七天传媒:环球科技七天博览(2019年8月10日)

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【本期导读】

  • 刚刚,我们度过了人类史上最热的7月
  • “马兜铃酸致肝癌”是实锤还是误读
  • 人类在火星上可能会变傻
  • 恐惧会改变动物脑神经回路并影响行为习惯
  • 人工智能正在掀起“教育革命”
  • 人类有望造访的六颗卫星藏着哪些秘密

 

刚刚,我们度过了人类史上最热的7月

今年夏天,在极端热浪的持续烘烤下,欧洲和北极地区的最高气温接连突破历史纪录,格陵兰冰盖也在以惊人的速度融化。

正在经历极端天气的不仅是这些地区,许多其他国家和地区的气温也超过了以往平均水平。美国、非洲、澳大利亚的大部分地区,以及中亚部分地区的气温都高于正常水平。哥白尼气候变化服务机构报道称,南极洲在今年7月也“不如往常那么冷”了。

科学家们已开始将上个月的极端高温与气候变化所带来的影响联系了起来。

世界气象归因组织(World Weather Attribution)上周发布的研究表明,在7月最后一周席卷西欧和斯堪的纳维亚的热浪,很有可能是气候变化推动的:气候变化使得热浪的温度提升了1.5~3℃,还导致这些区域出现热浪天气的可能性增加了10~100倍。这项研究是由世界顶尖的极端事件归因专家领导的,不过尚未经过同行评审。

几周前,同一支研究团队对今年6月底席卷欧洲部分地区的热浪进行了快速归因研究,发现气候变化使此类事件发生的概率至少增加了4倍,甚至可能超过100倍。

科学家已将2019年确定为有史以来最热的三个年份之一。上个月,美国海洋和大气管理局(NOAA)指出,截至目前,2019年与2017年并列,是人类史上第二热的年份。(环球科学)

【洪田点评】

为地球祈福!为人类自己祈福!地球经不起太多的折磨!

为了保护地球,多走路,少开车;多些自然纳凉,少用空调——这是我们寻常人可以做的。

 

 

“马兜铃酸致肝癌”是实锤还是误读

一则“最新研究首次证明中药中的马兜铃酸导致肝癌”的消息在社交媒体广泛传播。“最新研究”指的是上海交大系统生物医学研究院教授韩泽广团队发表在肝病领域国际期刊《肝脏病学》的一篇论文。该研究被不少媒体强调为“马兜铃酸导致肝癌有了实锤”。

几天后,上海交大医学院研究员栾洋则撰文《“实锤”还需再扛:马兜铃酸致肝癌?》,文章认为,对于成年后的中国人肝癌发病是否主要因马兜铃酸引起,现有研究数据尚不足以给出确切答案。

关于马兜铃酸的最新实验究竟有何重要进展?马兜铃酸真的是中国肝癌多发的“罪魁祸首”吗?记者就此采访了韩泽广、栾洋等研究人员。

最新实验称首次证实马兜铃酸致小鼠肝癌

简单来说,韩泽广团队的研究揭示,单独使用马兜铃酸即可引起小鼠肝癌,呈现剂量依赖性,即马兜铃酸剂量越大,引起肝癌的时间越短,并且肿瘤越大。

当马兜铃酸与肝损伤药物四氯化碳联用时,能更快以剂量依赖的方式诱发小鼠肝癌,包括肝细胞癌以及合并肝细胞和肝内胆管癌。

综合基因组分析显示,马兜铃酸能导致小鼠肝内DNA损伤并与DNA形成加合物,这可以导致特征性腺嘌呤至胸腺嘧啶的突变引发肝癌,并能激活致癌基因Hras的突变。

在此之前,2012年,韩泽广团队在研究肝癌基因组变异时,发现10例患者中有4例A>T/T>A突变富集情况,提出可能与马兜铃酸暴露有关。2013年,新加坡、美国等地的研究人员在有马兜铃酸暴露的尿路上皮癌患者的基因组数据中发现A>T/T>A特征突变谱,认为是马兜铃酸指纹。同时,用这个指纹重新分析已发表的88例中国肝癌患者基因组数据,发现10例具有类似指纹,支持马兜铃酸可能导致肝癌。

影响更大的是2017年《科学:转化医学》发表的一项研究。在该研究中,新加坡等地科研团队对来自台湾地区的98例肝癌样本分析,发现78%出现特征性A>T/T>A突变,即马兜铃酸指纹。

但这些研究只是从基因组突变特征和统计学分析方面支持马兜铃酸导致肝癌的观点,缺乏直接证据表明马兜铃酸导致肝癌。

“我们的最新研究提供了直接证据。”韩泽广说,除了动物实验,研究人员发现,在随机选择的中国肝细胞癌患者中,25.8%患者的癌旁肝组织中检测到马兜铃酸-DNA加合物。此外,克隆分析发现马兜铃酸引起的腺嘌呤至胸腺嘧啶的突变在恶性克隆演化过程的早期出现,说明马兜铃酸是引起细胞恶性转化的关键。

马兜铃酸致中国肝癌多发?

那么,这是否意味着马兜铃酸能导致肝癌?

栾洋等人认为,韩泽广团队在该特定实验条件下得出的数据,不足以得出马兜铃酸致肝癌结论,尚不能称为“实锤”。“特定实验条件”指的是实验对象是幼龄小鼠,以及四氯化碳肝损伤模型。“此前国际上发表的10余篇按照动物致癌实验进行的相关研究论文,均表明成年动物经马兜铃酸给药后肝脏没有出现肿瘤。”栾洋分析,韩泽广团队的实验与以往研究最重要的一个不同之处就是致癌实验所使用的小鼠是2周龄的(小鼠尚处于哺乳期,相当于人类一二岁婴幼儿),而之前报道的研究都采用成年动物,致癌的靶器官是泌尿系统而非肝脏,即成年动物单独给予马兜铃酸未观察到肝脏肿瘤。

“成年后的中国人肝癌发病主要是因为马兜铃酸摄入引起的吗?”栾洋认为现有研究数据尚不足以给出确切答案。需要关注该论文的另一个点是四氯化碳前处理动物后再给药的实验设计。四氯化碳常用于动物实验肝损伤造模,该论文结果表明了肝脏有损伤时摄入马兜铃酸比非损伤状态下更容易引发癌症。因此,肝病患者是否能再食用含有马兜铃酸的药物,需要深入研究并且刻不容缓。”栾洋说。

“现在一些媒体将韩泽广团队的最新实验解读为马兜铃酸是导致我国肝癌主要原因的‘实锤’证据,但应该注意到原文献是在幼龄小鼠(相当于1—2岁婴儿)及四氯化碳肝损伤模型上做出马兜铃酸致肝癌的现象,这与临床上肝癌发生情况并不相同,并且国际上多年来发表了多篇独立的研究,均未在成年鼠上做出马兜铃酸致肝癌的结果,因此目前认为马兜铃酸是导致我国肝癌主要原因的‘实锤已落’为时尚早,希望媒体能理性分析和传播。”解放军总医院第五医学中心/全军中医药研究所副所长王伽伯向科技日报记者强调。

“马兜铃酸致肝癌的相关研究之所以备受关注,是因为长期以来,肝癌在中国的发病率高于欧美地区,既往和目前的研究认为这主要是由于肝炎病毒,这也是指导我国肝癌风险防控公共卫生政策制定的基本依据。” 王伽伯说,这是他关心的重点,“若根据这篇文章和此前的一些研究认为中国及亚洲地区肝癌主要与中草药使用有关,将可能使我国肝癌防控方向发生很大改变”。

“对确认的风险要重点防控,但也应注意不要被未证实的风险左右了公共卫生决策。”王伽伯说。

“中医药是祖先给我们留下来的瑰宝,但只有科学地传承才能赋予其长久的生命力。”栾洋强调,研究中药安全性不是为了否定中药,而恰恰是为了更好地传承,既不能因为部分中药成分具有潜在致癌毒性,而以偏概全、因噎废食,也不能长期对人们的疑虑或隐患不给出明确答案。“我们要应用现代技术手段阐明毒性机理,进行风险评估,找到科学的使用方法,才能使中药更好地得到传承发展。”栾洋说。(科技日报)

【洪田点评】

中药很少是一味药独用,而大都是和其它药物配伍使用,目的之一是减轻其毒副作用。现代生物医学在检验中药的毒性时往往忽略了这一点。

华人如果能够多笑一笑,减少肝气郁结,会大大促进肝脏的健康的。

 

人类在火星上可能会变傻

美国科学家称,对生活于模拟深空环境下的老鼠进行的研究表明,将人类送上火星可能会给宇航员带来认知和记忆问题,使他们无法很好地应对意外情况。

来自加州大学尔湾分校和斯坦福大学的研究人员将实验鼠置于低剂量中子和光子辐射下长达6个月,他们将剂量设置为18厘戈瑞(Centigrays),且在研究过程中,辐射剂量以1毫戈瑞/天的速度增加。结果表明,这一辐射似乎改变了海马体(主要负责长时记忆的存储转换和定向等功能)中神经元的工作方式,以及海马和皮层神经通路上的神经脉冲。更重要的是,行为测试显示,这些老鼠在学习和记忆方面都存在问题,而且似乎表现得更痛苦和焦虑。

研究小组认为,他们在老鼠身上看到的这种“行为缺陷频谱”显然会损害宇航员的能力,使他们无法对火星任务过程中出现的意外情况作出快速、恰当和有效的反应。

研究人员解释说,以前很难复制和研究深空辐射的影响,但现在,他们使用新的中子辐照设备,可模拟深空中真实的低剂量辐射情况。“从长远来看,太空中辐射环境的性质不会阻止我们前往火星,但它可能是人类超越地球轨道、前往更遥远深空所必须清除的最大障碍。”

内华达大学拉斯维加斯分校健康物理与诊断科学系教授弗朗西斯·库奇诺塔没有参与这一研究,他对这些发现持怀疑态度,认为它们可能“具有误导性”。

库奇诺塔对《新闻周刊》解释称,研究使用的辐射并非太空中出现的中子,而且辐射剂量超过了美国国家航空航天局(NASA)规定的接触上限——为女性暴露上限的9倍、老年男性暴露上限的4倍。此外,他还对研究人员使用的是一种已知对认知变化敏感的小鼠提出质疑。

到达火星需要在高辐射环境中旅行两年。欧洲航天局总干事简·沃纳评论说:“到目前为止,我们还没有研制出让人类可在里面生存的航天器。”(科技日报)

【洪田点评】

到火星去!这,对大多数人来说还是遥远的事情。因此,现在还不用担心是否会让自己变傻。

 

恐惧会改变动物脑神经回路并影响行为习惯

加拿大一项新研究显示,捕猎者带来的恐惧会在野生动物脑神经回路中留下可量化的持久印记,并改变动物行为习惯。精神心理学所谓的创伤后应激障碍就是这种影响的典型表现。

加拿大安大略西部大学研究人员在英国《科学报告》期刊上发表文章说,他们连续两天给黑头山雀播放捕食者(如猎鹰)的音频回放,对照组播放非捕食者的音频,接下来的7天让黑头山雀在户外一起生活。7天后,研究人员播放黑头山雀遇到捕食者发出的警示录音,并通过测量个体黑头山雀大脑中杏仁体和海绵体的基因转录因子水平,发现受过惊吓的黑头山雀神经回路中存在持续的影响。

研究人员说,上述实验表明,捕食者引发的恐惧不仅停留在动物看到捕食者并做出“反抗还是逃命”决策的那一瞬间,并且这种恐惧在事件结束7天后依然可以被量化和观测到。

越来越多的生态学研究人员提出,创伤后应激障碍实际上是一种进化上的原始机制,这种机制令受惊吓者将生存需要放在最高等级。此次的研究人员认为,捕食者留下的恐惧记忆对动物造成的影响如果成功帮助它们在未来躲避类似事件,将会是一种进化上的优势。新研究进一步表明,创伤后应激障碍是自然现象,这对生物医学研究人员、心理健康从业人员和生态学者从事相关工作都有重大启示。(新华社)

【洪田点评】

对动物的进化应该是有益的。

对人类心理和生活的影响会怎样?需要更多的研究并减少可能的有害作用。古人说某人被“吓破了胆”,是指恐惧会彻底改变一个人的性格和生活习惯,是有其生物学依据的。

 

人工智能正在掀起“教育革命”

人工智能正在教育界掀起层层浪花。这种趋势,在日前由北京师范大学和科大讯飞共同主办的“人工智能与教育大数据峰会·2019”上,体现尤为明显。

“以人工智能为代表的新一代信息技术的快速发展,将会对传统的教育理念、教育体系和教学模式产生革命性影响,从而进一步释放教育在推动人类社会发展过程中的巨大潜力。”教育部科技司司长雷朝滋在出席会议时表示。

正在掀起教育的一场革命

“‘人工智能+教育’正在掀起教育的一场革命。它改变着教育的生态、教育的环境、教育的方式、教育管理的模式、师生关系等等。”中国教育学会名誉会长、北京师范大学资深教授顾明远也给出类似判断。

科技日报记者了解到,目前图像识别、语音识别、人机交互等人工智能技术都已在教育领域开展应用。

“通过图像识别技术,人工智能可以将教师从繁重的批改作业和阅卷工作中解放出来;语音识别和语义分析技术,可以辅助教师进行英语口试测评,也可以纠正、改进学生的英语发音;而人机交互技术,可以协助教师为学生在线答疑解惑。”科大讯飞执行总裁吴晓如介绍。

在吴晓如看来,个性化教育和因材施教一直都是最美好的教育理想。但由于老师教授的学生数量多、教学任务繁重,老师很难做到深入关心每个孩子的成长。面对这样的问题,人工智能与大数据的结合将可以发挥作用。

“人工智能将教学变为大数据分析以及人工智能辅助的以学生为中心的个性化学习,为每个学生提供个性化、定制化的学习内容、方法,从而激发学生深层次的学习欲望。”吴晓如说。

国内一些学校已经开始“人工智能+教育”的尝试。例如,在精准教学方面,借助大数据与人工智能技术,合肥、福州等一些中学开展的高效讲评课,将原本需要45分钟的习题讲解压缩至15分钟讲解共性问题,其余时间用于分组讨论或拓展学习。同时,还能够实现对学生的个性化分析、以学定教、提升学习的效率与质量。

应尊重学生的个人隐私信息

近年来,一系列推进人工智能教育应用的战略与行动规划陆续出台。今年2月发布的《中国教育现代化2035》中,“加快信息化时代教育变革”被列入推进教育现代化的十大战略任务,明确了推进智能教育应用的部署。

“我们正在组织研制《中国智能教育发展方案》,以构建智能时代下的教育新生态为目标,全面创新教育模式,推动教育供给侧改革,转换教育发展的动力结构,促进人的全面发展,支撑引领教育现代化。”雷朝滋透露。

谈到人工智能在教育中扮演的角色,吴晓如认为,未来很长一段时间内,人工智能在教育领域的应用会是一种辅助性手段,它会是学生和老师之间的一个“助手”。“‘人工智能+教育’正在使教育发生重大的、可以说是革命性的变革,但是教育的本质不会变。教育是传承文化、创造知识、培养人才的本质不会变,立德树人的根本目的不会变。”顾明远强调。

人工智能在教育领域应用所涉及的伦理问题,也是此次会议热议话题之一。雷朝滋表示,智能时代“教育治理体系将面临社会伦理、数据安全的新挑战”。“现在所谓的教育大数据更多是考试数据、练习数据、测试数据。基于这些数据开发出来的人工智能系统,会不会给学生带来新的负担?会不会增加教育新的不公平?”首都师范大学教授樊磊问道。

樊磊认为,智能教育时代,还应该特别加强学生个人隐私信息的保护,而不能随随便便追踪学生的个体行为数据。“对于正在成长中的学生,这种事情一定要谨慎再谨慎。”樊磊说。(科技日报)

【洪田点评】

毫无疑问,人工智能对于人类的学习行为将会产生重大的影响。希望人工智能技术可以帮助提高人们的学习效率,在较短的时间内掌握更多、更深刻的知识,而不是增添人们学习的负担。

 

人类有望造访的六颗卫星藏着哪些秘密

50年前,人类首次踏足地球的卫星——月球,实现了彪炳史册的壮举。下个十年,人类将再接再厉,探索月球资源,为登上火星做准备。美国亚利桑那大学官网近日报道称,太阳系中还存在许多我们未来也许能造访的神秘卫星,包括火卫一、土卫一、木卫一等。这些未知领域或许会给人类带来更多惊喜,并加深我们对自身的认知。

火卫一:有助研究火星起源

火星拥有两颗天然卫星——火卫一和火卫二。火卫一是太阳系最暗的天体之一,它离火星非常近,约9380公里,相比之下,月球离地球约384.5万公里。

火卫一的起源仍有争议,科学家认为,它可能是一颗被火星引力捕获的小行星。火卫一地表下存在丰富的水,这是太空探索和采矿的宝贵资源。

火卫一的重力只有地球的1%,如果有人有幸在这个直径11千米的天体上探险,就会发现其景观很像地球上的峡谷。其表面覆盖着令人吃惊的尘土,和我们的月球类似。

此外,火卫一拥有一个直径约8公里的巨大陨石坑——斯蒂克尼(Stickney)。2016年3月,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)进行的计算机模拟表明,这个陨石坑是被直径约250米、速度21595千米/小时的天体以某种方式碰撞后产生的。

据日本共同社此前报道,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)将在2024年发射火星探测器,访问火星的两颗卫星并将采集的岩样送回地球。探测器还将分析沙土和岩石成分,探索卫星成因和火星的形成过程。

此外,火星的这两颗卫星是太阳系内最原始的天体,由于自身质量较轻,没有任何地质活动,很好地保留了太阳系形成和早期演化的遗迹,因而是帮助人类了解地球和太阳系起源和演变的重要天体。

 

木卫一:太阳系内火山最活跃的天体

木星最内侧的卫星木卫一(Io,伊娥)恍如地狱,只适合那些最极端的、寻求刺激的探险家。

人类关于木卫一的大部分知识来自“伽利略”号探测器,它于1995年至2006年期间,对木星系统进行了详细研究。直径达3642千米的木卫一是太阳系中第四大卫星,也是木星的4颗伽利略卫星之一。由于木星引力产生的强大潮汐作用,木卫一的地质活动极端活跃,是太阳系中火山最活跃的天体。其表面星罗棋布地散落着超过400座活火山,每个火山都比地球上最活跃的火山——基拉韦厄火山更活跃。

因此,木卫一不是去旅游的地方,它有多种方式使人丧命,就如“伽利略”号任务科学家艾尔弗雷德·麦克尤恩所言,宇航员可能降落到某个火山口就被蒸发了,也可能降落到偏僻的地方受冻而死。

但严苛的环境阻挡不住科学家们探索的决心。美国国家航空航天局(NASA)计划2026年向木卫一发射“伊娥火山观测器”(IVO),2031年到达木卫一。它将收集更多数据,以便科学家更好地了解木卫一的潮汐加热和火山活动。

 

木卫二:冰下海洋或能孕育生命

木卫二(Europa,欧罗巴)是一个温和的世界,其表面被冰层覆盖,底层是一片海洋。科学家认为,地球海洋孕育了生命,而与地球有类似环境的木卫二,也有可能孕育生命。因此,木卫二的冰下海洋成为科学家寻找地外生命的目标之一。

哈勃太空望远镜曾发现,木卫二拥有含氧的稀薄大气层,并拍摄到木卫二上可能是由水蒸气喷发形成的羽流画面,这意味着科学家不需要钻开冰层,只需分析喷射出的羽流成分,就能对冰下的神秘深海有所了解。

为了厘清木卫二的冰下海洋内是否有生命存在,NASA设计了“欧罗巴快帆”(Europa Clipper)和“欧罗巴着陆器”(Europa Lander)两款航天器,希望揭开木卫二的秘密。

据悉,“欧罗巴快帆”最早将于2023年发射,携带9台仪器前往木星系统,围绕木卫二运行3年以上,收集关于这颗卫星的地质、组成和隐藏的内部海洋的重要信息,并评估该卫星的宜居性。在这次任务中,航天器将到达距木卫二表面仅25公里的范围。

“欧罗巴着陆器”也将紧随其后,在这个冰冻星球上着陆,然后钻入冰层。它可能会对下面看不见的水进行采样,以更好地调查生命出现于这颗卫星上的可能性。自2013年以来,这两项任务已获得20多亿美元的资助,然而仅“欧罗巴快帆”的成本就将至少达到28亿美元。

 

土卫二:太阳系中最亮卫星

土星已被确认的卫星有62颗,其中比较著名的是最大的土卫六(Titan,泰坦)和第六大的土卫二(Enceladus,恩克拉多斯),科学家认为那里可能存在地外生命。

早在2009年,“卡西尼”号(Cassini)探测器就发现土卫二南半球的冰层下存在海洋,并且发现含有冰粒和盐分的蒸汽从冰层裂缝喷出。

2017年,“卡西尼”号传回的数据显示,土卫二表面冰层下喷出的水气羽流中含有大量氢分子,研究人员推测,这源于土卫二的海洋与岩石内核产生的热液反应。若推测无误,土卫二的海洋可能也存在孕育生命的重要化学物质甲烷。

此外,土卫二也是太阳系中最亮的卫星。

为进一步探索土卫二表面的羽状物及其内部,NASA决定向这个系统发射另一项探测任务,该任务包括最近由NASA研发的一种新仪器——亚毫米土卫二生命原理仪(SELFI)。

SELFI首席研究员戈登·秦表示,一旦部署,SELFI将测量从土卫二南部的裂缝中周期性喷发出的水和冰的化学成分,还可以扫描并分析土卫二表面所有的羽状物。

土卫六:或拥有巨大的地下海洋

土卫六泰坦是土星最大的天然卫星。“卡西尼”在飞掠土星过程中对它的观察表明,这颗卫星是由令人着迷的山脉、连绵起伏的丘陵和高低错落的山谷组成的异域景观,还有蜿蜒的溪流和湖泊。在这样的表面下,泰坦被认为拥有巨大的液态水地下海洋。因此科学家们认为,泰坦是太阳系中可能宜居的几个天体之一。

NASA于今年6月27日宣布,如果一切按计划进行的话,“蜻蜓”号(Dragonfly)将于2026年发射,航行8年后在泰坦上着陆,之后探测器会在这5150公里宽的卫星上巡航至少2.5年,期间进行24次飞行,总航程约180公里。

这次任务的目标就是详细记录泰坦的化学成分。一些科学家认为,泰坦上的碳氢化合物海洋可能孕育着其独有的奇特生命形式。此外,由于泰坦的环境与早期地球的环境非常相似,所以此次任务的观测结果还可能有助于了解地球生命出现的化学过程。

 

海卫十三:远到鲜为人知

海卫十三是海王星几十个卫星当中最奇特的,也是距离海王星最远的一颗卫星。它非常遥远,以至于没有人准确知道它的表面是怎样的,它有多大,它的一天是多长时间。

根据测算,海卫十三的直径约为64千米,所以它的重力很低,但可以进行降落和行走(更确切地说是跳跃)。而且,如果手机掉在海卫十三上也不用担心摔碎,因为落到地面需要三十秒钟,足够人抓住手机。

此外,海卫十三的夜间非常寒冷。海王星的另一颗卫星海卫一(崔顿,Triton)上,温度会下降到零下235摄氏度,虽然海卫一保持着太阳系最冷天体的纪录,但海卫十三不太可能更温和。所以,前往该处的旅客们一定要带上毛毯。

向这些奇异之地发射探测器,不仅能深化我们对它们的认识,而且有助于我们弄清地球自己的大气层和地质历史。从某种意义上来说,人类对太阳系甚至地球本身的探索才刚刚开始。(科技日报)

【洪田点评】

关心脚下的大地和海洋,也不妨关心一下漫天的繁星!

(选编:洪田 博士)

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