6月23日外媒科學網站摘要:動物"超能力"能複製到人身上嗎?
6月23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)
蠑螈重建四肢、斑馬魚修復脊髓:動物“超癒合”能力如何造福人類
大多數哺乳動物並不具備魚類、兩棲動物、爬行動物和蠕蟲所展現的再生能力:渦蟲可再生幾乎所有細胞,蠑螈能重建四肢和部分大腦,斑馬魚能修復被切斷的脊髓,綠安樂蜥則可再生尾巴。,而這些動物的能力長期以來令科學家着迷,爲人類醫學研究提供了重要線索。如今,隨着基因組學、蛋白質組學和單細胞成像等領域的進展,科學家們正把這些動物身上的發現應用於人類細胞。”
在近期國際幹細胞研究學會會議上,多項研究展示了突破性進展。美國華盛頓大學團隊發現,斑馬魚脊髓損傷後,一類與人類胎兒星形膠質細胞相似的細胞能促進修復。實驗表明,通過特定分子調控,人類星形膠質細胞可表現出類似斑馬魚細胞的修復特性,並在小鼠實驗中展現出更強的保護屏障作用。
美國南加州大學的研究團隊則聚焦綠安樂蜥的尾巴再生機制。蜥蜴與人類共享許多基因,其肌肉乾細胞能從頭構建組織,而哺乳動物的同類細胞則無此能力。這一發現爲治療肌肉退化疾病和老年肌肉衰退提供了新思路。
奧地利維也納大學的研究以多毛蠕蟲爲模型,發現其幼年時可通過細胞重編程實現身體再生,這一過程涉及類似“山中因子”的分子表達。該機制或爲人類組織再生研究開闢新途徑。
這些研究顯示,通過解析超級癒合動物的再生機制,未來或可開發出針對脊髓損傷、肌肉疾病和衰老相關病症的創新療法。
《科學》網站(www.science.org)
從矩形到圓形:文化如何重塑我們的視覺認知
研究表明,文化環境會從根本上改變人們對世界的視覺感知。納米比亞鄉村的辛巴族人在觀察某些光學錯覺時,與歐美工業化社會的人羣存在顯著差異。例如,在“科弗錯覺(一組可被解讀爲矩形或圓形的網格)”測試中,美國和英國的受試者大多首先看到矩形,而辛巴族人則更容易識別圓形。研究者認爲,這種差異可能與生活環境有關——歐美社會以矩形建築爲主,而辛巴族的傳統村落由圓形茅屋圍繞着圓形牲畜圈構成。這項研究的預印本發佈於PsyArXiv平臺。
該研究由英國倫敦政治經濟學院的團隊主導,測試了六種視覺錯覺(其中有五種首次用於跨文化研究),對比了工業化國家(美英)、納米比亞鄉村辛巴族及半城市化納米比亞城鎮居民的感知差異。除科弗錯覺外,辛巴族人對波浪線鋸齒錯覺和平行線傾斜錯覺的抵抗力也顯著更強,多數能準確識別真實圖形,而歐美受試者則普遍受到誤導。
儘管視覺差異研究已有百年曆史,但過去僅基於少數幾種錯覺,學界對其解釋仍存爭議。部分學者認爲文化僅影響“高層次”認知(如注意力),而基礎視覺系統是普適的;另一派則主張視覺本身即受經驗塑造。哈佛大學的學者指出,視覺科學長期忽視文化因素,導致研究樣本多侷限於工業化社會,可能將特定文化下的認知誤判爲人類共性。
該研究尚未完全揭示文化影響視覺的具體機制,但強調了跨文化研究的重要性。若僅以單一文化爲基準,人類認知的“普遍規律”可能只是特定環境的產物。正如研究者所言,真正的世界認知需要多元視角——包括那些“能看見圓形的人”,尤其在他人眼中只有矩形時。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
光速革命:玻璃纖維或將取代傳統芯片,開啓AI新時代
芬蘭坦佩雷大學和法國路易·巴斯德大學的研究團隊合作開發了一種基於光學的AI計算系統,利用超快激光脈衝和光纖實現高效信息處理,速度遠超傳統電子技術,爲下一代高速、低能耗計算機提供了新方向。
傳統電子芯片在帶寬、算力和能耗方面已接近物理極限,而AI模型的複雜化進一步加劇了這些挑戰。相比之下,光計算利用光纖中的非線性光學效應,能以數千倍的速度處理數據,同時顯著降低能耗。研究團隊採用飛秒(千萬億分之一秒)激光脈衝和比頭髮絲還細的特製光纖,構建了一種光學“極限學習機”(一種類似神經網絡的AI架構)。通過調控光的波長、功率和光纖的物理特性,系統可在不到一皮秒(萬億分之一秒)內完成手寫數字識別,準確率超過91%,接近主流數字方法的水平。
研究還發現,性能優化並非依賴更強的激光或更復雜的設計,而是取決於光纖長度、色散(不同波長傳播速度差異)效應與光功率的精細平衡。這一突破錶明,光學計算的核心優勢在於對光信號的高效編碼與調控,而非單純提高硬件強度。
該成果爲光電子混合AI系統奠定了基礎,未來可應用於實時信號處理、環境監測及超高速AI推理。研究團隊強調,通過融合非線性光學與機器學習,有望開發出兼具超高速和低能耗的新型計算硬件。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
比人類快3倍!世界最小自供電雙足機器人創下速度紀錄
美國卡內基梅隆大學研發出一款全球最小的自供電雙足機器人,身高僅1.5英寸(3.81釐米),卻能以每小時0.5英里(0.805公里)以上的速度行走,並能夠完成轉向、跳躍和攀爬低階等動作。該機器人名爲“Zippy”,是美國國家科學基金會資助項目的成果,旨在探索微型機器人的運動機制,以提升其在複雜環境中的適應性。
研究團隊指出,雙足機器人比輪式機器人更適合在人類設計的環境中行動,尤其是在不平坦地形或障礙物較多的場景。Zippy採用內置電池和驅動器驅動,通過擡起前腿並轉移重心實現行走,其圓形前足設計幫助保持平衡。由於體積微小,機器人採用機械限位裝置替代傳統伺服系統,使其能以每秒10倍腿長的速度移動,相當於成年人以每小時19英里(約30.58公里)的速度行走,成爲目前全球最快的自供電雙足機器人。
該技術的潛在應用包括緊急搜救、工業檢測和科學勘探。例如,Zippy可進入狹小或危險區域執行任務,而多個機器人協同工作還能提升任務效率。未來,研究團隊計劃爲其加裝攝像頭和傳感器,以實現定位和自主導航,進一步拓展其應用場景。
這項突破不僅展示了微型機器人技術的進步,也爲未來開發更高效的仿生機器人提供了新思路。(劉春)