4月1日外媒科學網站摘要：腦機接口突破讓思維秒變語音
4月1日（星期二）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
AI解碼大腦信號，腦機接口突破讓思維秒變語音
美國加州大學舊金山分校的一個研究團隊利用人工智能（AI）算法改進了腦機接口（BCI）的設備，能夠實時將大腦神經信號轉化爲可聽語音。這項研究爲語言障礙患者帶來了革命性的溝通方式，使思維表達速度接近自然對話水平。這項研究成果發表於最新一期《自然-神經科學》（Nature Neuroscience）雜誌。
傳統語音生成BCI需要使用者完整構思句子後才能輸出語音，而新系統通過人工智能算法實現了“邊想邊說”的突破。該系統能在使用者思考的同時解碼神經信號，並在3秒內生成語音輸出，每分鐘可轉換47至90個單詞。雖然仍低於自然對話160詞/分鐘的速度，但相比現有輔助設備20秒輸出一句話的效率已有顯著提升。
該技術核心在於植入大腦皮層的高密度電極陣列。研究人員開發的超薄植入片包含253個電極，可實時監測數千個神經元的活動。配合AI語音合成技術，系統還能還原使用者原有的聲音特徵，使合成語音更加自然親切。
實驗過程中，受試者只需默讀屏幕上顯示的句子，BCI系統就能以80毫秒的間隔捕捉神經信號，並在發聲前500毫秒開始預測。研究人員指出，雖然當前系統仍存在輕微延遲，但隨着傳感器數量和精度的提升，未來性能將進一步提高。
這項突破性研究標誌着BCI技術向實際應用邁出了關鍵一步，爲語言功能障礙患者提供了更自然、高效的溝通解決方案。
《科學》網站（www.science.org）
比鋼鐵還堅韌：科學家揭示膠原蛋白不爲人知的穩定機制
膠原蛋白是人體最重要的結構蛋白之一，佔蛋白質總量的15%-20%，其獨特的三股螺旋結構像繩索一樣編織成網絡，支撐細胞和組織。然而，科學家發現，膠原蛋白在體溫環境下並不穩定——它的“解鏈”溫度恰好略低於37℃，這意味着它在體內隨時可能失去結構。最新研究揭示了其穩定的關鍵：含硫氨基酸形成的分子“訂書釘”。
以往研究難以觀測膠原蛋白的動態摺疊過程，但藉助原子力顯微鏡，加拿大西蒙弗雷澤大學的科學家成功在原子尺度追蹤其解鏈與重組。實驗發現，在37℃下，膠原蛋白會逐漸解鏈成無序團塊，但冷卻後某些特殊片段能引導其重新摺疊。關鍵機制在於膠原蛋白中的"半胱氨酸結"——由二硫鍵構成的分子“訂書釘”，它們像固定繩索的扣環一樣，將膠原鏈兩兩鎖定，顯著延長螺旋結構的穩定性。
進一步研究發現，去除這些“訂書釘”的膠原蛋白會更快解鏈且無法復原。更驚人的是，從水母到哺乳動物，幾乎所有多細胞生物的膠原蛋白基因中都保留了這一結構，說明它在進化中極爲關鍵。這一發現不僅解釋了膠原蛋白如何在體溫下維持穩定，還爲組織工程和再生醫學提供了新思路——若能模仿這種天然穩定機制，科學家或能設計出更堅韌的人工生物材料。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、納米技術讓甲醇生產效率提升66%，或改寫能源未來
美國俄亥俄州立大學的一個研究團隊利用納米技術，開發出一種更高效地將二氧化碳轉化爲甲醇的方法，讓甲醇這種清潔燃料可作爲傳統能源的替代品。這項研究近期發表於《自然·納米技術》（Nature Nanotechnology）雜誌。
該團隊此前嘗試利用鈷酞菁（CoPc）分子與電能結合，將二氧化碳轉化爲這種高價值液體燃料，但該方法效率低下，僅能實現約30%的二氧化碳轉化率。爲擴大甲醇生產規模，研究團隊在反應發生的納米管催化劑中添加了第二種材料——四甲氧基鎳酞菁（NiPc-OCH3）。他們發現，加入這種分子可將甲醇生產效率提升至50%，比現有最優工藝提高約66%。
研究團隊通過和頻生成振動光譜技術，分析了二氧化碳在反應中的轉化過程，發現其先被轉化爲一氧化碳，再進一步生成甲醇。碳納米管在反應中發揮了關鍵作用，促進電子傳遞並引導中間產物的傳輸，從而提升整體效率。
由於該工藝需要大量二氧化碳，其規模化應用需結合碳捕集技術，以實現溫室氣體的再利用。這一研究不僅爲甲醇生產提供了新思路，也爲其它可持續技術的發展奠定了基礎。通過精準設計納米催化劑，未來有望開發出更高效的能源轉化系統。
2、觸感革命：超薄智能薄膜將重塑未來科技
德國薩爾大學與薩爾應用科技大學的聯合研究團隊開發出一種革命性的介電彈性體（dielectric elastomer，DE）薄膜，厚度僅略超保鮮膜，卻擁有驚人的多功能性。這種薄膜兩側塗有導電層，通過電壓控制可實現精確的振動、彎曲或靜態保持，且維持形態時無需持續供電。
該技術核心在於創新性的金屬塗層工藝。研究人員採用磁控濺射技術，在預拉伸的彈性體上沉積僅10納米厚的金屬層（相當於頭髮直徑的千分之一）。當薄膜鬆弛時，金屬層形成褶皺結構，電阻降至50-100歐姆/平方釐米，僅爲傳統碳塗層的1/200。這種設計使薄膜具備"開關"特性：拉伸時產生裂紋導致高電阻，鬆弛時恢復導電性。
目前，團隊正推進兩項重要應用：1. 開發柔性印刷電路板，有望替代傳統剛性PCB。2. 研製薄膜晶體管，實現高壓高速切換（適用於閥門、泵等工業設備）。
這項技術創新爲智能材料領域開闢了全新可能性。隨着金屬塗層工藝的優化，未來該技術將在可穿戴設備、人機交互、工業自動化等領域展現更大潛力。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、研究人員警告：一塊口香糖可能釋放數千個微塑料顆粒
塑料廣泛存在於日常生活中，而最新研究發現，口香糖也可能成爲微塑料的潛在來源。一項初步研究顯示，每塊口香糖在咀嚼時會釋放數百至數千個微塑料顆粒，可能被人體攝入。該研究由加州大學洛杉磯分校團隊完成，並在美國化學學會（ACS）春季會議上公佈。
研究人員測試了五種合成口香糖和五種天然口香糖，發現兩者釋放的微塑料數量相近，且均含有聚烯烴、聚酯等常見塑料成分。實驗中，受試者咀嚼口香糖4分鐘後，平均每克釋放100個微塑料，部分高達600個。按此推算，一塊6克的口香糖最多可能釋放3000個顆粒，若每年咀嚼160-180塊，累計攝入量可達3萬個微塑料。
研究還發現，大部分微塑料在前兩分鐘內脫落，主要因機械摩擦而非唾液分解。咀嚼8分鐘後，94%的顆粒已釋放。因此，建議延長單塊咀嚼時間以減少暴露風險。
目前尚不清楚微塑料對人體的具體影響，但動物實驗表明其可能存在危害。此外，研究僅檢測了20微米以上的顆粒，更小的納米塑料可能未被統計。
2、“基因開關”被破解！科學家找到重啓聽覺和視覺的關鍵
美國南加州大學的研究團隊發現，一個共同的遺傳信號可能同時阻礙聽覺與視覺細胞的自我修復。通過關閉小鼠體內的這一信號，研究人員成功激活了耳部和眼部細胞的再生，爲治療聽力與視力喪失提供了新方向。
這項發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）的研究表明，哺乳動物內耳和視網膜的感覺細胞無法再生，可能與特定的基因調控有關。研究人員發現，一種名爲Hippo通路的基因網絡在其中扮演關鍵角色。該通路作爲“停止生長”信號，不僅限制發育中耳部的細胞增殖，還抑制成年小鼠耳部和眼部受損感覺細胞的再生。
爲驗證能否突破這一障礙，團隊使用了一種抑制Hippo通路關鍵蛋白的化合物。實驗顯示，該化合物能促進內耳平衡器官中支持細胞的增殖，但在負責聽覺的耳蝸中效果有限。進一步研究發現，耳蝸和視網膜中高表達的p27Kip1蛋白可能是阻礙再生的關鍵因素。
研究人員隨後培育了能降低p27Kip1水平的轉基因小鼠。結果顯示，抑制Hippo通路後，耳蝸支持細胞開始增殖，而視網膜中的穆勒膠質細胞不僅增殖，部分還自發轉化爲感光細胞和其他神經元。這一發現表明，調控Hippo通路和p27Kip1可能成爲恢復聽力和視力的新治療策略。
研究指出，損傷後p27Kip1水平會短暫下降，這爲藥物干預提供了潛在的時間窗口。未來或可開發靶向藥物，通過抑制Hippo通路或降低p27Kip1水平，促進耳部和眼部的細胞再生，爲感官功能恢復帶來希望。（劉春）