一些电子烟会使大脑和其他器官发炎的迹象，一种二氧化碳的气味如何使蚊子进入进食模式，以目前的速度，科学需要多长时间才能实现性别平等，以及婴儿如何获得维生素d。
在这一集里
电子烟会使大脑发炎
Laura Crotty-Alexander，加州大学圣地亚哥分校
近年来，电子烟和电子烟产品的消费量急剧上升。在英国，仅从2012年到2017年的5年时间里，这一数字就增长了几百倍。许多用户以前都是吸烟者，他们认为电子烟是一种更健康的选择，因此选择了电子烟。但也有一群“从不吸烟”的人——目前人数不多，但人数在不断增加——因为他们认为吸电子烟的风险很低。会不会就像理查德·多尔(Richard Doll)花了几十年的时间跟踪吸烟医生，才明确地说吸烟有害健康一样，电子烟作为一种相对较新的现象，只是还没有足够的数据让我们知道它对健康的危害是什么?这是加州大学圣地亚哥分校的Laura Crotty-Alexander的观点。
劳拉:就电子烟气溶胶混合物是否比传统烟草烟雾更安全而言，看起来它对健康的影响更小，但它会有自己的一套健康影响。
克里斯:这可能是不同的，遥远的，事实上，在身体的不同部位表现出来，假设它们是不同的化学物质，而不是香烟中的化学物质?
劳拉:当然。香烟烟雾中含有大约7000种化学物质，吸烟会对身体造成损害——从第一次接触香烟的嘴唇，一直到胃肠道，再到皮肤和大脑。我们想要发现的是电子烟气溶胶是否也会影响身体的所有这些不同器官。
克里斯-你是怎么做到的?
劳拉:我们用的是老鼠模型。所以我们有这个特殊的设置，我们把老鼠放在一个小馅饼形状的楔形容器里，让它们可以四处活动。然后我们使用在正规网站上购买的电子烟，给他们吸一口电子烟气雾剂，然后再吸一口普通空气。我们让他们每天呼吸三次，每次30分钟。
克里斯-老鼠的剂量和人类食用这些产品的剂量相等吗?还是老鼠受到了更大的影响和更大的剂量?因为很明显，人类的呼吸对老鼠来说是巨大的……
劳拉:我们确实尽最大努力设计这些老鼠模型来模仿人类的使用，这就是为什么我们每天让老鼠暴露多次，因为很多人整天都在使用电子烟。当我们吸一口人体大小的烟时，我们把它放进一个大房间里，让它扩散。所以有16只老鼠吸入了这种气溶胶。
克里斯:那你是如何把摄入的食物在身体不同部位的作用结合起来的呢?
劳拉:我们实际上是采集老鼠，然后取出它们身体的不同部位。我们用特殊的工具来观察它们的基因表达或蛋白质水平。我们甚至还观察了器官功能。因此，我们使用这些不同的方法来尝试确定吸入这些电子烟气溶胶几个月是否会导致这些器官的变化。
克里斯-当你这么做的时候会出现什么?你看到系统性影响了吗?
劳拉:是的。所以我非常惊讶，我们发现大脑发生了深刻的变化，尤其是那些吸入JUUL薄荷和JUUL芒果的老鼠，这是我们开始这项研究时非常受欢迎的两种口味。这两种气溶胶都导致了大脑的炎症，这令人震惊，因为大脑是一个受保护的隔间。因此，吸入电子烟气溶胶仅仅一个月就会导致大脑中控制情绪、行为和记忆的部分出现非常严重的炎症，这是非常令人担忧的。
Chris -你是说这是特别的味道造成的吗?所以这是一种超越尼古丁上瘾特性的影响?
劳拉:在大脑中，我们在两种口味中看到了相似的变化，这一事实更多地表明，是尼古丁和这些电子液体的核心物质推动了这些变化。但是，例如，在心脏中，我们发现薄荷味真的改变了并引发了炎症，而芒果味却没有。这样的对比有助于我们理解，也许对心脏的影响可能是由薄荷味引起的，而不是尼古丁和其他成分。
克里斯-我们马上会讲到这可能会产生什么影响，但是先考虑一下你已经得到了这种影响，如果老鼠只是(如果老鼠可以)抽普通香烟，那么它在规模上是如何比较的呢?
劳拉:如果我回顾一下历史数据，我会说，烟草对神经系统的影响规模似乎与传统烟草相当，甚至更大，而且影响是不同的。
克里斯:我们认为慢性炎症至少与某些神经退行性疾病的进展有关，如果在某些情况下不是原因的话，也可能与其他器官的退化有关。那么你认为这是否表明这样做的人可能会加速他们大脑的衰老过程?他们实际上是在提前患上神经系统退行性疾病的年龄?
劳拉:我完全同意这是一个问题。此外，大脑这些部位的变化表明，使用电子烟的人可能会有更多的焦虑和抑郁，可能会对他们的行为模式产生永久性的改变。
什么让蚊子感到饥饿?
Trevor Sorrells，洛克菲勒大学
许多人认为蚊子是世界上最危险的动物，因为雌性蚊子以我们为食时会传播疾病。它们需要血液提供蛋白质来支持产卵。但除了它们被我们呼吸中的二氧化碳和我们身体的热量所吸引之外，我们对它们的进食行为是如何运作的知之甚少。这就是洛克菲勒大学的特雷弗·索雷尔斯一直在研究的问题。他一直在使用一种叫做光遗传学的技术来欺骗蚊子，让它们以为自己刚刚闻到了一股二氧化碳的味道。他发现，这使它们进入了一种“进食模式”，这种模式似乎控制了许多其他下游行为……
蚊子是微型捕食者:它们在特定时间内攻击少量猎物。所以这给了我们灵感去理解它们用来寻找人类的行为。我们想知道它是否与那些长时间捕食猎物的大型掠食性动物有一些相似之处。这个时机的问题还没有被研究过。所以我们开始了解蚊子的大脑中是否有一种狩猎状态。
克里斯:是不是说如果我觉得饿了，我就会想，“好了，该吃饭了”，我就会把自己锁定在吃饭模式，然后我的目标是，“我要做饭了。”不吃完我是不会罢休的。你是这个意思吗?它们有一种默认模式，它们会说，“好了，现在是晚餐时间，我闻到了人的气味，现在我闻到了人的气味。我要去找他们。”
特雷弗-没错。所以如果你很饿，你走在街上闻到了披萨的味道，你可能会四处寻找披萨的味道是从哪里来的。在你找到你的披萨店并吃到一块之前，你将处于这种狩猎模式。
克里斯:那是无限期的吗?我会一直保持狩猎模式，直到有什么东西把它关掉，还是会有一个计时器在运行?
特雷弗-没错。这就是我们想要回答的问题。这也是一个重要的问题，因为它对蚊子如何能够找到人类并如此有效地叮咬我们有很多影响。
很明显，它们被称为飞行皮下注射者，也是世界上最危险的动物，不是吗，就与它们有关的疾病负担而言。你到底是怎么看这个的?
特雷弗-我们使用了一种叫做光遗传学的技术，它使我们能够用光激活神经元。这是一个优势，因为它能让我们很好地控制神经元被激活的时间。我们用它来激活二氧化碳感觉神经元——二氧化碳是我们呼吸的主要成分。所以我们把这个对红光有反应的通道放在对二氧化碳有反应的神经元中。因此，当我们用红光照射它们时，它会导致这些神经元被激活，并模拟蚊子对二氧化碳的感受。所以我们把它称为有效二氧化碳。
克里斯:我想这样做的一个好处是你可以非常精确地确定何时给予刺激以及刺激的力度。这并不像向蚊子吹一些二氧化碳，却不知道它到底闻了多少。这样，你就能知道刺激是什么以及它的振幅是多少。
特雷弗-对，完全正确。而且很难控制气体因为你不知道它们的确切位置。这样我们就能准确地知道蚊子在何时何地接受了这种虚构的二氧化碳刺激。
克里斯:这模拟了一只蚊子撞到一个人或一只刚刚呼出气的动物身上。那么一旦它受到刺激，接下来会发生什么呢?
特雷弗:所以蚊子对二氧化碳刺激的反应是飞起来，这就是众所周知的蚊子对二氧化碳的反应。它们还会走路，这种行为被称为探探，它们的喙会插入小裂缝中。所以如果蚊子落在你的衣服上，它们就会表现出这种探索的行为。所以你们应该对这个很熟悉，但我们的结果让人惊讶的是他们做了多长时间。在短暂的二氧化碳刺激后，它们会有长达15分钟的这种反应。
克里斯-所以这就像拨动某种开关一样。它基本上是一个主开关，它会说，“好了，喂食时间到了”，并激活所有其他行为。
特雷弗-这就是它的作用。所以这些是蚊子表现出的一些行为，但它们也改变了对随后发生的刺激的反应，或者当它们处于狩猎状态时。这些包括它们从人类宿主那里获得的额外线索，比如存在于我们血液中的热量和味觉刺激。
克里斯:我们还没有讨论的一点是雄性和雌性蚊子之间的区别，因为雌蚊子吸血，而雄蚊子不吸血。如果你在男性身上做实验，会发生什么?
Trevor:所以雄性蚊子不吸血，因为它们不需要产卵。然而，当我们对雄性进行测试时，它们对人造二氧化碳表现出强烈的反应。但这种反应的持续时间大约是雌性反应的十分之一。这对我们来说很有趣，因为它表明，雄性虽然有能力检测到二氧化碳的刺激，但它们没有这种持续的状态，我们认为这种状态与血液喂养有关。因此，研究表明，雄性确实会对二氧化碳做出反应，以便更接近人类，并与附近的雌性交配。所以我们认为雄性和雌性反应的时间尺度是我们发现的这种状态对以血为食的目标是特定的原因之一。
Chris:这是否也可能给你提供一种方法来了解它是如何工作的?因为如果你能看到女性大脑中发生了什么，而男性大脑中却没有，那可能就是这个平台在支持这个定时机制。
Trevor:是的，这是一种非常有趣的方法来研究控制这种持续状态的神经元，这是我未来研究的目标。就像你说的，比较男性和女性，了解男性和女性大脑中哪些神经元不同，因为我们认为，即使不是控制持续状态的神经元，至少也能识别出回路中某处控制持续状态的神经元。
科学要多久才能实现性别中立?
林迪·巴雷特，博德研究所
近年来，为了在科学领域，特别是在高层，实现男女更均衡的平衡，已经作出了相当大的努力。那么，这些干预措施的效果如何?如果我们继续沿着同样的变化轨迹前进，我们还需要多久才能实现性别平等?令人惊讶的是，这并没有得到很好的描述，所以博德研究所的林迪·巴雷特开始寻找答案……
Lindy:我做的第一件事就是拿一些数据集，这些数据集是由一个叫做AAMC的组织收集的。这是美国医学院协会因为他们有关于不同职业阶段性别的历史数据可以追溯到十多年前。所以我做的第一件事就是看看我们在最近10年里看到了多少变化以及男女正教授的数量和院系份额。假设我们有同样的进步速度，我想预测一下需要多长时间才能达到性别平等，也就是男女各占一半。第二个问题是，我们如何实现对半分配?我想更深入地探讨一下实现性别平等到底会不会对男性产生影响，因为在性别失衡领域，太多的注意力都集中在女性身上，以及如何提升和留住女性。但我们很少听到这对男性有什么影响。
克里斯:好吧，让我们把这两件事轮流做。你说的第一点是需要多长时间。那么，要过多久我们才能看到学术领域的两极分化呢?
林迪:在终身教职员工和系主任的领导层面，简短的回答是，如果真的没有什么变化，我们将面临另外30到40年。
克里斯-这些人要去哪里?因为如果你看看最底层的受训者，就不会有这种差距。那么起点在哪里，这些女人又会去哪里呢?
林迪:这真的很有趣。我一直在假设这是一个缓慢的人员流失过程。但是，至少在美国学术医学的情况下，男性和女性获得相关学位的人数大致相等，即生物医学博士和博士。因此，我们有一支训练有素的男女员工队伍，在助理教授水平上，实际上是相当平等的。我想大概是46%的女性和54%的男性。然后在助理教授和正教授之间出现了人员流失。因此，令人惊讶的是，我们确实有一批女性一直到助理教授水平，然后我们又开始下降。
Chris:我敢推测，这可能也是女性最终要孩子的年龄，因为我从个人经验和与同事的交谈中知道，这给人们带来了巨大的压力，对他们来说，在事业和家庭之间做出选择是一种巨大的紧张。而在美国，这种情况甚至更加严重因为美国的产假和家庭产假都很少，不是吗?
林迪:当然。这实际上是女性寻求终身职位的年龄:基本上是育龄期。正如你提到的，在美国，没有带薪育儿假政策，女性因为母亲的角色而面临很多困难。有几项研究表明，性别差异是父母教育方式的差异，但我认为父母教育方式肯定不是唯一的因素。我认为许多问题都是随着时间的推移而累积的，当你谈到晋升和留住教师这一关键阶段时，它们可能会达到顶峰。
Chris:你提到的另一点是，如果我们反过来说，好吧，我们想改变这个。那么这对男性来说意味着什么呢?你是怎么调查的?你发现了什么?
林迪:我基本上看了两种不同的方式来实现性别平等。假设我们要达到男女各占一半的比例，有几种不同的方法可以做到这一点。一种策略是保持这些职位上的男性人数不变，只增加女性人数。第二种策略是保持职位总数不变，增加女性，同时减少男性的数量。我认为这与过去30年的数据更加一致，教员职位的绝对数量一直保持不变。因此，如果我们以第一个例子为例，如果我们保持男性的数量不变，只增加女性，我们需要为女性增加近20,000个新的正教授职位，才能达到50/50。这将是一个巨大的增长。它将从38,000多个职位增加到近58,000个职位。或者，如果我们保持职位总数不变，我们实际上需要将这些职位上的女性人数增加一倍，但我们也需要将这些职位上的男性人数减少至少三分之一。因此，我们将考虑将目前由男性担任的10,000个正教授职位基本上用女性取代这些职位，以达到50/50的比例。
克里斯-嗯。如果你考虑第二种情况，可能也不会被接受，因为，举个例子，这是一个完全不同的情况，但在影响方面是相似的:最近写了一份报告，剑桥大学副校长Stephen Toope表达了一些观点。他说，那些把孩子送到私立学校的人将不得不适应这样一个事实:剑桥、牛津和其他顶尖学府将来从私立学校招收的学生将会减少。他们将更多地录取非私立学校的学生。他的意图是好的，但他传达的信息是，作为一个孩子，你会因为父母的决定而受到歧视。因此，在你的科学场景中，男性实际上受到了歧视，因为历史给了他们一个决定，而不是他们自己做出的决定，这听起来有点不公平。
林迪-是的。我认为，当我们看到这些数字时，这就是为什么这么做是如此重要，这真的涉及到公平的问题。我想很多人的本能反应是，我们不能那样做。我认为，我们开始影响男性地位的时候，正是一些人可能对一些性别平等倡议感到非常不舒服的时候。但我认为这真的涉及到我们如何看待公平和优势以及谁应该在谈判桌上占有一席之地的问题?所以我认为，我们越仔细研究男性的地位和性别平等，就越值得关注，从而找到更现实的解决方案。也许这个领域对减少男性的数量感到非常不舒服我们需要考虑一些其他的情况。但是我们如何考虑额外的资源呢?我们如何看待权力重组?我认为，如果这些数字会让人们感到不舒服，我们真的需要进行这些对话。
发育中的婴儿如何获得维生素D
简·克利尔，南安普顿大学
维生素D是一种重要的激素，有助于调节钙水平，并在炎症和免疫中发挥作用。我们从吃的东西中获取维生素D，在很大程度上，通过紫外线对皮肤的作用，产生前体分子，当需要时，身体其他部位就会产生活性维生素D。那么这对发育中的婴儿意味着什么呢?因为它不吃东西，而且它生长在没有阳光的地方。当然，这取决于母亲的供给，但她需要的可能不是婴儿需要的。这就是胎盘的作用。它以适当的速度吸收维生素D前体并激活它们，同时也利用维生素D来调节自身的一些功能。Jane Cleal解释道:
对于大多数营养物质，子宫里的婴儿必须依靠母亲的运输。所以胎盘非常重要。这对婴儿来说是非常重要的器官。它提供食物，提供氧气，排出废物。所以所有的维生素D都要通过胎盘从母亲那里输送到婴儿体内。
克里斯:维生素D在我们体内的作用方式之一是，我们制造了一种不活跃的形式，当我们需要它的时候，我们就会激活它。那婴儿也是这样吗?还是婴儿最终会得到和妈妈看到的相同的维生素D信号?
简:我们选择了主要的非活性循环形式的维生素D，我们看到它通过胎盘输送到婴儿体内。我们知道婴儿体内有这种酶，所以它们实际上可以激活维生素D。
Chris -所以这是前体，非活性维生素D，而不是活性维生素D。
简:嗯，有趣的是，我们不知道。我们实际上看到，是的，不活跃的那个通过了，但是胎盘对它自己做了一些事情，所以它可以使用一些。然后我们看到实际上胎盘在向婴儿自身释放活性维生素D。
胎盘是如何知道婴儿需要多少维生素D的?
简:人们只是认为胎盘是被动的导管。这些东西就这样过去了。但我们发现它能感知信号，它能感知维生素D的水平，它会开启基因，它会执行一些程序来调节传递的信息。
克里斯:它的作用仅仅与钙有关吗?因为在成年人中，你可以发现维生素D在一系列其他过程中发挥作用，包括炎症和免疫。那么除了调节婴儿摄入的钙量，胎盘中还有其他作用吗?
简:所以在妈妈体内，它会调节钙的含量，钙会被输送到婴儿体内。维生素D进入胎盘，而胎盘自己也在使用它。所以它实际上是在调节胎盘的免疫功能。它帮助胎盘植入并变大。所以它在胎盘本身有很多关键的功能，因此所有这些功能也会发生在胎儿身上。所以它也有非钙的作用。
克里斯:嗯，我在想，正如你所说的，我们知道胎盘与先兆子痫等问题有关，当母亲血压很高时。这是否意味着维生素D可能与这一过程有关?
简:是的。研究观察了患有先兆子痫的女性体内的维生素D水平，她们的维生素D水平确实较低。这显然是一种联系。我们不知道两者之间的关系，但这是这项研究非常重要的另一个例子，因为我们认为维生素D会影响胎盘的生长，因此也会影响胎盘的功能。
克里斯:简而言之，你已经证明了母亲血液中产生维生素D的物质被胎盘吸收，被胎盘激活，然后被喂给婴儿，婴儿发出的某些信号对其进行调节。你是怎么做到的?因为研究人类的问题之一就是伦理问题。还有一些实际的考虑。那你是怎么弄到胎盘的呢?
简:我们已经和一家妇产医院建立了联系，而且我们已经建立了所有的道德规范。然后我们在产房等待，我们必须在胎盘还新鲜的时候收集它们，因为我们要让它们活着。所以我们收集新鲜的胎盘，把它带回我们的实验室，在那里我们可以研究它，研究它的功能。
克里斯:这与婴儿在怀孕的某个阶段出生有关。在发育过程的早期，大多数婴儿都不是以正常的方式出生的。你也能接触到那个组织吗?
简:我们可以。我们还没有进行这项研究。所以我们只从正常妊娠中提取胎盘，也就是足月分娩的胎盘。我们可以查看妊娠早期收集的胎盘数据，我们也将这些信息联系起来。我们看到同样的东西也在胎盘中表达。
Chris -所以这不是一个发展阶段?这是在怀孕期间发生的吗?
简:我们认为在怀孕期间这样做是正确的，因为在南安普顿，我们也对女性进行了一些研究，在她们怀孕之前，我们征得了她们的同意。我们得到了她们的生活方式和饮食的信息，我们已经能够看到怀孕早期维生素D水平的关系以及出生时胎盘中标记物的影响。
克里斯:我们知道有些冬天出生的孩子更容易出现某些情况，我应该知道我是其中之一。在冬天出生，某些疾病的风险更高，这是一个有趣的联系。我们知道，在隆冬时节，人们体内维生素D的含量是有史以来最低的，不是吗?那么这会产生什么后果吗?
简:所以在他们研究人群的数据中，他们看到了维生素D水平的季节性影响。这是令人惊讶的。我们震惊地发现，很多女性的维生素D水平很低。我们发现，当我们给孕妇补充维生素D时，那些在冬季分娩的孕妇补充维生素D对提高她们的维生素D水平效果最大。
克里斯:那么这是否意味着我们应该鼓励每个人都摄入更多的维生素D尤其是冬季怀孕的女性，或者会有什么后果吗?如果一个人在怀孕期间服用维生素D，考虑到它在胎盘中的独特作用，这是否会对婴儿产生潜在的负面影响?
简:在美国有一些研究，研究的剂量比我们在英国使用的要高。他们没有看到有害的影响。建议所有怀孕期间的女性服用。我刚生完孩子，医生告诉我要服用维生素D，我确实在怀孕期间服用了维生素D，因为我们知道它有有益的作用。
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