环球科学：空气中的微塑料会进入植物叶片，再通过食物...

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　　· 神经科学 ·

　　有史以来最大的大脑图谱

　　通过分析小鼠1立方毫米脑组织得到的超过1000个脑细胞的渲染图。图片来源：Allen Institute

　　MICrONS（Machine Intelligence from Cortical Networks，皮层网络的机器智能）联盟本周在《自然》（Nature）和《自然·方法》（Nature Methods）上发表了一组论文，绘制了小鼠大脑细胞结构和连接的详细图谱。这是迄今最大、最详细的哺乳动物大脑连接图谱，揭示了它们与小鼠大脑活动的关系。

　　研究者首先记录了一只在跑步机上跑步和看视觉图像的小鼠脑内约75 000个神经元的活动。这只小鼠经过改造后，其神经元活跃时会发出荧光蛋白。随后，研究者将这些数据与仅一立方毫米（约相当于一粒奇亚籽大小）的小鼠视觉皮层的重建连接图进行匹配。对该样本的电子显微镜观察识别出了超过20万个细胞、约84 000个神经元、5.24亿突触和约5.4公里长的神经元连接。这些论文描述了识别不同细胞、分析连接以及将布线图与神经元活动联系起来的工具，生成了一张大规模的神经形态和连接的高分辨率图谱，并探索了它们与功能和遗传特征的关系。虽然仅代表大脑的很小一部分，这一高分辨率的连接图谱有助于描绘大脑的组织方式以及不同类型的细胞如何协同工作。（Nature）

　　· 机器人 ·

　　用卷尺制作果蔬采摘机器人

　　新型夹爪可以拾取各种物体，包括水果。图片来源：David Baillot/University of California San Diego

　　农业自动化需求日益增长，但传统机器人夹爪在抓取柔软易损或形状不规则的物体（如不同种类的果蔬）时，常因其刚性结构而难以抓取或导致物体损伤。美国加利福尼亚大学圣迭戈分校带领研究团队从钢卷尺的弹性与刚性结合中获得灵感，开发出一种低成本、柔软的新型机器人夹爪，为农业自动化采摘提供了创新解决方案。相关研究发表于《科学·进展》（Science Advances）杂志。

　　这种夹爪有两个“手指”，每个“手指”由两段卷尺粘合而成，并配有4个电机来控制其运动。该夹爪的卷尺可以任意弯曲，而后恢复到原始状态，因此可以伸缩以抓取不同距离的物体。而且它由钢制成，既坚固耐用，又足够薄，不会在接触物体时损坏它们。该夹爪的另一大特点是利用卷尺的全长作为抓取面，既能抓取物体，又能作为传送带将物品传回容器中。实验表明，该夹爪能绕过障碍物，抓取、移动和旋转形状和硬度各异的物体，如橡胶球、番茄、柠檬等。这项研究展现了软体机器人在复杂农业环境中的应用潜力，未来研究团队还考虑通过添加传感器和人工智能技术实现自主操作，进一步提升采摘效率。（University of California - San Diego）

　　· 行星科学 ·

　　嫦娥六号样本揭示月球背面月幔更“干”

　　科学家通过嫦娥六号玄武岩揭示月球背面月幔更“干”。图片来源：中国科学院地质与地球物理研究所

　　月幔水含量在揭示月球起源、岩浆活动、资源环境效应等方面具有重要意义。学界普遍认为，约45亿年前，一颗火星大小的天体撞击原始地球，抛射出的物质经过重新吸积形成月球。这就是月球的起点——大碰撞起源假说。在这个极其高温的撞击事件中，月球预期极度贫水。但近20年来，月幔水含量研究存在富水和贫水的争议，而所有发表的数据都集中在月球正面。

　　2024年6月25日，嫦娥六号任务从月球背面的南极-艾特肯撞击盆地采回样品，为测定该区域月幔水含量提供了首个机会。相关研究成果近日发表在《自然》（Nature）上。结果显示，嫦娥六号玄武岩的月幔源区水含量仅为1至1.5微克/克，是已报道数据中的最低值，表明嫦娥六号玄武岩的月幔源区比月球正面月幔更“干”，其原因或是月球南极艾特肯盆地撞击事件改造了月幔源区的水。该研究为月球大碰撞起源假说及月球后续演化提供了关键制约。（中国科学院地质与地球物理研究所）

　　· 环境 ·

　　空气中的微塑料会进入植物叶片，再通过食物链进入我们体内

　　随着塑料制品的广泛使用，环境中的微塑料变得无处不在。越来越多研究显示，这些微塑料可以在人体内累计，科学家已经在肺、肾脏、肝脏、生殖系统，甚至是大脑中发现了微塑料。学界一直在研究人类接触微塑料的途径，其中也包含食物来源。此前的研究大多数将注意力放在土壤和水，而近日一篇发表在《自然》（Nature）的论文表示，强有力的证据表明，空气是微塑料进入植物体内最主要的途径。

　　植物可以从空气中直接吸收微塑料颗粒，空气中的微塑料会进入植物叶片，从而通过食物链进入人类体内。研究团队通过高光谱成像和原子力显微镜-红外光谱法，对叶片中的纳米尺寸的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）颗粒进行了可视化检测。利用高光谱成像、共聚焦显微镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法，确定了玉米叶片通过气孔途径吸收主动暴露的未标记的、荧光标记或铕标记的塑料颗粒，而且这些塑料颗粒通过质外体途径向维管组织转运并在毛状体中积累。（Nature NEWS，生物世界）

　　· 新技术 ·

　　测量皮肤呼吸的可穿戴设备

　　新型可穿戴设备通过检测皮肤释放和吸收的气体，来衡量皮肤健康。图片来源：John A. Rogers/Northwestern University

　　皮肤是人体的第一道防线，其健康状况直接影响人体整体的生理功能。然而，传统的皮肤健康监测技术多依赖大型设备或接触式测量，不适用于伤口护理或对脆弱皮肤的监测。近日，美国西北大学带领研究团队开发了一种新型非接触式可穿戴设备，通过检测皮肤释放和吸收的气体，为皮肤健康评估提供了全新方法。相关研究发表于《自然》（Nature）杂志。

　　这种设备采用非接触式设计，通过一个悬浮于皮肤上方几毫米的密闭腔室收集气体。设备内置传感器可检测温度、水蒸气、二氧化碳及挥发性有机化合物（VOCs）的浓度变化，并通过可编程阀门动态控制腔室与外界空气的交换，实现实时测量皮肤气体通量。数据通过蓝牙传输至智能手机或平板电脑，供用户实时查看。研究者在动物和人体实验中验证了该设备的有效性。结果显示，这种设备能够准确评估皮肤健康，例如可以通过水蒸气和气体排放量来判断皮肤敏感度及感染风险。这种非接触式设备避免了对脆弱皮肤或伤口的干扰，尤其适用于新生儿、老年人及糖尿病患者等人群。这项技术为非接触式健康监测开辟了新方向，让皮肤的“呼吸”成为健康的晴雨表。（Northwestern University）

　　撰写：马良骥、王昱、王怡博