2013年国际十大科技新闻

1、欧美争相发布脑科学计划

今年1月,欧盟委员会宣布,人脑项目已成为欧盟“未来新兴旗舰技术项目”之一,并将在未来10年获得10亿欧元的科研资金。目标是用超级计算机模拟大脑的工作原理。4月,奥巴马宣布将从2014财年政府预算中拨款1亿美元,启动“人脑活动图谱”研究项目,旨在通过绘制包含所有大脑活动的高清动态地图来“导航”后续研究。这是一个与人类密切相关的领域,也是“钱景”的一个有希望的领域。这里响起了夺取脑科学战略制高点的号角。

人脑由100多亿个神经细胞组成,相当于银河系中恒星的总数。然而,对于大脑的“小宇宙”,目前的技术只能描述它的大致轮廓。我们对像恒星一样致密的脑细胞是如何形成一个微妙而细致的网络,它们是如何相互作用甚至连接起来的知之甚少。正如奥巴马所说:“作为人类,我们可以识别几光年以外的星系,我们可以研究比原子小的粒子,但我们仍然无法揭示我们耳朵之间三磅重的物质的奥秘。”

可以称之为第二人类基因组计划的大脑研究项目注定是一个巨大而复杂的项目。然而,今年在脑科学领域的成就相当丰硕,探索大脑“小宇宙”的技术工具也越来越完善:我们有了更精确的“地图”——,这是第一张超高分辨率3D脑地图,比现有的脑数据精细50倍,让研究人员能够了解脑细胞之间的联系如何产生复杂的行为;我们有一个更清晰的“透镜”—— CLARITY化学处理方法,使不透明的组织变得清晰,并且神经回路可以在没有脑切片的情况下显示。我们有更精确的型号——。试管中从人类多能干细胞发展而来的微型“体外人脑”在结构和功能上与早期发展中的人脑形状相似。我们甚至试图控制大脑的基本活动。光被用来刺激老鼠大脑海马体中的转基因神经细胞,并人工植入一种错误记忆。这表明神经信号的精确控制并非遥不可及。

2、陨石袭击俄罗斯致千人受伤引担忧

这是相当于核爆炸的巨大冲击,但对于太空岩石来说,它仍然太小,无法发挥预期的作用。今年2月15日,一颗陨石在俄罗斯车里雅宾斯克的空中留下了痕迹。虽然它没有直接击中人,但在受影响最严重的车里雅宾斯克,冲击波打碎了许多玻璃窗。这次袭击造成约1,200人受伤,近3,000栋建筑受损。“外星恒星”的警告在我们头顶响起。

事件升级的原因是,像普通人一样,世界各地的航空航天机构在通过推特和Youtube了解此事之前,并不知道此事。

作为一个常见的错误,国家航天局被他们的事后诸葛亮深深羞辱。在接下来的半年里,关于小行星防御的计划和提议频频出现。11月,联合国最终采取了行动:联合国大会批准了几名宇航员提出的小行星防御计划,并成立了一个组织,在其成员国之间分享有关可能威胁地球的小行星的信息。然而,一旦探测到小行星将与地球相撞,它将发射一艘宇宙飞船击中目标并使其偏离轨道。只有一个原则,33,354,那就是先开始。

据估计,人类尚未发现的小行星数量是已知数量的100多倍,其中约100万颗足以摧毁纽约市,甚至更加有害。预警可以提高成功抵消它们的机会。如果人类发射的宇宙飞船能在5到10年前撞击地球,当一颗危险的小行星撞击它时,这个偏移应该足以使它安全地“滑离”地球。如果时间比这个时间短,可能剩下的唯一计划就是疏散受影响地区的所有人口。但是如果我们甚至不能提前一年找到目标,那么我们只能端上一杯好酒出去享受这难得的奇观。

这会发生吗?今年的车里雅宾斯克不走运。但是如果20年后我们再次被击中,那就不是运气不好的问题了。那将是愚蠢的。

3、美国“功能性治愈”一名感染艾滋病病毒婴儿

艾滋病的恐怖和致命性将激发这一领域的任何研究进展。因此,当3月3日美国研究人员首次“功能性治愈”一名感染艾滋病毒的婴儿的消息发布时,一些不确定的人甚至惊呼“美国已经征服了艾滋病”。然而,专家和许多艾滋病患者可以更理性地看待这个病例。

女婴的母亲是一名艾滋病患者,在分娩前没有接受药物治疗或护理。医生开始对出生后30小时的女婴进行高剂量抗逆转录病毒联合疗法,或“鸡尾酒疗法”。29天后,女婴体内的艾滋病毒检测不出来。治疗持续了18个月。到目前为止,虽然她已经很长时间不吸毒了,但她仍然“身体状况良好”,她体内的艾滋病毒感染已经完全得到控制。医生宣布她已经“功能性治愈”,33,354项标准临床试验未能检测出她血液中的艾滋病毒复制。

蒂姆西布朗是美国人,他通过骨髓移植治疗白血病,并在每一片乌云中消灭了艾滋病毒。除此之外,这位女婴是第二位被公开证实“治愈”的幸运女孩。虽然这是非常规做法的结果,但根据世界卫生组织的指导方针,由于很难早期确定婴儿的艾滋病毒抗体检测是否呈阳性,因此在此之前的4至6周内,应每天给予适当的预防剂量而不是治疗剂量。虽然数据仍然不足,因为这只是一个案例。虽然阻断母婴传播的技术已经非常成熟,但由于孕期及时服药可以将感染概率降低到1%以下,因此它仍然是治疗新生儿艾滋病感染的一种大胆而有意义的尝试。

有些人认为这项研究并没有从成年艾滋病患者身上吸取多少教训,但是仅仅过了十天,法国巴斯德研究所宣布,14名成年艾滋病患者已经通过联合抗逆转录病毒疗法“功能性治愈”。他们的平均退出时间长达7年。它们与个别女婴病例的共同之处在于,这些患者在感染艾滋病毒后最多10周内开始接受药物治疗,这比普通感染者早得多。显然,两项研究都表明早期治疗对疾病控制有一定的积极作用。

然而,值得注意的是,在法国最初共有70人参加了艾滋病研究。除了这14个幸运的人,其他人在停药后也显示出病毒复发的迹象。12月6日,消息再次传来,沉重打击了医疗行业。两名在美国哈佛大学附属医院接受骨髓移植后似乎已经治愈的艾滋病患者复发。我们必须面对这样一个事实,即除了血液,艾滋病毒在人体内可能还有其他更隐蔽、更重要和更持久的“藏身之处”。

4、阿尔法磁谱仪研究暗物质首批成果公布

人类的终极实验室在宇宙中。然而,宇宙的概念不仅涵盖了我们能看到的一小部分,还涵盖了我们还不能看到的绝大多数。今年4月3日,物理学家丁肇中宣布了他主持了18年的阿尔法磁谱仪项目(AMS-02)的第一个研究成果:收集了40万个正电子,数据误差只有1%。实验观察表明,宇宙射线流中正电子的比例符合暗物质存在的理论预测。美国宇航局官方评估:AMS-02证明其价值。

暗物质是目前最具挑战性的话题,主要是因为肉眼和常规探测设备无法发现它。——无论先进设备使用什么波段的光,都找不到。但是我们怎么能忽视它呢?它在宇宙中编织了一张巨大的网,它的血管向四面八方伸展,不仅为我们上面的星星做贡献,也为我们自己做贡献。只是在科学史上,人们从未完全揭开它的面纱。

进一步的科学研究永远不会打开人类和暗物质之间的鸿沟。正因为如此,近年来财政紧张的西方国家不愿放弃对暗物质研究的投资。今年,对“地下”暗物质的搜索暂时失败了,但幸运的是,我们仍然有“天堂”暗物质。

阿尔法磁谱仪2被誉为“只要我们按计划实现我们的目标,我们就能给丁肇中带来另一个生活中的诺贝尔奖杯”。它在一代人的基础上增加了几个新的子探测器,并成为“历史上第一个以1%的误差测量太空暗物质的仪器”。今年的结果“看到”了可以证明难以捉摸的暗物质证据,但是“需要更多的研究来加强这一发现”

事实上,正在我们头上努力工作的AMS-02不仅是为了揭开暗物质——的旧底,也是为了回答高能物理学家几十年来一直在寻找的几个基本问题:物质最基本的成分是什么?使这些基本粒子相互作用的最基本的力是什么?换句话说,它将以宇宙为实验基础来回答地球提出的终极问题。

5、美国克隆出人类胚胎干细胞

为什么一提到“克隆”,我们就会脸色苍白?即使你能看到活的克隆羊、克隆牛和克隆的郊狼,你也不等同于见到活的克隆人。没有任何高等生物的骄傲。灵长类动物的身体复杂而脆弱,尤其是人类。

在2007年之前,猴子实验对象甚至不能取得进展,也不能完成克隆过程中的“从卵细胞中移除含有遗传信息的细胞核”的步骤。当时,俄勒冈国家灵长类动物研究中心(ONPRC)的科学家使用一种特殊的系统来完成猴子卵细胞的“去核”,并确保脆弱的卵细胞不会受损。最后,克隆了猴胚胎,提取了两个干细胞。

今年,同一伙人从一个患有遗传疾病的婴儿身上提取皮肤细胞,将它们与捐赠的卵子融合,并创造了许多人类胚胎,这些胚胎的基因与8个月大的婴儿的基因完全相同。然后研究人员从这些胚胎中提取干细胞。这种胚胎制造技术与克隆羊多莉出生时的——体细胞核移植基本相同。

但它并不被称为“人类克隆”。这项研究的目的是生产可用于疾病治疗的干细胞,即“治疗性克隆”,其目的只是希望干细胞用于治疗。如果你想要“生殖性克隆”,你还需要将胚胎植入任何替代子宫。没有人愿意这样做,就像造物主的魔法干预一样。与其他动物相比,人类似乎更难进行生殖克隆,包括胚胎培养周期和代孕母亲生理周期的同步。早期的研究需要大量的卵子,而且成功率高.

成功率非常非常低。这种“治疗性克隆”的结果也是一样的。用全国残疾人康复中心自己的话来说,成败在第一线。但是它的成功意味着人类在开发可用于再生医学的细胞方面迈出了重要的一步。