新 闻 广角

 

【神经科学】
婴儿的触觉与成人不一样
文/香 香
科学研究发现,成年人的触觉感知并不如一般人认为的那样敏锐,我们的触觉定位系统很容易“被骗”。比如,当成年人交叉双手或者盘腿而坐,看着别人挠自己的一根手指或一只脚的时候,触觉定位系统常常会发生混乱,让人难以辨别究竟是左右哪根手指或左右哪只脚被挠了。然而,这种挠痒痒的把戏却无法骗过婴儿。
英国伦敦大学的科学家将遥控震动装置粘在一群分别为4个月大和6个月大的婴儿的脚上,并在婴儿的双腿分别处于交叉和不交叉的状态下,测试婴儿对震动刺激的反应。震动刺激出现后,婴儿的哪一条腿先动,就说明他们认为刺激来自哪一边。
研究结果表明,6个月的婴儿和成年人的表现相似,双腿交叉时,他们判断位置的正确率下降到50%。但是,只有4个月大的婴儿就不一样了,双腿交叉时,他们对受刺激位置的感知和双腿不交叉时并无明显差别,而且他们整体的反应速度也比6个月大的婴儿要快得多。
科研人员解释说,人体有2套触觉定位系统,一套是基于身体感知的内部坐标定位系统,另一套是结合了视觉、听觉和嗅觉等的外部坐标定位系统。一旦2套系统发生冲突,我们就会产生错觉。本研究表明,婴儿在4个月大时还没有建立起触觉与外界坐标的联系,他们所感知的世界或许是我们成年人无法想象的另一种风貌。
【基因学】
为什么大象很少患癌症
文/陆海风
大象不仅身材高大,还是自然界的长寿之星。更神奇的是,大象似乎很难患上癌症。这是为什么呢?
在科学家看来,像大象这样身材高大又长寿的动物是非常容易患癌症的,因为身材高大意味着组成身体的细胞数量更多,长寿意味着细胞更新换代的次数更多,随着细胞分裂数量和次数的增加,“出错”的机会就越多,自然越有可能出现肿瘤细胞,使动物患上癌症。然而,事实却并非如此。
科学家在分析了36种哺乳动物的尸检数据后发现,随着动物体型和寿命的增长,癌症的发生率并没有如预想那样升高。特别是大象,它们的癌症发生率非常低。科学家在分析了644份大象死亡报告后发现,大象死于癌症的概率为5%。而人类为11%~25%。
是什么在帮助大象远离癌症呢?答案就是大象的基因。美国研究者发现,大象体内一种名为“TP53”的基因竟然有20多份“拷贝”,而人类却只有1份TP53基因。TP53基因是一种具有抗癌作用的基因,它所编码的蛋白质可以发现并修复DNA损伤,还可以启动凋亡过程,让异常细胞“自杀”,从而避免癌症的产生。一旦TP53基因出现问题,动物患癌症的风险就会大大增加。因此,和人类相比,拥有20多个TP53基因“备胎”的大象,显然更不容易患癌症。
【材料学】
可以杀菌的3D打印牙齿
文/林悦儿
掉了一颗牙齿?不用太过担心,最新的数字扫描和3D打印技术可以帮你很快打印出一颗新牙,而且比起我们“原装”的牙齿,这种3D打印牙齿还具有一大优势——杀菌功效。
近日,荷兰格罗宁根大学的科学家将季铵盐植入用于制作假牙的树脂聚合物中,研发出一种具有抗菌作用的塑料。研究人员介绍说:“季铵盐带正电荷,可以破坏细菌带负电荷的细胞膜,所以加入季铵盐的新材料可以杀死接触到的细菌。另一方面,这种材料不会伤害人体细胞。”只要将这种抗菌塑料放入3D打印机内,用紫外线使其硬化,就可以打印出假牙和矫正器等物品。
为了测试这种3D打印牙齿的抗菌功效,研究人员将唾液和引发龋齿的主要细菌(变异链球菌)的混合物与打印出的样品放在一起,并在一段时间后检测样品上的细菌数量。实验结果显示,用抗菌材料制作的样品可以杀死99%的细菌,而未加入季铵盐的普通样品只能杀死1%的细菌。
【物理学】
气球炸裂的一瞬间
文/邵小冬
众所周知,无论是不停地吹气,还是一针扎下去,都会让气球爆炸。然而,这一切发生得太快了。你知道气球炸裂的瞬间到底发生了什么吗?
近日,发表于《物理评论快报》的一项研究指出,气球炸裂的方式其实有2种:一种是像被划开那样,顺着一条缝裂开(图1);另一种是瞬间碎裂成很多个碎片(图2)。在实验中,法国科学家向被圆环束缚的薄膜内充入气体,使其不断膨胀,形成一个球形气囊,然后用针刺破这个气囊。科学家用高速摄像机拍摄了数百次气球爆炸过程,并对比使用不同种类薄膜所产生的效果。
研究结果表明,决定气球炸裂方式的关键因素是薄膜张力与厚度的比值。当这个比值升高到一个临界值之后,就会以形成多个分叉的方式释放能量,原本“顺着一条裂缝裂开”就会变成“呈枝状裂开”,并形成更多的碎片。研究人员希望他们的理论能应用于研发在意外爆炸时危险性更小的新型玻璃或金属材料。
【生物化学】
雾霾会造成DNA损伤吗
文/杨璟华 王晓丹
苯并芘是雾霾成分之一,主要来源于烟草、汽油及含碳燃料的不完全燃烧。苯并芘本身很难被人体吸收,而是在细胞色素的作用下生成BPDE(苯并芘二醇环氧化物),随后排出人体。
BPDE在排出过程中,易与DNA 中的鸟嘌呤发生化学反应,产生不同构象的损伤加合物。那么,BPDE对人体细胞究竟会产生怎样的影响呢?为了一探究竟,我们选用人类的骨髓瘤细胞开展了一项实验,观察BPDE是否会直接损伤人体细胞中的DNA。
实验中,我们通过免疫荧光技术,分别观测经BPDE处理和未经BPDE处理的骨髓瘤细胞样品。结果显示,在经BPDE处理24小时之后,样品中出现了表示DNA受损的荧光信号,且该信号与指示BPDE所处位置的信号是重叠的。未经BPDE处理的空白对照组则未出现相应的荧光信号。这说明BPDE确实能够直接造成细胞内DNA的损伤。
在我们看来,进一步研究苯并芘等PM2.5的主要成分对人类细胞的作用,可以帮助人们更好地应对雾霾的潜在威胁。

转载请注明 文章来源:《科学画报》

〖 欲看更精彩文章、图片,请购买科学画报。每月月初出版发行,铜板纸彩色印刷,每本仅售8.00元 〗 

《科学画报》2016© 版权所有 沪ICP备05024827号