环球科学：科学家发现能让小鼠开启“冬眠”的神经元，...

lameihua

　　· 神经科学 ·

　　研究者发现一组让小鼠“冬眠”的神经元

　　哺乳动物身体与大脑之间的交流十分重要，但关于迷走神经传入信号和相应的大脑回路对内脏感知的关系，目前科学家还未完全弄清。在最近一项发表于《自然·代谢》（Nature Metabolism）上的新研究中，研究者发现了一组控制小鼠脑-心脏-肠轴（brain-heart-gut axis）的神经元，这些神经元被激活后可诱导小鼠进入类似冬眠的低代谢状态。

　　研究人员发现了一组位于小鼠颅底附近的神经元群，这些神经元会将肠道和心脏受到的机械拉伸传递给大脑。他们发现，同时、重复激活这些神经元会让小鼠进入一种类似冬眠的状态，表现为心率、血压和全身代谢水平的下降。研究者表示，这一发现可能在开发心脏代谢疾病治疗方法和延长寿命方面起到重要作用；甚至可用于更广泛的应用领域，比如减缓宇航员的新陈代谢率，以实现长时间的太空旅行。（GEORGIA STATE UNIVERSITY）

　　· 核聚变 ·

　　全超导托卡马克装置实现亿度千秒高约束模等离子体运行

　　世界首个全超导托卡马克装置EAST（图片来源：中国科学院等离子体物理研究所）

　　核聚变能源具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点，是人类未来最主要的清洁能源之一。目前比较有希望的两种实现核聚变的方法分别是磁约束核聚变和惯性约束核聚变，我国的EAST全超导托卡马克装置（东方超环）属于前者。1月20日，世界首个全超导托卡马克EAST装置获得重大成果，成功在等离子体温度超1亿度的情况下，维持1066秒的稳态长脉冲高约束模等离子体运行，再次创造了托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。

　　高约束运行模式因其效率高、经济性强，是未来聚变实验堆和工程堆稳态运行的基本模式。高约束模面临的最大挑战是高约束条件下边缘局域模引起的等离子体边缘区温度、密度台基的突然崩塌，该过程释放的强脉冲热流会导致偏滤器热负荷过载、靶板材料溅射损伤，大量杂质进入芯部等离子体引起大破裂，在实验装置上实现长脉冲稳态高约束模挑战大、难度高。（中国科学院等离子体物理研究所）

　　· 天文学 ·

　　磁星之外的快速射电暴

　　目前关于快速射电暴的理论认为，快速射电暴主要是由一些磁化的年轻中子星产生的。而近日一篇发表于《天体物理学杂志通讯》（The Astrophysical Journal Letters）的论文则表示，天文学家发现一个重复的快速射电暴FRB 20240209A位于一个古老的星系中，这可能暗示快速射电暴有磁化中子星之外的起源。

　　2024年2月，加拿大氢强度测绘实验（CHIME）探测到了名为FRB 20240209A的快速射电暴，这次快速射电暴能量超过了我们太阳一整年释放的能量。经过光学望远镜补充观测后，研究人员发现该快速射电暴位于一个星系的外缘，这个星系距离地球仅20亿光年、已有113亿年的历史，这也是目前快速射电暴宿主星系中，质量最大的。在这样古老的星系中，已经不存在年老的中子星，这说明快速射电暴除了磁化中子星，可能也会有其他的来源。（NORTHWESTERN UNIVERSITY）

　　· 化学 ·

　　从“液体黄金”尿液中提取肥料

　　尿液含有化学物质尿素，尿素富含氮，而氮是肥料的重要成分。由于在农业中的潜在用途，尿液在某些场景下被誉为“液体黄金”，但通常情况下仍被视为废物。《自然·催化》（Nature Catalysis）的一项研究报道了一种能净化城市废水并从尿液中提取一种有用物质的机制，或能用于作物施肥和其他目的。

　　研究者利用电化学反应去除废水中的尿素，并以近100%的比例将尿素转换成纯的过碳酰胺——尿素中一种有用的固体衍生物，而且不需要使用复杂的纯化步骤。收集到的过碳酰胺或有不同用途，包括环境水处理、消毒和促进作物生长。这种反应用一种碳基电极作为催化剂，加上大气氧，能在低于传统反应的温度和压强下产生过碳酰胺。这种系统被发现同时适用于人类和哺乳动物的尿液，比其他方法更廉价，而且能产生更纯、更有价值的最终产物。研究者通过经济分析计算发现，每日生产一公吨过碳酰胺只需要100平方米的土地，以及来自6382户家庭或是3800头奶牛的尿液，说明该方法的可行性很高。研究结果为今后研究该工艺的效率和可扩展性奠定了基础。进一步升级或能实现更可持续的城市废水管理实践，以及对新获得物质的创新使用。

　　· 流体力学 ·

　　如何在煮面时煮出完美的盐圈

　　将一把盐撒入锅中，可以形成圆环沉积物（图片来源：Mathieu Souzy）

　　煮意大利面时，当你向沸水中撒入盐，锅底常常会出现美丽的白色盐环。近日，《流体物理学》（Physics of Fluids）的一项研究揭示了颗粒相互作用和流体扰动在这一现象中的关键作用。科学家们发现，盐颗粒在水中的沉降行为受到颗粒大小、注入高度和体积等因素的影响，并展示了颗粒在沉降过程中如何形成不同的沉积形态。

　　来自荷兰特温特大学和法国农业、食品与环境国家研究所的科学家在一次意大利面晚餐中偶然注意到盐环现象，于是便提出了一个问题：如何在锅中做出最完美的盐环？为此，他们设计了一套透明水箱实验系统，采用玻璃微球模拟盐颗粒，并通过调整不同的变量，捕捉颗粒云的沉降过程。研究表明，小颗粒倾向于形成紧凑的环形沉积，而大颗粒则会径向扩散，最终形成均匀分布。这一研究不仅加深了人们对沉降动力学的理解，更为工业设计高效颗粒筛分设备和环境污染物扩散研究提供了新思路。

　　另外，下一次煮面时，不妨留意盐环的形成，说不定你也能煮出一个完美的盐圈！

　　撰写：王昱、冬鸢、邵越