2月26日（星期三）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：
《自然》网站（）
吃出来的“大脑危机”：垃圾食品的隐形伤害
德国蒂宾根大学的一项研究表明，连续五天食用巧克力棒、薯片这类垃圾食品，会致使大脑活动发生持久的变化，并且由此产生的大脑模式与肥胖人群的大脑模式是相似的。该研究成果近期被发表在《自然·代谢》（Nature metabolism）杂志上。
进食之后，胰腺会释放胰岛素来帮助进行代谢。其中有部分胰岛素会进入大脑，进而抑制食欲。然而，一些肥胖人群的大脑对胰岛素的反应有所减弱，这就导致了“大脑胰岛素抵抗”的情况出现，对食物的处理也产生了影响。
研究人员为了探究胰岛素对大脑的作用机制，招募了 29 名健康男性志愿者。18 名志愿者接受了为期五天的高热量饮食干预。营养师为每名参与者定制了每日 1500 千卡的高脂高糖零食包，计划让他们连续五天食用。但实际数据表明，受试者每天平均仅成功增加了 1200 千卡的热量摄入。
七天后，垃圾食品组在两个与记忆和对视觉食物线索反应相关的大脑区域的活动水平较低。
研究中的高热量食物摄入量看起来是很极端的。然而，研究人员觉得这和假期里的饮食很相似，因为人们在每天都要遭遇各种被高度加工的食品的诱惑。
《科学通讯》网站（）
火星的‘冰水之谜’：新研究揭示火星曾为寒冷湿润世界
古代火星是湿润的，并且是寒冷且湿润的。两项新研究展现了火星历史上的水环境，冰冷的水或许塑造了火星的红色外貌以及广阔的海岸线。
火星北部的低地海拔比较低。科学家进行了推测，认为该地区曾经是一个广阔海洋所在的地方。中国的火星车“祝融号”在 2021 年登陆了该区域的乌托邦平原。它使用探地雷达来探测深埋在地表之下的过去海岸线的迹象。美国加州大学伯克利分校的一个研究团队近期在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上做出报告。探测器探测到了地下 10 至 35 米的位置处存在一个千米长的斜坡区域。这个斜坡区域与地球上的海滩斜坡极为相似。雷达数据表明，此斜坡是由卵石到沙粒大小的沉积物所构成的。这些发现尚未证实火星曾拥有完整海洋。然而，如果该区域确实是古代海岸线，那么它将有助于科学家进一步了解火星过去存在生命的潜力。
一项研究对火星液态水消失前的状态进行了探讨。研究人员近期在《自然通讯》上报告，称火星的红色外观是由羟基氧化铁导致的，这种矿物需在寒冷的水环境中形成。火星的红色通常被视为“锈”的结果，然而地球上有多种类型的锈，且每种锈的形成条件各不相同。过去，科学家认为火星的红色是由赤铁矿（一种不含水的氧化铁）所导致的。然而，赤铁矿的光学特性与火星尘埃并不相符。研究团队将实验室矿物样品的光谱数据与火星尘埃的光谱数据进行比较后发现，水合铁氧化物与玄武岩的混合物最能与火星表面的颜色相匹配，并且这种混合物的形成需要寒冷且湿润的条件。
这些研究揭示了火星过去的水环境。这些研究为理解火星的地质演化提供了重要线索。这些研究为理解火星的潜在生命提供了重要线索。
《每日科学》网站（）
1、体型越大，患癌风险越高？新研究颠覆数十年科学认知
一项新研究表明，大象、长颈鹿、蟒蛇等属于大型动物，老鼠、蝙蝠和青蛙等属于小型动物，该研究显示大型动物的患癌率比小型动物更高，这颠覆了 45 年来关于动物癌症的认知。英国雷丁大学、伦敦大学学院和美国约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员共同进行了这项研究。他们分析了两栖动物、鸟类、哺乳动物和爬行动物这四大动物群体共 263 个物种的癌症数据。这项研究挑战了 1977 年提出的“佩托悖论（Peto's Paradox）”，该悖论认为动物体型与患癌风险无关。
《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表的这项研究显示，大型动物的良性肿瘤患病率更高，同时恶性肿瘤的患病率也更高。研究人员还发现，像大象这样进化得更快的物种，对癌症具备更好的天然防御能力。
研究分析了 31 种两栖动物的兽医尸检数据，79 种鸟类的兽医尸检数据，90 种哺乳动物的兽医尸检数据和 63 种爬行动物的兽医尸检数据。使用先进统计方法来评估癌症率与体型的关系，并且考虑了物种的进化过程。鸟类和哺乳动物在一定尺寸时停止生长，而两栖动物和爬行动物一生都在生长，它们的生长模式不同。但是，鸟类、哺乳动物和两栖动物、爬行动物均显示出体型越大，患癌率越高的趋势。然而，有些物种迅速进化到了较大体型，像大象。这些物种进化出了更有效的细胞生长控制机制，也进化出了更有效的肿瘤预防机制。
研究发现一些物种的患癌率存在异常情况。比如，体重不足 30 克的虎皮鹦鹉，其患癌率比原本预期的要高 40 倍。并且，裸鼹鼠几乎不会患癌。这些发现给癌症研究带来了新的方向。
2、从混乱到高效：大脑如何学习管理信息
工作记忆具备让人类在短期内处理各类信息的能力，例如能在脑海里列出购物清单，接着去购物，也能够记住并拨打电话号码。科学家们都认同工作记忆容量是有限的，然而其原因以及机制方面依然存在着争议。美国布朗大学卡尼脑科学研究所开展的最新研究，把工作记忆限制的根源给揭示了出来，发现它与学习过程有着紧密的联系。该研究成果发表于最新一期的《eLife》杂志上。
研究人员开发出了一种新的计算机模型，该模型用于模拟与工作记忆相关的基底神经节以及丘脑。研究表明，若同时处理过多的信息，大脑就难以对这些信息进行学习和管理，进而会变得混乱。然而，大脑会通过学习，采用策略性的方式来利用相关机制，以节省空间。
研究团队构建了计算机模型来复制 2018 年的一项人类实验。这项实验表明，人类能够运用“分块”策略，把相关信息压缩存储，以此节省工作记忆空间。研究人员让模型完成类似实验，验证了该策略的有效性。模型经过多次试验，学会了把相似颜色（像蓝色和浅蓝色）进行分块存储，进而更高效地利用了存储空间。
研究人员发现，工作记忆的真正驱动力是学习而非容量。具备分块机制的模型能够把存储空间充分利用起来，而缺乏分块机制的模型表现就比较差。模型的学习过程是依赖于模拟人类多巴胺传递系统的机制的。当模型通过分块策略成功地回忆起更多信息时，多巴胺系统会对这一策略进行强化。
在另一部分实验里，研究人员对模型的多巴胺传递系统进行了调整。他们模拟了帕金森病患者、精神分裂症患者以及 ADHD 患者的多巴胺水平。结果表明，当多巴胺系统处于不健康状态时，模型不能够高效地利用存储空间，并且分块策略的使用频率也降低了。
《赛特科技日报》网站（）
1、从大气中捕获CO2：科学家发现革命性新工艺
美国斯坦福大学的化学家研发出一种实用且经济的方式，能够永久性地从大气里去除二氧化碳，以助力应对全球变暖。他们的新工艺流程是利用热量对常见矿物进行改造，把这些矿物转化为高活性的材料，让其自然吸收并储存 CO2。这些材料能够在标准的窑炉中进行生产，其类似于水泥制造过程中所使用的设备。这项研究近期在《自然》（Nature）杂志上得以发表。
在自然界里，硅酸盐矿物会与水以及大气中的 CO2 发生反应，从而形成稳定的碳酸氢盐离子和固态的碳酸盐矿物，此过程被称作风化。不过，这样的反应或许得要数百年乃至数千年才能够完成。从 20 世纪 90 年代起，科学家就一直在探寻通过强化风化技术来加快岩石吸收 CO2 的办法。
然后将氧化钙与沙子混合制成水泥。研究团队在实验室里运用类似的工艺，把氧化钙与含有镁和硅酸盐离子的矿物进行结合，从而生成了氧化镁和硅酸钙。这两种矿物能够与空气中的 CO2 发生快速反应，它们是碱性矿物。
硅酸钙和氧化镁在室温下，将其暴露于水和纯 CO2 里，在两小时内就能够完全转化为新的碳酸盐矿物，并且 CO2 中的碳会被永久捕获。在更为现实的实验中，湿样品直接暴露在空气中，碳化过程需要数周到数月的时间，然而即便如此，它还是比自然风化快数千倍。
研究人员称，他们的这种方法能够在实验室之外应用于工业规模的二氧化碳捕获。
2、胚胎启发的革命：科学家创造出自我修复的变形机器人
美国加州大学圣巴巴拉分校的研究人员设计出了一种机器人材料，这种材料能够像生物体那样变形。受胚胎的启发，这些盘状机器人借助磁铁、电机和光线，在刚性和流体状态之间进行切换，从而形成了一个能够自我修复和变形的系统。这一突破很可能会彻底改变我们构建材料以及与材料互动的方式。并且这项研究最近已发表在《科学》（Science）杂志上。
研究团队从胚胎形成过程中获得灵感，同时借鉴了前人的研究。胚胎在发育过程中，细胞具备一种很特别的相互排列的能力，能够把有机体从一团未分化的细胞转变为一系列离散形式的集合，像手和脚等；还能形成不同的一致性，比如骨头和大脑。研究人员专注于实现这些刚性转变背后的三个生物过程。其一，发育细胞的积极力量相互作用，从而能够四处移动；其二，存在着允许这些细胞在空间和时间上协调运动的生化信号；其三，这些细胞具有相互粘附的能力，而这最终使生物体的最终形态变得坚硬。
在机器人世界里，细胞间的粘附是通过嵌入机器人单元周边的磁铁来实现的。这样一来，机器人就能够相互连接，并且表现得像刚性材料一样。每个机器人外部的八个电机齿轮将细胞间的额外力编码为切向力。研究团队通过调节这些力，实现了对刚性机器人集体的重新配置。引入动态单元间力，克服了将刚性机器人集体转变为可塑性材料的挑战，从而模仿了活体胚胎组织。
研究人员通过对这些行为进行调节，能够创建出一种机器人材料，这种材料可以支持重负载，能够重塑物体，还能够操控物体，甚至可以实现自我修复。这一突破为未来智能材料的发展开启了新的可能性。（刘春）
