11月12日外媒科学网站摘要：物理学家创造可以传输大量数据的“光飓风”|实验|物理学|物理学家|粒子|细胞|黑猩猩

11月12日（星期二）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）)

虚拟胚胎以精确的细节展示器官如何形成

美国斯坦福大学的一个研究团队绘制了迄今为止最详细的小鼠胚胎3D细胞图谱，将近800万个细胞可视化。这张图谱显示了胚胎受孕后不到两周内细胞是如何相互作用和迁移的，可以帮助研究人员确定先天性疾病的原因。

该图谱揭示了胚胎中从大脑到心脏再到脊髓的每一个主要器官的结构，可以看到神经管（中枢神经系统的前身）中复杂的新结构，以及形成心脏生长的四个腔室的细胞的不对称运动。

干细胞生物学家表示，它捕捉到了大量细胞的复杂性，这对全世界探索小鼠发育机制的研究人员来说非常重要。

这项研究发表在《细胞》（Cell ）杂志上。

为了培育“虚拟”胚胎，研究人员建立了一个名为Spateo的模型，将多种类型的数据拼接在一起。这包括在两个时间点收集的约90个组织切片中胚胎切片中每个细胞的转录组——或参与蛋白质合成的全部RNA分子。研究人员能够定位并记录每个细胞跨越空间和时间的转录谱。

研究人员强调，Spateo可以用来绘制任何物种的图谱，包括使用人类胚胎和器官的数据绘制图谱。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）)

1、物理学家创造可以传输大量数据的“光飓风”

现代生活在很大程度上依赖于将信息编码到传递工具中。一种常用的方法是用激光对数据进行编码，然后通过光缆发送。对于不断增长的信息容量需求，我们需要持续寻找更好的编码方式。

芬兰阿尔托大学（Aalto University）应用物理系的一个研究小组发现了一种新的方法来制造微小的光飓风——科学家们称之为漩涡——可以用它来携带信息。该方法基于操纵与电场相互作用的金属纳米颗粒。这种设计方法利用准晶体的几何形状。这一发现标志着物理学的一次重大进步，可能带来全新的信息传输方式。

以往的物理学研究已将漩涡结构的对称性与漩涡类型联系起来。例如，如果纳米级的粒子排列成正方形，产生的光就会有一个单一的漩涡；六边形产生双涡，以此类推。更复杂的漩涡至少需要八角形。

现在，研究小组发现了一种方法，可以创造在理论上支持任意类型涡旋的几何形状。

在他们的研究中，研究小组操纵了10万个金属纳米粒子，每个纳米粒子的大小大约是一根人类头发的百分之一，以创造出他们独特的设计。这种方法的关键在于找到粒子与期望电场相互作用最小的位置，而非最大的位置。

这一发现在非常活跃的光拓扑研究领域开辟了丰富的未来研究。它还代表了在需要光进行编码信息传输的领域（如电信）中，一个强大传输方式的初期阶段。

研究人员解释称，我们可以通过光纤电缆传送这些漩涡，并在目的地打开它们。这将使我们能够将信息存储在更小的空间中，并一次传输更多的信息。乐观估计是，这种方法可以达到目前光纤传输信息量的8到16倍。

这项研究发表在11月初的《自然通讯》（Nature Communications）上。

2、研究人员正在制造适合氢时代的喷气发动机

未来，氢动力飞机将在世界各地飞行。为了实现这一目标，工程师们必须开发出为它们提供动力的喷气发动机。瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）的研究团队正在开展实验，为制造强大而耐用的发动机奠定了必要的基础。

欧洲正在为以可持续生产的氢气为动力的气候中性飞行做准备。去年，欧盟启动了一个项目，支持工业界和大学开发氢动力中程飞机。此外，喷气发动机还必须适应氢气这种新型燃料。今天的发动机是为煤油而优化的。

研究人员解释称，氢的燃烧速度比煤油快得多，因此火焰更致密，因此在设计氢发动机时必须加以考虑。该研究团队的实验为这一观点提供了重要的基础。他们刚刚在《燃烧与火焰》（Combustion and Flame）杂志上发表了研究结果。

另外一个问题是振动，工程师们试图将其最小化。当工程师们开发今天的煤油发动机时，他们必须控制这些振动。他们通过优化火焰的形状以及燃烧室的几何形状和声学效果来实现这一目标。然而，燃料的类型对声音和火焰之间的相互作用有很大的影响。这意味着工程师和研究人员现在必须确保它们不会出现在新的氢发动机中。

在他们的实验中，研究人员使用了一个喷射喷嘴，然后模拟了喷嘴集合的声学行为，因为它将被安排在未来的氢发动机中。这项研究将帮助航空航天公司的工程师优化喷射喷嘴，并为高性能氢发动机铺平道路。几年后，这种发动机应该可以在地面上进行初步测试，未来，这种发动机有望推动第一架氢燃料飞机。

3、和人类一样，黑猩猩的表现也会受到观众影响

对于我们人来说，当有观众观看时，我们的表演会变得更好或更糟。现在，日本京都大学的研究人员在《细胞》（Cell）的子刊iScience上发表报告称，黑猩猩完成电脑任务的表现会受到观看人数的影响。研究人员表示，研究结果表明，这种“观众效应（audience effect）”早于以声誉为基础的人类社会的发展。

我们会注意谁在看着我们，有时甚至是下意识地注意，这会影响我们的表现。研究人员想要弄清楚，通常被认为人类独有的观众效应，是否也存在于非人类灵长类动物身上。

虽然黑猩猩生活在等级社会中，但尚不清楚它们在多大程度上会受到人类观察的影响。

研究人员在六年时间里分析了黑猩猩完成数千次触摸屏任务的过程，最终得出了结论。

他们发现，在三个不同的数字任务中，黑猩猩在最困难的任务中表现更好，而这与观察它们的实验者数量增加有关。相比之下，他们还发现，对于最简单的任务，当被更多的实验者或其他熟悉的人观察时，黑猩猩的表现更差。

研究人员指出，目前尚不清楚这些与观众相关的影响背后的具体机制，即使对人类也是如此。

研究人员认为，进一步对非人类猿类的研究可能会帮助我们深入了解这种特征的进化过程及其发展原因。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）)

研究揭示童年时的认知能力影响老年智力

一项具有里程碑意义的长达25年的研究项目，揭示了有关大脑衰老和影响一生认知能力的因素的重要见解。这项研究发表在最新一期的《基因组精神病学》（Genomic Psychiatry）杂志上，该研究对参与者从童年到80多岁的认知能力进行了独特的监测。

英国爱丁堡大学（The University of Edinburgh）的研究表明，老年人智力测试分数的差异大约有一半可以追溯到童年的认知能力——这一发现引发了关于认知发展中先天与后天之争的有趣问题。

他们的主要发现包括：大脑衰老在相同年龄的个体之间差异很大；DNA甲基化模式可以预测死亡风险；较高的儿童智力与较高的存活率相关；基因对儿童和老年智力的影响是不同的。

一些最有趣的发现与大脑结构和功能有关。利用先进的成像技术，研究人员展示了相同年龄的人在大脑健康方面的巨大差异。这就提出了一个重要的问题：是什么因素导致了这些差异，以及它们是否可以通过生活方式干预来改变。