4月21日外媒科學網站摘要：激光技術創造人類前所未見的新顏色
4月21日（星期一）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
突破自然極限！激光技術創造人類前所未見的新顏色
研究人員使用激光和追蹤技術選擇性地激活視網膜中的特定細胞後，成功讓五名受試者感知到了一種超出自然視覺範圍的全新顏色。這種高飽和度的藍綠色被命名爲“olo”，其強度遠超自然界中的類似色調。該研究成果已發表在《科學進展》（Science Advances）期刊上。
人類色覺依賴於三種視錐細胞（S、M、L）的信號組合。由於M細胞通常與鄰近細胞共同激活，美國加州大學伯克利分校的研究團隊嘗試單獨刺激M細胞，成功創造出人眼通常無法感知的色彩。實驗過程中，受試者需添加白光才能將olo與自然色彩匹配，證明其飽和度遠超正常視覺極限。
這項名爲“Oz”的技術由軟件“Wizard”控制，可精確調節視網膜細胞接收的光量，從而模擬或創造全新的色彩信號。研究團隊認爲，該技術未來或可幫助色覺障礙患者區分原本無法識別的顏色，但目前僅能在極小視野範圍內實現，且依賴高端實驗設備。
此外，該技術還能通過單波長激光模擬全綵視覺。研究人員利用逐細胞調控，使大腦誤判光信號，從而“看到”不存在的顏色。團隊正探索將其應用於色盲矯正，例如通過人工調控視錐細胞功能，模擬第三種細胞的信號輸入，以增強色覺感知。
這項研究不僅拓展了人類對色彩視覺的理解，也爲未來視覺增強研究提供了新工具。儘管目前應用範圍有限，但其潛力可能遠超現有技術。
《科學》網站（www.science.org）
科學家發現：阻斷“跳躍基因”或可延緩衰老
轉座子（又稱"跳躍基因"）是能在基因組中移動的DNA序列，占人類基因組的40%以上。近年研究發現，這些序列的異常活躍與多種疾病和衰老過程密切相關。美國得克薩斯大學健康科學中心的研究表明，用於治療HIV的藥物3TC能通過抑制LINE-1型轉座子，減緩阿爾茨海默病模型動物的神經退化症狀。
在臨牀研究方面，3TC已在結直腸癌2期試驗中顯示出抑制腫瘤生長的效果。美國生物醫藥公司Transposon Therapeutics公司開發的TPN-101藥物原本是針對HIV的，後來發現對LINE-1的抑制效果比對HIV更強，在治療肌萎縮側索硬化症和額顳葉癡呆的臨牀試驗中，該藥成功降低了神經損傷標誌物水平，並延緩了患者呼吸功能衰退。一些機構正在開發更具針對性的LINE-1抑制劑，其中部分候選藥物在帕金森病動物模型中已取得積極效果。
從作用機制來看，LINE-1轉座子通過ORF2p蛋白實現自我複製，其異常激活會引發炎症反應和細胞衰老。2024年《自然》雜誌發表的兩項研究成功解析了ORF2p蛋白的三維結構，爲開發新型抑制劑提供了重要依據。但美國華盛頓大學的研究提醒，轉座子可能參與正常的生理功能，如促進造血幹細胞活化，長期抑制可能帶來未知風險。
研究人員強調，轉座子抑制劑更適合作爲輔助治療手段。例如3TC需要與化療藥物聯用才能發揮更好的抗癌效果。美國羅切斯特大學的研究指出，通過監測短期生物標誌物變化可以加速抗衰老藥物的評估進程，但藥物的長期安全性仍需進一步驗證。儘管存在挑戰，靶向跳躍基因的治療策略爲多種複雜疾病的治療開闢了新的研究方向。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、綠氫革命：籠狀結構催化劑突破效率瓶頸"
包合物（Clathrates）以其獨特的籠狀結構著稱，能夠容納客體離子。近日，一項研究發現，鎳基包合物在電解制氫中展現出卓越的催化性能，其效率甚至超越傳統鎳基催化劑，且穩定性更優。該研究由德國慕尼黑工業大學等機構合作完成，成果發表於《德國應用化學》（Angewandte Chemie）期刊上。
電解水制氫是實現綠氫生產的關鍵技術，其中析氧反應（OER）是制約效率的主要瓶頸。目前，鎳基催化劑因其成本優勢被廣泛應用，但其活性中心與電解質的接觸面積有限。研究團隊首次嘗試將鎳基包合物（Ba₈Ni₆Ge₄₀）作爲OER催化劑，並取得了突破性進展。
實驗表明，在工業級電流密度（550 mA cm⁻²）下，該催化劑的效率顯著優於傳統鎳基材料，且連續運行10天后活性仍保持穩定。通過BESSY II的原位X射線吸收光譜分析，團隊發現包合物在電解過程中發生結構轉變：三維籠狀框架中的鍺和鋇原子逐漸溶出，最終形成多孔鎳納米層。這種結構使催化活性位點充分暴露，大幅提升反應效率。
研究人員指出，這一發現爲電催化劑設計提供了新思路，其它過渡金屬包合物也可能具備類似特性，未來有望推動綠氫技術的進一步發展。
2、不止一種規則：最新研究揭示大腦學習的複雜機制
我們如何學習新事物？美國加州大學聖地亞哥分校的神經科學家通過一項突破性研究，揭示了大腦在學習過程中突觸變化的複雜機制。該研究成果發表於《科學》（Science）期刊。
傳統觀點認爲，神經元在學習時遵循統一規則，但新研究發現，不同突觸會依據各自所在區域採用不同規則，單個神經元甚至能同時執行多重規則。這一發現挑戰了長期以來的認知，併爲理解大腦如何處理信息提供了新視角。
研究採用雙光子成像等先進技術，首次實現對小鼠學習時突觸活動的高精度觀測。結果顯示，突觸的強化或弱化並非隨機，而是遵循特定區域規則，從而優化信息存儲。這一機制被稱爲“突觸可塑性”，是大腦適應新信息的關鍵。
研究還探討了“信用分配問題”——即大腦如何協調局部突觸活動以形成整體學習行爲。新發現表明，神經元的不同亞細胞區室能並行處理信息，類似於分工協作的蟻羣。
這一成果對人工智能發展具有啓示意義。傳統神經網絡依賴統一規則，而大腦的多規則機制可能爲設計更高效的AI系統提供新思路。此外，研究還爲治療腦部疾病（如阿爾茨海默病、自閉症等）提供了潛在方向，因爲這些疾病常伴隨突觸功能異常。
未來，科學家計劃進一步探索神經元運用多重規則的具體機制及其優勢，以更深入理解大腦的學習原理。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、科學家開發新技術，能精準檢測體液中納米塑料
微塑料及更小的納米塑料可通過食物攝入或吸入等途徑進入人體，部分顆粒會滯留體內，積聚在器官和體液中。奧地利格拉茨理工大學（Graz University of Technology）電子顯微鏡與納米分析研究所的團隊開發了一種新方法，可檢測透明體液中的納米塑料並分析其化學成分。目前，該方法正用於研究人工晶狀體是否會釋放納米塑料，相關成果已提交至科學期刊。
檢測分爲兩步：利用一家初創企業BRAVE Analytics開發的傳感器平臺將液體泵入玻璃管，用弱聚焦激光照射。顆粒會使激光脈衝速度變化，通過分析速度差異可確定顆粒大小和濃度。
新技術結合了光流體力誘導與拉曼光譜，通過分析激光散射頻率的微小差異，可識別顆粒的化學組成，尤其適用於塑料檢測。
格拉茨理工大學的團隊正在進一步研究人工晶狀體在機械應力或激光照射下是否釋放納米塑料，結果將爲眼科手術和晶狀體生產提供重要參考。
該方法不僅適用於尿液、淚液和血漿等體液檢測，還可用於工業液體流及飲用水和廢水的連續監測。
2、100毫秒改變選擇：簡單腦刺激方法或可加速決策
德國馬丁路德·哈勒維騰貝格大學（MLU）的一項研究發現，經顱直流電刺激（tDCS）可以影響人類的決策速度。該研究發表在《認知神經科學雜誌》（Journal of Cognitive Neuroscience）上。
tDCS是一種非侵入性腦刺激技術，通過頭皮電極傳遞微弱電流來調節特定腦區的活動。陽極刺激（正極）能增強神經活動，而陰極刺激（負極）則會抑制神經活動。這種方法因操作簡便，被廣泛應用於心理學研究和臨牀治療。
研究團隊針對大腦背外側前額葉皮層進行刺激，該區域與行動規劃和決策權衡密切相關。實驗中，40名參與者需同時完成聽覺和視覺任務，並決定優先處理哪一項。實驗採用雙盲設計，確保結果客觀。
結果顯示，陽極刺激使參與者的決策速度加快，而陰極刺激則讓他們更傾向於維持原有選擇。兩種刺激的決策時間差異約爲100毫秒，雖看似微小，但在認知實驗中具有顯著意義。這表明，調控該腦區的活動能影響多任務處理時的認知靈活性。
儘管實驗證明tDCS能在受控條件下影響決策，但其效果較爲微妙，且受多種因素制約。該研究爲理解腦刺激技術的作用提供了新證據，但仍需進一步探索其實際應用潛力。（劉春）