4月7日外媒科學網站摘要：中國科學家首次捕捉大腦“覺醒”關鍵瞬間
4月7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）
意識之謎：中國科學家首次捕捉大腦“覺醒”關鍵瞬間
中國神經科學家首次發現，當大腦意識到自身思維（即意識知覺）時，深層腦結構會被激活。這一突破性研究揭示了丘腦在意識形成中的關鍵作用。
大腦不斷接收外界刺激，但人們通常只感知其中的極小部分。過去研究認爲，大腦皮層負責對特定思維的覺察，而深部腦結構的機制因技術限制難以探究。北京師範大學張鳴沙（Mingsha Zhang）團隊利用頭痛患者腦內植入的電極，首次同步記錄了人類執行意識任務時丘腦和皮層的神經活動。這項研究成果最近發表於《科學》（Science）雜誌。
實驗中，參與者需根據是否注意到屏幕上的圖標做出反應。結果顯示，當參與者意識到圖標時，丘腦的活動比皮層更早、更強，且兩者協調同步。這表明丘腦可能充當“過濾器”，決定哪些信息進入意識層面。此發現與2020年小鼠實驗一致：當小鼠感知鬍鬚被撥動時，皮層細胞會向丘腦發送信號。
儘管研究被贊爲“對丘腦作用最全面的探索”，仍有學者質疑實驗是否真正區分了“意識”與“注意力”。未來，團隊計劃通過更多人腦實驗和獼猴研究進一步驗證。
這項研究爲意識機制提供了新視角，推動科學界超越皮層理論，深入探索深部腦區的奧秘。
《科學》網站（www.science.org）
醫學新發現：這種免疫細胞能靶向緩解女性疼痛
美國加州大學舊金山分校（UCSF）的一項最新研究發現，調節性T細胞（Tregs）除了已知的免疫調節功能外，還具有直接抑制疼痛的能力，且這一作用表現出顯著的性別差異。這項發表在《科學》（Science）雜誌的研究爲疼痛治療提供了全新視角。
Tregs作爲免疫系統的重要調節者，主要負責控制炎症反應和維持免疫平衡。研究人員通過基因工程技術，在小鼠實驗中特異性地清除腦膜區域的Tregs後，發現雌性小鼠的痛覺敏感性顯著升高，而雄性小鼠則不受影響。相反，當增加Tregs數量時，能夠有效緩解雌性小鼠的神經損傷疼痛。
進一步研究發現，這種鎮痛作用與女性性激素密切相關。當阻斷雌激素作用後，Tregs的鎮痛效果隨之消失。機制研究表明，Tregs通過釋放腦啡肽等鎮痛分子，直接作用於神經細胞上的特定受體來抑制痛覺傳導。值得注意的是，這種鎮痛機制獨立於Tregs的免疫調節功能。
這項發現具有重要的臨牀意義。目前臨牀上許多疼痛性疾病在女性中的發病率明顯高於男性，而現有的鎮痛療法往往效果有限。該研究不僅揭示了免疫系統與神經系統之間新的相互作用方式，也爲開發針對女性疼痛的特異性治療方法提供了可能。
研究人員表示，雖然目前已有一些通過調節Tregs來治療自身免疫性疾病的臨牀試驗，但要將這一發現轉化爲實際的疼痛治療方法，仍需要解決如何精準靶向特定部位Tregs等技術難題。這項突破性研究爲未來開發更安全、更有效的鎮痛策略開闢了新途徑。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、機器學習揭秘：細菌竟比光合作用更早“學會”呼吸氧氣
澳大利亞昆士蘭大學、英國布里斯托大學領導的一個研究團隊，通過結合基因組分析、化石記錄和機器學習技術，成功構建了細菌進化的詳細時間線。研究發現，某些細菌在進化出光合作用產氧能力之前，可能已具備利用氧氣的能力，這一發現挑戰了傳統認知。
研究聚焦於23.3億年前的“大氧化事件”（GOE），該事件使地球大氣從無氧狀態轉變爲富氧環境。由於微生物化石記錄稀缺，科學家通過分析古老岩石中的化學痕跡和基因組數據填補空白。研究團隊將GOE作爲時間基準，假設大多數需氧細菌的分支不會早於這一事件，除非有基因或化石證據支持例外。
機器學習技術被用於預測早期細菌是否依賴氧氣生存。研究人員還整合了線粒體和葉綠體的基因數據，以更精確地估算關鍵進化事件的時間。結果顯示，至少3個需氧細菌譜系在GOE之前就已存在，比事件早了近9億年。其中，藍細菌的祖先可能在32億年前就具備了需氧代謝能力，這意味着細菌利用氧氣的時間可能早於光合作用產氧的進化。
這一研究不僅揭示了細菌進化的新時間線，還展示了機器學習在解析生命歷史中的潛力。未來，該方法或可用於預測其他微生物特性，如抗生素耐藥性，爲科學研究和醫學應用提供新思路。
2、太空能源革命：科學家利用月球塵埃製成高效太陽能電池
月球塵埃未來可能成爲太空能源的關鍵。德國波茨坦大學的科學家利用模擬月壤成功製造出高效太陽能電池，不僅能抵禦太空輻射，還能大幅降低太空運輸成本，爲長期月球基地提供可持續能源。這項研究最近發表在《Device》期刊。
目前太空使用的太陽能電池效率雖高（30%-40%），但依賴地球製造的玻璃或厚保護層，重量大、成本高。德國波茨坦大學的研究團隊提出創新方案：用月球表層的鬆散岩屑（月壤）熔製成玻璃，替代傳統材料。這一改變可使航天器發射質量減少99.4%，運輸成本降低99%。
實驗採用模擬月壤熔制的月球玻璃，搭配高效鈣鈦礦晶體，製成新型太陽能電池。測試表明，每克材料產生的能量可達傳統電池的100倍。月球玻璃因含天然雜質呈褐色，反而增強了抗輻射能力，避免普通玻璃在太空中因褐變而降低效率的問題。
研究團隊發現，月球玻璃的製備僅需聚集陽光熔解月壤，無需複雜工藝。通過優化玻璃厚度和電池結構，目前效率已達10%，未來有望提升至23%。不過，月球環境仍存挑戰，如低重力、極端溫差和真空條件可能影響材料性能。團隊計劃開展月球實地測試以驗證可行性。
這項研究表明，月球塵埃不僅能用於建造或提取資源，還可轉化爲能源，爲未來月球基地提供電力支持。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、冰火共存！科學家發現顛覆性新物質態，量子計算或迎突破"
美國布魯克海文國家實驗室的科學家發現了一種“半冰半火”的新物質相，由冷而有序的電子自旋與熱而混沌的電子自旋混合而成。這一發現挑戰了傳統物理學的認知極限，可能推動量子計算、磁製冷等技術的發展。
這種新相態源自對一維亞鐵磁體材料的研究，其獨特之處在於同時存在高度有序（“冷”）和高度無序（“熱”）的電子自旋排列。更關鍵的是，它能在有限溫度下實現物質狀態的極銳利轉變，未來或可應用於能源系統和信息技術領域。
“半冰半火”是此前發現的“半火半冰”相態的對偶狀態。2016年，科學家在研究磁性化合物Sr₃CuIrO₆時首次觀測到“半火半冰”態，其中銅位點的自旋完全無序（熱），而銥位點的自旋完全有序（冷）。但傳統理論認爲，這類一維磁性系統無法在有限溫度下發生相變，因此其實際應用一直存疑。
最新研究發現，“半冰半火”態可通過超窄溫度範圍實現相變切換，並具備巨大磁熵變等特性，有望用於新型磁製冷技術或量子信息存儲。科學家計劃進一步探索其在量子自旋及複雜材料系統中的表現，爲未來技術開闢新可能。
這項研究不僅拓展了對物質相態的理解，也爲精準調控材料性能提供了新途徑。相關成果已發表於《物理評論快報》（Physical Review Letters）等期刊。
2、心臟驟停不再“猝不及防”？AI實現兩週前精準預警
《歐洲心臟雜誌》（ European Heart Journal）的一項最新研究顯示，人工智能（AI）能提前兩週預測致命性心律失常，有望革新心臟健康管理模式。該研究由法國國家健康與醫學研究院、巴黎西岱大學、巴黎公立醫院集團（AP-HP）聯合美國團隊共同完成。
研究團隊開發的人工神經網絡分析了來自美、法、英等六國的24萬份動態心電圖（ECG）數據，識別出兩週內可能發生心臟驟停的高危患者，準確率超70%。全球每年超500萬人死於心臟性猝死，其中許多患者此前並無心臟病史。
該AI算法由Cardiologs（飛利浦集團子公司）聯合巴黎西岱大學和哈佛大學開發，通過分析數百萬小時的心跳數據，發現了預示心律失常的微弱信號，尤其是心臟電活動週期的關鍵指標。
目前，該技術識別高危患者的準確率達70%，排除低危患者的準確率高達99.9%。未來，該算法或可應用於醫院監護系統，並整合至動態血壓監測儀和智能手錶等設備，實現實時預警。
研究團隊表示，這一突破標誌着猝死預防模式的轉變——從以往的中長期風險評估，到如今可提前數小時甚至數天預測風險。下一步將開展臨牀試驗，以驗證其實際應用效果。
該研究證實，AI在嚴重心律失常的早期預警方面具有巨大潛力，或將爲心臟健康管理帶來革命性變化。（劉春）