走近科学

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为什么酒鬼多具攻击性?

酒精会使人将注意力集中在各种刺激暗示上(例如噪音等),而无法抑制个人的行为。
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蠕虫有舌头吗

蠕虫的口针并不是舌头。
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为什么血管看起来是蓝色的

血管呈现出什么颜色在于不同波长的光在接触我们的皮肤时会发生何种变化。
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威力是氢弹八倍的夸克炸弹?发现这一现象的物理学家曾考虑隐瞒自己的研究成果

用原子核聚变的方式来类比夸克间的作用,意外发现它们能释放出更大的能量。
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水下神秘的粉色管状生物

那只发光的粉红色肿块并不是火体虫而是一个巨大的卵袋。
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我们并不知道,要睡多久才够?

它也有可能就像你可能不知道你昨晚睡了多少觉,也不知道你现在多么缺乏睡眠。
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是北极光造成的鲸鱼搁浅吗?

“太阳风暴引起的地磁中断会造成鲸鱼导航能力的混乱,从而把它们引向浅水地区。”
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拔火罐真的科学吗?

不少奥林匹克运动员都在采用拔罐疗法导致他们背上留下奇怪的圆形痕迹。
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为什么思考死亡能改变人们的思维模式?

在面临自己必死的命运时,人会变得更具惩罚性,排外性,也更加迷信和保守,这是为什么呢?
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物理学家阐述远距传送细菌记忆的方法

目前还不能传人,不过也不错。
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如何充分挖掘学术研究的价值—看看那些没有发表的研究

搞科研很来钱的。 2013年美国联邦政府为支持基础科学研究投入了300亿美元的经费。这些钱可以用来创造新知识,同时也能刺激生产力的提高,带动商业活动。那么有没有办法提高科研投资的回报呢?有,那就是不要光看学术期刊上发表的研究,也要看一下那些没有发表的。 美国目前的问题在学术出版模式上。 要在顶级学术期刊上发表文章竞争是相当激烈的,这对各种创新和统计显著性(statistical signficance)的发表带来了巨大的压力。结果是非计划内研究或者没有以前研究证据支持的发现往往无法发表。一些重要和有益的发现往往被埋没。 比如某顶级心理学学术期刊就只认某一份出版研究上关于人类超感知觉证据的结果,如果其它研究无法重复该研究的结果该期刊就不予考虑,问题是这份研究本身就存在很大的争议。除此之外,成功发表在顶级学术期刊上的研究往往也只是勉强达到发表所要求的统计显著性——这种要求意味着期刊总是有选择地报道内容和发表结果。这导致其它科研人员无法重复已发表研究上的结果,损害了研究的可信度,浪费了大量的时间和财力。这种情况的存在,形成了不稳固的科学知识根基,学者们很难在已有的研究基础上大踏步前进。 发表内容的偏向,无法重复的实验结果,这种发表模式已经引起了心理学和医学等研究领域的重视。有迹象显示政府已经注意到了这个问题,奥巴马政府已经在向公众寻求意见,想知道联邦政府怎么才好好扮演好重要科研赞助人的角色,以及如何才能尽可能解决目前在科学界的这场“无法重复结果”的危机。 其中一个办法是要求研究人员和组织之间共享数据,尤其是政府出资赞助的研究项目。这样一来透明度是有了,但是即便科研界做到普遍共享数据,发表内容的偏向性也不太可能有明显好转。本文译自 NY Times,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。 还是继续骗经费好了。
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老鼠如何受精?

对于人类来说,所有的精子都是单独行动的。不管是谁,最先到达卵子的那一个精子就得以把他祖传的染色体延续下去。但许多其他生物的精子却并不是这样。他们组成一个个小队,集体行动。并且,这些精子小分队常常比单打独斗的精子更早到达终点。 拿北美常见的鹿鼠来说。这种啮齿动物的精子头部不是像人类那样是圆锥水滴状的。他们是扁平的,还带着小钩子。这样的结构使他们可以互相把头部勾在一起,组成一个细胞团。研究者发现,这样的细胞团最大能够包括35个精子。起初,研究者们推断这样聚集在一起能够让精子游动的速度更快。但事实却不是这样。聚在一起的精子有时游动的更快,有时却并不移动。 鹿鼠:Deer mouse 来自Harvard的Heidi Fisher研究了这一现象。他们建立了模拟精子移动的数学模型。结论是,尽管精子团的速度和单个精子没有差别,但是游得更直。原因在团体里,单个精子的横向运动互相抵消了。你往左前,我往右前,于是精子团就只向前走,不拐弯。 同时,他们发现,在数学模拟中,如果精子团里聚集了过多精子,整个团的速度却会下降。原因是过多的精子聚在一起,他们的头部无法再保持大致一致,你往前,我往后,精子团就动不了了。最理想的精子团只有7个成员。 在得出了理论结论后,Fish开始联系实际。她在显微镜下观测鹿鼠的精子。果然,游的最快的是7精子小分队。Fisher观察了两个物种,鹿鼠和田鼠。他们平均的精子团都是由6-7个精子组成。 田鼠:Oldfield mouse Fisher也发现这两个物种之间精子团的重大差别:鹿鼠对精子团里成员的数量控制的更严,更集中于5到7个。而田鼠的精子团却常常有4到9个成员。 为咩?这与两种老鼠如何交配有关。田鼠是在比较保守的物种。雌性田鼠每次啪啪啪一次只和一位雄性田鼠。而热情奔放的雌性鹿鼠却喜欢在很短的时间内连续和多个雄性交配。所以,鹿鼠精子们面对的竞争更加激烈,在激烈的进化自然选择下,他们也就更倾向于严格控制组团成员的数量。尽管精子们如何做到这一点的机制尚不得人知,但这样他们的精子的确游得更直,更快,更远。 此外,鹿鼠的精子也能够更好的辨别组队的队友。研究表明,鹿鼠的精子能够辨别同种,甚至是同源的精子,聚在一起。而田鼠的精子就没那么挑。旁边有啥都能组成一对。不管是不是同一只田鼠,甚至也不管是不是田鼠的精子。 对于其他一些物种,精子为了延续DNA而进行的准备甚至在被射出来之前就开始了。负鼠的精子在射出来之前就已经两两组好队了。在踏上道路后,两个精子的小队就像青蛙那样摆动尾巴。这样的小队也许是精子间合作的最好证明:单个精子只能绕圈游,而两个一起,他们就能制造下一代。本文译自 nationalgeographic,由译者 萝卜君 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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可通过空气传播的病毒

研究明确指出骆驼身上携带有中东呼吸系统综合症(MERS),这是一种病毒性疾病。据世界卫生组织发布的最新数据,6月初感染的700人里已有至少209人死亡。为此,沙特政府最近发出警告“真爱生命,远离骆驼”,至少要远离患病骆驼。但是这却引来一群反抗性质的传照片风潮,一些人在各种社交媒体上晒自己与骆驼亲吻等做出亲密举动的照片。 在此之前,人们都一位 MERS 只能通过密切的接触传播,然而一项新的研究将这一猜想推翻:发表在《mBio》杂志上的最新研究发现,从沙特阿拉伯吉达(Jeddah)附近发现患病骆驼的棚子取来的空气样本里,含有和患病骆驼及骆驼主人体内的相同基因特征的MERS 病毒。骆驼主人是在给骆驼流鼻涕的鼻子上药染上的病,随后死于 MERS。 研究的主要作者、阿卜杜勒阿齐兹国王大学病毒学家 Esam Azhar 说:“检测到的 MERS 分子的空气取于发现患病骆驼的同一天、同一个骆驼棚,它和骆驼身上的病毒基因组序列100%相符。我们需要进一步的调查然后采取措施阻止这话总致命性病毒在空气中的传播。”这一发现意味着,病毒可能会在封闭的空间(如医院)里分散传播,因此科学家言辞恳切地写道:“迫切需要进一步的研究。” 科学家们取来空气样本,在实验室连续三天观察 MERS 病毒的 DNA,只在同一天的一只骆驼身上检测到了 MERS 病毒呈阳性,这表示病毒不会在空气中持续很长时间。 今年五月,疾病预防控制中心报告了美国第一例携带 MERS 病毒的病例,患者没有去过中东。不过幸运的是,他并没有出现症状,不被视为有传染性。 本文译自 popsci,由译者 小笨 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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帕金森病的药能用来增强创造力吗?

一项新研究表明,帕金森氏症患者的药物左旋多巴让他们比同龄人更富有创造力,不过先不要对治愈作家的创作空白抱以期望。 增强创造力的药物有没有可能面世呢? 根据一项新研究确实发现创造力的爆发和药物左旋多巴存在着关联,但这只对帕金森氏症患者有用。一些医生注意到,服用合成多巴胺前体药物的患者能够在绘画、诗歌和小说上产生大量作品。但是,他们会不会痴迷于追求这些创作呢? 这是神经科医生 Rivka Inzelberg 在神经学年报新近发布的一项研究的重点研究目标,Inzelberg 是特拉维夫大学(Tel Aviv University)萨克勒医学院的医学教授,他在美国大西洋月刊中这样说道:“因为这种药物能让神经失去控制,换句话说就是痴迷于绘画、痴迷于各种爱好。我们想要看看创造性的行动和冲动、强迫症行为之间是否有相关性。” 在报道中只发布了一个痴迷艺术创作、绘画成瘾的不良案例,这名41岁的病人说:“我开始从早到晚地画画,经常通宵达旦。我曾经一次用无数把刷子画一幅画,用刀子、叉子还有海绵扑,我把到处都是的油漆的管子凿开画画。”最后,这个病人在所有她能找到用来画画的地方作画,包括墙壁、家具、家用电器等等。 在研究中,Inzelberg 给受试者(不管是诊断出帕金森氏症还是没发病)做视觉和行为测试,进一步鉴定他们在需要创造力的事情上的反应。虽然最后结果显示,Inzelberg 所选择的观察对象中强迫行为和创造力并没有联系,但是他们却发现了另一个问题:服用高剂量左旋多巴的表现明显比没有得帕金森氏症的人好,在对创造力检测中也有更好的反应。 然而,你要是想问这样是不是代表左旋多巴可以做成创造力药物,这个问题真的还没有答案。Inzelberg 说:“如果正常人服用这些药想要有创造性思维,我们不知道那样有没有用。” 本文译自 thedailybeast,由译者 小笨 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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你究竟应该睡多久?

专家的建议是,成人最好一晚上睡7到9个小时。睡眠科学家说考虑到睡眠领域的众多研究都反映现在美国人的平均实际睡眠时间低于过去,有必要制定新的准则。 不少睡眠研究都表明7个小时是最佳的睡眠时间(当考虑到一定的认知和健康标志的时候)——而不是之前一直认为的8个小时,而很多医生都质疑这一结果。 有相关研究表明熬夜,即使你只少睡了20分钟,也会损害第二天的表现和记忆。而睡得太多也与诸如糖尿病、肥胖症、冠心病这些病联系在一起,死亡率也会更高。 美国亚利桑那州立大学护理与健康创新学院的教授 Shawn Youngstedt,在研究过度睡眠的影响时说道:“睡7个小时的人,死亡率和发病率都是最低的。而睡8个小时及以上的人则比较危险。” 疾病预防和控制中心正准备赞助一组医学专家和研究人员,让他们回顾以前关于睡眠的科学文献资料,他们可能于2015年推出新的睡眠准则。 加州大学圣地亚哥分校的精神病学的退休教授 Daniel F. Kripke,曾追踪过110万人在六年里面的睡眠数据,这些人都参与了一个大型的癌症研究。那些说自己每天睡6.5到7.4个小时的人,死亡率是最低的。该研究2002年发表在普通精神病学文献里面,该实验控制了包括药物在内的32项健康因素。 而在另外一个发布在2011年的睡眠医学期刊上的研究中,Kripke进一步发现最佳睡眠时间有可能比传统认为的8个小时要少的证据。这项研究记录了450名老年妇女的睡眠活动,这些妇女要在她们的手腕上戴上相关设备,为期一周。10年以后,研究人员发现睡眠少于5小时多于6.5个小时的人死亡率更高。 而一些专家则反对睡太多会有副作用的研究。这些专家认为疾病才是导致这些人睡得更久的原因。而那些基于人们自己汇报睡眠模式的研究,有可能会出错。 美国睡眠医学学会(代表睡眠医生、研究者以及梅奥诊所睡眠医学中心的医学教授)会长Timothy Morgenthaler说:“这些研究的问题都在于告诉你了联系,却没说清楚因果关系。” Morgenthaler 建议病人自己有意识地一晚睡7个小时,一晚睡8个小时,然后自己衡量感觉如何。他说,睡眠在个体之间也是不同的,在很大程度上与文化和遗传的不同有关。 头天晚上睡的时间适宜对第二天来说是很重要的,最近不少研究表明睡7个小时与最佳认知表现有关。 去年人类神经科学前沿上的一个研究就用了来自 Lumosity (一个训练认知能力的网站)这个网站上的数据。研究者研究的这些用户睡眠习惯都是自报的,其中16万用户进行空间记忆和配对测试,大约有12.7万用户进行算术测验。他们发现睡眠时间在0到7个小时之间的用户,其认知表现会随着人们睡眠时间的增加而增加,睡眠到7个小时其认知表现到达巅峰。 达勒姆杜克大学医学中心精神病学教授 Murali Doraiswamy 参与了此次研究,他说:“7个小时以后,再多睡并没有额外的好处。”他说该实验重复了包括记忆缺失在内的早期研究。他说:“如果你想想造成失忆的所有因素,睡觉有可能是其中最容易缓和的一项。” 大多数研究都关注的是睡眠不足的影响,包括会让人们认知和健康下降以及长胖。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(the University of Pennsylvania's Perelman […]
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如果孩子从没接触过语言会怎样

用尼加拉瓜手语说故事的少女 孩子从很小的时候起就根据他们听到的和周围看见的东西来学习语言。但是如果一个孩子从来没接触过任何语言,没有人与他对话过也没有人和他打手势,那会怎么样呢?这样的科学研究一定会非常有意思,但同时也非常不人道。文化历史学家 Roger Shattuck 甚至将它称为“被禁止的实验”。 在社会还没有什么人权意识的时候,几个古老的统治者曾经做过这样的实验。根据希罗多德的记载,大约公元前600年时,埃及法老普萨姆提克一世曾经隔离了两个新生儿,交由一个牧羊人抚养,并严格禁止牧羊人与他们说话。这两个孩子说出的第一个单词是“becos”,在古佛里吉亚语中意为面包。但是这很有可能只是孩子们无意识地乱发声,类似“bababa”。罗马皇帝腓特烈二世在13世纪也做过类似的实验,但帕尔马托钵僧的编年史中记载,“实验是无用功,因为那些孩子们生活根本离不开拍手、手势,和愉快的神色”。 在现代,由于一些悲剧我们也见识到了被语言隔离的孩子身上会发生什么。“野孩”吉妮和维克多就是被虐待和忽视的例子。但是,在他们的例子中我们无法将语言隔离的影响和他们受到的其他恶劣待遇的影响独立区分开来。 另一个孩子们天生被语言隔离的例子,就是耳聋的孩子生活在不懂手语的人群中间。尽管他们的家人常常会自创一种与他们交流的方式,即“家庭手语”。就好像是在非常吵的演唱会上我们会打的手势,它们并不是一种完整的语言。 在上世纪80年代的尼加拉瓜,很多孩子们被带到了全国第一家聋哑学校中。在那里,很多孩子,尤其是年龄小的孩子,学习了其他同学的家庭手语,并将它们完善成了一门完整的手语。尼加拉瓜手语向我们证明了,即使孩子们学习语言需要年纪小的时候得到一定的语言投入,但他们有能力利用不完整的信息举一反三,来得到更完整和复杂的结果。这样向我们展示了人类大脑的无限潜力。 本文译自 slate,由译者 小寒 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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如何用保险索赔研究地磁暴

人们通常认为地磁暴只会影响高压供电系统,但通过分析保险索赔数据,科学家得出太阳风暴也会影响低压用电设备。 1989年3月的地磁暴曾导致加拿大东北部电网中断,使数百万人断电长达9小时。地磁暴导致电网电压不稳,电网的自动保护断电机制随即断电。据估算,这次地磁暴造成的经济损失达数千万美元。 幸好,这样严重的地磁暴并不频繁,并且很多电网都实施了相应保护措施。不过,很多小型磁暴也随时都在攻击地球,它们会不会也影响电网? 来自洛克希德马丁太阳和空间科学实验室的 Carolus Schrijver 团队对此做了研究,不过团队的研究方法可谓独辟蹊径:分析工业设备保险索赔数据,研究保险索赔与地磁暴之间的联系。 团队收集了2000-2010年北美地区商业电力设备保险索赔数据,与期间的地磁暴数据对比分析。结果发现,两者联系相当紧密,揭秘了地磁暴对低压用电设备不为人知的隐患。 保险索赔数据中,团队剔除了明显不是由地磁暴引起的项目,比如渗水,洪灾,盗窃和蓄意损坏,保留的项目包括电涌,电弧和超热等。 团队通过绘图展示了每天保险索赔数量与地球磁场变化的关系。地球磁场变化由太阳磁暴导致,而这些地球磁场变化数据则是在美国两个地点,每30分钟收集一次,数据分辨率很高。 分析结果也相当具有说服力,团队表示:“我们发现,某些天如果地磁活动活跃,保险索赔率也相应增加”。数据显示,有些天保险索赔率提高了20%,而这段时间也是地磁最活跃的时期。 值得注意的是,这些保险索赔项目中,并不是所有用电设备都与高压供电网络连接,很多都是连接低压配电系统。“就保险索赔率而言,大规模的地磁变化数据与低压供电系统存在耦合性。”,人们以前并不了解这点。 这一研究成果具有巨大的商业意义。比如,在北美占据8%市场份额的 Zurich NA 保险公司,每年受理有关电力设备的索赔项目达到12800项,根据 Schrijver 团队的方法计算得出,其中约有500项直接由地磁暴导致。 经济学家测算出,美国每年由于断电造成的经济损失达1880亿美元,与地磁暴直接相关的只是小部分。“地球磁场影响供电质量直接导致的经济损失比重很小,但每年也有几十亿美元。”,团队表示。这几十亿美元不容小视。 团队同时也表示,此分析只是粗略估算,要测底揭开地磁暴与保险索赔的联系,还需要进一步研究。 还有一个值得思考的问题就是,家用电器是否也会受到这些小型磁暴的影响,比如电脑和手机等?如果是,保险索赔是否也因考虑磁暴这一因素? 本文译自 medium,由译者 claudio 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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从太空来看政策偏袒

从2014年1月30日国际空间站所摄照片中,韩国(右下)和中国(左上)灯火通明,贫困的朝鲜则一片黑暗。 一项新的研究发现,从太空中俯瞰,可以十分真切地看出地球上的政策偏袒。领导人一旦掌权,他的故乡在夜间灯光都会变得比周围地区亮。 这项发现结果大多适用于那些政治体系薄弱、教育程度不高的国家。一个突出的例子是蒙博托·塞塞·塞科时代的扎伊尔共和国(现在的刚果民主共和国)。蒙博托于1971年至1997年间担任该国总统,他出生在小镇Gbadolite附近。在他当权期间,小镇空前繁荣。澳大利亚莫纳什大学经济学家、研究调查者保罗·罗夏克(Paul Raschky)在一项声明里说:“蒙博托耗资数百万美元在此建造了巨大的宫殿综合楼群,豪华宾馆,和功能完备的机场,该地还拥有全国最好的供水系统,电力和医疗服务体系。”多年的卫星照片数据显示,一直以来Gbadolite所在地区在夜间通常漆黑一片,而在蒙博托当权期间却变得灯火通明,但在这位当权者遭到放逐和死亡后,又变得暗淡无光。 电力和经济 夜间,当农村地区笼罩在乌漆墨黑的夜色中,城市发达部分却依然灯火通明。这些明亮的点点灯火显然是财富和发达的象征。实际上,多个研究者都把夜间的光强度看做一个国家经济实力的风向标。 最近的一个朝鲜和韩国灯光对比照显示,两个国家夜间灯光强度的对比非常强烈。这张在国际空间站上拍到的照片显示,韩国和中国的夜晚看起来亮如白昼。而独孤的、受尽贫困折磨的朝鲜是分开两者的黑暗地带。只有首都平壤的灯光依稀可见。 罗夏克和他的同行,圣加仑大学(Universit?t St.Gallen)经济学家罗兰·霍德尔(Roland Hodler)利用从美国国防气象卫星和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)获得的灯光强度数据来追踪1992年至2009年间全世界的夜间灯光强度的变化。他们的数据囊括126个国家,38,427个省份,州和区域。 政策扶持 结果显示,领导人出生的区域在选举和权力交接之后,经济繁荣,夜间灯光强度迅速提高。 罗夏克说:“我们的研究表明,一个领导人的出生地夜间灯光亮度和区域GDP各增加了约百分之四和百分之一左右。” 三月,研究者们在《经济学季刊》上的报告里指出,在政治和教育体系完善地区,这种光强度变化基本上不存在。在欧洲、美洲、澳大利亚和它周边岛国,领导层的更替对光强度几乎没影响。而在非洲和亚洲地区,这种效果非常明显。 除了扎伊尔之外,另一个主要的例子是斯里兰卡。从2005年开始,马欣达.拉贾帕克萨担任该国总统,他出生在汉班托特乡村地区,这个地区最大的城市只有11,000人,但在拉贾帕克萨当选后,这座城市就建起了35,000座的板球体育场,和一个国际机场,计划成为一个大型的港口。 在政治体系最薄弱的区域,因出了位领导人,某地的夜间灯光亮度就会提高百分之三十,GDP约增长了百分之九。从教育程度分析,那些受教育人口最少的国家,夜间灯光亮度提高了百分之十一,区域GDP约增长了百分之三。 研究者写道,显然独裁政治引导了这一趋势,可能是因为对当政者如何花钱和直接利用资源方面限制得较少。 罗夏克说:“政治和教育体系社会满意度高的地区,使政治领导人可以做出负责任的决策。” 不幸的是,对那些笼罩在领导人出生地光环下的地区来说,这种效果并不长期存在。研究者们发现,在权力丧失后,这些地区的利益立马消失,这种变化不能持久。 本文译自 livescience,由译者 shixinxin 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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迷幻蘑菇如何改变你的大脑

#感谢積彧成疾投稿 迷幻药物以一种深刻而新颖的方式改变人的思维意识,并增加对他物认知的广度与流畅性。然而,直到现在,我们也无法提供关于大脑是如何发生这种改变的解释。 在一项关于大脑图谱的新研究中,我们为一批志愿者们注射裸头草碱(Psilocybin)——它是一种在迷幻蘑菇中发现并提取化学物质,并把另一批没有接受注射的志愿者们设为实验对照组。稍后我们扫描了这两组受试者们的大脑并有了两项关键性的发现。一,裸头草碱能够在人有梦睡眠的过程中有效增强大脑中掌管做梦区域的活动性,而这一区域明显的活动行为即是形成人类古老的情感系统的原因;二,裸头草碱本身具有致幻作用——这意味着在药物的作用下,随着由大脑驱使的主观联系能力的增强,人的主观意识也进入了“扩大”的阶段 情绪与自我 该发现与人类做梦的模式具有极高的相似性,而这一相似性非常耐人寻味。从对被称为“自我”的大脑区域的观察中不难发现,若将人受到致幻时处于的状态与其做梦时相比,前者更易产生反性的效果。简单地说,当情绪的活动在致幻作用下变得极其猛烈时,它的本身也会变得非常不连贯。因此,失去逻辑性的思维会把“自我”抛到一边,一心只顾享受幻觉的冲击。 这项研究的证据,也是关于使用迷幻药的脑成像研究的初步数据。它似乎支持了迷幻状态必须依赖于情感系统杂乱无章的活动并抑制自我意识活性的这一推测。而这样的推测一旦成立,也就可以解释了为何某些以致幻为手段的心理治疗确实有益于缓解心理压抑。 我们同样也在寻找这一研究和其他领域的相关性,并发现众多领域主题下都有“裸头草碱”出现的身影,它已经开始影响药理心理效应的发生。 不管如何,这项研究的结论是一个全新的分析,它的有效性仍待进一步测试——但它提供了一个初始的意识膨胀行为基准,或者说是一个关于迷幻药物的生物学基础。 本文译自 theconversation,由译者 投稿 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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基因编辑技术,是福还是祸?

以往只在科幻小说中出现的基因编辑技术,即将成为现实。 早在20世纪初,医学研究者就发现,某些疾病的诱因其实是基因缺陷。1909年,遗传学家 Archibald Garrod 就指出,一些家族中流传着“天生的新陈代谢紊乱”,与著名的“孟德尔遗传学说”不谋而合。受此激发,20实际40年代,George Beadle 和 Edward Tatum 在斯坦福大学研究发现了,各种新陈代谢酶与之相对应的基因片段,分离特定基因后,细胞就不能产生相应的酶。并由此获得了诺贝尔奖。数十年后,今天我们已经发现,基因突变可以导致的疾病有数千种之多。 如果某种疾病的起因是基因缺陷,那么治疗起来就有据可循:修复该基因。但具体治疗操作却不简单,因为编辑人类DNA的难度相当大。所以医学上采用了更加可行的方法,如果可行便用药物治疗。药物可以缓解遗传疾病带来的痛苦,但却不治本,患者需要终身服用药物。不过对某些遗传疾病而言,一般治疗方法效果也很明显,并且代价也不会太高昂。比如苯丙酮酸尿症,患儿只需在日常饮食中尽量少摄入苯基丙氨酸,几乎就可以避免所有并发症。然而,对很多遗传疾病而言,基本的治疗手段还是无法达到目标。因此,科学家们一直都在探索人类基因有效的编辑技术。 不过步伐却相当缓慢,而且一些大胆的尝试还大大挫败了医学界。1999年,18岁的 Jess Gelsinger 在接受一项基于病毒的基因疗法后,身体产生了严重的免疫反应。直到数十年后的2012年,欧洲才获批了第一项基因疗法,而这一疗法仍没通过美国食品和药物管理局的认证。 然而,最近几年,基因疗法似乎迎来了一股突如其来的春风。同是在2012年, 瑞典于默奥大学和加州大学伯克利分校的 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A. Doudna 等研究者表示,可利用酿脓链球菌的 CRISPR/Cas9 酶实现基因编辑。而之前科学家们还发现,锌指核酸酶(2003年)和转录激活因子样效应物核酸酶(2011年)同样可以用来实现基因编辑。在这三大酶的帮助下,使人体基因精确编辑成为现实。它们无疑为遗传疾病探究领域注入了一支强心针。 它们同样可以革新基因疗法吗?最新研究表明,已经不再遥远。意大利圣拉斐尔生命健康大学和加州 Sangamo 生物科技公司前不久刚公布,可以利用锌指核酸酶,成功修复严重联合免疫缺陷症患者骨髓细胞基因。虽然研究者们没有将修正后的细胞再植入患者体内,但如果这项技术进入临床实验,这个程序比不可少。 另外,最近德国蒂宾根大学的研究者们,也成功修复了帕金森患者的细胞基因。过程中并没有使用患者的脑细胞,而是皮肤细胞,修复后首先培育成骨髓干细胞,再培育成神经细胞。采用锌指核酸酶技术修复GBA1基因中的片段,科学家们发现这些神经细胞的功能恢复了正常状态。表明,这一过程同样可以用于制作健康的细胞,再植入到帕金森患者的脑部。 […]
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早期经历的疼痛可能影响下一代

根据有关母羊和小羊的最新研究,母亲早期经历的疼痛可能会影响后代对疼痛的敏感度。 研究虽处于初步阶段,但之前对人类和动物的研究中发现,早期的疼痛和创伤,甚至是子宫内的慢性压力,都会对后代产生影响。 英国布里斯托大学的兽医学教授 Michael Mendl 表示,有一些证据证明早期生活经历会对人产生长期的影响。 胚胎阶段可能不会产生记忆,但越来越多的研究发现生命早期的体验确实有其意义。无论是老鼠还是人类,早期的疼痛经历都影响着后期对疼痛的敏感性,虽然结果相当复杂。某些情况下,人们对疼痛的反应强烈,另一些情况下反应似乎减弱了。 Mendl 和他的同事们了解到农场动物所经历的痛楚,例如阉割、剪短尾巴或者把尾巴割掉。为了知道这些过程是否对它们产生影响,他们将20只母羊分成三组。一组接受典型的剪短尾巴实验,实验时会将橡皮圈套在羊的尾巴上,以此切断血液循环,直至尾巴脱落,整个过程并未实施麻醉。第二组虽然尾巴完好无损,但是被注射了低剂量的大肠杆菌来模拟轻度发烧和免疫反应。第三组母羊没有进行人为干涉。 等羊长大并交配产子,研究人员用视频对每一只小羊的生产过程进行了纪录。纪录内容包括母羊可能因疼痛发生的姿势变化、子宫收缩的次数以及尾巴晃动的情况,这些也许是农场动物表示疼痛的信号。 科学家发现,早期被剪短尾巴和遭受感染的母羊,相比没有人为干涉的条件,分娩过程中会更加频繁的摇尾巴,子宫收缩也更厉害。Mendl 警告说,这些线索的意思很难解释。它们可能积极对抗分娩疼痛带来的挑战,或者接受更痛苦的经历。 在人类和老鼠中,激素和大脑回路对压力的反应受到早期生活经历的影响。很可能在这些小羊中亦是如此,即便目前这种联系只是推测。 Mendl 说,对于那些早就准备经历挑战以及为日后生活做好充足准备的人来说,这确实能产生一些适应意义。 接下来,研究人员对这20只母羊的幼崽进行了不适敏感性测试。他们用一只金属棒轻轻压迫小羊的脚,直到它们产生抽动或躲避。早期受到过影响的母羊所产的小羊会比其他组的小羊反应更迅速。 环境影响包括可以从父母遗传给孩子的基因变化,这一过程被称为表观遗传。表观遗传可能导致羊羔更强烈的敏感性,但是研究人员至今还有不明白的地方。例如,小羊因为经历了更加困难的分娩过程,它们的敏感性可能因此发生改变。 Mendl 觉得需要更多的工作来充分解释结果,首先从研究繁殖结果和调查原因着手。在结果明朗之前还不建议农场给动物使用止痛药。 “我们需要做其他的研究来证明,是否需要实施止痛,以及这种可以最大限度的减少任何长期改变的影响,”他表示。“我们也不知道这种变化是否有害。” 本文译自 Livescience,由译者 千里之外 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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超级冷却:延长器官可移植时间至数天

器官移植变得普及化,但是现在外科医生仅有12小时的时间去采集并移植器官,过了这个时限生物组织就会变得无法移植。但是最新的一项实验发现,让器官处于一种“超级冷却” 但并不冷冻住的状态,可以让可移植的时间延长至3天。 研究人员在过去的数十年间一直尝试各种方法去为匹配接受者和移植器官提供更多时间。但是冷冻和解冻的过程通常会破坏细胞,特别当有冰晶形成在组织内的时候。所以 Massachusetts General Hospital 的医学工程师 Korkut Uygun 和他的同事们研究出了一种保存器官的方式,在冷却的时候跳过了形成冰晶的过程。 首先,研究人员把小鼠肝脏浸泡在液氧和一种类葡萄糖物质3-O-methyl-D-glucose的混合物里,这些液体能够防止组织冻住。肝脏组织缓慢的降低到4 °C,接着研究人员把温度降低到-6°C,肝脏组织在没有任何冰冻的情况下被保存。 三天后,研究人员拿出这些肝脏组织,反向上述过程,并将它们移植到小鼠身上。所有接受移植的小鼠均成活了三个月以上的时间。一个对比实验是当小鼠接受现有方式保存三天的肝脏的移植后,所有的实验对象都死亡了。 Uygun 说:“只要做一些微调,这种超级冷却的方式可以应用于人类的器官,并且不局限于肝脏组织。所有器官都一样。” 这项研究可以让那些原本可能不可使用的器官重新获得利用。初步统计证明,如果这项研究能够获得成功应用,每年至少有额外的5,000个器官获得利用。外科医生们可以有更多时间仔细研究匹配者的情况,跨国器官配型手术也将变得有可能。 本文译自 nature,由译者 BXD 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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欧洲人的免疫系统为何如此强悍

欧洲人带入的疾病几乎灭绝了美洲原住民,为什么这些原住民的疾病没有灭绝欧洲人呢? 欧洲人进入美洲前,这片土地上大约居住着近2千万原住民,但他们却被这些外来者带来的疾病致死近95%。不过,欧洲人受这些原住民疾病的影响却不大,原因为何,让我们细细道来。 简单点说,就是欧洲人拥有更强悍的免疫系统。造成这一结果有几大原因:首先,欧洲人驯养动物的历史有几千年之久,身体进化成可以抵抗动物身上通常的疾病;相反,美洲原住民主要以狩猎和采集为生,动物驯养并不普遍,所以暴露在疾病中的机会更少。有例为证, Jared Diamond 在《枪支,细菌和钢铁》一书中这样描述道: “印加人驯养驼类,但欧洲人却是驯养奶牛和绵羊,这有很大区别。驼类并不是奶制品的来源,驯养规模不大,不居住在圈内,不需要人放养,所以疾病细菌与人类交替传染的机会并不大。” 其次,欧洲人居住密集程度超过美洲原住民。当人类居住环境达到一定密集程度,尤其是缺少食物和污水处理的条件下,人们暴露在病原体中的机会就会增大,疾病传播速度就会加快。所以,欧洲人的身体不得不进化以适应这些疾病,长期斗争后存活下来的人们,免疫系统必然更加牢固。 第三,迁徙和交易。在欧洲,人群的迁徙和动物的交易更加频繁,这主要归功于战争,以及贸易的兴盛。迁徙越多,动物交易越频繁,疾病当然也就越容易传播,免疫系统也理所当然地得到进化。 总结以上原因就是,与美洲原住民相比,欧洲人暴露在病原体细菌中的机会更大,频率更高,所以免疫系统进化后得以抵抗很多严重的疾病,而这些疾病正是致死许多美洲人的罪魁祸首。同时,美洲原住民之间传播的疾病可以被欧洲人的免疫系统抵御,至少不会要命。 不过,自己带到“新大陆”的疾病也杀害了许多欧洲人,但数量并不多。抵抗力强,存活下来的人们免疫系统再次得到提高,所以人群数量损失并不大。 但与通常观点相反,上诉的只是单方面作用。美洲原住民的一种病毒随船进入了欧洲,对欧洲人的健康产生了严重的影响。这种疾病就是:梅毒。 1492年,意大利人哥伦布驾船出发,仅三年后的1495年,意大利西南港市那不勒斯的军队中就爆发了梅毒。有种说法是先由西班牙雇佣军感染法国士兵,随后迅速爆发,所以梅毒最初被称为“法国病”。 然而,直到最近人们一直还在探究梅毒究竟是不是“新大陆疾病”。依据就是,人们发现了50多具骸骨具有感染梅毒的迹象,而研究表明,感染时间是在“前哥伦布时期”。不过随着年份追溯技术发展,2011年发表在《人类体格学年鉴》上的一项综合研究指出,这些骸骨的主人其死亡时间是在哥伦布从美洲返回欧洲后。 据说,梅毒首次在欧洲肆掠就残害了数百万计的欧洲人。著名艺术家丢勒有证: “上帝保佑,不要让我染上法国病。其实我并不清楚自己在怕什么……差不多所有人都感染上了,太多人都已经被吞噬。” 这种疾病折磨人类一直到20世纪,其致病元凶是梅毒螺旋体,可攻击神经系统,心脏,大脑和内脏器官,并带来一系列次生疾病,最后致死。直到20世纪40年代青霉素发的开发,才得以治愈。 本文译自 todayifoundout,由译者 claudio 基于创作共用协议(BY-NC)发布。