压力如何增强记忆？大脑如何计算“最短路径”？｜科研日报

编辑：刘芳、金婴
编审：寇建超
排版：李雪薇

导读：澳大利亚昆士兰理工大学的研究人员将生物塑料用 3D 打印成独特的几何形状，使其具有很强的抗撞击和抗负荷能力。这种几何形状的能量吸收能力相当于在建筑墙壁上覆盖一层 20 毫米厚的加固复合材料保护层，可承受以 60 公里/小时行驶的汽车的冲击力。这项发明还可以抵抗气体爆炸、地震、风力等引起的冲击能。

• 国际头条

四条腿的群体机器人

美国圣母大学（University Of Notre Dame）电气工程研究人员从蚂蚁的行为获取灵感，开发出能够穿越复杂地形的小型群体机器人。机器人由 3D 打印机制造，长度为 15 到 20 厘米，配备锂聚合物电池、微控制器和三个传感器，并且和可以互相连接。它们甚至可以检测路径上的缝隙，用身体搭建一座桥。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-10-successfully-four-legged-swarm-robots.html
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abf1628

大脑如何计算“最短路径”

麻省理工学院的新研究表明，我们的大脑并没有优化到计算所谓的“最短路径”，而会在初始时选择更指向目的地的道路，即使综合来看这条路更长。也就是说在开始向目的地行进时，我们必须选择与目的地的角度偏差最小的那条路。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-10-brain-cities-wired-shortest-path.html
https://www.nature.com/articles/s43588-021-00130-y

以跑鞋材料为灵感的 3D 打印设计可保护建筑物免受冲击损坏

澳大利亚昆士兰理工大学的研究人员将生物塑料用 3D 打印成独特的几何形状，使其具有很强的抗撞击和抗负荷能力。这种几何形状的能量吸收能力相当于在建筑墙壁上覆盖一层 20 毫米厚的加固复合材料保护层，可承受以 60 公里/小时行驶的汽车的冲击力。这项发明还可以抵抗气体爆炸、地震、风力等引起的冲击能。



原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-10-material-3d-printed-impact.html
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ac2811

提起重物时大大减少背部负担的机械骨骼

佐治亚理工学院的研究人员开发了一款相当轻便的机械系统 ABX。当 ABX 的穿戴者将重物从地面平移时，他们的背部肌肉活动平均减少 16%。当穿戴者将重物从地面直接举起时，ABX 可以减少 37% 的背部肌肉消耗。



原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-10-exosuit-awkward.html
https://ieeexplore.ieee.org/document/9559874

用巨型机器清理大量海洋塑料

荷兰发明家 Boyan Slat 在 18 岁时候立志要清理海洋塑料。上周他带领自己的 Ocean Cleanup 团队从太平洋上移走了近 2 万磅的塑料。他们创造的装置名为 Jenny，是一个 330 英尺长的漏斗状漂浮网。两艘船以 1.5 节的速度拖着它穿过海洋，而洋流将塑料推入网中。

原文链接：
https://futurism.com/the-byte/huge-machine-ocean-plastic

为什么人们会对有压力的经历记得更牢？

德国波鸿鲁尔大学（Ruhr-Universityät Bochum）的研究人员通过实验分析了在压力环境下参与者大脑杏仁体的活动。他们发现心理压力在杏仁体中直接影响记忆的形成。应激事件中核心物体和中枢神经表征是捆绑在一起的。杏仁体相似模式解释了压力如何增强记忆。

原文链接：
https://news.rub.de/english/press-releases/2021-10-15-psychology-why-do-we-remember-stressful-experiences-better
https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)01284-7

亲密伴侣展现攻击性时大脑会有独特的反应

弗吉尼亚联邦大学研究人员用功能性磁共振成像技术检测了 51 对男女恋人在经历亲密伴侣攻击性行为时的大脑活动。他们发现大脑内侧前额叶皮质（Mpfc）出现异常。这表明在神经学层面伤害恋人与伤害朋友和陌生人有很大不同。

原文链接：
https://news.vcu.edu/article/2021/10/study_discovers_unique_brain_signature_of_intimate_partner_aggression

如何编程 DNA 机器人来戳细胞膜

新南威尔士大学和悉尼大学的研究人员发现了 DNA 纳米技术可以根据需要在细胞膜上打孔，以便能够在膜上传递重要信号。这为“迷你生物计算机”铺平了道路，这种计算机在生物传感和 mRNA 疫苗方面有潜在的用途。

原文链接：
https://phys.org/news/2021-10-dna-robots-prod-cell-membranes.html
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab888/6382389

可以制作呼吸调节服装的新型纤维

麻省理工学院和瑞典的研究人员开发的一种新型纤维可以感知自己被拉伸或压缩的程度，然后以压力、拉伸或振动的形式提供即时的触觉反馈。研究小组认为，这种面料可以帮助训练歌手或运动员更好地控制自己的呼吸，或者帮助从疾病或手术中恢复过来的患者恢复呼吸模式。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-10-fibers-breath-regulating-garments.html
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3472749.3474802

天文学家提出整个太阳系被一条巨大的磁隧道所包围

多伦多大学的一个研究小组表示，太阳系周围有一条巨大隧道状磁场。研究团队用计算机模型来模拟从地球上看的射电天空是什么样子。他们推测这条磁隧道距离太阳系大约 350 光年，近 1000 光年长。未来该团队希望了解磁隧道在银河系中扮演的角色，因为磁场并不是孤立存在的。他们都必须相互联系。

原文链接：
https://futurism.com/the-byte/solar-system-magnetic-tunnel
https://arxiv.org/pdf/2109.14720.pdf

麻省总医院正在重新定义神经精神病学领域——基于脑回路的神经调控研究

麻省总医院神经精神科的医生正在改变他们对动态学科的定义——重点关注大脑回路如何决定患者临床表现，通过学习不断进化的干预措施来培训未来的专家，并研究新的神经调节技术。

 

麻省总医院神经精神病学系主任 Joan A. Camprodon 博士表示：“神经精神科历来被定义为治疗出现精神症状的神经障碍患者的医学专业。该领域整合了神经病学和精神病学的范例和临床工具——在某种程度上也整合了神经外科，以治疗非常复杂的病人，使得这些病人常常在神经病学和精神病学之间来回奔波。但界定什么是神经病学和什么是精神病学的界限是模糊的，因为它们是人为界定的，如果人们试图从操作层面上定义它们，这界定很快就会被打破。”

原文链接：

https://advances.massgeneral.org/neuro/article.aspx?id=1430

• 国内头条

中科院：精密测量院在沸石分子筛催化丙烷芳构化反应机制研究中取得进展

近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员徐君、邓风科研团队， 在沸石分子筛催化丙烷芳构化反应机制研究方面取得重要进展。该团队利用原位固体核磁共振技术，探索镓（Ga）修饰 ZSM-5 分子筛（Ga/ZSM-5）催化丙烷转化制芳烃过程，发现环戊烯碳正离子中间体，并实验证实该碳正离子可作为活性“烃池”物种催化丙烷生成轻质芳烃（苯、甲苯、二甲苯）的转化机制。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202110/t20211015_4809709.shtml

中科院：大连化物所开发出高性能光热转化石墨烯基复合相变材料

近日，中国科学院大连化学物理研究所热化学研究组研究员史全团队通过合成策略开发出一种具有高光热转换效率的石墨烯基复合相变材料。该复合相变材料具有优异的相变性能和光热转换能力，为大规模制备石墨烯基光热转化复合相变材料提供了新思路。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210927_4807262.shtml

中科院：兰州化物所高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层研究获进展

中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副研究员高祥虎、研究员刘刚带领的科研团队，通过组分调控、构型熵优化和结构设计，制备出系列高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层。

研究人员通过时域有限差分法（FDTD）研究了涂层光吸收机制。长期热稳定性研究表明，高熵合金氮化物吸收涂层在 600 °C真空条件下，退火 168 小时后仍保持良好的光学性能；计算涂层在不同工作温度和聚光比的光热转化效率发现，当工作温度为 550 °C、聚光比为 100 时，涂层的光热转化效率可达 90.1%。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202110/t20211012_4808873.shtml

中科院：微生物所等在微流控高通量筛选塑料解聚酶研究中获进展

近日，该团队报道了基于微流控超高通量荧光激活液滴分选平台（Fluorescence-Activated Droplet Sorting，FADS）的塑料解聚微生物单细胞筛选工作。该工作优化了高通量筛选平台性能以及与环境样品筛选的兼容性，筛选通量达 1000 液滴/秒，分选准确率达到 99.95% 以上。较传统筛选手段而言，FADS 提供了海量微生物和酶突变体单细胞精准筛选的新平台。

原文链接：
http://www.cas.cn/syky/202110/t20211015_4809757.shtml

北京大学：北大第三医院李子健课题组受邀在 Pharmacology & Therapeutics 发文提出膜受体内吞的新命运——内吞激活

基于李子健课题组多年来在受体信号转导机制的最新研究和系统的理论成果，结合国际同行的前沿发现，李子健课题组提出细胞膜受体内吞的第三种命运“内吞激活”。“内吞激活”不仅代表了一种全新的受体激活模式，还揭示了细胞膜受体内吞后命运“由死到生”的现象和内涵。本文不仅系统地论述了内吞激活的启动、内吞途径、亚细胞器定位及信号激活的过程，同时赋予了膜受体内吞后信号转导的意义。

原文链接：
http://pkunews.pku.edu.cn/jxky/e26f474b008f45929d4fd5ecdfad5630.htm

上交大：上海交大 ITEWA 团队在超高性能太阳能驱动空气取水研究上取得新成果

近日，上海交大制冷与低温工程研究所王如竹教授和李廷贤研究员领衔的能源-水-空气 ITEWA 创新团队（Innovative Team for Energy, Water & Air）在能源环境领域期刊 Energy & Environmental Science 上发表了交叉学科研究论文。文章从吸附材料开发与合成、材料与器件传热传质强化、空气取水装置循环工作策略设计等多个角度对空气取水进行了全面的创新与性能提升，提出了一种垂直阵列的石墨烯水凝胶复合吸附材料（LiCl@rGO-SA），设计构建了可实现快速连续循环的新型空气取水装置，通过吸附材料和取水装置的创新突破实现了太阳能驱动的超高空气取水量。

原文链接：
https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20211018/160063.html

厦门大学：张晓坤教授团队发文揭示衰老相关分子机制

近日，厦门大学药学院张晓坤教授课题组在《自然》期刊的子刊《自然∙通讯》（Nature Communications）杂志上发表重要创新成果。这项研究首次揭示了孤儿核受体 Nur77 能够发生相分离、进而通过相分离介导了线粒体自噬的分子机制，发现了这一机制在衰老过程和疾病发生发展中的生理功能。

近年来，科学家们发现相分离调控细胞内的各种信号传导通路，在人类健康中起关键作用，是药物开发的一个崭新领域，但相分离是如何参与隔离大型细胞器，例如清除损伤线粒体，其中的机制仍然不是很清楚。

原文链接：
https://news.xmu.edu.cn/info/1045/41882.htm

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