环球科学：发现人类最早截肢手术；用钻石量子传感器估计电动汽车电量

lameihua

　　· 考古学 ·

　　发现人类3万年前的截肢手术

　　来研究主人公Tebo1的艺术复原图。该个体孩童时左腿下部被截肢，但仍活到了刚刚成年的时候。图片来源：Jose Garcia

　　截肢要求对人体解剖学和手术卫生有非常全面的理解，还需要掌握大量手术技巧。在现代临床医学（如抗菌剂）发展前，大部分接受截肢手术的患者都死于失血休克或是术后感染。之前已知最复杂的手术是约7000年前法国新石器时代的一位农民接受了左前臂截肢手术，并在术后部分愈合。

　　昨天，在《自然》杂志发表的一篇论文中，研究人员在印尼婆罗洲发现了一例3.1万年前的人类骨架，并将其命名为Tebo1（TB1）。TB1死亡年龄在在19～20岁之间。此人左小腿的下三分之一被手术截肢，截肢时可能还是儿童。研究人员发现，TB1在术后又生存了6～9年。作者指出，截肢不太像是由动物攻击或其他事故导致的，因为这类事件一般会导致粉碎性骨折；也不太可能是一种惩罚手段，因为被截肢者似乎在术后得到了精心照料并被悉心安葬。研究结果表明，亚洲的部分早期现代人群体在晚更新世晚期的热带雨林环境中掌握了先进的医学知识和技术。作者认为，热带环境极快的伤口感染速度可能推动了新型药物的出现，如抗菌剂，这些药物利用了婆罗洲生物多样性丰富的植物及其药用价值。

　　· 新技术 ·

　　钻石量子传感器有助于准确估计电动汽车电量

　　近日，一项发表于《科学报告》的研究报告了一种钻石量子传感器，能够以1%的准确度测量电动汽车（EV）的大电流。EV中的电池电流通常可达数百安培，但目前的商用传感器无法测量电流在毫安级别的微小变化，从而导致EV对电池电量估计值的模糊度高达10%。而这可能会“牺牲”10%的行驶里程来充电，降低电池的使用效率。

　　研究人员对此开发了一种对毫安级电流十分敏感的钻石量子传感器，并将这2个传感器集合为一种原型，放置在汽车母线（输入和输出电流的电气接点）的两侧。随后，他们使用一种叫做“差分检测”（differential detection）的技术，消除两个传感器共同检测到的噪声并仅保留实际信号。这样的话，这种新型传感器就能在背景环境噪声中检测到10毫安级别的小电流。此外，他们还对这种原型进行了全球统一轻型车辆测试程序（WLTP）测试周期，这是一项对电动汽车能耗的标准测试。测试结果表明，这种传感器可以准确跟踪从-50到130安培内的电流，并展示出了1%以内的准确度来估计电池电流。

　　· 细胞生物学 ·

　　细胞修复受损溶酶体的机制

　　溶酶体是普遍存在于细胞内的一种细胞器，外面由一层膜包绕，内含多种酸性水解酶，可发挥降解功能。它的功能异常与多种疾病密切相关，例如阿尔茨海默病等神经退行性疾病。近日，一项《自然》上的研究发现了细胞修复受损溶酶体的机制，并将其命名为PITT通路。

　　研究人员通过破坏细胞中的溶酶体，发现有一种叫做PL4K2A的酶会在几分钟内聚集在受损溶酶体上，并产生信号分子Ptdlns4P，向ORP蛋白质发出警告。接着，ORP蛋白的一端就会与Ptdln4P分子结合，同时另一端与内质网（涉及蛋白质和脂类合成的细胞结构）结合。这会使内质网包裹溶酶体，而正常情况下，内质网与溶酶体互不接触。随后，内质网产生的胆固醇和磷脂酰丝氨酸就会进入溶酶体来修补膜孔。此外，磷脂酰丝氨酸还激活了ATG2蛋白——它能够像桥梁一样向溶酶体传送脂类，从而用于修补。进一步研究发现，删除第一步中的PL4K2A基因会导致受损溶酶体无法及时被修补。这项研究为治疗阿尔茨海默病等提供了新的思路。

　　· 航天 ·

　　DART探测器将在9月26日通过撞击改变小行星轨道

　　DART导航相机拍摄的孪大星（Didymos），由243张图像合成。拍摄时间为今年7月27日，那DART时距离目标约3200万千米。图片来源：NASA JPL DART Navigation Team

　　双小行星重定向测试（Double Asteroid Redirection Test，简称DART）是NASA的一项太空任务。2021年11月24日，DART由SpaceX的猎鹰9号火箭发射升空，前往孪大星系统（Didymos system）。孪大星系统由直径800米左右的孪大星（Didymos）和直径160米左右的卫星栾小星（Dimorphos）组成。DART将撞击栾小星，改变其运行轨道，科学家希望以此证明人类有能力改变小行星的轨道，从而偏转对地球可能有威胁的小行星。

　　今天，NASA表示DART的导航相机已经发现了孪大星。此前，一直是地面在以每5小时一次的频率跟踪孪大星系统并为DART导航。DART预计在9月26日撞击其卫星栾小星，在接下来的时间里工作人员还有三次修正轨道的机会，协助DART对准栾小星。工作人员将在9月25日，撞击前24小时左右执行最后一次修正，此时探测器对栾小星的指向精度大约在2千米左右。在那之后，特别是撞击前4小时内，DART将自主导航撞击孪小星。

　　· 分子生物学 ·

　　肠道中的脂肪传感器，能让大脑渴望富含脂肪的食物

　　高脂、高糖食物的过度摄入已造成全世界范围的肥胖及代谢失调。但不幸的是，高热量食物如今无处不在。9月7日发表在《自然》杂志的一项研究发现，小鼠肠道在摄入脂肪后向大脑输入信号，使大脑更加渴望高脂食物。切断这一信号或有助于减少垃圾食品的摄入，降低居高不下的肥胖率。

　　研究者此前发现葡萄糖可以激活一种特定脑-肠神经通路，然而代糖却没有这种效应。他们认为，肠道主导着食欲。为进一步探究小鼠对高脂饮食的反应，研究人员分别用含有可溶豆油和甜味剂的水喂食小鼠，发现小鼠在几天后对高脂饮料表现出更高的渴望程度。这一倾向在经过基因编辑、无法感知油脂味道的小鼠中仍旧存在。科学家在喂食脂肪时测量小鼠的大脑活动，发现脑干中的孤束核尾侧（cNST）区域被迷走神经激活——这个区域此前已被发现与糖偏好有关。研究团队还进一步确认了肠道上皮中负责传递该信号的两种细胞，其中一种对各类营养物质都作出反应，另一种则只对脂肪作出反应。用药物阻断这两组细胞中任意一组的活动时，迷走神经不再对肠道中的脂肪作出反应。研究者认为，阐明这一机制或有助于开发药物，应对肥胖症和代谢综合症。

　　· 核污染 ·

　　福岛核污水排海用隧道已挖掘80米

　　用于东京电力福岛第一核电站处理水排放入海的海底隧道挖掘工程，摄于9月6日上午。图片来源：共同社

　　据中新网报道，当地时间9月6日，日本东京电力公司公开福岛第一核电站核污水排放入海使用的海底隧道挖掘作业现场。据悉，该隧道8月4日正式开工，以每天大约5到6米的速度挖掘。隧道全长约1公里，现已挖掘约80米，力争明年春季前后开始排放。根据今后的气象和海洋状况，工程也有可能延迟。据日本共同社报道，挖掘使用名为盾构机的大型设备，每挖掘1米就贴上钢筋混凝土墙面，这一作业重复约一千次。计划最初的大约150米会慎重挖掘，从10月下旬前后起加快速度。

　　2021年4月13日，日本政府决定将福岛大量核污水排入大海。根据计划，核污水将用海水稀释，再通过海底隧道在近海约1公里处排放。此举遭到福岛县渔业协会和日本全国渔业协会联合会以及国际社会的强烈反对。（中国新闻网，日本共同网）

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间9月8日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例606 821 639例，死亡病例6 507 710例。

　　据国家卫健委官方数据，9月7日0-24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例280例。其中境外输入病例39例（福建8例，上海7例，北京6例，广东6例，山东3例，云南3例，天津1例，内蒙古1例，浙江1例，重庆1例，四川1例，陕西1例），含1例由无症状感染者转为确诊病例（在广东）；本土病例241例（四川69例，内蒙古67例，广东27例，西藏18例，山东15例，广西8例，北京7例，黑龙江6例，贵州4例，云南4例，辽宁3例，上海3例，江西2例，海南2例，天津1例，浙江1例，河南1例，陕西1例，青海1例，新疆1例），含20例由无症状感染者转为确诊病例（四川5例，广东3例，西藏3例，内蒙古2例，山东2例，广西2例，浙江1例，青海1例，新疆1例）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者1159例，其中境外输入66例，本土1093例（西藏388例，黑龙江104例，四川95例，山东77例，辽宁71例，广西64例，内蒙古63例，江西57例，青海56例，新疆28例，贵州16例，湖北12例，广东12例，河南11例，上海10例，吉林6例，甘肃5例，陕西4例，北京3例，福建3例，海南3例，天津2例，云南2例，江苏1例）。

　　截至2022年9月6日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗343378.8万剂次。

　　文：王昱、栗子、王怡博、孟凡琼、马一瑗、韩佳桐