健康

在一次显著的科学进展中，一个由全球研究人员组成的团队创造了一种量子传感器，可以检测到原子尺度上极为微小的磁场。这一开创性的成就实现了科学家们长期以来对于一种专为量子材料量身定制的类似于MRI的仪器的愿望。 在一次显著的科学进展中，来自德国尤里希研究中心和韩国量子纳米科学中心（QNS）的全球研究团队开发了一种量子传感器，可以检测到原子尺度上极为微小的磁场。这一开创性的成就实现了科学家们长期以来对于一种专为量子材料量身定制的类似于MRI的仪器的愿望。 研究团队借助于尤里希小组在自下而上的单分子制造方面的专业知识，在QNS利用韩国团队开发的先进工具和方法进行实验，从而创造出了世界上首个为原子应用设计的量子传感器。 为了给您一个更清晰的视角，一个原子的直径比最粗的人的头发宽度小一百万倍，这使得可视化和准确测量原子发出的电场和磁场等物理特性变得极为困难。为了检测来自单个原子的如此微弱的场，传感工具必须异常敏感且微小——大小与原子本身相当。 量子传感器利用量子力学的原理，例如电子的自旋或量子态的纠缠，以实现精确的测量。在近年来，各种类型的量子传感器相继问世。尽管这些传感器中的许多可以检测电场和磁场，但之前认为同时实现原子级的空间分辨率是不可能的。…

研究人员发现了一种昆虫的自动行为，帮助它们在实施追踪气味回到源头之前评估风的条件——包括强度和方向。这种能力令人感兴趣；当你从一辆移动的汽车中向外探头时，你能分辨出微风吗？昆虫对气味的反应不仅仅是预设的反应——它们会根据环境调整反应。这种理解可能为开发先进算法在气味检测无人机中定位化学泄漏铺平道路。 是什么导致苍蝇在静止空气中盘旋？这有什么意义？ 在2024年7月26日发表在科学期刊Current Biology上的研究中，内华达大学里诺分校的助理教授Floris van…

工程师发现，通过从饮料罐中提纯铝并将其与海水结合，可以产生氢气——一种能够推动发动机或燃料电池而不排放碳的能源。添加咖啡因可以加快这一反应。 从回收的饮料罐和海水中可以实现一种创新的清洁能源解决方案。 麻省理工学院的研究人员发现，来自饮料罐的纯铝与海水混合时，通过自然反应生成氢气——这种气体可以有效地为发动机或燃料电池提供动力，同时保持碳中性。值得注意的是，这一反应可以通过加入咖啡因加速。 在最近发表在《Cell Reports…

研究人员开发了一种新疗法，利用合成纳米纤维来复制一种在软骨形成和维持中起关键作用的蛋白质的自然信号。通过增强这些纳米纤维内部分子的运动，他们发现产生了更多的再生构建成分。值得注意的是，这种治疗能够在短短四小时内启动软骨生产所需的基因表达。这种新方法有可能针对骨关节炎，这是一种当前影响全球约5.3亿人的疾病。 2021年11月，来自西北大学的研究人员揭示了一种创新的可注射疗法，利用快速移动的“舞动分子”来修复组织，并可能逆转由严重脊髓损伤引起的瘫痪。 这个研究团队现在已经将这种策略调整到针对受损的人软骨细胞。他们的最新研究表明，该治疗可以在短短四小时内激活对软骨再生至关重要的基因表达。此外，仅仅三天后，人类细胞开始产生修复软骨所需的蛋白质。 团队还观察到，随着分子运动的增加，治疗的有效性也随之提高。实质上，分子的“舞动”运动对刺激软骨生长过程至关重要。 这些发现今天（7月26日）发表在美国化学学会杂志上。…

脊髓性肌萎缩症（SMA）是一种严重的神经系统疾病，目前没有治愈方法，尽管现有的治疗可以帮助管理症状。研究人员在寻找改进治疗方法的过程中，专注于胚胎发育过程中被忽视的问题。他们的研究基于涉及类器官的研究，这些类器官是实验室中培养的组织培养，模拟疾病过程。 SMA是一种没有治愈方法的挑战性神经系统疾病，尽管现有疗法可以减轻症状。德累斯顿技术大学的DZNE研究人员旨在探索胚胎发育中未被注意的不规则性，以寻找更好的治疗方案。他们的研究在期刊《Cell Reports Medicine》中得到了突出介绍，重点是类器官：实验室中创建的组织，模拟疾病机制。 在SMA中，脊髓神经元退化，导致肌肉无力和瘫痪。该病通常在儿童时期出现，在德国大约影响1500人。SMA的发病与特定基因的突变有关，该基因导致SMN（运动神经元生存）蛋白的缺乏，这对运动功能神经元至关重要。近年来，基因治疗被实施，以解决从出生后几天开始的蛋白缺乏问题，虽然可以减轻症状，但并不能治愈这种疾病。…

大脑由各种细胞类型组成，突出的包括神经元和较少为人知的微胶质细胞。微胶质细胞是大脑免疫系统的关键组成部分，充当清理队伍。最近的一项研究阐明了微胶质细胞如何通过称为隧道纳米管的结构与神经元联系。研究人员发现微胶质细胞利用这些管道帮助清除神经元中的有毒蛋白，从而支持神经元的健康。 有害蛋白的积累是许多神经退行性疾病的特征，例如阿尔茨海默病、额颞叶痴呆和帕金森病。像α-突触核蛋白和tau这样的蛋白质可以在神经元中形成异常聚集，破坏其基本功能。“虽然我们知道微胶质细胞有助于清除这些蛋白聚集物，但直到最近我们才意识到它们能够创造隧道纳米管，这些管道是连接远距离脑细胞的长延伸，”LCSB的主任、神经炎症组负责人及该研究的首席作者迈克尔·亨卡教授说。“我们这项研究的目标是进一步探讨通过这些纳米管神经元和微胶质细胞之间是如何进行物质交换的，以及这对细胞健康的影响。” 该研究涉及来自小鼠模型或人类干细胞的神经元和微胶质细胞培养，利用先进的成像技术展示微胶质细胞如何通过隧道纳米管（TNTs）与神经元连接，以减轻有毒蛋白负担。此外，微胶质细胞通过转移健康的线粒体——细胞的能量生成器，来帮助受困扰的神经元，从而显著降低氧化应激，恢复关键功能，最终拯救这些神经细胞。 通过活细胞成像显微镜技术，团队观察到神经元与微胶质细胞之间建立连接的过程。“需要进一步研究以充分理解TNT的形成及其功能，但看到微胶质细胞积极工作以维持神经元健康并在关键时期提供支持令人兴奋，”研究的第一作者汉娜·谢布里希博士表示，她与亨卡教授在波恩大学医院及德国神经退行性疾病中心合作。 在神经元和微胶质细胞的共培养中，团队注意到当神经元内有毒蛋白积累时，连接两者的TNT数量增加。这些纳米管中发现了α-突触核蛋白和tau的颗粒。病理蛋白从神经元转移到微胶质细胞以进行降解，而不是相反。这表明微胶质细胞能够有效减轻神经元的有毒蛋白负担，并通过相同的TNT将线粒体运输到受影响的细胞。…

研究表明，当医生与住院患者的视线平齐时，可能会比站立时产生更好的结果。然而，一项新的研究旨在确认这一观察结果。 照顾住院患者的医疗提供者可能需要注意这一重要信息。 最近的研究表明，在讨论患者的诊断或治疗时，与患者在视线平齐的接触可以显著改善就医体验。与患者床边坐下或蹲下的医生，信任度、满意度，甚至临床结果的提升，与站立的医生相比，存在显著关联，基于对现有证据的全面回顾。 本研究的作者来自密歇根大学和安娜堡退伍军人医疗系统，他们强调，许多之前关于该主题的研究采用了不同的方法和结果，往往引入了重大偏差。他们的分析出现在《一般内科杂志》发表的系统评审中。 为了应对这一问题，研究人员作为更广泛调查的一部分设计了自己的研究，探讨非语言线索对护理、感知和结果的影响。…

在一项提高我们对记忆创建知识的关键研究中，研究人员揭示了染色质的灵活性——细胞内组织的DNA——显著决定了哪些神经元参与形成特定的记忆。 当我们创建一个新的记忆时，大脑会经历物理和功能上的变化，统称为“记忆痕迹”。这个记忆痕迹展示了在记忆建立和随后的回忆过程中，神经元所发生的不同活动模式和结构变化。 那么，大脑是如何“选择”哪些神经元参与记忆痕迹的呢？虽然早期研究指出神经元固有的兴奋性是影响因素，但传统的学习理解在很大程度上忽视了神经元的细胞核，它的指挥中心。在细胞核内存在一个未被探索的维度：表观遗传学。 每个生物体的细胞都包含相同的遗传物质，编码在其DNA中；然而，各种细胞类型——例如皮肤、肾脏或神经细胞——表达不同的基因集合。表观遗传学是指细胞在不改变DNA序列本身的情况下调节基因活动的方法。 最近，EPFL的科学家在神经科学家Johannes…

一位名叫黄媚的研究者感受到在她脚下的微妙震动，随着一枚载着她实验的火箭——在小芯片上培养的人类肌肉活细胞——向大气层发射，前往国际空间站国家实验室。这项研究旨在提高她对肌肉退化的理解，这种情况常见于宇航员和老年人，同时测试潜在的药物治疗。 当载着黄媚实验的火箭——在小芯片上培养的人类肌肉活细胞——向上飞去，并消失在通往国际空间站国家实验室的天空中时，她脚下感受到了一种微妙的震动。这些芯片将帮助黄媚深入了解肌肉退化，通常出现在宇航员和老年人中，同时评估解决这一问题的药物。 现在，研究结果已经公布。在7月25日发布的一项研究中，黄媚的研究小组揭示，暴露于太空的肌肉细胞表现出代谢变化，表明肌肉恢复受到阻碍，以及与年龄相关的肌肉流失（称为肌肉萎缩症）相关的基因活动改变。然而，药物治疗能够部分缓解微重力的负面影响。 “太空提供了一种真正独特的环境，加速了与老化相关的特征，并干扰了许多健康的功能，”斯坦福大学的副教授黄媚解释道。“当宇航员返回时，他们经历了肌肉萎缩或肌肉功能降低，因为在没有重力的情况下肌肉没有被积极使用。随着太空旅行变得越来越可及，理解我们的肌肉在微重力下的反应至关重要。” 为了探索微重力对肌肉健康的影响，研究人员将肌肉芯片——在特别设计的生物材料上包含排列的肌肉细胞的工程构件——放入太空中，由宇航员监督一周。…

最近的研究揭示了一种特定的细菌，阿尔卡利根斯粪杆菌（Alcaligenes faecalis，简称A. faecalis），能够帮助糖尿病患者愈合难以治疗的伤口。尽管许多研究集中于伤口中的有害细菌，但此项研究表明，A. faecalis常见于各种类型的慢性伤口，实际上能够增强糖尿病伤口的愈合。研究显示，这种有益细菌通过抑制糖尿病患者通常会过度产生的某些酶，促进了伤口闭合所需的基本皮肤细胞运动。 保持切口和创伤清洁有几个关键原因，但来自宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的新发现表明，特定的细菌，阿尔卡利根斯粪杆菌（A.…

北卡罗来纳州立大学的研究人员创建了一种创新数组，以分析人类基因组中印记控制区域（ICRs）中基因的甲基化水平。该数组提供了一种经济实惠且有效的方式来研究环境因素与与疾病早期发展起源和行为问题相关的表观遗传性干扰之间的可能关联。 ICRs 管理印记基因的表达——这些基因只有一个父母的版本是活跃的，而另一个在最初发展过程中被静默。这些印记基因对流行病学家、遗传学家和毒理学家研究环境因素与疾病之间的联系尤其重要，因为调节其表达的甲基化模式可能会受到环境的影响。 这种 DNA…

一种新的数学方法经过实验动物研究验证，提供了一种快速、可靠且微创的方法来管理手术过程或重症监护中的严重血压波动。 当重症监护中的患者或进行重大手术的患者经历危险的高血压或低血压时，他们面临严重的器官损伤风险。仅仅识别血压异常是不够的；医疗服务提供者需要了解这些变化背后的原因，以选择合适的治疗方法。麻省理工学院最近的一项研究引入了一个数学框架，能够准确地实时洞察这些重要变化。 这种数学技术在最近发表的IEEE生物医学工程汇刊文章中进行了概述，提供了影响血压的两个基本因素的比例评估：心脏的血液输出（心输出量）和动脉系统对这些血流的阻力（全身血管阻力）。通过将这种创新方法应用于先前存在的动物模型数据，研究人员证明他们的估算来源于对外周动脉血压的微创测量，与更具侵入性的主动脉流量探头的读数相一致。此外，这些估算有效地反映了各种通常用于使血压正常化的药物对动物造成的生理变化。 “我们方法生成的阻力和心输出量估算提供了可操作的实时血流动力学管理洞察，”研究的作者指出。 研究人员相信，经过进一步测试和监管批准，该技术可以应用于多种医疗场景，包括心脏手术、肝脏移植、重症监护单元治疗以及许多其他影响心血管健康或血容量的程序。…