环球科学：将精子制成机器人，或可用于治疗女性生殖系...

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　　· 动物行为学 ·

　　鹦鹉能像人类一样跟同伴学新招

　　相较于第二方模仿——从直接的示范中学习，第三方模仿是指通过被动观察两个个体之间的互动而非直接指导来学习的能力。在人类中，这一技能与文化实践和社会规范的传承相关。但此前从未在人类之外的物种中发现第三方模仿的证据。近日，《科学报告》（Scientific Reports）发表的一项研究在蓝喉金刚鹦鹉（Ara glaucogularis）身上观察到了第三模仿，发现它们能通过观察其他鹦鹉互动学会新的行为。

　　研究者研究了特内里费岛Loro Parque基金会的14只圈养蓝喉金刚鹦鹉，涉及12只实验对象（包括6只实验组鹦鹉和5只对照组鹦鹉，以及一只在实验中途到达，错过实验初始阶段而未被纳入分析的对照组鹦鹉）和2只示范鹦鹉（受过训练的两只8岁雄性鹦鹉）。对于实验组，他们先让这6只鹦鹉观察示范鹦鹉响应手势所做出的一组动作，包括单腿抬起、旋转、根据指令拍打翅膀等，然后给它们相同的指令，测试它们能否模仿这组动作。而对照组的5只鹦鹉则没有事先观察这种互动，但得到相同的指令来测试它们的响应。结果显示，实验组学到的动作比对照组多，速度也更快，对“抬起单腿”这样的指令响应准确性是另一组同伴的2倍。一些实验组的鸟儿甚至能在获得指令或奖赏前就自发模仿动作。这项研究表明，第三方模仿的学习方法不为人所独有，或有助于解释高度社会化的金刚鹦鹉的复杂群体行为。不过，研究者指出，研究的鹦鹉数量有限，且经测试的动作数量少，因此还需要开展更大规模的研究，以验证这项发现。（Nature）

　　· 医学 ·

　　将精子制成机器人，或可用于治疗女性生殖道

　　精子天然具备快速、灵活的运动能力，能够穿越女性生殖道的复杂环境，这让它们成为了医用微型机器人技术中颇具潜力的材料。然而由于人类精子过小，很难通过X射线等传统成像技术成像。最近一项发表于《npj-机器人》（npj Robotics）的研究就将精子改造成了可由磁场操控的微型机器人。

　　研究团队将磁性纳米颗粒包裹在了精子表面，这样一来，精子就可以在X射线下显影，并能对外部磁场产生响应。在测试中，这款机器人实现了在实体解剖模型内的实时追踪与精准导航。据研究团队介绍，进入体内后，这些改造的精子机器人可以将药物递送到子宫或输卵管，从而为子宫癌、子宫内膜异位症或子宫肌瘤等疾病的靶向治疗带来重大突破。（K. W. Wesselink, University of Twente）

　　· 健康 ·

　　PM2.5污染可能引发痴呆症

　　痴呆症是一类常见的神经退行性疾病，其中阿尔茨海默病和血管性痴呆是最常见的两种类型。路易体病（或者说路易体相关痴呆，Lewy body dementia）是第三常见的类型，包括帕金森病痴呆（Parkinson’s disease dementia，PDD）和路易体痴呆（dementia with Lewy bodies，DLB）——它们的发病机制都是α-突触核蛋白（α-synuclein，αSyn）在脑神经细胞中堆积形成路易体，导致细胞功能丧失并最终死亡。当地时间9月4日，《科学》（Science）发表的一项研究证明长期暴露于大气细颗粒物（PM2.5）可能会增加与路易体有关痴呆的发病风险。

　　研究团队分析了美国2000年至2014年间5650万名住院患者的数据，涵盖路易体痴呆症患者和帕金森病（有或无痴呆）患者。结果显示，PM2.5浓度每增加一个四分位距，帕金森病痴呆的风险增加17%，路易体痴呆的风险增加12%。为了进一步探究空气污染对痴呆症风险的影响机制，研究者对正常小鼠和缺乏α-突触核蛋白的转基因小鼠进行PM2.5暴露实验。小鼠通过鼻腔暴露于PM2.5污染中，每隔一天暴露一次，持续十个月。结果显示，正常小鼠出现神经细胞死亡、脑萎缩和认知能力下降等症状，与路易体相关痴呆的症状相似；而缺乏α-突触核蛋白的小鼠则基本不受影响。进一步实验表明，PM2.5污染会促使α-突触核蛋白形成类似人类路易体的具有攻击性和毒性的团块。这项研究揭示了PM2.5暴露与路易体相关痴呆之间的联系，为理解空气污染对神经退行性疾病的影响提供了新的视角。研究者的下一个目标是确定空气污染中哪些具体成分在驱动这些效应。了解这一点将有助于指导公共卫生工作，减少有害暴露并降低疾病风险。（Nature news，Columbia University's Mailman School of Public Health）

　　· 材料科学 ·

　　耐酸水凝胶可促进动物胃部创面愈合

　　水凝胶能辅助伤口愈合并实现药物缓释，比如明胶这类可吸收并锁住水分的材料，但通常会在胃部的强酸环境中被降解。现在，受胃黏液特性启发，中国香港理工大学王钻开教授带领的研究团队开发出一种被称为超稳定仿生黏液水凝胶（UMIH）的耐酸水凝胶。研究者通过动物实验发现，超稳定仿生黏液水凝胶可以显著改善胃肠道创面愈合效果，且优于已获批临床应用的胃黏膜保护剂。相关研究于当地时间9月4日发表在《细胞报告物理科学》（Cell Reports Physical Science）上。

　　与其他水凝胶一样，超稳定仿生黏液水凝胶由可吸收水分并形成强韧果冻状质地的聚合物网络构成。为使其具备耐酸能力，研究者在水凝胶网络结构中引入了3种关键分子组分：ELR-IK24蛋白——在酸性环境中可结合氢离子，降低局部酸度；单宁酸——增强水凝胶与组织的黏附力；HDI分子——在酸性条件下稳定水凝胶的整体结构。结果显示，在pH为2的酸性环境下，超稳定仿生黏液水凝胶的黏附力是临床获批的胃黏膜保护剂兼抗酸剂——磷酸铝凝胶（APG）的15倍。而且，体外胃肠道细胞实验未观察到超稳定仿生黏液水凝胶的任何毒性反应；同时，它对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长具有抑制作用，显示出良好的抗菌潜力。此外，在食管损伤的猪和大鼠模型中，超稳定仿生黏液水凝胶紧紧黏附于创面，其治疗效果优于未处理对照组及磷酸铝凝胶治疗组。尽管仍需通过临床试验来验证超稳定仿生黏液水凝胶在人体中的安全性与有效性，研究者认为这种耐酸水凝胶的商业化前景良好。（Cell Press）

　　· 气候变化 ·

　　岩层中能封存的碳存在上限

　　为实现净零碳排放的目标，二氧化碳源必须与二氧化碳汇的除碳量相当。实现这一目标的一个方法是利用捕获与封存技术将碳排放封存在地质构造中数百年或数千年。最近，一项发表于《自然》（Nature）的论文指出，地球在岩石构造中封存碳排放的实际上限预计为1.46万亿吨。在当前的变暖减缓情景下，该上限可能会在2200年达标，提示各国应重新考虑碳封存在其减排计划中的作用。

　　研究团队在分析稳定地质构造的同时考虑了环境敏感地点、与人口中心的距离，以及缺乏政府支持这类风险因素，从而量化了地球实际能支持的地质碳储量。他们发现，这种更谨慎的估算得出的地球二氧化碳地质封存潜力为1.46万亿吨，而且这一潜力可能在2200年被用尽。根据这一储量上限，作者指出地质碳封存能逆转今后最多0.7°C的全球变暖。这一储量的约70%在陆地上，储存潜力较高的国家包括俄罗斯、美国、中国、巴西和澳大利亚。作者指出，该分析的一个主要局限在于没有考虑碳捕获与封存技术规模化的障碍，也没有考虑今后可能研发出的其他技术。决策者应明确估算需要多少碳封存，同时规划能减缓碳排放的策略。（Nature）

　　撰文：王怡博、二七