4月26日外媒科學網站摘要：微型黑洞電池能否成爲終極電源
4月26日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
科學家利用大鼠神經元修復小鼠大腦，成功恢復了其嗅覺功能
兩個研究團隊已經證明，向缺失關鍵細胞的小鼠大腦中添加大鼠神經元，能夠幫助小鼠器官恢復功能。這些實驗有助於科學家更深入地瞭解不同物種大腦的發育過程，甚至可以促進培育具有人類器官的“嵌合”豬，這些器官未來可能用於人體移植。
過去，研究人員已成功培育出雜交或嵌合動物，例如長有大鼠器官（包括胰腺）的小鼠，以及大腦中含有人類神經元的小鼠。然而，尚未有明確的證據表明大鼠的神經元能否完全融入小鼠的大腦回路，併成爲控制宿主動物行爲的關鍵部分。
其中一個研究小組在4月25日發表於《細胞》(Cell)雜誌的論文中嘗試通過在小鼠早期發育階段將大鼠和小鼠的神經細胞混合來測試這一假設。同日，另一個團隊在《細胞》雜誌上發表的論文中提出了一種更激進的策略，直接將大鼠細胞植入小鼠大腦中。
研究人員表示，他們的研究緩解了長期以來關於發展嵌合動物的一些擔憂，特別是關於將動物（如豬）的組織或器官移植到人體的問題。除了倫理方面的考量外，人們還擔心人體可能會排斥這些嵌合器官。然而，研究團隊在小鼠胚胎髮育的早期引入了大鼠細胞——在其形成免疫系統之前——因此這些動物的身體從未將這些細胞視爲外來細胞，也未曾對它們發起攻擊。
另一個問題是物種發育速度的不匹配。不過，研究團隊發現，小鼠大腦的發育速度與正常情況相符，而非大鼠通常的較慢速度。
《科學時報》網站（www.sciencetimes.com）
1、物理學家探索微型黑洞電池能否成爲人類終極電源
電池在促進綠色技術方面有望發揮至關重要的作用。然而，儘管取得了重大突破，我們仍可能處於電池能量密度發展的初期階段。
在最近的一項研究中，兩位物理學家基於愛因斯坦的廣義相對論探討了電池能量密度的極限。
研究人員首先對描述不旋轉的完美球形質量的方程進行了嚴格解釋。這些方程代表了在充滿能量的狹小空間中形成的微觀黑洞理想模型的行爲。這些微觀黑洞的相互作用讓整個系統能夠像核反應堆一樣運作，釋放儲存在粒子鍵中的能量，產生大量的清潔能源。
研究人員認爲，這些黑洞應該是帶電的，並且非常微小，每個只有一個普朗克質量，因爲小質量黑洞的能量密度比大質量黑洞更高。這還需要通過它們的電磁斥力來抵消重力的拉力，使它們被捆綁在一起，形成一個充滿帶電黑洞的細胞狀結構。因此，它將創造一種穩定的能源，而不會自行崩潰。
理論上，將帶有相反電荷的黑洞逐個聚集在一起是可行的，通過讓它們合併成一個黑洞，然後迅速“蒸發”轉化爲純能量。被提取的能量不是來自黑洞內部，而是來自引力集中的黑洞外部。
研究人員估計，一個僅重一公斤的微型黑洞電池可以爲一個家庭的幾代人提供充足的能量。據稱，它釋放的能量是目前最高效的200公斤鋰電池的4.7億倍。
2、全球首例：美國婦女同時接受豬腎移植和心臟植入物手術
美國新澤西州一位生命垂危的婦女接受了一項開創性的、挽救生命的兩部分手術，包括心臟裝置（機械泵）植入和轉基因豬腎移植。
這位名爲麗莎·皮薩諾（Lisa Pisano）的婦女手術進行得非常順利。據醫生稱，她移植的腎臟幾乎立即開始排尿。她也已經開始走動，而這在手術前對她來說幾乎是不可能的。
皮薩諾是全球第二位接受豬腎移植的患者，首例手術於上月在美國馬薩諸塞州總醫院進行。她也是第一位同時接受動物器官移植和心臟植入的患者。
醫學專家指出，器官移植已經步入一個新的領域。轉基因動物器官可能成爲一種無限的、可持續的器官來源，具有變革性潛力。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、科學家利用人工智能設計出能對抗氣候變化的植物
聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）強調，從大氣中去除二氧化碳對於應對氣候變化和限制全球氣溫上升至關重要。爲了支持這一努力，美國索爾克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies）的科學家們正在利用植物從空氣中吸收二氧化碳的自然能力，並通過優化植物的根系，使其能在更長時間內儲存更多碳。
2024年4月12日，在《植物表型學》（Plant Phenomics）雜誌上發表的一項研究中首次提出了一種新方法，使用一款名爲SLEAP的人工智能（AI）軟件來分析植物根系表型。這包括根系的生長深度和寬度、根系的質量以及其他以往測量起來相對繁瑣的物理屬性，藉此建立了迄今爲止最全面的植物根系表型目錄。
更重要的是，通過追蹤這些物理根系特徵，科學家們能夠識別出與這些特徵相關的基因，並分析多個根系特徵是否由相同的基因控制或是相互獨立，從而確定哪些基因對他們的植物設計最爲有益。
2、爲什麼機器人跑不過動物？劣勢在於整合與控制能力
機器人工程師們花費了數十年時間和大量研究資金，試圖製造出能像動物那樣行走或奔跑的機器人。然而，現在的機器人仍無法執行許多動物輕鬆完成的動作。
爲了理解機器人與動物的差距及其量化方法，由領先研究型大學的科學家和工程師組成的跨學科團隊進行了一項詳細研究，比較了運行機器人的各個方面與動物的對應方面，並將研究成果發表在《科學機器人》（Science Robotics）雜誌上。該論文指出，根據工程師所使用的指標，機器製造部件與生物部件在性能上存在顯著差距，動物的優勢在於它們對這些組成部分的整合和控制。
研究人員表示，樂觀的看法是，如果將機器人技術發展的相對較短時間與動物經過數百萬年進化的歷程相比，機器人技術的進步實際上非常迅速。
他們希望這項研究能夠指導機器人技術的未來發展，重點不僅是打造更好的硬件，更在於如何更有效地整合和控制現有硬件。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、爲抗擊下一次大流行：專家呼籲建立全球基因組預警系統
新冠肺炎疫情引發了全球範圍內的重大變革。在這場戰鬥中，我們最重要的武器之一是基於全基因組測序的監測技術，它能夠收集特定微生物的所有遺傳信息。這項強大的技術追蹤了病毒的傳播和變異，有助於指導公共衛生應對措施及疫苗和治療方法的研發。
然而，基因組監測在減少全球疾病和死亡人數方面的潛力遠不止於此。由歐洲臨牀微生物學和傳染病學會（ESCMID）的專家組成的一個國際團隊在《科學前沿》（Frontiers in Science）雜誌上發表文章，呼籲加大在技術、能力、專業知識和合作方面的投資，將病原體基因組監測放在預防未來大流行的最前線。
科學家們提議，利用新冠肺炎疫情中改進的基因組監測技術和能力來構建一個預警系統，需要將公共衛生機構、獸醫和醫生的力量聯合起來進行全面監測，覆蓋人類和動物疾病以及抗菌素耐藥性。通過整合這些領域的流行病學和臨牀數據，我們能夠全面瞭解病原體及其構成的風險。
2、研究發現低社會經濟地位引起大腦變化：從童年延續到成年
什麼因素影響心理健康、學業成就和認知發展？最新發表在《神經科學評論》（De Gruyter）雜誌上的綜述指出，貧困和低社會經濟地位是關鍵的影響因素。儘管以前的研究已經探討過貧困對大腦和行爲的個別影響，但本篇綜述首次提出了一個綜合框架，將低社會經濟地位引起的大腦變化與行爲、病理和發展結果直接關聯起來。
社會經濟地位（Socioeconomic status，SES）是指個人或家庭的社會地位，包括財富、職業、教育水平、居住條件等因素。除了影響日常生活，社會經濟地位還會深刻影響我們的大腦，這種影響從童年開始並持續到成年。
那麼，貧困和低社會地位是如何改變大腦的呢？該綜述詳細審視了營養不良、長期壓力和環境危害（如污染和不良住房條件）的影響，這些因素在低社會經濟地位家庭中更爲常見。這些負面因素損害兒童的大腦發育，影響他們的語言技能、教育成就和精神健康風險。
研究人員提出的統一框架還有助於解釋代際貧困的現象，即低SES家庭的孩子長大後很難擺脫自身的困境，形成難以打破的惡性循環。（劉春）