来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等

可自由组合、变形的六边形机器人

来源：Zachary Yoder / MPI-IS Ellen Rumley / MPI-IS

在机器人技术领域，快速重构和强适应性是实现多功能机器人的关键。近日，德国马克斯·普朗克智能系统研究所（MPI-IS）的科学家在这一领域取得了突破性进展，他们开发了一种六边形机器人组件，称为模块（HEXEL），能够通过磁力迅速拼接，像乐高积木一样重构形成不同形态的机器人，以满足多样化的功能需求。相关论文发表于《科学·机器人》（Science Robotics）杂志。

研究团队采用轻质刚性玻璃纤维板作为每个六边形模块的外骨骼，内部关节由液压放大的自愈静电（HASEL）人工肌肉驱动。通过施加电压激活肌肉，可以实现关节的快速转动和形状的灵活变化。这些模块化机器人可以实现爬行、跳跃、组装成大型结构等多种行为，展示出超强的灵活性和适应性。这项研究通过使用相同的组件构建多种机器人，减少了对专用机器人的需求，这不仅经济高效，还为可持续发展的机器人设计提供了新思路。

https://www.eurekalert.org/news-releases/1058118

研究怀孕相关的大脑变化

已知妊娠会导致身体发生生理学变化，但相应的神经变化却并不清晰。《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）发表的一项研究发现，人类的大脑区域可能会在怀孕期间缩小，但连接性会变得更好，只有少数脑区在成为母亲的转变中保持不变。

研究者分析了一名38岁健康女性怀孕相关的大脑变化。他们一共开展了26次核磁共振（MRI）扫描和血液评估，采样周期从孕前3周（4次扫描）到孕期3个阶段（15次扫描）再到产后2年（7次扫描）。这些脑扫描与8名对照个体的大脑变化进行了对比。研究者在孕期第9周发现了皮质体积和厚度的大面积减少，尤其是与社会认知相关的如默认模式网络这类区域。他们还发现白质微结构、心室容积和脑脊液的增加。这些改变与雌二醇和黄体酮水平上升有关，有些变化持续至产后，部分变化在产后2年依然存在，包括皮质体积和厚度减少，其他改变则在产后2个月左右恢复至产前类似水平。该研究结果增进了我们对妊娠相关神经变化的理解，对围产期精神健康（比如与先兆子痫或水肿相关的神经影响）、育儿行为和大脑衰老也有潜在意义。

https://www.nature.com/articles/s41593-024-01741-0

富含类黄酮的食物和饮料能将患痴呆症的风险降低28%

预计到2050年，全球患有痴呆症的人数将增加近两倍，达到1.53亿，这对全球健康和社会护理系统构成了威胁。与患痴呆症有关的最主要的两个风险因素是年龄和遗传，但科学家表示，几乎一半的痴呆症病例都可以预防或延迟，而有越来越多的证据表明饮食可能会增加患这种疾病的风险。据卫报（the guardian）报道，一项最近发表于《JAMA网络公开》（JAMA Network Open）的研究表明，食用更多富含类黄酮的食物和饮料，如浆果、茶和红酒，可使患痴呆症的风险降低四分之一以上。

此前的研究表明，黄酮类化合物主要存在于植物性食品中，具有一系列健康益处，包括抗氧化、抗炎和抗癌特性，它们还与降低心血管疾病等慢性疾病风险以及改善认知功能有关。这项研究的作者分析了英国生物银行超过12万名年龄在40~70岁之间的成年人的饮食数据。研究结果表明，每天多吃6份富含类黄酮的食物（如浆果、茶等），可使患痴呆症风险降低28%，这项结果在具有高遗传风险的个体以及表现出抑郁症状的个体中最为明显。这项研究表明，只需采取简单的步骤，增加每日摄入的富含类黄酮的食物，或许就能降低患痴呆症的风险。

https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2823676?widget=personalizedcontent&previousarticle=0

星链卫星让射电望远镜“失明”

来源：ALAN DYER/VWPICS VIA REDUX

一项使用泛欧射电望远镜低频阵列（LOFAR）的新研究发现，太空探索技术公司（SpaceX）星链卫星泄漏的射电辐射妨碍了一些地面射电望远镜的观测，并可能最终使它们“失明”。9月18日，相关论文发表于《天文学与天体物理学》。

LOFAR团队报告说，SpaceX从去年开始发射第二代卫星，其发出的无线电波比第一代卫星多30倍。射频泄漏远低于星链卫星用于向客户提供互联网服务和与地面控制人员通信的频带，因此LOFAR团队得出结论，这是无意的。但它比LOFAR和类似望远镜研究的昏暗天文光源亮1000万倍。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/9/530140.shtm

神经元周围的基质改变或会导致代谢疾病

当人体内的细胞对调节血糖水平的胰岛素不敏感（也称为胰岛素抵抗）时，就可能会出现2型糖尿病和肥胖的情况。而人脑中的下丘脑弓状核（ARC）会感知胰岛素水平，调整人体的能量消耗和饥饿感。据《自然》新闻（Nature News）消息，以往的研究认为胰岛素抵抗的出现和下丘脑弓状核的功能异常有关。9月18日，在一项发表于《自然》的研究，澳大利亚墨尔本大学等机构的科学家揭示，一种由硫酸软骨素蛋白聚糖构成的细胞外基质会围绕着ARC神经元，形成周围神经元网（perineuronal nets）。当人体出现代谢疾病时，这种细胞外基质会扩大或者被重塑，进而导致胰岛素抵抗和代谢功能障碍。

周围神经元网是一种特殊的细胞外基质，它的形态会直接影响ARC神经元的功能。在研究中，科学家给饮食诱导肥胖小鼠提供了长达12周的高脂肪高糖饮食。与此同时，他们发现ARC神经元的周围神经元网的面积和强度在4周后显著增加，并在之后进一步增加，这个过程也被称为纤维化。而当研究人员通过相关的酶促进这些周围神经元网分解后，小鼠的全身能量消耗和耗氧量增加，脂肪的消耗增强，它们的体重也会逐渐减轻。这项研究也揭示了ARC神经元的细胞外基质重塑，可能是代谢疾病出现的一个关键原因，或可以作为关键的治疗靶点。

https://www.nature.com/articles/d41586-024-03025-w

地球在4亿多年前可能有个光环

矮行星“创神星”拥有罕见的行星环

来源：NASA/JPL/Space Science Institute

太阳系中所有气态巨行星都有光环，还有人认为火星过去也有光环，这就引出了一个问题，地球过去是否有过光环？

研究人员调查了西澳大利亚、非洲、北美克拉通和欧洲的小部分地区，这些区域非常适合保留古老的陨石坑。研究人员在调查区域发现了21个4亿多年前产生的陨石坑，在陨石坑产生时，调查区域中有30%位于赤道附近。如果这些陨石坑是正常随机陨石撞击产生的，那么其中大约会有30%在产生时位于赤道附近。但分析显示，所有21个陨石坑在产生时都位于赤道附近。并且在这些陨石坑出现后，地球进入了赫南特期，这被认为是地球近5亿年来最冷的一个时期。研究人员认为，这些都说明地球在当时拥有了一个光环，光环在赤道附近造成了大量陨石撞击事件，同时，光环还遮挡了阳光，导致了地球冰期。研究人员推测，这个光环是一颗小行星接近地球时，被地球潮汐力撕碎产生的。相关论文发表在《地球与行星科学通讯》上。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24004230

独特的细菌菌株组合可治疗耐药性肠道感染

长期使用抗生素会导致潜在的致病微生物产生耐药性，并在肠道内持续定植，可能会导致免疫失调和组织损伤等。其中肠杆菌科的细菌，包括大肠杆菌和肺炎克雷伯菌，尤其容易造成上述的情况。9月18日，在一项发表于《自然》（Nature）的研究中，日本庆应义塾大学、美国博德研究所等机构的科学家从健康捐赠者的粪便中分离出了18种细菌，发现它们可以和大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等有害细菌竞争葡萄糖酸，防止这些有害菌在肠道内生活和长期定植，并减轻肠道炎症。

研究人员从5名健康捐赠者的粪便样本中分离出约40株细菌，并通过菌群移植，用它们来治疗感染大肠杆菌或克雷伯氏菌的小鼠。他们测试了不同的菌株组合，鉴定出由18种菌株构成的组合，对肠杆菌科细菌的抑制效果最强。研究人员还发现，患有持续炎症的儿科患者肠道样本显示，肠道中较高水平的葡萄糖酸与更多的肠杆菌科细菌有关。研究表明，肠杆菌科细菌会将葡萄糖酸作为一种关键营养物质加以利用。而当肠道微生物组包含上述18种有益菌株时，它们可能会与肠杆菌科竞争葡萄糖酸和其他营养来源，从而限制有害细菌的增殖，且不会影响其他健康细菌的生长。研究结果表明，微生物疗法可用于调整肠道生态，并抑制有害细菌感染，而还需要更多研究来阐明不同细菌相互竞争的准确机制。

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07960-6

思韦茨冰川坍塌时间可能会推迟

地球上总质量最重的野生哺

南极洲的思韦茨冰川是西南极冰盖中最为脆弱的部分，如果这块冰盖完全融化，全球海平面可能会上升65厘米；而思韦茨冰川的消失又会破坏西南极冰盖的稳定性，进而导致海平面上升数米。因此，科学界成立了国际思韦茨冰川合作组织（ITGC），以研究并预测这块“末日冰川”坍塌的时间，但思韦茨冰川和冰架复杂的环境让预测变得非常困难。据《科学》新闻（Science news）消息，在最近于英国剑桥举行的英国南极调查局（BAS）会议上，研究人员得出结论，思韦茨冰川前部崩解的最坏情况在本世纪不太可能发生。

ITGC的一个建模研究组的初步结果表明，在未来几十年内，思韦茨冰川依然会稳步融化后退，但不会崩溃，预计到本世纪末将导致海平面上升6厘米。而最近在《地球的未来》（Earth’s Future）杂志上发表的一项研究预计，在最糟糕的碳排放情景下，思韦茨及其支撑的冰盖可能会在2300年前崩塌，导致海平面上升超过4米。在上月发表于《科学·进展》（Science Advances）的研究中，研究人员发现即使思韦茨退到基岩的接地区域，也不会出现不稳定现象。但在这些“好消息”之外，两个ITGC古气候项目表明，思韦茨冰川有着不可预测和快速变化的历史。数年前在思韦茨冰架上发现的多条裂缝也让科学家担心，冰架破裂导致的冰川消退可能比融化导致的消退更早发生。

https://www.science.org/content/article/doomsday-may-be-delayed-antarctica-s-most-vulnerable-glacier

黑洞使星系无法生成新恒星

来源：Francesco D'Eugenio

在大爆炸后约20亿年的早期宇宙，存在许多孕育着新星的年轻星系，其内部的物质在引力的作用下聚变、坍缩并形成恒星。不过，近日据一项《自然·天文学》（Nature Astronomy）上的研究，科学家通过韦布空间望远镜观测到了一个不幸沉睡的星系：由于中心的超大质量黑洞，这个星系不断丢失物质，并最终失去了形成恒星的能力。

GS-10578星系（又称“Pablo星系”）总质量约为太阳的2000亿倍，其中大部分恒星形成于125亿-115亿年前，其数量明显与星系规模不符。科学家发现它以每秒1000千米的速度向外喷射大量不发光、大密度的冷气体云。这些气体是形成恒星的物质基础，而星系中心黑洞的吸积流将它们“甩出”星系，使星系无法持续生成恒星。这是首次通过韦布空间望远镜证实早期理论中，黑洞可能阻止星系形成恒星的假说。接下来，科学家希望用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）观察冷气体的成分，以更深地了解GS-10578星系中的黑洞对恒星形成的影响。

https://www.eurekalert.org/news-releases/1057742

物理学家首次观测到夸克间的量子纠缠

近日，物理学家利用位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC），通过其 ATLAS 探测器，成功地在高能量环境下捕捉到顶夸克与反顶夸克之间的量子纠缠。尽管量子纠缠已在电子和光子等低能量环境中被验证多年，但在高能粒子碰撞的复杂环境中实现这一观测，是一项前所未有的挑战。

本次研究中，物理学家分析了大约一百万对顶夸克与反顶夸克，这些基本粒子在质子碰撞后短暂存在（约10-25秒），并随后迅速衰变为其他更稳定的粒子。顶夸克的这一极短寿命特性成为了研究的关键，因为它允许科学家在夸克混合形成强子（如质子和中子）之前，捕获并测量其自旋等量子属性。通过精细的实验测量与理论预测的比较，研究团队证实了顶夸克与反夸克之间确实存在量子纠缠，其纠缠程度显著超过了判定标准。

这一发现不仅是对量子纠缠理论在高能环境下的一次重要验证，也为未来在更高能量条件下探索量子信息学提供了新思路和新工具。科学家表示，这一突破可能会推动对基本粒子物理学的更深入理解，并可能启发新的研究方向，如利用其他高能粒子（如希格斯玻色子）进行更严格的量子纠缠测试。此外，该实验的成功也展示了在高能粒子碰撞环境中探索量子现象的潜力，并推动量子信息学和粒子物理学的交叉发展。相关论文 9 月 18 日发表于《自然》（Nature）。

https://www.nature.com/articles/d41586-024-02973-7

《科技导报》创刊于1980年，中国科协学术会刊，主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的成果报道、权威性的科学评论、引领性的高端综述，发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、智库观点、科技评论、热点专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。