9月12日外媒科學網站摘要:管不住嘴?大腦“食欲開關”被找到了

9月12日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

1、吃飽了還停不下來?可能是大腦這個“食物開關”失控了

美國哥倫比亞大學的研究人員在小鼠大腦中發現了一個如同“食物開關”的關鍵區域——一個名為終紋床核(BNST)的腦區,它能夠直接控製進食行為的啟動和停止。這一發現發表於頂級期刊《細胞》(Cell),可能為理解人類飲食行為提供全新視角。

研究表明,BNST是大腦中處理多種進食信號的核心樞紐。它接收來自不同腦區的信息,綜合判斷身體的饑餓程度、營養狀態以及食物是否美味,從而決定是否進食。通過精確操控小鼠的BNST神經元,研究人員實現了對進食行為的雙向調控:關閉時,饑餓的小鼠也會停止進食;打開時,飽腹的小鼠不僅大量吃喝,甚至還會啃食塑料顆粒。

這一機製顯示出巨大的應用潛力。在實驗模型中,激活BNST可幫助接受化療的小鼠維持體重,抑製BNST則能有效防止過度進食。更引人注目的是,研究團隊發現常用減肥藥索馬魯肽(Semaglutide)的部分作用機製正是通過影響BNST的特定神經元群來實現的。這為開發新型減肥藥物指明了方向——有望針對BNST設計更精準的療法,避免當前藥物作用於腦幹所帶來的惡心等副作用。

研究團隊指出,深入解析BNST的神經環路機製,將有助於開發針對肥胖、厭食症等飲食相關疾病的全新治療策略。盡管目前研究仍處於早期階段,但這一發現無疑為代謝疾病的治療帶來了重要的科學突破。

2、繞過倫理審查?AI生成醫療數據引發科研“規則變革”

加拿大、美國和意大利的一些頂級醫學研究機構表示,使用人工智能生成的合成數據開展研究可以免於常規的倫理審查。這些機構包括意大利IRCCS Humanitas研究醫院、加拿大東安大略兒童醫院(CHEO)和渥太華醫院,以及美國華盛頓大學醫學院(WashU Medicine)。

合成數據是通過人工智能模型基於真實患者數據生成的全新數據集,其保留了原始數據的統計特征,但不包含任何可識別個人身份的信息。因此,多家機構認為這類研究不屬於“人類受試者研究”,無需獲得倫理委員會的批準。

華盛頓大學醫學院自2020年起豁免此類倫理審查,成為美國首批大規模采用合成數據的機構之一。其依據是美國《通用規則》,以數據不含真實患者信息為由免除了審查義務。意大利IRCCS Humanitas醫院因其高水平研究醫院的身份,享有更大自由度,可在經患者同意的前提下直接使用合成數據而無需額外倫理審批。

加拿大安大略省相關法律也明確,生成非個人身份信息無需患者同意。2024年,CHEO等機構通過法律分析認定合成數據不構成個人健康信息,因此不屬人類研究範疇,免除了倫理審查義務。不過,訪問真實患者數據以生成合成數據的研究仍須倫理批準,但因屬低風險通常可豁免參與者知情同意。

支持者認為,合成數據有助於保護隱私、促進跨機構數據共享及加快科研進程。然而國際規範不統一帶來挑戰,例如對“可識別”與“匿名”的界定存在爭議,可能阻礙跨國合作。專家指出,匿名與可識別的邊界隨技術發展而變化,需推動監管共識。英國藥品和保健品監管局雖允許使用合成數據,仍強調研究者須嚴格遵守倫理與數據保護責任,避免濫用“豁免”範圍。

《科學》網站(www.science.org)

1、腫瘤為何如此狡猾?科學家揭示背後“環形元凶”

近年來,科學家發現一種稱為“染色體外DNA(ecDNA)”的環狀DNA結構在多種癌症中廣泛存在,尤其在惡性程度高、預後差的腫瘤中更為常見。這類DNA結構攜帶多個致癌基因副本,能夠迅速積累並幫助腫瘤逃避藥物治療,顯著加速癌症進展與耐藥性的產生。

該發現最初源於對腦膠質母細胞瘤的研究。科學家觀察到,腫瘤細胞在麵對靶向藥物時,竟能快速改變EGFR基因的拷貝數,背後機製正是ecDNA的動態變化:它們獨立於染色體存在,可自由複製、消失或重新出現,使腫瘤在演化上具備高度靈活性。

多項研究證實,ecDNA廣泛存在於多種癌症類型中。它們不僅促進腫瘤惡化,還與患者較差的生存率相關。例如,在兒童腦瘤、骨癌和軟組織肉瘤中,攜帶ecDNA的患者五年內死亡風險增加一倍。

由於ecDNA可成簇聚集、共同調控基因表達,並實現在細胞分裂過程中的不對稱分配,腫瘤內部形成高度異質性的細胞群體,從而更容易抵抗靶向治療。傳統模型中耐藥性通常由個別突變細胞逐漸擴張形成,而ecDNA使得大量細胞可同時發生改變,極大增加了治療難度。

盡管科學界對ecDNA生物學機製的理解仍處於早期,多項臨床試驗也已遇到劑量限製毒性等挑戰,該領域仍被視為抗癌研究的新前沿。一些國際科研計劃也投入資金支持相關合作,推動基礎研究向臨床轉化。科學家相信,針對ecDNA的治療策略有望為癌症患者帶來新的希望。

2、中國科學家首次實現恐龍蛋殼直接測年,精度躍升至百萬年內

近日,一項發表於英文學術期刊《地球科學前沿》(Frontiers in Earth Science)的研究首次實現了對恐龍蛋化石的直接定年,為精確研究恐龍演化曆史提供了新方法。該研究針對中國湖北省青龍山恐龍蛋化石遺址中發現的蛋殼樣本,采用鈾鉛(U-Pb)測年技術,成功確定其形成於約8600萬年前的上白堊紀晚期。

青龍山是中國首個正式設立的恐龍蛋化石保護區,其岩層厚度達15米,包含多種類型的恐龍蛋,表明該地區在白堊紀時期曾是多種恐龍長期使用的繁殖地。由於該地層缺乏火山岩,傳統依靠火山岩放射性定年的方法難以應用。以往研究僅能通過岩石磁極性分析將年代大致限定在8300萬至7900萬年前。

研究團隊從一批填充有方解石的蛋化石中取樣,利用激光剝蝕-質譜技術,測定方解石中鈾衰變為鉛的比率,從而計算出精確年齡。結果顯示這批恐龍蛋產自8600萬年前,處於白堊紀末期全球變冷的階段。

這一直接定年方法有望廣泛應用於其他恐龍蛋化石,幫助構建更準確的恐龍演化時間線。研究團隊計劃進一步對同一剖麵不同層位的蛋化石進行係統測年,以揭示恐龍物種的演變曆程,並探究該地區成為恐龍繁殖中心的原因。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

人類進化並非線性過程:化石證據表明人屬與南方古猿曾意外共存

在埃塞俄比亞阿法爾地區的萊迪-傑拉魯(Ledi-Geraru)遺址,新發現的古人類化石為人類早期演化提供了關鍵證據,填補了距今200萬至300萬年間人類進化化石記錄的部分空白。這項由美國國家科學基金會和利基基金會支持、發表於《自然》(Nature)雜誌的研究表明,最早的人屬(Homo)物種在280萬年前已經出現,並與另一支人族——南方古猿(Australopithecus)在260萬年前同時存在。

這一發現挑戰了以往認為南方古猿早在300萬年前已在該地區滅絕的觀點,顯示出人類進化並非線性過程,而是多分支共存的複雜圖景。此前,人屬曾被認為在出現後迅速取代了其他人族,但新研究支持了多種人族長期共存的假說。例如,在非洲南部,早期人屬與以粗壯齒頜為特征的傍人(Paranthropus)共存;而在埃塞俄比亞阿法爾地區,人屬則與南方古猿共享生存空間。

目前尚未明確這些不同人族如何共享資源、劃分生態位,也不清楚飲食習性是否因共存關係而發生適應性的改變。值得注意的是,這些迄今最古老的人類化石早於任何確鑿的石器製造或食肉行為證據,引發學界思考:人屬的特征演化是否源於與其他族群的競爭?

此次發現的化石均為牙齒。由於牙釉質耐腐蝕,牙齒往往保存最為完好。分析顯示,人屬與南方古猿的牙齒形態存在細微而穩定的差異。

盡管新發現推進了對人類演化樹早期形態的理解,目前仍缺乏關於這些古人類頭部和身體形態的信息。研究團隊將繼續在阿法爾地區開展田野工作,期待未來能發現更多化石,進一步揭開人類起源的奧秘。

《賽特科技日報》網站(http://scitechdaily.com)

能量密度暴增150%!科學家合成下一代火箭燃料,或將顛覆太空旅行

美國奧爾巴尼大學的化學家團隊成功研製出一種名為二硼化錳(MnB₂)的高能量化合物,有望成為下一代火箭燃料,顯著提升太空旅行效率。

據研究團隊介紹,二硼化錳的能量密度比目前普遍用於固體火箭助推器的鋁高出20%以上(按重量計),體積能量密度更是高出約150%。這一突破意味著未來火箭在執行相同任務時,所需的燃料將大幅減少,從而為科研設備及樣本預留更多空間。該化合物性質穩定,僅在與煤油等點火源接觸時才會引發燃燒。

二硼化錳的合成曾是一大難題。研究人員采用先進的“電弧熔煉”技術,將錳和硼粉末壓胚後,在特製腔室內用近3000攝氏度的極高溫電弧將其熔化,再迅速冷卻以固定其獨特的分子結構。計算化學模型揭示,其高能量源於分子結構的微妙“變形”——一種如同被壓縮的彈簧般的不對稱性,儲存了大量勢能,並在點燃時劇烈釋放。

除航天領域外,二硼化錳的硼基結構還展現出廣泛的應用潛力。初步研究表明,它可用於強化汽車催化轉化器的性能,並作為催化劑加速塑料降解過程,為環保技術提供新方案。

這項研究不僅實現了過去僅存在於理論中的化合物合成,更體現了材料化學通過創新分子設計開發前沿材料的核心目標。該成果已發表於《美國化學會誌》(Journal of the American Chemical Society),為推進燃料技術、催化工藝和材料科學提供了新的研究方向。(劉春)

漯河
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