环球科学：获批上市后，全球首款植入式脑机接口在上海...

lameihua

　　· 天文学 ·

　　“中国天眼”再获重大突破，低能宇宙线起源新证据被首次揭示

　　恒星形成加速粒子产生宇宙线。低能宇宙线穿透星云产生的射电辐射被“中国天眼”接收、产生的伽马光子被费米卫星所接收。（科学成果模拟图）图片来源：科研团队

　　低能宇宙线对星际介质化学演化和恒星形成过程有决定性影响，其起源更长期悬而未决。最近，清华大学、安徽师范大学、中国科学技术大学等多家科研单位组成的联合团队利用“中国天眼”对猎户座分子云开展高精度原子氢观测，并结合费米伽马射线卫星数据，首次揭示了低能宇宙线产生与恒星形成活动之间的联系。相关成果发表于国际期刊《天体物理学快报》（The Astrophysical Journal Letters）。

　　研究显示，恒星不仅通过光辐射照亮银河，其形成过程也会产生低能宇宙线，为星际介质注入能量、驱动化学演化，构成恒星“照亮”银河系的另一种方式。不同于高能宇宙线，低能宇宙线的传播受银河系磁场影响。加之太阳本身也发射低能宇宙线，使得在地球附近测量银河系中的低能宇宙线分布极其困难。这一成果实现了地基“中国天眼”与空间费米伽马射线卫星的天地协同探测，开启了研究银河系能量反馈和宇宙线起源的新途径。（科技日报）

　　· 医学 ·

　　全球首例脑机接口上市后手术在上海完成，医保可报销

　　来源：复旦大学附属华山医院

　　据复旦大学附属华山医院消息，7月13日，植入式脑机接口手部运动功能代偿系统获批上市后的首张处方在上海开出，全球首例植入手术在复旦大学附属华山医院完成。术中测试显示，系统采集的硬膜外脑电信号稳定、质量良好。目前，患者术后生命体征平稳。从3月13日获批上市，到4个月后进入真实诊疗，一项曾仅限于实验室和临床试验中的前沿技术，由此成为符合条件患者的临床治疗路径。

　　重度脊髓损伤常导致手部运动功能障碍，药物和常规康复手段仍有局限。本次接受手术的患者10年前因车祸导致脊髓损伤，手部抓握功能受损，生活自理能力受限，经规范康复治疗后功能改善进入平台期。植入系统通过采集和解码硬脑膜外脑电信号，识别运动意图，在大脑与外部功能代偿装置之间建立信息通路，预期将辅助实现手部抓握功能代偿，改善生活自理能力。据悉，华山医院于4月28日完成医保价格备案。与此同时，推进设备入院、患者筛选和术前评估，最终促成近日的首例植入。（微信公众号“复旦大学附属华山医院”）

　　· 健康 ·

　　生酮饮食可能增加小肠癌风险

　　生酮饮食以高脂肪、极低碳水化合物为特点，使身体转而燃烧脂肪并产生酮体，除用于治疗难治性癫痫，也被用于减重，并受到癌症研究领域关注。2022年一项小鼠研究曾发现，酮体β-羟丁酸可抑制结肠肿瘤，但同一种饮食对不同肠段未必有相同作用。7月15日，美国麻省理工学院团队在《自然》（Nature）发表新研究，探究生酮饮食对小肠肿瘤形成的影响，研究对象是模拟家族性腺瘤性息肉病等遗传易感状态的小鼠。

　　研究人员让这些小鼠分别摄入生酮饮食、普通对照饮食或易致肥胖的高脂高热量饮食。生酮饮食组小肠肿瘤负担增加，生存期缩短；结肠肿瘤却受到抑制。进一步研究表明，酮体在肿瘤发展中并未发挥作用。真正起作用的是膳食脂肪的氧化：生酮饮食激活PPAR信号，促使小肠干细胞扩增和分裂；敲除相关PPAR基因或阻断依赖CPT1A的脂肪酸氧化后，腺瘤随之减少。因此，风险可能来自小肠细胞利用膳食脂肪的方式，而非酮体或脂肪堆积本身。结论目前仅来自小鼠，尚不能证明生酮饮食会增加普通人的小肠癌风险。（MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY）

　　· 环境 ·

　　欧洲各地粉尘污染加剧

　　2019年4月粉尘模型动画。图片来源：保罗谢勒研究所

　　矿物沙漠尘埃是大气颗粒物总量的主要贡献者，会对健康造成危害，包括增加哮喘风险和死亡率。近几十年来，欧洲部分地区的沙漠尘埃爆发强度和频率有所增加。据《自然》（Nature）发表的一项研究显示，2012年至2021年间，欧洲大部分地区的粉尘浓度持续上升，其中南欧和地中海地区的增幅最为显著。这一趋势可能与大气环流的变化以及北非长期荒漠化有关。

　　研究人员汇总了来自欧洲103个城乡监测点的约18 500条与沙尘相关的金属元素（铝、钛、硅、钙和铁）日观测数据，并据此构建了2012年至2021年期间日沙尘浓度的机器学习模型。他们发现，在研究期间，欧洲大部分地区的粉尘浓度均呈上升趋势，其中意大利、亚得里亚海和爱琴海地区的增幅最为显著。到2021年，在欧洲南部，飘入的粉尘占世界卫生组织年度PM10（直径10微米或更小的颗粒物）指导值的31%。该地区居民平均每年经历约46次粉尘事件，这些事件期间的粉尘水平与每日死亡率上升约0.67%相关。作者发现，尽管沙尘污染事件的发生频率并未增加，但在南欧部分地区，其严重程度却有所加剧。对阿尔卑斯山冰芯的分析还表明，自工业革命前以来，沙尘沉积量增加了约110%，这表明沙尘的长期增加与北非日益干旱以及大气环流模式的变化有关。作者总结，粉尘污染可能成为公共卫生和空气质量目标面临的一个日益严峻的挑战。

　　· 物理学 ·

　　针织物的拓扑结构决定了它是否耐用

　　如果针织衣物在一个点开线，它完全散开的可能性有多大？这是编织艺术家需要思考的问题，在物理学家眼中，同样可以转化为周期性结构中拓扑缺陷传播的问题。最近，在一项发表于《物理评论X》（Physical Review X）的研究中，研究人员利用纽结理论技术，提出了一个拓扑框架，评估了针织物图案是否“可编织”，以及缺陷是否容易导致针织物散开。他们的分析为设计具有可控抗损伤性的织物提供了工具。

　　针织物是一种周期性结构，其中单股纱线排列成行，并通过环状结构相互连接，其制作方法是在纱线两端固定的情况下，对纱线进行局部操控。为了检验特定织物是否符合针织的定义，并评估其力学强度，研究人员将织物建模为重复单元的矩形网格，再通过将单个单元转化为局部解缠结的方式引入缺陷，最后将织物折叠成环面，连接纱线的两端，并评估所得结结构的简单性。经过这种过程处理的可针织织物仅产生简单的结，这意味着缺陷会在单元之间传播；相比之下，不可针织织物会产生复杂的结，而这些结能够抵抗缺陷的传播。通过比较不同的纺织图案，研究人员发现，当针织物中存在连续缺陷，就会完全脱线。进一步分析表明，可以通过设计缺陷扩展模式来调节织物的耐用性，这为开发可感知缺陷的功能性织物铺平了道路。（Physics）

　　撰文：王昱、不周