兒童、成年人還是老年人，定期運動都能增強記憶力、注意力和執行功能。特別值得注意的是，瑜伽、太極等身心運動對記憶力的提升效果尤爲突出，而體感遊戲則能有效促進整體認知能力。對於多動症患者，運動更是被證明能夠改善專注力並減少衝動行爲。
研究還揭示了一個令人振奮的發現：運動的認知益處來得很快，通常在堅持1-3個月後就能觀察到明顯效果。這意味着即使是短期的運動習慣，也能爲大腦健康帶來實質性的改善。此外，嘗試新的運動形式可能對保持大腦活躍具有獨特價值。
面對全球範圍內認知衰退和神經退行性疾病日益嚴重的趨勢，研究人員強烈建議將運動納入公共衛生策略。專家指出，運動應該成爲醫療和教育體系的重要組成部分，因爲即便是少量的規律運動，也能爲認知健康帶來顯著好處，這對高風險人羣尤爲重要。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、細胞“求生模式”藏玄機：科學家發現攻克癌症與腦病新靶點
當人體細胞面臨毒素、基因突變或營養缺乏等壓力時，會暫停正常活動，轉而保存能量並修復損傷。若壓力輕微或短暫，細胞可恢復常態；但若損傷過於嚴重，細胞則會啓動自我毀滅程序。
過去認爲，細胞應激反應是線性過程：傳感器檢測問題後激活關鍵蛋白，進而調控細胞功能。但美國凱斯西儲大學的最新研究發現，這一過程遠比想象的更靈活。細胞能根據壓力類型、強度和持續時間精細調節反應，他們將這種機制被稱爲“分裂整合應激反應”（s-ISR）。該研究成果最近發表於《自然》（Nature）。
這項研究採用兒童腦白質消融疾病的小鼠模型，該病會導致腦白質退化，引發運動障礙和認知衰退。科學家發現，病變細胞中負責關閉細胞活動的關鍵蛋白髮生突變，使細胞在輕微壓力下仍可能自我毀滅。這解釋了爲何患者在發燒或輕微外傷後會出現顯著功能衰退。類似機制可能也存在於多發性硬化症和肌萎縮側索硬化症（ALS）等疾病中。
在癌症治療方面，這一發現尤爲重要。癌細胞面對化療等壓力時，要麼自我毀滅，要麼通過突變產生耐藥性。理解細胞如何適應應激，可能幫助科學家找到克服耐藥性的新靶點。未來研究將聚焦於耐藥性乳腺癌細胞，探索更有效的治療策略。
這項研究不僅顛覆了對細胞應激的傳統認知，還爲癌症和神經退行性疾病等多種難治性疾病的治療帶來了希望。
2、科學家研發出放射性碳核電池問世，未來設備或永不充電
韓國科學家正在研發一種由放射性碳驅動的微型核電池，未來或可實現手機永不充電、心臟起搏器終生使用。與鋰離子電池不同，這種電池利用β輻射觸發電子雪崩發電，既環保又持久。
目前，鋰離子電池存在續航短、性能衰減和環境污染等問題。爲此，韓國大邱慶北科學技術院的一個研究團隊開發了放射性碳核電池。放射性碳是核電站的副產品，成本低且安全，其β射線可被鋁箔屏蔽，衰變緩慢，理論壽命達數千年。
爲顯著提升新設計的能效，研究團隊採用二氧化鈦基半導體（太陽能電池常用材料）與釕基染料複合，並通過檸檬酸處理強化二者結合。當放射性碳釋放的β射線撞擊處理後的染料時，會引發電子轉移反應鏈（即電子雪崩），隨後雪崩效應經染料傳遞，二氧化鈦層高效收集產生的電子。
新型電池還在染料敏化陽極和陰極中均加入放射性碳。通過雙電極放射處理，研究人員增加了β射線生成量，並減少了電極間輻射能量損耗。原型測試顯示，新型電池能量轉換效率從0.48%提升至2.86%。
儘管當前效率仍低於鋰電，但優化β射線發射器和吸收材料後，其性能有望進一步提高。這種電池可應用於醫療設備、無人機等領域，例如免更換的心臟起搏器。（劉春）