摘要：从记忆储存到视觉解析，从调节情绪到思维运转，大脑的每项功能都需要能量供给，这些能量由名为线粒体的细胞器产生。美国哥伦比亚大学和法国波尔多大学科学家在《自然》发文称，他们绘制出了首张人脑能量分布图MitoBrainMap。为绘制出这张图谱，研究团队首先将一块冷冻
来源：环球科学、新华社、科技日报等
首张人脑能量分布图绘成
从记忆储存到视觉解析，从调节情绪到思维运转，大脑的每项功能都需要能量供给，这些能量由名为线粒体的细胞器产生。美国哥伦比亚大学和法国波尔多大学科学家在《自然》发文称，他们绘制出了首张人脑能量分布图MitoBrainMap。为绘制出这张图谱，研究团队首先将一块冷冻人脑切片分割成703个3×3×3毫米的立方体（与一粒沙子的大小相当）。随后，他们利用生物化学和分子技术，确定了703个样本中每个样本的线粒体密度，以及一些样本内线粒体的产能效率，从而得到了整块大脑切片的线粒体图谱。最后，他们利用计算机建模，将局部数据外推至全脑范围，最终绘制出了这张图谱。
研究显示，人脑内的线粒体不仅因细胞类型而异，还因大脑区域而异。例如，尽管白质和灰质都是大脑的核心组成部分，但灰质的线粒体比白质多50%以上，且灰质线粒体的产能效率也高于白质。此外，将人类与其他物种区分开来的较新大脑区域不仅包含更多线粒体，且这些线粒体的能量生产效率更高。这项突破性进展对探究阿尔茨海默病等神经退行性疾病和抑郁症等精神疾病的起源，以及开发新疗法具有重要意义。
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微型磁性机器人可在人体内“虚拟活检”
英国利兹大学工程师开发了一款创新性的微型磁性机器人。它能在人体内深处执行3D扫描进行“虚拟活检”，并首次从胃肠道或肠道深处获取了高分辨率3D超声图像，这标志着早期癌症检测技术的重大突破。该机器人实现的“虚拟活检”，无需侵入性操作即可获得诊断数据，使得医生能够在单一程序中完成病变的检测、分期乃至潜在治疗。这一进展为多种癌症的诊断和治疗带来了革命性变化。
这项技术首次让科学家能够重建来自肠道深处探针拍摄的3D超声图像，支持对结直肠癌进行原位组织分析与诊断，并立即得出结果。传统方法需要1到3周才能得到实验室结果，而新方法消除了诊断与治疗之间的等待时间，不仅提高了患者的舒适度，还减少了重复手术的需求，减轻了患者对潜在癌症诊断结果的焦虑。相关研究成果26日发表在《科学·机器人学》杂志上。
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女性妊娠前后的生理变化全景图公布
在一项于3 月 26 日发表于《科学·进展》的研究中，魏茨曼科学研究所等机构的研究人员使用了以色列最大的医疗保健提供商Clalit Healthcare提供的2003年～2020年、超过30万例女性共4400万次的医疗检测数据，揭示了女性怀孕前后的妊娠全景图。研究中参与者年龄为20至35岁、未服用药物且无慢性疾病。研究人员收集了多达76项常见检测的结果，包括胆固醇、免疫细胞、红细胞和炎症水平，以及肝脏、肾脏和新陈代谢健康指标，覆盖了从受孕前4.5个月到分娩后18.5个月期间每周的变化。
研究人员发现，在分娩后的第一个月内，经历妊娠的女性的76项指标中有47%会接近孕前水平，12%的指标则需4～10周达到稳定状态。还有41%的指标需要超过10周才能趋于稳定，其中数项肝功能与胆固醇指标，大约需要6个月才能恢复正常，而一项反映骨骼和肝脏健康的指标，需要一年时间才能恢复。此外还有多项测量指标，包括炎症标志物和几项血液健康指标，在80周后会趋于稳定，但并未恢复到孕前水平。研究人员表示，这些长期差异究竟是源于怀孕和分娩本身，还是由于分娩后女性的行为改变所致，还需要进一步研究。他们还发现，女性的身体在受孕前就发生了显著变化，其中包括炎症标志物的减少和叶酸水平的增加，是有益的，或和服用补充剂和采取更健康的生活方式有关。研究人员检测了在怀孕期间出现并发症的女性的样本。这些并发症包括妊娠糖尿病和先兆子痫，其中先兆子痫会导致高血压，并可能危及生命。他们发现，与健康妊娠相比，这些女性在某些标志物特征上会有所不同，部分差异甚至会在受孕前最为显著。这项研究将能帮助在孕前识别出一些常见的妊娠并发症风险。
把木材变透明，还能让它更坚固耐用
在塑料污染日益严重的今天，一种新型透明木材的出现为环保材料领域带来了曙光。美国肯尼索州立大学（Kennesaw State University）的巴拉特·巴鲁阿（Bharat Baruah）在美国化学会（ACS）春季会议（ACS 2025春季会议于当地时间3月23日至27日举行）上报告称，他们制造出了一种坚固耐用、半透明且可降解的木材，有望成为塑料的理想替代品。
木材主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。为了使木材透明，就需要去除木质素和半纤维素，留下多孔的纤维素网络，然后用无色材料填充这些孔隙，同时恢复部分刚性。因此，研究者先是用亚硫酸钠、氢氧化钠等化学物质去除木质素与半纤维素，形成多孔纤维素网络，然后受印度古代建筑的启发，将糯米、蛋白等天然材料注入孔隙，并把一种名为二乙烯三胺的固化剂填充其中。最终得到了一种耐用且柔韧的半透明木材。在应用方面，研究者将这种半透明木材用于鸟屋窗户的改造实验中，发现相比于使用玻璃的鸟屋，其内部温度低了5到6摄氏度，显示出良好的隔热性能，在节能窗户方面或有巨大的应用潜力。此外，研究者还在这种半透明木材里嵌入银纳米线，使它具备导电性，可用于可穿戴传感器与太阳能电池涂层。但银纳米线不可降解，因此研究团队将继续探索石墨烯等其他导电材料，以拓展其应用范围，并且计划进一步提高木材的透明度。
驱蚊剂和防晒霜并用或影响防晒效果
法国国家科学研究中心日前发布公报说，其研究人员借助离体皮肤模型和人工智能软件发现，在与驱蚊剂并用的情况下，防晒霜对紫外线的防护效果可能会大打折扣。
据研究人员介绍，在一些温暖且蚊虫较多的地区，防晒霜和驱蚊剂同时使用变得越来越普遍。离体皮肤模型是由人体来源的皮肤组织经体外培养而获得的模型，他们借助该模型和可评估皮肤损伤程度的人工智能软件，测试了单独和混合使用防晒霜和驱蚊剂的效果。测试使用了一款含紫外线过滤剂的防晒霜以及一款含驱蚊酯的驱蚊剂，均是畅销产品。
结果显示，单独使用防晒霜能有效保护皮肤，显著降低紫外线损伤，而防晒霜和驱蚊剂并用时，防晒霜对UVB波段紫外线的防护效果显著下降。
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严重缺乏睡眠的果蝇突变体，记忆力却增强
来源：Huang S, et al., 2025,PLOS Biology, CC-BY 4.0
睡眠对于不同物种的认知功能和寿命都至关重要。虽然睡眠稳态和认知过程通过细胞和神经突触可塑性相互关联，但研究者始终不清楚连接它们的信号通路。在最近一篇发表于PLOS Biology的论文中，研究人员利用失眠果蝇（Drosophila insomniac，inc）的短睡眠突变体揭示了平衡睡眠与记忆功能的分子机制，为果蝇inc突变体的睡眠表型提供了合理解释：由于记忆功能亢进，引起了睡眠缺陷。
果蝇inc突变体存在严重的睡眠缺陷，却展现出超常的嗅觉学习和记忆能力。通过基因筛选果蝇的长睡眠和短睡眠突变体，研究人员发现在果蝇inc突变体大脑中，参与记忆和睡眠调节的“蘑菇体”中的蛋白激酶（PKA）信号会增强，这会抑制其睡眠，进而导致预期寿命缩短，也会限制过度记忆，但果蝇突变体嗅觉学习和记忆能力仍会更高。一旦略微降低inc突变体的PKA信号，会导致突变体的记忆能力与蘑菇体的生长进一步出现异常。这项发现揭示了PKA在平衡睡眠和记忆功能上发挥的关键作用，它能抑制过度记忆功能以保护大脑，却也因持续激活造成了睡眠缺陷和寿命缩短。由于，行为机能亢进、睡眠不足与认知失衡是自闭症等神经发育障碍的标志性特征。这些新发现可能提供了神经发育机能亢进与自闭症起源之间的潜在机制联系。
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003076
美“好奇”号火星车发现迄今火星上最大有机分子
美国航天局“好奇”号火星车团队日前表示，他们通过分析“好奇”号采集的岩石样本，发现了迄今火星上最大的有机化合物。这表明火星上关联生命的化学物质可能比之前观察到的更为复杂。
此次分析的岩石样本是“好奇”号于2013年5月在火星盖尔陨坑内钻取的名为“坎伯兰”的火星岩石样本。研究团队利用“好奇”号上搭载的火星样本分析设备对岩石样本进行分析，发现了癸烷、十一烷和十二烷分子，这些化合物分别由10、11和12个碳原子组成，是样本中保存的脂肪酸碎片。脂肪酸是地球上构成生命化学成分的关键分子之一，也可以在没有生命的情况下通过各种地质过程引发的化学反应产生。
这一新发现为未来将火星样本带回地球、使用更先进的仪器进行分析的计划带来希望。研究团队表示，新发现还增加了只能在生命存在的条件下生成的大型有机分子在火星上保存下来的可能性，这缓解了此前科学家对于这些分子在暴露于火星强烈辐射和氧化环境数千万年后会被破坏的担忧。
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最遥远星系中发现氧元素
据20日发表在《天文学与天体物理学》和《天体物理学杂志》的两篇论文，两个不同天文学家团队借助阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），在已知最遥远的星系JADES-GS-z14-0中发现了氧元素。
JADES-GS-z14-0于2024年由韦布空间望远镜发现，是迄今为止确认的最遥远星系，距地约134亿光年，这意味着人们看到的是其宇宙年龄仅为3亿年（大爆炸后3亿年）时的样子。新发现的氧气表明，该星系的化学成熟度远超预期。这就像是在只能找到婴儿的地方发现了一个青少年。研究表明，该星系形成得非常迅速，并且也在快速成熟，这进一步增加了星系形成速度远超预期的证据。
https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2025-03/24/content_586333.htm?div=-1
干细胞疗法恢复脊髓损伤者运动能力
来源：物理学家组织网
据日本放送协会网站近日报道，在一项脊髓损伤修复临床研究中，4名接受诱导多能干细胞（iPS细胞）衍生神经干细胞移植的患者中，有2名患者恢复了部分运动功能。这是科学家首次利用iPS细胞衍生细胞成功改善脊髓损伤患者症状。
在这项研究中，日本庆应义塾大学研究团队借助基因重编程技术，将成熟体细胞重编程为iPS细胞，并定向诱导其分化为神经干细胞。随后，他们将200万个神经干细胞移植到4名患者体内。这些患者均在参与实验前14至28天内遭遇脊髓受伤，且身体某些部位失去了运动功能。
一年后，研究团队评估了4名患者的运动功能恢复情况。结果显示，其中两名患者的运动功能评分有所改善。一位老年患者的运动功能评分从最低等级A跃升至较高等级D，仅次于最高等级E。目前这名老人能在没有支撑的情况下站立起来，并开始练习走路。另一名患者的运动功能评分也从A提升到C。虽然这名患者仍然无法站立，但能独自进食。其余2名患者未见运动功能改善。另外，所有4位患者均未出现严重的副作用。
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“夜猫子”为啥容易患抑郁症
此前研究表明，“夜猫子”或晚睡的人，比早起的人有更多抑郁症状。在这项研究中，英国萨里大学的Simon Evans与同事通过在线问卷收集了546名大学生的数据。这些数据包括学生自我报告的睡眠质量、专注力、饮酒量、抑郁和焦虑水平等信息。
该研究证实，“夜猫子”患抑郁症的风险明显更高，这种联系可以用专注力、睡眠质量和饮酒量的差异来解释。平均而言，这类晚睡型的人睡眠质量较差、酒精摄入量较高，而且比早起型的人更缺乏专注力。
不过，研究者表示，该研究在证明因果关系方面存在局限，因为其设计仅依赖于一个时间点的数据。此外，研究结果可能不适用于大学生以外的年龄组。考虑到这些因素，研究者表示，针对专注力、睡眠质量和饮酒量的干预措施有可能降低抑郁症风险，尤其是在年轻人中。
https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2025/3/383859.shtm?id=383859
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来源：科技导报