设计一个生物起搏器

本周，科学家们发现了7000年前奶酪的残留物。布里斯托尔大学的化学家Richard Evershed教授是该杂志上一篇论文的作者之一自然这篇文章描述了他和他的团队是如何发现这一相当模糊的现象的。

克里斯-那么，这个故事是怎么开始的?

理查德:嗯，这要从30年前开始。当时我们的一位合著者彼得·博古斯基(Peter Bogucki)和他的同事一起在波兰挖掘了一些遗址，在那里他们发现了这些有孔的罐子形状，陶瓷罐子形状。他根据这些罐子形状提出了一个理论，认为它们基本上是奶酪过滤器，并开始发展这样的想法，即这些早期的农民，也就是线性班克拉米克文化，是奶农。

克里斯:当你说它们是有孔的罐子时，我们说的是有相当大的洞的陶罐，就像胡椒罐的顶部一样?

理查德:很多洞，如果你看图片的话这些都在文章中。血管里到处都是。它们看起来像一种小滤锅。

克里斯:很明显，人们可以说它们看起来像现代人用来过滤奶酪的那种东西，但仅仅因为它们看起来像，并不意味着它们一定是用来过滤奶酪的。它们还有别的用途吗?

理查德:没错，事实上，我们多年来一直对从考古记录中识别乳制品感兴趣。这些血管是类型学证据的主要来源之一，但我必须承认，我一直持怀疑态度，我在课上经常说，但可以肯定的是，这可能被用来过滤任何东西。

Chris -那么，你是如何处理这个问题并试图找出它们的真正用途的?你是怎么发现奶酪的?

理查德:这就是两项研究相冲突的地方。我们的研究，追溯到大约12年前，一直专注于通过观察陶器，通常是烹饪器皿来研究乳制品的起源。我们开发了一种方法，一种化学方法，可以让我们识别乳脂。这是基于这样一个事实，动物脂肪是你在考古陶器中发现的最常见的有机残留物，当你研究来自欧洲的陶器时，可以通过它们的脂肪酸特征来识别。基于我们所做的研究，对许多现代动物的研究，我们开发了一个非常可靠的代理，它可以让我们将反刍动物，胴体脂肪和乳制品脂肪分开，猪，马都可以分开。所以我们可以不断地识别不同的脂肪。因此，如果我们进入考古陶器，回收其中的残余脂肪，我们就可以非常明确地识别出这些脂肪是乳制品脂肪还是胴体脂肪。

克里斯:这些陶器已经在波兰的这个地方埋了7000多年了。

很了不起，不是吗?是的。

你可以从这些人制作的奶酪或乳制品中提取脂肪吗?

理查德:当然。它总是让我感到惊奇。这是因为这些脂肪被保存在陶器织物的深处，我想它们会进入氧化铝硅酸盐基质的分子大小的孔隙中，在那里它们被保护起来，比如说，细菌进入那里来降解它们。在合适的土壤类型中，它们不会被地下水从陶器下面吸走。

克里斯:所以，你有罐子的标本，你取了小样本，这样你就能分离出这些脂肪。那么这些脂肪告诉我们什么呢?他们说这些罐子里有牛奶原料?

理查德:没错，我要澄清一下，我们不仅仅关注这些奶酪过滤容器。我们从现场观察了大量其他类型的血管，具体来说，它显示的是这些穿孔的血管，这些假定的奶酪过滤器含有乳制品脂肪。所以，如果你开始把这些放在一起就像法医练习一样，我们得到了与穿孔血管相关的乳制品脂肪你开始问自己一个问题:你还能做什么其他合理的牛奶加工活动，需要你过滤某种乳制品?嗯，这是奶酪制作。没有其他牛奶加工活动使用过滤活动。

克里斯:你认为这些人为什么想做奶酪?

嗯，有两个动机。第一，你会生产——如果你有大量的奶牛群，就像这些遗址的动物骨骼组合所表明的那样——你会在一年中的某些时候有多余的牛奶，比如在夏天。所以，奶酪的生产是一种不易腐烂的产品，你可以全年保存，这样你就可以在冬天充分利用牛奶的营养特性。但还有另一个关键因素，这就是彼得·博古基在20世纪80年代发表论文的地方。这与乳糖不耐症有关。很有可能，几乎可以肯定的是，这些早期的农民是乳糖不耐症患者，所以如果他们喝了大量的全脂牛奶，他们可能会变得很糟糕。所以，看起来这种紧张活动可能是对这一点的认识，他们找到了一种解决乳糖不耐症问题的方法。当你把凝乳和乳清分开的时候，乳清含有乳糖。所以当你生产奶酪的时候，你实际上是在生产乳糖还原产物，因此，乳糖不耐症的农民可以利用牛奶的营养品质。

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裸体科学家剪贴簿:

豪猪的刺比皮下注射针更能穿透皮肤，因为它们的尖端有微小的向后倒刺，这也使得刺很难拔出。这个技巧现在可以激发出更好的医疗设备，比如针头和组织粘合剂。

北美豪猪有大约3万根刺，众所周知，它们是一种有效的防御机制——它们很容易穿透组织，而且通常很难去除。与非洲豪猪或我们自己的刺猬等类似动物的刺不同，北美豪猪的刺尖上有一系列微小的倒刺。这些倒刺引起了研究人员的兴趣，包括波士顿布莱根妇女医院的杰弗里·卡普博士，他随后进行了一系列实验，看看这些倒刺有什么影响。

研究人员在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了他们的研究结果，他们描述了一系列实验，测量了穿透猪皮样本所需的力，然后把羽毛笔拉出来。他们用把倒刺磨平的羽毛笔和其他直径相似的东西，包括皮下注射针，重复了他们的测试。

不出所料，有倒刺的豪猪羽毛比光滑的羽毛要花更多的力气——几乎是无刺羽毛所需力量的四倍。

令人惊讶的结果是，倒刺的存在减少了刺入肌肉所需的力量，这对研究人员来说是最有趣的。一根18号的皮下注射针需要大约0.59牛顿的力才能刺穿猪肉(从当地的屠夫那里买的)，而有刺的羽毛笔只需要0.33牛顿就能完成同样的任务。从皮肤上提取的样本在显微镜下观察也显示出一个更光滑的穿刺点，这表明组织从羽毛笔吸收的能量更少，因此受到的伤害更小。

计算机模拟表明，倒钩将力集中在一个较小的区域，很像锯齿刀的锯齿边缘。这减少了组织在羽毛的整个周长周围变形的需要，导致更容易穿透和更少的损伤。

作者认为，模仿倒刺结构可以制造出容易穿透但不易弯曲的微针，并增强其他生物医学应用的范围。