7月16日外媒科學網站摘要:研究人員發現產生創造力的腦細胞網絡

7月16日(星期二)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

研究發現硫是地球上最早水形成的關鍵

一項新的研究發現,一種甚至不存在於水中的化學元素——硫,是地球最初形成水的關鍵,這支持了一年前的類似觀點。這一發現意味着我們的星球生來就擁有創造自己水所需的一切元素,因此不需要從其他地方獲得水。

水對陸地生命至關重要,但地球形成於新生太陽周圍的一個區域,這個區域太熱了,因此地球應該是乾燥的。現在,對一種特定類型隕石的兩項獨立研究得出了相同的結論:大量的氫——水的關鍵成分——不是以H2O的形式來到地球,而是與硫結合在一起。這使得氫能夠在高溫下存活下來,然後與地殼中最常見的元素氧結合,形成水。

早在2020年,研究人員報告了一個驚人發現:氫存在於被稱爲“頑輝石球粒隕石”的稀有隕石中,這種隕石類似於構建我們星球的“積木”。這一發現表明,地球的組成部分從一開始就含有大量的氫。

但一些科學家對此結果表示懷疑。他們擔心地球上現在的水已經用氫污染了隕石。

去年,法國的研究人員報告稱,頑輝石球粒隕石中的氫與硫結合在一起。牛津大學的研究人員最近提交給預印本網站arXiv.org的一篇論文中報告稱,現在另一個研究小組發現,大部分氫被鎖在磁黃鐵礦(一種青銅色的硫化鐵礦物)中。

這意味着氫是隕石本身的產物,而不是地球污染的結果。

《科學時報》網站(www.sciencetimes.com)

AI和阿爾茨海默病:這項技術會改變疾病診斷的遊戲規則嗎?

人工智能(AI)在醫療領域的主要應用之一是讀取和檢測掃描中的視覺模式,這可能有助於檢測疾病——在某些情況下,甚至在疾病出現強烈症狀之前。這是通過使用大量特定條件的掃描來“訓練”AI 來實現的。這些機器學習技術已經顯示出巨大的潛力,並且能夠幫助檢測患者大腦結構中阿爾茨海默氏症的跡象,因爲它們在症狀出現前20年就出現在覈磁共振成像中。

最近,擴散模型在醫療任務中顯示出了新希望。被稱爲“Stable Diffusion”的AI模型已經被訓練成以更有效的方式執行類似的圖像識別和模式檢測任務,使用更少的訓練時間和更少的示例,同時產生更準確的結果。這種更高效的AI算法顯示出巨大的前景,並且能夠改進其他AI模型在視覺診斷阿爾茨海默氏症方面的表現。

AI是通過大量數據訓練的。幸運的是,這正是檢測阿爾茨海默氏症所需要的——有時數據太多,醫生無法正確地綜合考慮。這就是深度學習AI模型的切入點——處理大量數據正是它的設計目的。

找到治療阿爾茨海默氏症的方法不僅有利於那些試圖避免這種悲慘未來的患者,也有利於那些已經遭受痛苦或出現早期症狀的患者。幸運的是,藥物開發是AI顯示出巨大前景的另一個領域。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、韋伯望遠鏡調查遙遠世界永恆的日出和日落

美國空間望遠鏡研究所(STScI)的研究人員使用美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)證實了之前的預測:系外行星WASP-39b在永恆的早晨和永恆的夜晚的大氣之間存在差異。WASP-39b是一顆巨大的行星,直徑是木星的1.3倍,但質量與土星相似,繞着一顆距離地球約700光年的恆星運行,被潮汐鎖定在其母星上。這意味着它有一個恆定的白晝面和一個恆定的黑夜面——行星的一面總是暴露在它的恆星面前,而另一面總是籠罩在黑暗中。

利用JWST的近紅外光譜儀(NIRSpec),天文學家證實了WASP-39b上永恆的早晨和永恆的夜晚之間的溫差,夜晚溫度大約高出約200攝氏度。他們還發現了不同雲層覆蓋的證據,WASP-39b上的早晨可能比晚上更多雲。

對獲得的數據進行廣泛的建模,也使研究人員能夠研究WASP-39b的大氣結構、雲層覆蓋以及爲什麼晚上更熱。雖然該團隊未來的工作將研究雲層如何影響溫度,反之亦然,但天文學家證實,行星周圍的氣體循環是造成WASP-39b溫差的主要原因。

該研究結果發表在《自然》(Nature)雜誌上。

2、創造力來自哪裡?研究人員發現產生創造力的腦細胞網絡

創造性思維是人類的一個標誌,但它是一種短暫的、幾乎自相矛盾的能力,在不去尋找的時候會意外地出現。而創造力的神經系統來源——當我們跳出思維定式時,我們的大腦中發生了什麼——同樣難以捉摸。

但是現在,一個由美國猶他大學和貝勒醫學院的健康研究人員組成的研究小組,使用了一種精確的大腦成像方法來揭示大腦的不同部分是如何協同工作以產生創造性思維的。他們的研究結果最近發表在《大腦》(BRAIN)雜誌上。

新的研究結果可能最終有助於引發創造性思維的干預措施,或幫助大腦這些區域被破壞的精神疾病患者。

有證據表明,創造力是一種獨特的大腦功能。研究人員懷疑,創造性思維可能強烈依賴於大腦的一部分,這些部分在冥想、白日夢和其他內部集中的思維類型時也會被激活。他們將這種腦細胞網絡稱爲“默認模式網絡”(default mode network,DMN),之所以這麼叫,是因爲它與在沒有特定心理任務時發生的“默認”思維模式有關。與我們大腦中的大多數功能不同,它不是目標導向的。這是一個基本上一直在運作的網絡,維持着我們自發的意識流。

研究人員發現,在一項創造性思維任務中,參與者被要求列出一件日常用品的新奇用途,比如椅子或杯子,DMN首先被激活。然後,它的活動與大腦的其他區域同步,包括涉及複雜問題解決和決策的區域。研究人員認爲,這意味着創意在被其他區域評估之前,起源於DMN。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、解決全球塑料污染的一種新的可持續方法:利用激光將塑料分解

塑料污染已經成爲一場全球性的環境危機,每年有數百萬噸塑料垃圾堆積在垃圾填埋場和海洋中。傳統的塑料降解方法往往是能源密集型的,對環境有害,而且無效。研究人員設想利用這一新發現開發有效的塑料回收技術來減少污染。

研究人員使用低功率激光來破壞塑料的化學鍵,併產生新的化學鍵,將材料變成發光的碳點。碳基納米材料需求量很大,因爲它們具有許多功能,這些點可能被用作下一代計算機設備的記憶存儲設備。

這種特殊的反應被稱爲C-H活化,即有機分子中的碳氫鍵被選擇性地破壞,並轉化爲新的化學鍵。在這項研究中,二維材料催化了這一反應,導致氫分子變形爲氣體。這爲碳分子相互結合形成信息存儲點掃清了道路。

需要進一步的研究和開發來優化光驅動碳氫活化過程,並將其擴大到工業應用。然而,這項研究代表了在尋求塑料廢物管理可持續解決方案方面邁出的重要一步。

這項研究最近發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上。該團隊包括來自美國加州大學伯克利分校、日本東北大學、美國勞倫斯伯克利國家實驗室等機構的研究人員。

2、天文望遠鏡觀測到大質量黑洞的覺醒,揭示了銀河系行爲

超大望遠鏡和其他望遠鏡觀測到的SDSS1335+0728星系自2019年12月以來一直表現出前所未有的亮度變化,這可能是由於其中心的一個超大質量黑洞的激活。

這種持續的增亮爲研究從靜止狀態到活躍星系核的轉變提供了一個獨特的機會,這是大多數具有中心黑洞的星系所經歷的關鍵階段。

包括歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(VLT)在內的幾架天文望遠鏡的觀測顯示,SDSS1335+0728星系在過去幾年中經歷了巨大的亮度變化。這些變化始於2019年12月,這一現象首先被美國加州理工學院茨威基瞬變設施(ZTF)注意到。

各種現象可以導致星系中亮度的暫時增加,包括超新星爆炸或潮汐破壞(當一顆恆星在接近超大質量黑洞時被撕裂)。但是這個被稱爲SDSS1335+0728的星系的行爲是新穎的,至少與之前的觀測相比是這樣。這個星系並沒有在幾十天或幾百天的時間內暫時變亮,而是在第一次觀測到這種變化四年多後的今天仍在變亮。

對這一現象最可能的解釋是SDSS1335+0728中心的一個黑洞被激活了,儘管其他解釋還沒有被排除。當像這樣的超大質量黑洞激活時,它們被稱爲活躍星系核(active galactic nucleus,AGN)。

來自VLT和其它地點的新觀測表明,SDSS1335+0728輻射出更多的紫外線、可見光和紅外光,最近還輻射出了X射線。

研究人員稱:“我們預計大多數星系都會經歷這樣的階段,因爲大多數星系的中心都有一個超大質量黑洞。對這個星系的進一步研究將有助於我們更好地理解這一過程,也有助於我們找到其他例子。”

這項研究發表在《天文學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)雜誌上。(劉春)