有什么病毒对你有益吗?

世界上所有的空气都被呼吸过吗?有没有对健康有益的病毒?裸屁会传播疾病吗?你在裸科学家问题中设定议程…
2012年1月29日

世界上所有的空气都被呼吸过吗?有没有对健康有益的病毒?裸屁会传播疾病吗?你在本期裸体科学家问答节目中设定了议程,在节目中我们还会发现因纽特人如何在没有水果和蔬菜的情况下生存,肌肉是否会癌变,以及我们多久才能传送到工作地点。此外,在培养皿中复制阿尔茨海默氏症,自蒸馏伏特加,磁性肥皂可以清洁其他肥皂无法达到的部分,以及神奇蘑菇对大脑的影响……

在这一集里

-人的表现有极限吗?

大家好,裸体科学家们!我知道摩尔定律,并希望技术能够在时机成熟时找到解决它的方法。是什么……

人类的表现有极限吗?

Kat:从进化的角度来看,这真的很难看出,因为能够在比赛中跑得很快对我们作为一个物种的生存并不那么重要,除非我们开始杀死那些跑得不够快的人,那可能有用。我认为就人体而言,很可能会有——这是假设我们不是在谈论任何神奇药物的发明,这些药物可能会让人跑得更快,或者操纵我们的生物学,因为这可能被认为是作弊。我认为,除非你能真正开始培育出更高或更强壮的人,否则我们可能会达到极限。像Ray Kurzweil这样的人以及很多未来学家都说,总有一天我们会超越我们的生物学,开始将我们自己的组织与技术相结合,然后可能,我们会看到人类的又一次飞跃,速度会更快。但是,这算是作弊吗?我不知道。戴夫:我想有一种进化的方法可能会奏效,那就是我们最终会选择性地让人类跑得更快。如果跑得最快的人开始相互交配,那么平均而言,他们的孩子会跑得更快,其中一些甚至可能比他们的父母还快。所以我想,唯一能让它继续进步的方法,就是运动员之间继续相互繁殖,而不是和我们其他人一起繁殖。克里斯,我想在某种程度上,这种选择性繁殖已经发生了。因为如果你看看每年赢得伦敦马拉松的人,总是一个瘦骨嶙峋的肯尼亚人,因为他们通常是几代人,在高山区长大,那里的环境给了他们巨大的选择压力,要求他们特别做好准备,跑得很快。 I mean, they run a marathon in the time it took me to do half a marathon and they were sort of able to do that and not look too bad after, but I'm not even close. I mean, Kat you did the Race for Life and stuff, don't you?Kat - Yeah, I've done my share of half marathons actually, very, very slowly. I am tiny and stumpy, but again, it's interesting because marathon running and the kind of sport as a discipline, it's very rarefied so I don't know how much of a real selective pressure there is in daily life which therefore you would have to have a special athlete breeding programme to really get many significant more improvements, I think.Chris - I also wondered to what extent it comes down to cheating because what do we define as cheating? At what point do you call eating a diet which is informed by science in a training regimen informed by science and having footwear which has been built informed by science - to what extent does that constitute cheating? If you had those gadgets compared to people who were doing those races 50 years ago, they would I think justifiably answer or say that you had a number of advantage?Kat - Yeah and you've got all these interesting things like a kind of blood doping and stuff like that, and even a lot of athletes will go to high altitude to train because it makes more haemoglobin, more red blood cells in your body, so you can use oxygen more efficiently and is that cheating? It's certainly considered cheating when people start injecting themselves with chemicals that make more red blood cells. So, very interesting to see where sports medicine is going to go and where performance is going to go, and especially if there's such widespread use of pharmaceuticals to help improve performance.

图为一位阿拉斯加土著妇女穿着一件有毛皮领子的大衣。

因纽特人在没有新鲜蔬菜和维生素C的情况下如何生存?

这是一个很好的问题,因为很明显,北极地区并没有很多新鲜水果。事实上,有很多证据表明,传统的因纽特人饮食中确实含有维生素C。虽然不像富含水果和蔬菜的饮食那样多,但很明显,这足以让他们保持健康,因为因纽特人很健康。他们不受坏血病的影响。

其中一种理论是,生肉和鱼是他们饮食的主要组成部分,其中确实含有大量的维生素C。因纽特人以新鲜的生肉和生鱼为食,他们可以获取足够的维生素C,特别是,因纽特人有一种可爱的传统主食,叫做muktuk,是白鲸的皮肤,它含有大量的维生素C。此外,还有海洋哺乳动物的器官,显然还有驯鹿的胃里的东西,尽管我不确定它们真的会吃那些——也许它们只是喂狗了!

有很多关于传统因纽特人及其饮食的研究,当你分析他们的传统食物来源时,很明显维生素C是足够的。

当人们远离传统的食物来源,得不到足够的新鲜水果和蔬菜作为回报时,问题就出现了。我找到了1975年的一篇有趣的论文它确实显示了因纽特人缺乏维生素C的证据。这可能是饮食的一些影响,但总的来说,因为没有广泛的坏血病,我们不得不假设他们从传统饮食中获得了足够的维生素C。

雷电云

世界上所有的空气都被呼吸过吗?

戴夫:这要看你说的“不被呼吸”是什么意思了。如果你只对以前没被吸入过的分子感兴趣特别是如果你对氧气不感兴趣那么你吸入的氧分子要么以前根本没被吸入过要么不能被吸入过几次,否则它就不再是氧气而是二氧化碳了!但是,如果你考虑的是实际的原子,以及这些原子是否曾经被呼吸过,那就完全是另一回事了。

克里斯:因为它们一直在地球上被回收利用,不是吗?从某种意义上说,植物产生一些氧气,你把它吸进去,把它和一些糖混合在一起,使它变成二氧化碳,二氧化碳出来,植物把它吸进去,然后把所有这些原子一次又一次地循环利用。

戴夫:完全正确。我只是在做一些计算。世界上所有的植物花了大约2000年的时间来吸收大气中的氧气。所以,你吸入的一些分子氧以前不会被吸入。但由于地球大约有38亿年的历史,你可能会认为地球上的大部分东西都是由植物和生物形成的。但话说回来,我不能肯定地说你吸入的所有原子,所有分子以前都被吸入过,因为有6和23个0 (6 × 1023),或者可能低到3和23个0 (3 × 1023),每个充满空气的肺里都有气体分子,其中一些可能从地球诞生之初就存在了。

此外,一些原子来自火山或地球中心的脱气,还有一些来自太空。所以,在一次正常的呼吸中,一些原子之前不会被吸入,但我认为大部分空气都会,无论你在哪里。

克里斯:当你说地球有39亿年的历史时,你的意思是地球上的生命有39亿年的历史,因为地球本身比这还要老一点?

戴夫:当然了。所以,生物呼吸的时间只有39亿年。

为什么人们不会得肌肉癌?

这不是真的。关于身体中某些类型的组织不会得癌症,有一些非常普遍的误解。人们说,“哦,你不会得心脏癌症的。”你可以,只是非常罕见。我们身体的任何组织都可能癌变,因为这是细胞生长失控时发生的事情。有一些众所周知的肌肉癌。平滑肌有良性肌肉肿瘤。这是我们的肠道和女性子宫周围的东西。它们被称为平滑肌瘤。你也会得到骨骼肌的良性肿瘤,也就是横纹肌瘤你也会得到恶性的侵袭性肌肉肿瘤。 So you get leiomyosarcomas and that's the smooth muscle cancers. And rhabdomyosarcomas which particularly affect children, and those are all cancers of the muscle. So although these are very rare, they still do happen.

电镜下的流感病毒。正黏液病毒具有多形性(可变)颗粒,周围是布满病毒蛋白的脂质包膜。

难闻的空气中有细菌吗?

Chris:我一直在思考这个问题,我认为可能有两个方面。一方面,你可以说不。另一方面,你可以说,是的!

让我解释一下为什么我要两面下注。首先,什么是气味?气味是空气中的某种分子进入你的鼻子。它会到达你的鼻尖,那里有一个叫an的东西嗅觉上皮细胞

在那里,神经细胞有被称为受体的化学对接站,它锁定在那个分子上。它们告诉神经系统,“我认识这个分子”,因此,向大脑发出这种气味存在的信号。

分子本身不会伤害你,除非它们是有毒分子,比如硫化氢。闻起来像臭鸡蛋,而且有点有毒;但是一个分子本身是不会感染你的。但另一方面,它也可能来自感染源:如果附近有一具尸体或腐烂的东西,它正在排出这些分子,如果你能闻到它们,那么这种气味的来源——微生物——就在附近。因此,你应该小心。

与此同时,这也是我“是的,它可能是一种威胁”答案的来源——你的鼻子也有可能直接检测到微生物的物理存在。让我用一个大家都熟悉的例子来解释一下。

上次突然下起了阵雨,你走出家门,闻闻空气,你一定注意到了那股美妙的香气。空气中有一种干净、清新、泥土的香味。这是因为当雨滴落下时,它们击中土壤,从土壤中释放出许多生活在土壤中的有机体的小孢子。它们是细菌家族的孢子,叫做放线菌

在这些孢子的表面有一些分子,它们会与你鼻子里的受体对接,让你闻到那种气味。所以,你所闻到的,你认为是美丽清新的雨后空气,实际上是大量的微生物孢子。因此,如果你可以通过检测这些细菌的一部分来闻到这些细菌,你可能会说,如果你能闻到一种气味,那么空气中可能有某种潜在的传染性物质,它可能会袭击你并感染你。

所以我认为答案是,大多数时候,难闻的气味不会有危险,但它可能表明附近有危险,所以,如果你不小心,你可能会陷入危险之中。

戴夫:有没有什么致病的、危险的细菌具有这种孢子效应?

克里斯-是的,有很多。另一件事是诺瓦克病毒它是一种非常微小的颗粒,直径只有30纳米,也就是三万分之一毫米,它会导致腹泻和呕吐,以及冬季呕吐病。在任何感染了诺如病毒的人身上,每毫升从他们体内流出的东西(两端)都含有大约1亿个这种病毒颗粒。它们比香烟产生的烟雾颗粒还要小。所以很有可能,如果你闻到“诺如病毒发作的人的产物”的气味,其中的一些颗粒在空气中漂浮,它们肯定在环境的表面上。如果你吸入它们,感染剂量是一两个颗粒,所以你可能会感染……

屁的警告

过滤屁能预防医院获得性感染吗?

Chris -这个问题我们几年前就回答过了Ben Valsler去萨里见了Simon Park,他为我们做了这个实验我们有一段4年前2008年的音频他们做了这个实验看看屁能多有效地传播潜在病原体。

本:我们知道咳嗽和打喷嚏可以传播疾病,这就是呼吸道感染的实际传播量,但你认为细菌可能有另一种传播方式。

西蒙:是的。我有两个儿子,乔和乔希他们对这种自制的生物恶作剧很着迷,我想,为什么我们觉得这很无礼,为什么它很危险,我能不能向我的孩子示范一下,阻止他们这样做?

所以我想到了一些实验,我可以证明放屁是否会传播细菌。所以,我所做的是取一些琼脂培养皿它们非常擅长培养粪便细菌并做了一些非常粗糙的实验我们将培养皿暴露在人们放屁的情况下不穿裤子也不穿牛仔裤的人,以及穿着内裤和牛仔裤放屁的人。

本:你已经把这个放在麦康基琼脂盘上,我们可以说是通过吹风。其中一个显然有一些菌落,另一个看起来完全干净。那么,西蒙,哪个是哪个?

西蒙:完全干净的盘子是一个穿着裤子和牛仔裤的盘子,所以很明显裤子和牛仔裤在过滤任何粪便细菌方面非常有效,但是暴露在裸露排放物中的盘子上有飞溅的红色菌落,它们非常表明大肠杆菌是一种非常常见的粪便细菌。这是粪便污染的一个很好的指标。粪便中有大量的细菌,我们在胀气后不可避免地会传播细菌。

Chris -所以底线是-如果你原谅这个双关语-如果你覆盖了这个区域,就像医院的工作人员和病人所期望的那样,那么感染传播的风险可能非常低。如果你在医院里对着病人放屁而不露出屁股,你很可能会排出一些会让人不舒服的微生物。

大脑淀粉样血管病的中倍镜显微照片,大脑皮层有老年斑,与淀粉样蛋白一致,见于阿尔茨海默病。淀粉样蛋白免疫染色。

15:31 -干细胞为老年痴呆症提供线索

研究阿尔茨海默氏症等脑部疾病的最大问题之一是很难从患者身上获得活脑细胞样本,现在可能会有诱导干细胞……

干细胞为老年痴呆症提供线索

研究阿尔茨海默氏症等脑部疾病的最大问题之一是很难从患者身上获得活脑细胞样本,也很难找到可以在实验室中轻松研究的良好模型系统。有一些阿尔茨海默氏症的老鼠模型非常有用,但这些模型并不能复制人类疾病中看到的所有症状和变化。

大多数关于阿尔茨海默病的人体组织研究都是从患有一种罕见的遗传性阿尔茨海默病的人身上提取的样本,但实际上绝大多数病例都是随机发生的,或者是零星的疾病。使用人类胎儿的神经细胞也做了一些工作,但使用这种组织存在伦理和技术问题。

淀粉样斑块现在,由加州霍华德休斯医学研究所的梅森·伊斯雷尔和劳伦斯·戈德斯坦领导的研究人员在该杂志上发表了一篇论文自然揭示了一种从阿尔茨海默病患者身上产生干细胞的方法,这种干细胞可以在实验室中无限生长。

研究人员首先从两名患有遗传性阿尔茨海默病的患者、两名随机发生的散发性阿尔茨海默病患者和两名没有疾病的患者身上提取了少量皮肤样本。然后,科学家们从每个皮肤样本中分离出称为成纤维细胞的特定细胞,这些细胞可以在实验室的培养皿中生长一段有限的时间。

接下来,他们使用了一种相对较新的、非常令人兴奋的技术,使用一种被称为逆转录病毒的特殊病毒,将一组特定的基因传递到成纤维细胞中,从而将成纤维细胞转化为不朽的干细胞。这些细胞被称为多能干细胞,因为它们可以转化为几种不同类型的细胞。

接下来,研究人员在一定条件下培养这些多能干细胞,使它们长成神经细胞或神经元——这种细胞在阿尔茨海默氏症中受到影响。对这些细胞的深入研究表明,从遗传性阿尔茨海默氏症患者的样本中培养出来的神经元具有高水平的淀粉样蛋白——一种产生斑块的蛋白质,这是该疾病的主要特征。他们还发现,一种叫做磷酸化tau蛋白的蛋白质水平更高,这种蛋白质会在患者的大脑中形成多结的缠结。

有趣的是,他们还发现,从一名散发性阿尔茨海默病患者的细胞中提取的神经元中,淀粉样蛋白和磷酸化tau蛋白的水平更高,尽管该患者原来的成纤维细胞并没有显示出这些分子水平的增加。这告诉我们,病人的基因组中一定有某种基因变异或缺陷导致了这种疾病,尽管目前这些基因的身份尚不清楚,所以使用这种技术来研究更多散发性阿尔茨海默氏症患者的细胞可以为为什么有些人会患上这种疾病提供真正重要的线索。

在这样的实验中,总是存在这样的风险:在实验室中操纵细胞可能会引入意想不到的基因缺陷,从而混淆结果。目前还不清楚这种情况是否在这里发生过,只有时间才能确切地告诉我们,这些多能细胞作为实验室研究阿尔茨海默氏症的模型有多有效。但就目前而言,这无疑是研究人员可以推进的重要工具,并且有望为阿尔茨海默氏症的发展以及未来如何治疗或预防提供更多线索。

阿波罗12号拍摄的月球

19:19 -磁月

1969年,当尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林带回第一批月球岩石样本时,科学家们惊讶地发现,这些岩石中有迹象表明月球曾经有过……

磁性月球
Erin Shea,麻省理工学院

1969年,当尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林带回第一批月球岩石样本时,科学家们惊讶地发现,月球曾经有过磁场的迹象——有点像我们今天在地球上拥有的磁场。他们认为,这个磁场是在月球诞生之初还很热的时候发生的地质过程造成的,但一旦月球冷却下来,这些地质过程就停止了。现在,再看一下1969年的一个样本,就会发现一些意想不到的东西。麻省理工学院的Erin Shea发现了这一发现。她现在和我们在一起。你好,艾琳。

艾琳-你好。

克里斯-那你发现了什么?

艾琳:我发现37亿年前,月球有一个非常强大、稳定和持久的磁场——就像你说的,和今天的地球相似。

克里斯-如果我们回顾一下月球的历史,我们认为它是关于月亮和地球年龄差不多,它是由地球和一颗地球大小的行星之间的灾难性碰撞形成的,然后将所有这些物质喷射到太空中。那么,月球实际上是绕地球轨道运行的迷你地球吗?

艾琳-在很多意义上,月球和地球有很多共同之处。它们都有金属内核。在地球上,谢天谢地,它仍然很强大,产生了我们的磁场。在月球上,它似乎在几十亿年前就消失了。

Chris -但总的来说,产生磁场的机制,我们认为可能是相似的,因为月球实际上是从地球衍生出来的。

艾琳:最初,我们认为,如果月球上确实有一个由发电机引起的磁场,也就是地球上产生磁场的发电机,那么月球上的发电机应该和地球上的发电机有同样的电源。我们的研究表明,如果月球上的发电机有相同的电源,那么它的持续时间要比我们预期的长得多。在地球上,发电机是由冷却驱动的。基本上,当金属冷却时,它会对流金属核心,通过一些复杂的物理过程产生磁场。而在月球上,我们本以为月球在大约42亿年前就已经冷却下来了。所以看到27亿年前磁场存在的证据真的敲响了警钟,除了冷却之外,肯定还有其他原因产生了月球的发电机。

克里斯-你不可能算错或者-我不是说你个人,但是科学界可能算错了月球的冷却速度事实上,这和我们在地球上的过程是一样的,只是月球冷却的时间更长所以它的发电机保持的时间更长?

艾琳:嗯,作为一名科学家,你永远不能说不可能,但我认为我们不太可能误判了这个计算。我们知道月球上有多少产生热量的放射性元素,我们知道月球有多大,所以,从那里,我们就可以进行计算了。所以可能不会,但我永远不会把它从清单上划掉。

克里斯:那你到底是怎么做这个研究的?你得到了一块巴兹·奥尔德林和尼尔·阿姆斯特朗从1969年带回来的材料。我敢打赌他们不是每天都来的。

艾琳-不,就像做梦一样。你向NASA申请,告诉他们你要用样本做什么,然后他们给你分配一定数量的样本。我们得到了一克月球样本,我们把它切成小块,然后测量每一块的磁场。我们知道它们的相对方向,这对我们所做的测量很重要。

克里斯-所以你可以看出岩石上有一个磁场。它是如何到达那里的?

岩石获得磁场的方式有很多种。在地球上,当熔岩喷发时,它可以从地球的磁场中获得磁场,因为你知道,这就是我们的指南针工作的原因。然后岩石会被闪电击中然后它会得到另一个磁场。在月球上,有一套完全不同的来源。所以,我们有可能熔岩喷发到月球表面,然后在发电机产生的磁场下冷却下来,这就产生了一组特征。另一组特征会产生如果有一个大的影响,并产生磁场的影响。当我们拿起样本时,它花了大约3天的时间用直流电返回地球,这也会产生磁场。然后,在地球磁场的作用下,它在地球表面呆了4年。这些来源都有,除此之外还有很多很多不同的因素,这些因素可能给了这块岩石磁场,我们展示的是这个样本实际上是以岩浆的形式喷发出来的。它很热,然后当它冷却下来时,它锁定了一种似乎来自月球发电机的磁化,这太棒了。

克里斯-所以这是一个时间胶囊,有效地追踪了月球早期历史的快照,并记录了这个磁场在我们预计它已经消失很久之后的存在。你能给我们推测一下这是怎么发生的吗?这是怎么发生的?是什么导致了这一切?

是什么导致了月球上的发电机?很明显,我们刚刚讨论了冷却,你是对的,我们不确定。但我们很确定,月球在37亿年前就已经冷却了。有两篇论文发表于自然讨论了产生月球核心发电机的不同方法。其中之一是地球机械地混合了月球的核心,地球的引力迫使它。这很容易理解,因为37亿年前,月球离地球更近,所以会产生更大的影响。另一篇论文是关于大碰撞的,因为当你观察今天的月球时,你可以看出它经历了一段相当艰难的历史。月球表面有很多陨石坑,这些人假设可能是大的撞击搅动了月球核心,产生了发电机。

克里斯-最后,这对地球有什么影响吗?担心无人居住的月球是一回事,但我们的生死取决于我们的磁场。地球上的生命呢?它能告诉我们关于磁场的任何信息吗?

艾琳:它可能告诉我们的是,磁场消失后是什么样子?这是它能告诉我们的。还有,地球上是怎么开始的?地球的早期历史是怎样的?因为如果月球上到处都是陨石坑,那么地球肯定也被陨石坑轰击过。那么,这会对地球磁场及其早期历史产生什么影响呢?

突变是如何在人类中发生的?

突变是对细胞DNA的损害。很明显,DNA是细胞的指令,告诉它们该做什么,所以细胞中DNA的损伤会导致问题。大多数突变的发生是因为我们呼吸氧气。但是不要停止呼吸,你可能会没事的!呼吸氧气会在我们体内产生一种叫做自由基的分子,这种分子对DNA非常有害。我们得到的大多数突变都是一直在修补的。我们的细胞有非常好的DNA修复过程来修复它们,但有时错误也会悄悄出现。大多数时候,这些都不重要,因为你体内的许多细胞在一段时间后就会被破坏。你肠道里的细胞在不停地运转,你的皮肤和骨髓里也是如此……所以大多数时候,突变并不是那么重要。 Cells get damaged and they just die and you get rid of them. What happens when it becomes really important is when you get mutations in cells that do hang around and in stem cells particularly that can cause problems. But there are lots of other ways that you can mutate the DNA in your cells. For example, the carcinogens, the cancer causing chemicals and things like tobacco smoke. Some things in our environment, some things like benzenes, some air pollution, all sorts of things can damage your DNA. Another big cause is the Sun. The ultraviolet light from the Sun causes a very specific type of DNA mutation. It causes the Thymine bases (the 'T's') that are nearby to fuse together in your DNA.

所以有很多东西可以引起突变。有时候不重要,有时候重要。有些是我们无法预防的,还有很多是我们的身体可以自然修复的。但问题是,当我们不修复它们,或者我们不断积累更多的突变,或者如果我们细胞中的修复系统出现问题,那么你就会患上癌症和其他疾病。

我们很快就能瞬间传送了吗?

目前,有些人正在做一些难以置信的精细实验,这意味着你可以得到关于单个粒子的所有信息——它的位置和方向——然后将这些信息转换到其他地方。这项研究仍在单光子上进行。我认为,在我们的有生之年,对一个人做同样的事情肯定是不可能的。

石墨烯的模拟

28:45 -自蒸馏伏特加

人们发明了一种不用加热就能蒸馏饮料的方法。

自蒸馏伏特加

石墨烯可能是目前最流行的材料,它是由碳原子以蜂窝状的形式相互结合而成的,形成了非常坚固的薄片。这些薄片可以稳定在一个原子厚的地方,并且具有非常令人兴奋的电性能,但也非常不容易被其他原子渗透……

在最先发现石墨烯的曼彻斯特大学,安德烈·海姆教授的团队成员正在研究一种密切相关的材料——氧化石墨烯的导电性。这是石墨烯,它与强氧化剂反应,使其更容易溶解,更容易处理。

他们制造了由小块氧化石墨烯组成的薄膜,这些薄膜像砖块一样堆积起来,形成一个连锁结构,然后用薄膜作为一个装满各种气体的容器的盖子,测试了它们的防气体性能。

他们发现,尽管它比人的头发细500倍,但它完全阻止了氢、氮和氩的逸出,达到了他们测量的极限。它甚至阻止了氦气,氦气作为一个微小的单个原子,会很快从聚会气球中逸出,甚至可以通过一毫米厚的玻璃扩散出去。

然后,他们尝试了不同的液体,发现乙醇、己烷、丙酮、癸烷和丙醇蒸汽都有类似的行为,但当他们尝试正常的水时,它的行为就好像膜不存在一样,逃逸速度至少比任何其他材料快10万倍。他们认为水在石墨烯层之间形成了一个分子厚的层,阻塞了其他物质的通道,但如果水干了,这个间隙就会缩小并密封起来。

为了利用这种行为,他们在容器里放了一些伏特加,然后放了几天。通常情况下,乙醇的蒸发速度比水快,所以伏特加会随着时间的推移变得越来越弱,但有了阻挡乙醇的膜,伏特加会变得越来越浓。

这是一个非常有趣的行为,因为从其他溶剂中分离水是许多化学过程的重要组成部分。这通常是通过蒸馏来完成的,这需要大量的能量,而且这个过程必须重复很多次。如果不使用有毒溶剂来除去水分,乙醇就不能浓缩到96%以上,因此这种材料具有巨大的潜力。

31:48 -胚胎干细胞治疗改善了患者的视力

在两名盲登记的美国患者中,注射由人类胚胎干细胞制成的视网膜色素上皮细胞部分恢复了视力。

胚胎干细胞治疗可以改善患者的视力

在两名盲登记的美国患者中,注射了由人类胚胎制成的视网膜色素上皮视网膜干细胞部分恢复了视力。

一份病例报告《柳叶刀》医学杂志描述了在两名志愿者身上进行的手术,他们都患有退行性疾病(Stargardts Macular Dystrophy和老年性黄斑变性),导致视网膜细胞死亡,导致视力逐渐丧失,最终失明。

这主要是因为一种叫做视网膜色素上皮的特殊细胞层被破坏了。视网膜色素上皮滋养着眼睛中感光杆和视锥细胞。失去了这些支持细胞,光感受器最终也会随之退化。

但如果视网膜色素上皮可以被替换,就有可能在视杆细胞和视锥细胞死亡之前挽救它们,从而防止视力丧失。

但是,制造新的色素上皮并非易事,最容易的方法是利用胚胎干细胞,通过在适当的条件下培养,胚胎干细胞可以转化为正确的细胞类型。

然而,没有人知道以这种方式产生的细胞有多有效或安全,尽管在实验室动物身上进行的基因工程试验取得了非常令人鼓舞的结果,这些实验动物可以产生与人类相似的视力丧失综合征。

为了解决这个问题,一个由医生和研究人员组成的美国团队,包括马萨诸塞州先进细胞技术公司的干细胞科学家罗伯特·兰扎,使用人类胚胎干细胞制造了5万个新的视网膜色素上皮细胞,并将其注射到每只患者的一只眼睛中。

四个月后,对注射的眼睛的检查显示,他们的视网膜色素沉着有所改善,这表明细胞仍然可以存活,两名患者的视力都有了客观的改善。一名病人甚至能够数出审查员举起的手指的数量,而之前他只能分辨出审查员向他们挥手的粗略动作。

至关重要的是,两名患者均未因手术而出现任何不良反应,也未出现视力下降,尽管两名患者均给予免疫抑制以防止对外来干细胞来源组织的排斥反应。然而,他们需要这种服务多久,如果需要的话,还不得而知。

根据Robert Lanza的说法,“尽管这些疾病具有进行性,但在细胞移植后,两名患者的视力似乎都有所改善。这一点尤其重要,因为这种疗法的最终目标将是在疾病的早期治疗患者,在那里可能会有更显著的结果……

36:02 -寻找风暴-行星地球在线

2012年伊始,英国遭遇强风、局部洪水和交通中断。但并不是每个人都对暴风雨天气感到遗憾。罗宾·霍根教授告诉我们如何……

寻找风暴-行星地球在线
雷丁大学的罗宾·霍根教授

雷丁大学(University of Reading)大气物理学教授罗宾·霍根(Robin Hogan)正在与英国气象局合作开展一个项目,开发一个风暴统计数据库。它被称为DYMECS——对流风暴的动力和微物理演化——包括实时分析,目的是帮助改进未来的风暴预测。

行星地球播客主持人苏·纳尔逊会见了罗宾,问他如何追踪雷暴……

罗宾:我们使用英国气象局的雷达网络,每5分钟拍摄一次整个英国的降雨图像。通过这些数据,我们可以非常详细地了解地表降雨率我们可以从一个5分钟到下一个5分钟的时间段追踪一场风暴并计算出它的走向通常,一场风暴可能会持续一个小时,有时是两个小时所以,我们可以看到风暴是如何演变的特别是地表降雨率是如何随着s变大的闪电风暴形体变大,然后随着它生命的后期解体,它就会腐烂。我们可以用计算机算法跟踪风暴的演变过程。

苏:所以,这是相对容易理解的。模拟有多容易?

罗宾:这是预测夏季洪水的最大问题之一。天气预报模型必须捕捉到许多不同的过程,才能准确预测对流雷暴。它需要代表像冰雹这样的东西,它需要正确地捕捉上升气流——也就是把粒子带到云内部的垂直风——你经常会得到超冷水滴的组合,所以这些液滴在零度以下,但它们仍然是液体,它们会在某个时刻结冰,模型必须捕捉到发生这种情况的时间,所有这些过程对于计算地表降雨率都很重要,这是我们想要得到的,特别是洪水预报。

苏:那么这个项目的目标是什么呢?

Robin:我们想要做的是利用奇尔博尔顿研究雷达的能力以前所未有的细节捕捉雷暴的演变过程,然后将其与建模组件相结合,该组件将使用英国气象局的模型,它在整个英国的分辨率都非常惊人——它有一个1.5公里的网格盒大小——通过将观测和模型结合起来,我们能够看到模型在哪些方面做得不太好,希望能改进它。

苏:为什么需要改进?你说的是一公里半。即使是最小的村庄也要覆盖。

Robin:虽然只有1.5公里,但模型的准确性和数据一样,所以它依赖于每12小时才发射一次的气象气球,例如,另一件事是,这个过程仍然必须非常近似。所以,特别地,在1.5公里的高空,你仍然需要表现这样一个事实,即对流风暴,比如雷暴,在大气中上升,它必须表现出多云的空气和旁边晴朗的天空之间的空气混合,以适当的速度,以便适量的水到达对流层的顶部,如果你做得不对那么云就不会飞得太高或者飞得太高你就会得到错误的降雨量。

苏:那么你如何改进你的测量,你的数据,如果你只是和你输入的数据一样好?如何获得更好的数据?

Robin -奇尔博尔顿雷达才是我们真正的来源。目前,当我们在电视上看到天气预报时,我们看到的是英国各地许多雷达的测量结果,这些雷达的波束宽度为1度,所以它们在60公里的距离上的分辨率大约是1公里。现在奇尔博尔顿雷达能提供的是扫描三维结构的能力,所以不仅仅是表面,还有大约10公里的高度,这是典型的风暴高度。这种雷达有四分之一度的波束宽度,所以这意味着在50或60公里的距离上,它可以以250米的分辨率看到云,所以分辨率要高得多。奇尔博尔顿雷达不仅能够测量降雨强度,还能够测量风速,因此它可以真正看到形成和形成风暴的气流。

苏:你刚才分析了各种风暴。

罗宾:没错。我们度过了非常愉快的8天。

苏:用你的话来说,好日子就是暴风雨。

罗宾:当然!对我们来说,风暴越多越好。我们希望在18个月的时间里总共能有40天的假期。我们实际上对冬季和夏季的对流云很感兴趣所以气象局也有阵雪的问题,特别是来自东部的阵雪所以我们很高兴在它们来的时候研究它们我相信我们会说一些关于模型性能的有趣的事情。因此,我们希望洪水预报能够更加准确,这对英国来说无疑是巨大的经济利益。

有没有自然产生的有益病毒?

我想答案是肯定的。首先,我认为,如果你想到以细菌为食的病毒,因为就像我们一样,细菌也会感冒。噬菌体会攻击细菌并杀死它们这实际上已经被用作一种抗生素治疗它是在俄罗斯首创的,但它实际上已经在世界各地使用。科学家们所做的就是找到这些病毒,它们会谨慎地、专门地捕食某些细菌菌株,尤其是那些导致病人感染的细菌。它们可以培养这些特殊的噬菌体,把它们放入病人体内,它们无法感染一个人的细胞,因为它们缺乏正确的对接系统来锁定我们的一个细胞。它们进入细菌,在细菌中生长,每个被感染的细菌都会产生数百个新的噬菌体,这些噬菌体会杀死数百个新的细菌,直到没有细菌可以杀死,然后整个细菌就消失了。所以我想说这些都是非常有益的病毒。也有一些感染我们的病毒,尽管我们被它们感染了,但实际上我们认为它们对我们的健康有益。2007年《自然》杂志上发表了一篇论文作者是美国的斯基普·维珍他们证明了,如果他们让老鼠感染上啮齿类动物的腺热,这是一种疱疹病毒,或巨细胞病毒,另一种疱疹病毒,然后在动物清除了感染后,他们用李斯特菌或淋巴腺鼠疫攻击它们,老鼠都没事。他们都活了下来。 If they challenged mice that haven't had those herpes infections first then they all died. And their theory is that because these viruses get into the body and they then establish a life-long infection what's called a 'latent infection' they in some way reprogramme the immune system and it's almost like the immune system is using the virus because it's got a very big genetic code in the virus, almost like a USB pen drive for priming the immune system in a way that it's forgotten how to do itself. So, I would argue that's probably one kind of beneficial virus too, but a very nice question.

为什么我不能让车窗起两次雾?

戴夫:你的手指太油腻了。当你在窗户上画画时,你实际上可以看到窗户上留下的油脂,假设它一开始是干净的。油脂是疏水的,也就是说它不喜欢水,而玻璃是亲水的,也就是说它喜欢水。当你对着玻璃呼吸时,你呼吸中的水蒸气会凝结成水滴。这就产生了雾气,使光线散射,使它看起来雾蒙蒙的。

液滴从亲水分子开始比从疏水分子开始容易得多。所以在玻璃上,会形成很多很多的液滴。就会形成无数的小液滴。而在油脂上,因为很难形成液滴,你只会得到一些大的液滴,然后这些液滴会长得更多,最后变得更大。透过几个大液滴比透过很多很多小液滴更容易看到,所以在油腻的钻头上看起来是透明的,而在不油腻的钻头上则不是。克里斯-这就是为什么看起来你不能重新雾化的原因。那里有一些水,但都是大团的,不是小团的。戴夫:是的,它们可以融合成一层完全透明的水。

Psilocybe cyanofriscosa

46:04 -绘制蘑菇之旅,快速基因和磁性肥皂!

绘制蘑菇之旅如何为抑郁症的治疗、获胜赛马背后的基因、世界上第一个磁性肥皂和我们祖先的社交网络提供帮助……

绘制蘑菇之旅,快速基因和磁性肥皂!
与伦敦帝国理工学院的罗宾·卡哈特-哈里斯合作;艾米琳·希尔,都柏林大学学院;布里斯托尔大学朱利安·伊斯特奥;Coren Apicella,哈佛医学院。

绘制蘑菇之旅

致幻药物,如神奇蘑菇,是如何影响人类大脑的,这是第一次在人类身上绘制出来。

通过功能磁共振成像扫描仪,研究人员观察了30名志愿者的大脑对迷幻蘑菇的活性成分裸盖菇素的反应。

这种药物抑制了大脑中某些“中枢”区域的活动,这些区域控制着信息在不同大脑区域之间的流动。已知控制情绪的区域也会受到影响。

帝国理工学院的罗宾·卡哈特-哈里斯
领导工作。

罗宾-令人惊讶的结果是,我们只看到了大脑活动的减少。实际上,我们在大脑的任何地方都没有看到任何增长。因此,大脑活动下降的幅度越大,药物的迷幻效果就越强烈。它们位于与自我意识相关的区域以及在抑郁症中过度活跃的区域因为抑郁症患者非常自我意识和自我批评。这意味着这种药物可能对治疗抑郁症患者有效。

——现代赛马中发现的“速度基因
现代赛马的速度基因可以追溯到300年前的一匹母马。

从那以后,对速度和耐力的选择性育种导致了一种名为肌肉生长抑制素的基因的有利“c变体”的高度流行,这种基因使纯种马短跑能力增强。

来自都柏林大学学院的埃米琳·希尔分析了来自欧亚和北美地区的593匹马的DNA,发现了这种速度基因最初来自哪里以及它是如何传播的。

埃米琳-种群中基因增殖的速度是一匹名为“北方舞者”的马成功繁殖的结果。但同时,这项研究也表明,具有经济价值的等位基因在人群中移动的速度非常快。这表明,繁育者有能力在自己的种群中塑造变异的多样性,并且能够非常迅速地——通过对马的遗传类型的了解——塑造和培育出他们想要的马的类型。

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用磁性肥皂吸引你

世界上第一个
磁肥皂是由布里斯托大学的科学家开发的。

通过将富含铁的盐与肥皂的水溶性成分结合,朱利安·伊斯特奥的团队制造出了具有金属中心的肥皂颗粒,这意味着肥皂可以用磁场来控制。

朱利安-你可以想象有各种各样的应用。其中一个很明显的可能性是使用磁铁和这些肥皂来回收石油泄漏中的石油。还有更小规模的应用。例如,你可以想象一下试图清洁机器或发动机的部件。普通肥皂永远无法进入角落和缝隙,但现在可以使用磁铁来引导肥皂溶液进入其他肥皂无法到达的部位。

---狩猎采集者的社交网络

在古代狩猎采集人群中,社会网络对合作的进化至关重要。

来自哈佛医学院的Coren Apicella研究了坦桑尼亚的Hadza人——最后幸存的狩猎采集人群之一——发现个体之间的联系是基于合作的倾向,并在群体的亲属和非亲属成员之间形成,导致了利他主义和合作,这也是当今社会所需要的。

科隆,你在我们的网络中看到的很多特性在哈扎也适用。受欢迎的人倾向于和其他受欢迎的人做朋友。你看,一个人的朋友往往会彼此成为朋友。你在地理上走得越远,你就越不可能与一个人成为朋友,而合作型个体更倾向于与其他合作型个体建立联系。因此,这些发现为人类合作和利他主义的进化提供了至关重要的见解,并表明社交网络自古以来就是人类生活的基本组成部分。

这项研究本周发表在《科学》杂志上
自然通讯。

电加热器

54:58 -关闭备用设备会增加我的取暖费吗?

我们被告知要通过关闭待机设备来节省电力。如果一个家庭完全靠电供暖,那么关掉所有这些设备还能节省多少钱吗?

关掉备用设备会增加我的取暖费吗?

我们向剑桥大学的大卫·麦凯提出了这个问题。

这个神话对少数人来说是正确的,但只在冬天,但对大多数人来说是错误的。如果你的房子是通过普通的酒吧火或鼓风机加热器加热的,那么是的,这和用任何浪费电的电器加热房子是一样的。但如果你是在这种情况下,你应该改变你的供暖方式。电是高级能源,热是低级能源。把电变成热能是一种浪费。准确地说,如果你从一个单位的电中只产生一个单位的热,那就是浪费。被称为空气源热泵或地源热泵的热量可以做得更好,每消耗一个单位的电力提供3或4个单位的热量。它们的工作原理就像一个从后到前的冰箱,从外部空气中将热量泵入你的房子。对于我们这些家里靠化石燃料或生物燃料供暖的人来说,避免使用电子设备作为家里的热源是个好主意。至少只要我们的电力需求增长是由化石燃料来满足的。 It's better to burn the fossil fuel at home. The point is, if you use electricity from an ordinary fossil power station, more than half of that energy from the fossil fuel goes sadly up the cooling tower. Of the energy that gets turned into electricity, about 8% is lost in the transmission system. If however, you burn that fossil fuel in your home, then more of the energy goes directly into making hot air for you.

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