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栏目:九游会注册 发布时间:2025-06-05
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  美国耶鲁大学的一项研究发现,一类特殊的免疫细胞能够将肠道和脂肪组织的信息传递至大脑深处。这种在小鼠体内发现的监视系统对大脑控制觅食等行为至关重要,相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。

  此前已知类似的免疫细胞存在于包裹大脑的脑膜中,但新发现的细胞凭借独特的分子特性能够进入大脑核心区域。这些细胞的功能受饮食和微生物组调控——若缺少它们,即使饥饿的小鼠也会行动迟缓、进食缓慢。

  人体几乎所有器官都有专属免疫细胞,而传统观点认为健康大脑的适应性免疫细胞(如T细胞)主要驻留在脑膜中。美国耶鲁大学的研究团队耗时五年,在小鼠全脑范围内搜寻T细胞,发现它们集中分布于穹窿下器(大脑中央调节进食饮水的结构)。人类样本中也观察到同样现象。

  研究发现,脑内T细胞与脑膜中的T细胞存在显著差异:它们能分泌更多帮助驻留脑组织的蛋白质,并在常态下产生更多免疫信号蛋白。此外,小鼠脑内T细胞与脂肪组织中的T细胞高度相似。高脂饮食的小鼠脂肪和脑内T细胞数量均增加,而禁食后脑内T细胞上升、脂肪中T细胞下降,表明进食行为影响T细胞迁移。

  进一步实验显示,抗生素清除肠道微生物的小鼠,脑内T细胞水平降低,提示微生物组可能调控免疫细胞群。基因改造缺失T细胞的饥饿小鼠,觅食效率显著下降,证实这些细胞参与调控进食行为。

  这一发现揭示了大脑与免疫系统、代谢及肠道微生物之间的复杂联系,为理解神经免疫调控提供了新视角。

  最新基因组研究表明,臭虫可能是最早与人类共生的城市害虫,其历史可追溯至数万年前。这项发表在《生物学通讯》(Communications Biology)上的研究指出,臭虫在人类开始定居生活时就开始与人类共生,比老鼠和蟑螂出现于人类居住场所的时间要早几千年。

  臭虫最初以蝙蝠为食,约24.5万年前,部分种群转向人类。这一分化形成了两个基因不同的谱系:一种仍依赖蝙蝠,另一种则跟随人类进入现代居所。弗吉尼亚理工大学的研究团队分析了19只臭虫的基因组,发现人类相关的臭虫种群在1.3万年前和7000年前经历了两次激增,与人类从游牧转向定居及早期城市文明(如苏美尔的兴起)的时间吻合。

  相比之下,德国小蠊和黑鼠分别仅在2000年前和5000年前与人类形成共生关系。然而,部分学者认为虱子、跳蚤或毛囊螨也可能是早期城市害虫的有力竞争者,但相关研究尚未充分开展。

  研究还发现,人类相关的臭虫在体型、体毛和肢体结构上发生了适应性变化,更利于在人工环境中生存。现代臭虫还进化出抗药性基因,显示出其对人类防治措施的快速适应能力。

  这一研究不仅揭示了臭虫与人类的长期共生关系,也为城市害虫防治提供了新思路。未来,科学家计划通过分析博物馆中的臭虫标本,进一步追踪其进化历程,并探索人类免疫系统对臭虫叮咬的适应性变化。

  金属激光加工技术凭借其高精度和灵活性,广泛应用于汽车、航空航天及医疗领域,如精密焊接和金属3D打印。然而,该技术对材料特性和参数设置极为敏感,细微偏差可能导致生产缺陷,且传统方法依赖大量前期实验和专家调试,成本高昂。

  瑞士联邦材料科学与技术研究所(Empa)的研究团队通过机器学习优化了这一流程。在金属3D打印(被称为粉末床熔融,PBF)中,算法利用激光设备的光学传感器数据,实时识别加工模式(传导模式或锁孔模式),并自动调整参数,将实验次数减少三分之二,同时保证质量。这一技术有望降低PBF设备的操作门槛,使其更易推广。

  此外,团队还开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时控制系统,结合PC端机器学习算法,优化激光焊接过程。FPGA确保高速精准的工艺控制,而PC端算法持续学习数据,逐步提升系统智能。该技术可应对加工中的突发问题,如材料表面缺陷的影响,实现更稳定的生产。

  研究团队认为,机器学习与人工智能在激光加工领域潜力巨大,未来将继续与产学研伙伴合作,拓展技术应用范围,推动工业制造向高效化、智能化发展。

  固态电池因其高能量密度和安全性,被视为未来能源存储的关键技术。近日,德国慕尼黑工业大学(TUM)与TUMint能源研究所的团队取得重大突破,开发出一种新型锂-锑-钪材料,其离子导电性能较现有材料提升30%以上,创造了新的世界纪录。

  该材料的突破性在于其独特的晶体结构。研究人员通过用钪原子替换部分锂原子,在晶格中形成特定空位,使锂离子迁移速度大幅提升。这一发现不仅提高了导电效率,也为其他材料的优化提供了新思路。

  为确保数据的准确性,团队与TUM技术电化学系合作,对材料性能进行了严格验证。测试表明,该材料兼具离子和电子导电性,且具备良好的热稳定性,可通过成熟化学方法制备。由于其在电极添加剂等领域的潜在应用价值,相关技术已申请专利。

  此外,这项研究还开辟了一类全新的物质体系。尽管当前材料基于锂-锑组合,但相同原理可拓展至锂-磷等其他体系。与以往需要多种元素优化的材料相比,该材料仅需添加钪即可实现性能飞跃,为未来材料研发提供了更简洁高效的路径。

  这一成果不仅是基础研究的重要进展,也为固态电池的实用化迈出了关键一步。随着进一步测试与优化,该技术有望推动能源存储领域进入新时代。(刘春)

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