|
|
· 公共卫生 ·
基孔肯雅病毒在法国暴发，病例数超过去10年，欧洲多国蚊媒病毒病例破纪录
全球每年约有3500万人经由蚊虫叮咬感染基孔肯雅病毒（chikungunya virus），往往会出现发烧、头痛、皮疹和剧烈的关节痛，有时甚至会出现严重的慢性疼痛等症状。据《科学》新闻（Science news）消息，今年欧洲基孔肯雅病毒的激增主要集中在法国，截至8月26日，法国回国旅客中的病例已达946例，远超过去十年的病例总数。大多数病例来自法国海外省留尼汪岛。留尼汪岛是法国游客喜爱的印度洋度假胜地，位于该病毒流行的热带地区，今年春天曾发生过大规模疫情。这次输入导致法国新增228例本地传播病例，创历史新高。此外，意大利也报告了基孔肯雅病毒传播，上周该国感染病例数增加了一倍多，达到63例，另有39例输入性病例。
另一种蚊媒病毒——西尼罗河病毒（West Nile Virus, WNV）也在欧洲快速蔓延。今年，从西班牙到罗马尼亚的9个国家受到意大利大规模疫情的影响，均报告了相关病例，病例数达到了三年来的最高水平，达到525例。截至8月27日，意大利已记录430例感染病例，其中27例死亡。193例病毒已经侵入脑部，在这些患者中，77%为65岁及以上。目前这两种病毒均没有针对性的抗病毒药物，主要是针对症状进行支持治疗。8月末，欧洲疾病预防和控制中心（ECDC）主任Pamela Rendi-Wagner曾表示，欧洲正在进入一个新阶段——蚊媒疾病的传播时间更长、范围更广、强度更大，正在成为新常态。卫生专家警告，欧洲正处于蚊媒疾病破纪录的季节，气候变暖将带来更多类似的病例。（《科学》新闻、ECDC）
· 芯片技术 ·
新型光学器件芯片可将AI任务能效提高多达100倍
一种新开发的硅光子芯片将光编码数据转化为即时卷积结果。图片来源：H. Yang （University of Florida）
人工智能（AI）系统在科技领域日益重要，但随着AI模型愈发复杂，它们消耗的大量电力正对能源效率和可持续性构成挑战。最近，美国佛罗里达大学的团队开发了一种新型芯片，它利用光而非电来执行AI中最耗电、最核心的任务之一，卷积运算，可大幅降低执行这项任务所需的能耗，其能效是执行相同计算的现有芯片的10~100倍。这项研究最近已发表于《先进光子学》（Advanced Photonics）。
卷积运算是机器学习的核心功能，它使AI系统能检测图像、视频和文本中的模式，通常需要调用芯片的大量算力。通过将光学元件直接集成到硅芯片上，研究人员创建了一个直接由激光和微透镜进行卷积运算的系统，从而显著降低了芯片能耗，并加快处理速度。该系统将采用标准半导体技术制造的两组微型菲涅尔透镜，直接蚀刻在芯片上。为了执行运算，数据首先会在芯片上转换为激光，使之穿过菲涅尔透镜，进行数学变换，然后结果再被转换回数字信号，以完成机器学习任务。在测试实验中，原型芯片对手写数字分类的准确率高达98%，与传统电子芯片相当。研究团队还演示了该芯片可以通过使用不同颜色的激光同时处理多个数据流，这是光学器件的一个关键优势。作者表示，这项研究是第一次将这种类型的光学计算放在芯片上，并将其用于AI神经网络。未来，加载在芯片上的光学器件将成为我们日常使用的每个AI芯片的关键组成部分，而光学AI计算将是下一个发展目标。（University of Florida，SPIE）
· 环境 ·
永久冻土融化使北极河流变成橙色，充满了重金属，威胁鱼类生存
萨蒙河河流主干道（左侧），拍摄于2020年9月。右侧为萨蒙河和其支流。图片来源于论文。
据《科学》新闻（Science news）消息，北极圈内的永久冻土融化正在让河流变成橙色，其中充满重金属离子，将威胁鱼类的安全。一篇发表于2024年的报告显示，鲁克斯山脉（沿东西横跨美国阿拉斯加北部的山脉）中至少有75条溪流变成了橙色。9月8日，在一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究中，研究人员探究了位于阿拉斯加西北部偏远地区的萨蒙河（Salmon River），发现这条河及其许多支流如今都含有有毒金属，这些金属是从融化的永久冻土中渗出的，其含量足以危害水生生物。
研究人员测量了2022/23年在萨蒙河及其10条支流沿岸采集的水样中22种金属的丰度，发现其主河道沿岸的一个地点在2023年的铁、铝、镉、铜、镍和锌含量比十年前的样本高出3～37倍。萨蒙河主干流从其第一条主要支流到入海口，总可回收铁、总可回收铝和溶解镉的含量持续超过美国环保署（EPA）规定的慢性暴露阈值。在这条河的主干道和其中9条支流中，有九条河流在3个采样日期中的至少一个日期，至少一种金属的含量超过了EPA规定的阈值。考虑到该河流流域的大马哈鱼数量骤减，研究人员认为萨蒙河流域的水质已经严重下降。而罪魁祸首是融化的永久冻土，在冻土变成沼泽湿地的区域，微生物可以从沉积物中释放出铁等金属。在其他地方，冻土融化会暴露出富含硫化物的基岩。硫化物遇水会氧化形成硫酸，进而溶解岩石中蕴藏的铁、铝、铜和镉等金属。（《科学》新闻）
· 生态学 ·
海洋变暖威胁重要的产氧海洋微生物，其产氧量约占全球总量的20%
原绿球藻（Prochlorococcus）是地球上最小、最丰富的蓝藻，对海洋生态系统至关重要。它也是一种重要的产氧生物。不同的原绿球藻菌株栖息在75%的地球日照表层海洋中，它们的光合作用产生的氧气约占全球总量的五分之一。据预测，许多热带和亚热带海表温度到2100年会定经常超过30°C，威胁着海洋生态系统。最近，《自然·微生物学》（Nature Microbiology）发表的一项建模研究显示，在中等和高升温情景下，原绿球藻在热带海洋的种群规模到2100年或最多缩小51%。研究结果基于穿过太平洋船舶采集的十年期数据，提示这些细菌面对气候变化时可能比之前认为的更脆弱。
原绿球藻能生长在最热的热带和亚热带海洋区域，人们曾认为它们的分布范围还会随海洋持续升温而进一步扩大。不过，这些估算结果仅基于实验室数据。为了估算原绿球藻野生种群会如何应对海洋升温，研究团队分析了2010-2023年的十年期数据，这些数据由穿过热带和亚热带太平洋的船载仪器连续收集。他们发现，原绿球藻分裂和生长速度与海洋温度相关。不过，尽管此前预测它们在更高温度下仍会继续迅速生长，但研究发现，在海洋中其分裂速度在海表温度超过28°C时会急剧下降。模拟显示，在相当于代表性浓度路径4.5和8.5（预测未来温室气体浓度的气候变化情景）的未来中等和高升温情景下，原绿球藻的生产力或较当前下降17-51%。研究结果凸显出关键海洋细菌在气候变化下的潜在脆弱性。作者指出，他们的野外采样可能遗漏罕见的耐热原绿球藻菌株，并且这些基于船舶的数据可能无法对一些更热的热带地区进行采样。
· 讣告 ·
现代分子生物学巨擘、逆转录酶发现者David Baltimore去世，享年87岁
David Baltimore ，摄于2021年 来源：Christopher Michel, CC BY-SA 4.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=153626804
据《纽约时报》消息，1975年诺贝尔生理学或医学奖得主、现代分子生物学巨擘David Baltimore于当地时间9月6日在美国家中去世，享年87岁。37岁的Baltimore在美国麻省理工学院工作时发现了逆转录酶，证明遗传信息可从RNA向DNA流动，这颠覆了生物学的“中心法则”（细胞内的遗传信息只能沿DNA→RNA→蛋白质单方向传递），极大推动了对逆转录病毒和HIV病毒的防治进程，并为他争得了诺贝尔奖。
Baltimore还曾担任美国加州理工学院校长、洛克菲勒大学校长、怀特黑德研究所创始所长，以及美国科学促进会会长。他在免疫学、病毒学、癌症研究、生物技术和重组DNA研究领域均有贡献，还培养了许多博士生和博士后研究员，其中包括两名诺奖得主和多名极具影响力的生物学家。他的妻子黄诗厚（Alice Huang）也是一名活跃在分子病毒学领域的华裔学者。（公众号“环球科学科研圈”、纽约时报）
撰文、整理：不周、clefable
|
|
发表于 