中微子与营养

中微子,神经科学家和营养填满了本周的裸体科学家快讯!&我们将听到反复的实验如何证明中微子可能……
11月21日

中微子,神经科学家和营养填满了本周的裸体科学家快讯!我们将听到反复的实验如何证明中微子可能比光速快,了解为什么成千上万的神经科学家聚集在华盛顿特区,以及如何保护细胞免受辐射。另外,大脑对不同饮食的反应!

在这一集里

这是OPERA用来报告他们最近的明显超光速中微子结果的CNGS (CERN到LNGS)中微子束的布局。

00:21 -更多的超光速中微子

9月公布的结果表明,中微子的速度比光速还快。本周,该研究小组又公布了进一步的数据。

更多的超光速中微子

9月公布的结果表明,中微子的速度比光速还快。本周,该研究小组又公布了进一步的数据。

该实验在日内瓦附近的欧洲核子研究中心和罗马附近的中微子探测器OPERA之间进行,距离超过700公里。在欧洲核子研究中心,围绕大型强子对撞机环飞行的质子群被重新定向到另一条路线上,撞到一块石墨上。这产生了各种各样的粒子,其中包括大量被称为介子的粒子,它们的寿命非常短,它们沿着一公里长的管道飞行,其中一些衰变形成电子和中微子。

这些中微子几乎不与物质相互作用,所以它们很容易穿过700公里长的固体岩石,然后一小部分中微子与位于意大利一座山上的OPERA探测器中的铅板相互作用,产生可以被探测到的信号。

该实验旨在研究中微子是否会随时间变化,并测量它们的传播速度比光速慢多少,这将提供有关它们的质量和行为的信息。

非常令人惊讶的结果是,它们似乎比光速快了60毫微米,比光速快了10万分之2.5。这将表明全新的物理学和非凡的主张需要非凡的证据,他们已经从社区中得到了各种关于如何改进他们的结果的建议。

因此,他们已经离开,并试图提高他们的结果的分辨率。他们试图对两个设施的相对位置进行更精确的测量,因为时差可以用大约180米的位置误差来解释。他们还缩短了产生中微子的质子束,从而更容易测量中微子到达的确切时间。结果似乎是一样的。

这很有趣,但仍然有很多证据需要克服,例如在1987年,在大麦哲伦星云中有一颗超新星产生光和中微子,它们都相隔几个小时到达这里,因为他们在欧洲核子研究中心发现的速度不同,你会期望有几年的差异。这些中微子的能量比这个实验中产生的中微子要低,所以它们的行为可能不同,但没有独立的证实,我还不会开始订购你的超光速空间驱动器。

画一个模型来说明大脑和头骨的关系。(绿色部分,中央标记为颞上回。)

04:51 -汇集大脑科学家

本周,来自世界各地的32,000多名神经科学家齐聚华盛顿,参加2011年神经科学学会会议,其中包括16,000多份报告!

汇集脑科学家

本周,来自世界各地的32,000多名神经科学家齐聚华盛顿,参加2011年神经科学学会会议,其中包括16,000多份报告!

以下是其中的几个亮点:

宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的克里斯托弗·摩根(Christopher Morgan)表明,怀孕的老鼠所经历的压力会影响其后代的行为,甚至影响其子的后代。

在怀孕期间,将怀孕的雌性暴露在压力源中——比如狐狸的气味——似乎会引发遗传变化,使后代的雄性对压力更敏感,并且睾丸激素水平也更低。

画一个模型来说明大脑和头骨的关系。研究人员发现,这种影响归因于一种被称为microrna的基因产物家族的水平变化,这种基因产物用于控制其他基因的活动。

暴露在压力下会改变这些微小rna的特征,使发育中的男性胎儿的大脑与发育中的女性胎儿的大脑表达相同的基因模式,从而引发女性化效应。

由于这些变化是由所谓的表观遗传修饰引起的——在DNA中加入化学基团来控制某些基因序列的活性——这种影响也会被后代遗传。

这表明母亲在怀孕的关键时刻受到压力会对男性后代的大脑发育产生不利影响。也就是说,我们需要强调自己,这是一项在老鼠身上进行的研究,我们还不知道是否同样适用于人类……

会议还有一个公开讲座系列,叫做社会对话。今年的主题很及时:关注行为及其生物学基础如何驱动经济。

经济学家罗伯特·席勒(Robert Shiller)博士与一组神经科学家讨论了决策在推动货币市场、货币、股票和大宗商品波动中的作用。

他们想问的是,对奖励预期、冒险和情感的生物学机制的理解是否也会在金融场景中发挥作用。

这是一个相对较新的研究领域,被称为“神经经济学”!

还有一个关于风险规避和决策的会议,该会议研究了大脑如何试图最大化奖励和最小化损失,包括在赌博环境中。

丹麦科学家Julian Macoveanu博士发现,一种名为酮色林(ketanserin)的药物可以阻断大脑中一种叫做血清素的递质化学物质的特定受体,这种药物会降低人们冒险赌博的可能性,但只有在他们已经遭受了他们认为不公平的损失之后才会如此。

根据Macoveanu的说法,“当赌博时,人们往往对潜在的损失比对相同金额的收益更敏感,这表明当我们做出冒险决定时,避免损失起着重要作用。”

他还指出,这一发现“可能具有临床意义,因为患有情绪和焦虑障碍的患者,其中一些与血清素传递功能障碍有关,往往过分强调负面结果的影响……”

宇航员布鲁斯·麦坎德利斯二世,任务专家,参与舱外活动(EVA),几米远的挑战者号航天飞机的机舱。他正在使用一种氮气推进的手控载人操纵装置(MMU)。他是……

09:38 -启动放射治疗

奥斯陆大学的科学家们发现了一种提高放射治疗效果、保护病人甚至宇航员免受辐射影响的方法。

加强放射治疗

科学家们发现了一种提高放射治疗效果、保护病人甚至宇航员免受辐射影响的方法宇航员奥斯陆大学。

放疗会产生副作用,因为摧毁足够数量的癌细胞所需的辐射剂量也会对健康组织造成重大损害。但是,随着时间的推移,剂量不能减少或减少,因为辐射暴露也会在存活的细胞中产生所谓的“辐射抗性”,因此后续剂量的辐射效果要小得多。

但是现在奥斯陆大学的Erik Pettersen和Nina Edin发现了这种抵抗效应的化学基础,这意味着如果它可以选择性地在癌细胞中失去活性,或者反过来在健康组织中增强,那么通过减少剂量可以将放射治疗的副作用降到最低。

他们的发现是,暴露在辐射下的细胞的生长培养基可以赋予第二批未受辐射的细胞辐射抗性。这是最初的证据,证明某种化学信号一定是由暴露在辐射中的细胞分泌的。在人体暴露于辐射的情况下,这意味着,矛盾的是,暴露于辐射的健康组织最终也可以通过分泌相同的信号来保护癌细胞。

现在他们已经确定了起作用的因子,一种叫做tgf - β -3的信号,它将细胞锁定在抵抗状态。将其从肿瘤中移除会使其再次变得脆弱,而在健康组织中提升该信号则会产生保护作用。

潜在的好处还不止于此。正如研究人员指出的那样,同样的技巧可以用来保护人类免受偶然的辐射暴露——比如宇航员和高空飞行员——以及接受高剂量x射线检查(如CT扫描)的病人……

白云杉树

13:11 -基于树的酿造

美国科学家正在比以往任何时候都更有效地酿造树木,为汽车制造燃料。

树酿啤酒

在制作木板和纸张之后,剩下的所有木材都被锁住了大量的能量,而这些木材中的大部分都是针叶树的软木材。你可以把能量以热能的形式释放在火里,或者在发电站里,但如果你能把它转化成驱动汽车的东西,那就更有价值了。

可以在木材中添加酶,纤维素酶,将纤维素分解成糖,然后发酵成乙醇,浓缩后在汽车中燃烧。但这些酶只有在木材的结构被热和化学处理破坏后才能发挥作用。这会释放出软木中的各种化学物质,减缓酵母的生长,甚至杀死酵母。这意味着只能用大约4-5%的木材来发酵溶液,这意味着不会产生很多乙醇,而且浓缩到足以燃烧的程度也不经济。

乔治亚大学的加里·霍金斯和乔伊·多兰-彼得森一直在利用进化论或至少是选择性育种来帮助解决这个问题。他们在木材中越来越强的抑制化学物质溶液中培养出相当标准的酵母,这意味着适应这种环境的酵母存活了下来。

他们的酵母菌株可以在3天内转化理论最大乙醇量的70%,在5天内转化90%,浓度高达17%的木材固体。这样更经济,而且通过更多的繁殖,它们可以做得更好。所以你可能很快就会被发酵的松树填饱肚子。

由小麦制成的各种食品,其中含有麸质。

14:52 -大脑如何检测饮食

丹尼斯·布尔达科夫解释了当你的大脑中有食物时会发生什么……

大脑如何检测饮食
丹尼斯·布尔达科夫博士,剑桥大学

克里斯丹尼斯·布尔达科夫博士是一位神经科学家,他一直在研究大脑是如何确保我们均衡饮食的。丹尼斯,欢迎你。

丹尼斯-你好。

Chris -首先,为什么大脑能够记录我们吃的东西很重要?

丹尼斯:我认为这很重要图6:小麦被广泛用于食品中有两个原因。首先,为了应对能量不足,血液中营养物质的减少,我们需要改变我们的行为,我们需要改变饮食习惯,我们需要寻找食物等等,或者如果我们摄入了太多的营养就停止进食。行为是由大脑控制的,所以这就是为什么大脑本身感知身体中的营养物质很重要。

克里斯-但是,不要只是堆积成吨的葡萄糖而没有其他东西。在某种程度上,大脑知道什么是特定的微量营养素。因为如果你在自然环境中研究动物,它会倾向于吃适合自己的食物,认为寻找适合动物新陈代谢的正确食物是一种行为。

丹尼斯:没错,大脑是如何做到这一点的一直很神秘,因为大多数研究都关注葡萄糖对特殊脑细胞的影响,这些脑细胞负责调节警觉性和寻找食物。像蛋白质成分和脂肪是如何被感知的这样的事情,在机械方面要难以捉摸得多。

克里斯:那么你是如何着手回答这个问题的,你是如何研究大脑在做什么来记录我吃晚饭时摄入了哪些微量营养素的?

丹尼斯:所以我们最初的动机是最近的发现,我们的饮食和我们的睡眠模式是如此密切相关。吃高脂肪的食物可能会扰乱你的睡眠,另一方面,如果你睡眠不好,如果你有时差等等,你可能会吃得过多,患上肥胖症和糖尿病。实际上,我们正在研究调节清醒和进食的脑细胞:它们模拟清醒并驱动进食,我们在这些细胞上放置不同的营养物质,看看这些细胞本身以及控制行为是否能实际测量我们体内的营养水平。

克里斯:换句话说,你向它们喷射一些葡萄糖,一些糖,它们可能会改变它们的活性,但你也可以问,如果我给它们一剂氨基酸,比如蛋白质的基本成分,会发生什么?

丹尼斯:没错。我们从五年前开始研究糖我们惊奇地发现,如果你增加这些叫做食欲素神经元的脑细胞周围的糖浓度,那么这些细胞就会安静下来,它们不再发出这些冲动,它们驱动清醒和寻找食物。所以最近,大概是今年,我们问,那食物的其他成分呢?我们不只是吃葡萄糖。周围总有一些蛋白质。所以我们根据蛋清的成分混合了氨基酸混合物。所以蛋清中的这些蛋白质被消化成特定的氨基酸组合,我们知道这些氨基酸到达大脑的浓度是多少。所以我们把它们混合在一起,把它们放在那些促进觉醒的食欲素神经元上,我们希望这些细胞安静下来,因为葡萄糖让它们安静下来。但实际上,我们发现这些蛋清样氨基酸刺激了这些促进觉醒的神经元。

克里斯:换句话说,它们记录了我们吃的一些微量营养素。所以有一些特定的细胞对进入身体的某些东西特别敏感。

丹尼斯:当然。在被称为下丘脑的大脑区域,有人类的大脑一些细胞群可以选择性地感知营养物质但我们发现的新事物是,并非所有的营养物质都起同样的作用。一些营养物质可以上调这些脑细胞的活动从而刺激寻找食物的行为,另一些营养物质可以关闭它们我们认为我们现在正在研究控制饮食中不同营养之间平衡的细胞群。

克里斯-如果你看一下氨基酸,因为它们有两种味道,不是吗?它们的种类可以在我们体内制造。它们也有另一种味道,一种我们身体不能制造的味道,我们必须吃。如果你缺乏这些,你就会有代谢问题。那么,这些细胞对不同味道的敏感度是否存在差异?如果找不到更好的词的话,对氨基酸的敏感度是否存在差异?

丹尼斯:这两组氨基酸似乎差别很大。所以必需氨基酸,你不能制造需要消耗的氨基酸,这些细胞实际上是看不见的,但是非必需氨基酸是这些细胞强有力的刺激,推动进食。所以我们认为,重点是如果你吃了一顿不平衡的饭,那么你体内就会产生太多你并不真正需要的氨基酸,这些细胞会让你继续吃,直到你找到并消耗必需的氨基酸,从而为身体提供真正需要的氨基酸。

如果你不想在早上11点再次感到饥饿,那就吃一顿富含蛋白质的油炸早餐,这是否说明了这一点呢?你知道吗,熏肉和鸡蛋能让你的饥饿感持续更长时间。它能帮助我们理解为什么这可能是正确的吗?

丹尼斯-事实上,这几乎与你所期望的相反。你认为如果你吃了很多蛋白质,尤其是非必需氨基酸的蛋白质,你可能会更快感到饥饿,但你也会感到更警觉。所以,如果你吃一顿富含蛋白质的早餐,这些细胞会让你更警觉,工作效率可能会更高。除了驱动进食之外,这些细胞还会告诉身体通过产热等方式燃烧卡路里。所以对卡路里的净影响实际上是负的。所以他们告诉你燃烧的卡路里要比你摄入的卡路里多。所以这些细胞可能会让你感到饥饿,但它们会让你更警觉,它们实际上会让你的体重总体下降。

克里斯,最后,丹尼斯,如果我们能以这些神经元为目标那么在那些有暴饮暴食倾向的人身上,我们可以让他们燃烧更多的能量,也许首先,少吃一点,这样他们的体重就会下降,有两个原因。

丹尼斯:当然了。这是令人兴奋的事情。也许,我们可以找到一种营养的膳食组合,可以调节细胞,控制体重和警觉性,这就是我们现在正在研究的。

克里斯:太棒了!我们先把它放在这里。这是丹尼斯·布尔达科夫。他来自剑桥大学。本周,他在《神经元》杂志上发表了他刚才谈到的研究成果。

20:56 -中微子和营养

中微子,神经科学家和营养填满了本周的裸体科学家快讯!&我们将听到反复的实验如何证明中微子可能比光速快,了解为什么成千上万的神经科学家聚集在华盛顿特区,以及如何保护细胞免受辐射。以及大脑对不同饮食的反应!

中微子与营养

中微子,神经科学家和营养填满了本周的裸体科学家快讯!我们将听到反复的实验如何证明中微子可能比光速快,了解为什么成千上万的神经科学家聚集在华盛顿特区,以及如何保护细胞免受辐射。另外,大脑对不同饮食的反应!

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