高科技扫描仪可以锁定癌症产生的化学物质，蝙蝠和海豚如何共享回声定位基因，以及为什么赤脚跑步者的跑步记录更顺畅。同样在这周，增强你的现实:通过将手机变成虚拟导游，甚至是口袋机械师，发现新技术如何为你看待世界的方式增加额外的信息!另外，虚拟现实世界是如何帮助中风患者康复的，而且，在戏剧转折中，《厨房科学》的戴夫发现了令人困惑的舞台错觉的工作原理……
在这一集里
扫描癌症的生化特征
美国的研究人员可能已经找到了一种使用磁共振波谱检测潜在前列腺肿瘤的方法，这将减少假阴性，提高肿瘤定位的精度，并更好地了解它们的侵袭性。
磁共振光谱学分析生物化学，不像核磁共振成像那样观察组织结构。这意味着它可以用来寻找肿瘤的独特化学特征，而不是结构特征。
马萨诸塞州总医院的Leo Cheng及其同事在该杂志上发表了一项研究科学转化医学这是建立在2005年发表的一些早期研究的基础上的。这项早期的工作着眼于肿瘤的生物化学，并确定了前列腺癌的代谢谱——由组织产生的一系列化学物质，这些化学物质将其识别为肿瘤。研究细胞留下的整个代谢物组合被称为代谢组学。
考虑到这些代谢物，他们开始扫描从病人身上切除的癌前列腺。他们的扫描测量了这些标志性代谢物的比例，从而指出前列腺中“恶性指数”较高的部位——即癌变组织的可能性较高。这些前列腺随后被传递给组织病理学家，他们在非常小心地保存前列腺中任何特定样本的位置信息的同时，使用标准的组织学方法对组织进行视觉分析，并确定肿瘤的位置。
当结果进行比较时，7个肿瘤中有5个与恶性肿瘤指数高的区域重合——剩下的两个被认为是由于靠近前列腺边缘而受损，在那里与空气的相互作用可能改变了代谢组学特征。总体而言，其准确率超过90%。
有趣的是，肿瘤的大小和恶性指数之间也存在相关性，这表明这种技术不仅可以识别恶性组织，还可以显示其侵袭性。这只是一项前瞻性研究，样本数量少可能会导致对其准确性的高估，但这些都是非常有希望的初步结果。
正如他们在论文的讨论中所说:“代谢组学成像有可能检测病变，指导活检，并最终确定其他恶性肿瘤的情况，比如肿瘤的侵袭性。”他们还补充说，它可以用于识别其他类型的癌症。
蝙蝠和海豚之间的回声联系
蝙蝠和海豚可能看起来是非常不同类型的哺乳动物——毕竟其中一种会飞，另一种会游泳——但事实证明，它们都独立地进化出了完全相同的基因，这种基因使它们能够利用声音作为一种视觉化周围世界的方式。
蝙蝠和海豚都用回声定位捕猎。它们会发出一阵阵的高音调噪音，然后仔细听声波反射回来的声音。它们利用这些回声在脑海中勾勒出周围环境的详细画面，并希望能精确定位出其他将成为它们晚餐的动物。
蝙蝠和海豚的回声定位系统的一个重要组成部分是它们耳朵里的一系列微小而坚硬的毛发，它们通过振动来探测高频声音，这些毛发是由一种叫做prestin的蛋白质组成的。
一个国际研究小组在《当代生物学》杂志上发表了两篇论文，揭示了一个引人注目的事实，即在远亲蝙蝠和海豚的DNA序列中，prestin基因发生了完全相同的变化。
许多其他物种群体虽然没有密切的关系，但却进化得非常相似，比如现代的海豚和古代已经灭绝的爬行动物鱼龙。但这是第一次在分子水平上发现所谓的“趋同进化”。研究小组能够建立一个遗传家谱，显示出在蝙蝠和海豚中，prestin基因的变化是如何随着时间的推移而建立起来的。
这表明，哺乳动物可能只有一种方式可以进化出必要的回声定位装置。值得注意的是，许多种类的蝙蝠和鲸目动物——包括可以回声定位的鲸鱼和海豚——都采用了相同的进化途径，以相同的基因解决用声音看东西的挑战。
赤脚跑步的好处
根据本周发表在《自然》杂志上的一项研究，赤脚跑步的人学会了将冲击降到最低，采取了一种不同于穿鞋跑步的方式。这可以帮助我们理解高比例的跑步者所遭受的撞击相关伤害。
哈佛大学的丹尼尔·利伯曼(Daniel Lieberman)和他的同事们用运动学和动力学分析来观察习惯性赤脚跑步者和通常穿鞋跑步者。两组人都被要求穿着鞋子和赤脚跑步，并拍摄高速摄像机来观察他们的脚是如何运动的。他们还让志愿者跑过一个测力板，分析在不同类型的跑步过程中力是如何传递的。
当你跑步的时候，你的脚有三种着地的方式——后脚着地(RFS)，先用脚跟着地;中脚击球(MFS)，脚后跟和脚掌同时着地;以及前脚掌着地(FFS)，即脚掌着地前脚跟着地。短跑运动员和习惯赤脚的人似乎主要使用前足或中足着地，而穿鞋的耐力跑者(和大多数慢跑者)则使用后脚着地。
为了理解为什么我们使用这些不同的着陆方式，以及这对受伤风险意味着什么，利伯曼研究了每种台阶类型的力量分布图。通过在图表上绘制随时间变化的力，很容易看出，无论是穿鞋还是赤脚，后脚撞击在着陆时都有很大的施加力，而FFS跑给你一个非常平稳的波浪，几乎没有突然的冲击力——本质上是一个更平稳的骑行。这一步也有助于降低身体相对于垂直力的重心，这样就减少了作用在脚上的平均力。
因此，先用前脚掌着地有助于减少每一步需要完全停止的身体质量，并且考虑到大多数跑步者每公里会撞击地面60次左右，这对于发生重复性应激损伤的可能性非常重要。
自从我们适应了两足运动以来，人类和他们的祖先可能就一直在跑步，只是在过去的40年左右才穿着跑鞋。来自现代人类足部结构的证据表明，它已经适应了前脚着地跑步的最佳状态，减少了压力损伤的可能性，并提供了选择性优势。尽管鞋类技术进步了，但跑步受伤的发生率仍然很高，似乎即使是最好的鞋子也不如不穿鞋好!
嘴歪的鱼
在生活在东非坦噶尼喀湖的种类繁多的丽鱼中，有一种鱼进化出了一种最不寻常的进食习惯:它们悄悄靠近其他鱼的身后，啄掉它们的鳞片，每次都从左边或右边靠近。你可以很容易地通过鱼嘴的形状来判断它是左撇子还是右撇子，它的嘴非常不平衡，向一边或另一边弯曲，就像一对末端弯曲的镊子。
现在，美国雪城大学的研究人员托马斯·斯图尔特和克雷格·艾伯森发现，这些鱼的基因决定了它们是左颚或右颚。左撇子鱼和右撇子鱼都出现在一个种群中，而不是在一个种群中占主导地位，是因为少数群体总是有优势。如果周围有更多的右撇子鱼，被捕食的鱼就会学会期待来自右边的攻击，所以左撇子鱼可以很容易地潜入并咬一口东西。
但事实证明，情况比最初想象的要复杂得多，因为一些食鳞动物一开始的嘴巴是直的，既不向左也不向右。现在需要更多的研究来弄清楚这些似乎无法成长为成年人的年轻直嘴者到底发生了什么。有可能是因为它们不擅长狩猎，所以无法生存。或者随着他们长大，他们的嘴会向左或向右弯曲。
这只是表明，从眼睛从头部一侧移到另一侧的比目鱼，到心脏通常在左侧的人类，生活中的一切都不是整齐对称的。
保持神经活力的化学物质
巴伯拉罕研究所的迈克尔·科尔曼博士
本——本周的另一条新闻是，剑桥大学巴伯拉罕研究所的科学家们发现了一种有助于阻止神经退化的因素。这可能会导致更好的治疗退行性疾病的方法，也会有更好的方法来阻止神经因受伤或中风而受损时的退化。迈克尔·科尔曼博士领导了负责这项发现的小组，他现在加入了我们。嗨,迈克。
迈克尔-你好。
本:首先，神经细胞长什么样?
Michael -让我们从细胞体开始吧这和大多数其他细胞发生的事情本质上是一样的。在这个细胞体中，细胞核包含了所有的遗传物质，与其他类型的细胞相比，细胞核可能稍微大一些。在这个细胞体中有更多的代谢活动和蛋白质合成，但总的来说，这个细胞体和其他类型的细胞并没有太大的不同。然后我们有，进入细胞体的，我们称之为树突。现在可能有非常多的这样的树突——实际上是成千上万的树突进入细胞体，而细胞体的工作就是整合来自这些数量庞大的树突的信号，并做出我们所说的全有或全无的反应。这种全有或全无的反应，传递给下一个细胞的电活动，然后向下到达我们所说的轴突，这就是我们感兴趣的部分。轴突有两个特别之处。首先，轴突只有一个，这意味着这是神经元最脆弱的部分，因为如果失去了轴突，就完全失去了神经元的功能。轴突的第二个有趣之处是它的长度。这在不同类型的神经元之间差别很大，但在人类的极端情况下，这可以是长达一米的任何东西。 It can go the length of your arm or leg and it can go the length of your spinal cord.
他们听起来确实像是脆弱的部分，是链条上的薄弱环节。当神经受损时会发生什么?
迈克尔-我们已经指出轴突很长，很明显，轴突需要从细胞体中获取各种物质。大多数的蛋白质，当然所有的RNA和许多细胞器都是在细胞体内制造的，它们必须被运送出去。有一个非常复杂的系统，我们称之为运动蛋白，ATP使用蛋白质，负责取出和控制这些蛋白质和细胞器的输送到轴突的更远的部分。显然，就像任何管道或供应系统一样，这在很多方面都是脆弱的。所以在各种疾病中，可能是遗传性的，神经毒性的或病毒性的疾病，比如蛋白质聚集性疾病，你可以在轴突上有一个阻塞阻止物质到达远端。这迟早会导致功能损伤，最终导致轴突死亡。
本:你已经能够识别出一个特定的因素，它似乎是轴突本身的“保持活力”信号。你是怎么找到它的?你为什么知道那里有这样的东西?
迈克尔-没错。所以，我们所做的就是有效地问一个问题，在这数千种不同的沿着轴突运输的货物中，是否有某种东西实际上是限制其生存的因素?一个很好的类比可能是高速公路上的一场车祸，导致后面的交通堵塞。在这些交通中，在那些被堵在高速公路上的车辆中，你会有很多不同的原因为什么这些人试图从A点到b点，有些是相对微不足道的，不是一个大问题，有些可能是一个生死攸关的问题，在最极端的情况下。例如，一个家庭想去海滩玩一天，如果被耽搁了半个小时，他们会非常沮丧，但这可能不是一个大问题。但是，如果救护车正试图到达前面的事故现场，却被耽搁了，那么你很快就会面临生死攸关的问题。我们所做的有效的事情是进入那里并说，“如果它不能到达远端，第一个对轴突构成生命威胁的蛋白质是什么?”
本-那你是怎么确定的?
迈克尔-我应该说实验并不是按照这个顺序进行的，但是当我们退后一步，从更广泛的角度来看，我们可以这样解释。实际上，我们所做的就是切断轴突，很明显，这导致了轴突远处部分的灾难性死亡。这就是所谓的沃勒氏退化我们花了大部分时间来研究。然后我们问，在这里面，第一个不能通过杀死轴突的因素是什么。要做到这一点，我们所做的(当时并不总是知道)是用可以替代其作用的东西来取代该因素。我们知道有某种东西可以让这些轴突存活因为牛津大学在20世纪80年代末的实验表明有一种突变的老鼠获得了一种自发的无害的突变，在这些神经被切断的实验中，实际上将这些神经的退化推迟了十倍。在接下来的10年左右的时间里，我们和其他人确定了这个过程背后的基因。在过去的10年里，这让我们试图理解为什么会这样，或者这种蛋白质是如何工作的。
本:那么，通过识别这些突变小鼠的基因，你就能找出是哪种蛋白质或者至少是哪个蛋白质家族起了作用?蛋白质总是有奇怪的名字，很难记住。这个叫什么?
迈克尔-是的。它叫做Nmnat2，烟酰胺单核苷酸腺苷基转移酶2。
本:所以，说起来很难，也很难记住。
迈克尔-是的。
本:它到底是做什么的?我们知道它似乎能让神经保持活力，但通过什么呢?
迈克尔:这是个有趣的问题。它当然有酶活性。它会产生一种叫做NAD的分子你们当中的生化学家都知道这种分子与细胞内的能量代谢密切相关。在某种程度上，这就是当这种蛋白质不能以足够的数量进入轴突时，它缺失的最明显的潜在后果。然而，有时候最明显的方向并不是正确的。我们已经见过很多次了目前在这个领域有一些讨论关于NAD的合成是否是最重要的或者是这个蛋白质的关键功能这个蛋白质参与了轴突的退化或者是别的什么。也许它的作用是相反的，或者它也催化了不同的反应。
本:显然还有一些工作要做，但你的下一阶段是什么?
Michael:所以作为科学家，我们经常尝试的是远离动物实验，我们可以通过细胞培养替代或在果蝇等其他生物体中进行实验。到目前为止，我们所做的工作都是在细胞培养系统中进行的。在某种程度上，我们需要通过观察哺乳动物的神经系统来证实这一点，以确定我们所看到的是与生理相关的。这是非常重要的一步，因为如果我们总是坚持替代方案，那么如果我们没有真正确认我们正在寻找正确的东西，那么也有转移科学的风险。所以这是在不久的将来要采取的一个非常重要的步骤，另一个步骤是看看这在疾病方面意味着什么。因此，我们现在需要去除这种蛋白质，并研究神经是否真的开始死亡，以及这是否模仿了某些疾病情况。
本:但确实是很有前途的工作。我真的很喜欢我们似乎展示了所有这些非常有前途的东西，希望我们以后能和你一起跟进，看看它是怎么做的?
迈克尔-是的。那太好了。
本:嗯，非常感谢你，迈克尔。这是迈克尔·科尔曼博士。他在BBSRC的巴巴拉罕研究所工作。他们将这一发现发表在开放获取期刊《公共科学图书馆生物学》上。
什么是增强现实?
剑桥大学的汤姆·德拉蒙德博士
海伦-汤姆·德拉蒙德博士是剑桥大学机器智能实验室的高级讲师，他们正在研究这些技术，汤姆今天非常友好地来到演播室和我们谈谈增强现实。嗨,汤姆。谢谢光临。
汤姆-你好。
海伦:我认为我们需要从什么是增强现实开始?这听起来像是科幻电影里的东西，但这是什么呢?
汤姆:这听起来确实很科幻，不是吗?它是关于将计算机图形从计算机屏幕上移除，并使它们在自然世界，在现实世界中可用。很明显，现实世界没有计算机显示能力，所以你需要把这些图形放在那里。我们想到的第一种方法是使用头戴式显示器——你通过头戴式显示器看世界，然后计算机也可以在世界的一部分上显示计算机图形。
海伦:所以你在看这个世界的时候，你在推送一层与这个世界有关的信息。
汤姆:这告诉你你想对这个世界做些什么。
海伦:你在看什么……
汤姆:所以你可能想，在医疗应用中，例如，在腹腔镜手术中使用它，可以看到你的仪器在病人体内做了什么。血管所在的地方，可能有一个你想要治疗的肿瘤或类似的东西。这是一种应用。显然还有娱乐应用。现在有一些游戏可以使用这种技术，或者确实有教育方面的好处等等。
在我浏览互联网的时候，我觉得最近娱乐和广告方面发展得非常快。你可以拥有带有增强现实封面的杂志——你在电脑前挥动杂志，一些东西就会通过你的网络摄像头以三维的形式跳出来。在体育赛事中也是如此……
汤姆:当然，比如美式足球。
海伦——……还有种族之类的。
汤姆:第一个下线是通过增强现实来完成的。
海伦:这是一种将信息和广告加入体育赛事的方式。但正如你所说，这项技术还有更有价值和有用的应用。你说你开始考虑用头戴式装置来做这件事。还有其他选择吗?
汤姆:嗯，我们现在开始看到的是手持增强现实技术，比如在智能手机上运行。在这个版本中，你在智能手机屏幕上看到的就是摄像头看到的世界。这有点像拥有一台摄像机或数码相机，你可以看到图片的预览。但增强现实技术的作用是让图像在摄像头和屏幕之间流动，你知道你在看什么以及它在哪里，同时你把虚拟元素添加到图像中，这样你就可以把你想要添加的信息以图形的方式混合到它上面的世界中。
海伦:所以感觉就像你拿着一个神奇的间谍镜，你通过它看东西，你在学习你所看到的东西。我可以把它举到你面前，也许它能告诉我一些关于你的事情……
汤姆:是的。你可以看到我的名字在我头上飘来飘去之类的。
海伦:我相信你一直在看这些不同的头戴式系统和我们可以放在口袋里的东西的优缺点。这两种方法有什么不同?
汤姆-头戴式显示器给你一种身临其境的感觉。当你看世界的时候，电脑图形就在你眼前。所以，虚拟元素和真实元素之间有很强的联系。但也有一些负面影响。要构建这些没有延迟的系统是非常困难的。所以当你移动你的头时，计算机图形可能会在十分之一秒后出现。不幸的是，这样做的后果之一是它会让人感到晕动病，使用这样的系统会非常不愉快。头戴式系统也非常昂贵，这可能是它们使用的一个障碍，而且它们也非常笨重。你必须把你和世界之间的东西放在你的头上，而相比之下，手机是一个小东西。我们都带着它，里面有运行这些应用程序所需的所有计算机硬件。 If there's some latency and the picture takes a tenth of a second to catch up as you move it, nobody really minds because it's not directly affecting what you're seeing, and conflicting with what your inner ear is telling you for example.
海伦:我们是如何在实验室之外的现实世界中看到这种技术的应用的呢?我认为有一种可能性非常令人兴奋，那就是把这些东西用于游客——去一个景点，也许是现在倒塌的废墟，拿着你的智能手机，甚至戴上导游头盔和护目镜，它就能重现雅典卫城挤满人的时候的样子，或者你知道，它还在那里的时候。这在我看来是相当令人兴奋的。我们真的看到这种东西被使用了吗?
汤姆:当然。现在在iPhone商店和其他手机上都有应用程序，比如谷歌安卓手机，它们使用GPS来定位智能手机，用指南针来确定它指向的方向，然后你可以显示计算机图形，比如“这座山是……”或者“这座建筑是国王学院教堂……”。这些系统现在正在出现，我认为它们将在今年变得非常流行。从某种意义上说，它们的限制因素是GPS和指南针不是那么精确，其中一个问题是，如果你想在你所看到的东西上非常精确地画出你的标签，它们往往会抖动，如果你看这些系统运行的视频，你可以看到标签相对于图像有一点抖动。
海伦:所以它并没有指向国王学院教堂。它在空中盘旋了一会儿……
汤姆——在附近某个地方徘徊。
海伦:是的。
汤姆:现在，推动我们进行这项研究的一件事是利用智能手机上的图像来定位我们正在看的东西。如果你能算出你的相机图像中的每个像素是什么，那么当你在屏幕上绘制图形时，你就会在顶部大致画出像素精度。这往往会带来更稳定的观看体验，图形元素在世界上看起来非常稳定，看起来确实属于那里，这实际上对于用户如何响应这些额外的元素是非常重要的。
海伦:我只能想象，作为一个不起眼的海洋生物学家，拍摄真实世界的动态图像并将你的位置与图像结合起来所涉及的技术一定是极具挑战性的。我们现在不会深入细节，但我只是想知道;你需要克服的主要问题是什么才能把这些图像放在一起使用，比如用智能手机来发光，然后告诉你它是什么?
汤姆:当然可以。是的，有很多问题。特别是，智能手机并不是最强大的计算机，所以必须付出很多努力来缩小算法，这样它们才能在智能手机的计算机容量中运行。当你说到摄像头的数据时，实际上有大量的数据从智能手机的摄像头流出。因此，及时处理这些信息，弄清楚你在哪里，你在看什么，实际上是一个很严重的问题。
海伦:最后，在我看来，有一件事是非常聪明的，那就是交流专业知识，可以把自己转移到另一个地方，几乎可以把别人的大脑转移到这个案子上。你能给我们简单介绍一下吗?
汤姆:当然可以。这是我们开发的一个系统，实际上，它来自于一个场合，我接到电话，问我，当一辆车没水了，我该把水放在哪里给挡风玻璃雨刷?我闭着眼睛站在那里，努力想象着汽车发动机舱的画面，心里想着——嗯，在后面右边的某个地方，有一个半透明的白色瓶子……我在想，如果一个人可以用他们的手机拍张照片发给我，我可以画一个箭头，说，“它在这里。”更好的是，当照片传回给他们时，当他们移动手机时，那个箭头仍然指向水瓶的图像，那就太棒了!事实上，在我的实验室里，一些非常聪明的人建立了一个系统，就是这样做的。那么,它提取什么信息可以看到,例如,你的车的发动机湾然后实时,它构建一个三维模型可以看到的东西,它计算相机的同时移动,然后一起所有这些信息是用来帮助地方信息远程专家到现场,这将有助于当地用户解决他们的问题。
海伦:太棒了!我知道，下次我需要在车里加水的时候，我希望手边有一个这样的小工具。非常感谢Tom给我们介绍了增强现实的世界，解释了机器如何识别和跟踪现实。他来自剑桥大学机器智能实验室。
虚拟现实中的康复
与东伦敦大学的保罗·佩恩博士合作
Meera -本周，我在位于斯特拉特福德的东伦敦大学。我来到了他们心理学系的虚拟现实实验室和我一起的是Paul Penn博士，虚拟现实研究小组的首席研究员。保罗，你在这里做的一些有趣的工作是使用虚拟现实之类的东西来恢复脑损伤患者和中风患者……
保罗:是的，没错。我们非常感兴趣的是将VR作为一种手段来改善很多，在康复和评估遭受脑损伤的人方面。很多脑损伤的病人，在他们康复的过程中，会花很多时间完全不受刺激，而不是正式的治疗之类的。从神经心理学的角度来看，这对病人来说确实是个问题，因为大脑对损伤的反应方式是由你试图恢复的环境决定的。换句话说，如果你有一个非常刺激的环境，你得到更好的功能结果和更好的从受伤中恢复的机会会更好。所以我们真正关注的是使用VR作为一种手段来丰富脑损伤后的环境。
梅拉:你关注脑损伤患者的哪些方面的脑功能?
保罗:往往是记忆之类的东西。我们来看看人们对路线信息的记忆有多好。我们观察人们对环境中看到的物体的记忆能力。我们还研究人们在未来某一时刻如何记住要做的事情，我们称之为前瞻记忆。比如在打开前门后记得关上门，记得在特定的时间赴约。非常简单的事情，我们认为是理所当然的，但实际上在日常生活中非常普遍。这些问题，因为它们与日常生活交织在一起，你无法在实验室里真正正确地评估，而这就是VR给你的。它让你有机会把真实世界的场景放到实验室里。
Meera -你在这里创建的虚拟环境的关键是它们可以简单地在笔记本电脑和台式机上使用，因此必须使它们更容易访问?
保罗:是的，当然。这是我们职权范围内非常重要的一部分。所以当我们着眼于VR时，我们使用的一个基本标准便是，它是否能够在普通的，中等规格的PC上运行。我们现在倾向于做的是我们所谓的视窗世界系统，虚拟世界只出现在电脑屏幕上。所以它可能看起来像电脑游戏，就像你和我在PC游戏或ps3游戏上玩的游戏一样。但不同之处在于，我们的环境除了娱乐之外还有其他目的。
米拉-现在，我们面前有一台笔记本电脑，它有一个特定的虚拟
环境是一个虚拟的平房…
你现在看到的是一个简单的四室平房，带一个大厅。病人的任务是帮助拥有这个虚拟平房的人搬到一个更大的平房。这个人的任务是穿过这些房间;首先，我们有一个大厅，然后是休息室，然后为这些新房间分配家具。所以他们订婚了。他们在现有的平房周围寻找家具，比如，他们在寻找属于大厅的家具。当他们这样做的时候，我们实际上有一系列的三个记忆任务。你可以把移除任务看作是一种分散注意力的任务，因为这就是现实世界中记忆的工作方式。如果我们所要记住的只是我们必须记住的东西，那就很容易了，但问题是，我们每时每刻都有这些干扰我们的东西，而我们如何过滤掉这些干扰，才是真正解决问题的关键。这就是这个环境所要评估的，移除任务就是分散注意力的任务。 What we're actually looking for is how well they can remember to do three different things.
现在，你们可能还记得我告诉过你们记住在未来的某个时刻要做的事情在心理学中我们称之为前瞻记忆。一般来说，前瞻记忆有三种类型。首先，我们有所谓的"基于事件的前瞻记忆"这是一种通过看到环境中的事物而形成的记忆。所以，在我们这里的虚拟平房的例子中，当参与者在房子里漫步时，他们必须寻找玻璃物品，当他们看到玻璃物品时，他们必须记住在上面放一个易碎的通知。原因很简单，我们不想让搬运工乱动弄坏它。第二种前瞻记忆我们称之为“基于活动的”。当你在环境中看到一些东西时，这种情况就会发生，而这些东西本身就是记忆的线索。举个例子，如果你打开烤箱，这也是你再次关闭烤箱的提示，因为你做了一个动作，然后会提示另一个记忆执行相反的动作。我们在虚拟平房里的任务是，他们必须记得在打开厨房门后关上它。很简单，因为我们有一只猫，如果你喜欢的话，是一只虚拟的猫，如果他们不这样做，猫就会逃跑。 The third type of prospective memory is what we call time-based. This is the category of memory whereby you have to remember to do something at a certain time.
米拉:所以如果有人有会议或约会，他们需要记得这样做……
保罗:对，没错。或者记得收听广播节目。这里的想法是这个人每五分钟打开前门让搬运工进来。
Meera -有了这三个任务，当有人在这个环境中，你特别想找什么?
Paul -人们实际回忆或记住执行任务的程度。所以;在可能的三次中，他们有多少次记得为搬运工打开前门?我想大概有八件易碎物品他们会记得贴易碎物品通知单吗?通过观察这些数据，我们可以了解他们的记忆概况，从中你可以推断出他们在日常生活中可能会遇到什么样的问题。
电脑生成的声音——“……寻找要搬到大厅里去的物品和家具……”
米拉-我现在正试着做这个，我正穿过大厅;移动起来相当容易。我只是使用光标，键盘上的方向键来移动，然后使用鼠标按钮来打开门和拾取物品。所以，我想这是非常重要的，让它很容易使用。
Paul:是的，界面显然非常重要，因为我们在这里看到的是潜在的使用这个环境的人，他们可能不仅仅有记忆问题。他们也可能在身体活动或灵巧方面有问题。
Meera:你已经在不同的中风患者和脑损伤患者身上尝试了这种环境，你发现了什么改善?
保罗:我们在这个实验中发现，我们在中风病人身上使用了这个实验，正如你所预料的那样。他们在这三种类型的记忆中都受损了，尤其是在基于时间的任务中受损。基于时间的任务往往涉及我们所说的自我启动检索，因为环境中没有提示。你必须记得提供你自己的提示，那就是看时钟，我们发现中风的人经常会有这种行为。对他们来说，自我启动是非常非常困难的。
Meera -你可以用这些信息做些什么来改善他们的状况或提高他们的记忆力?
保罗:这类信息可以帮助康复专家准确地定位康复，解决病人的问题。例如，如果他们只是在时间检索方面有问题，你可以使用一种技术，比如个人记事本，也许是ipod，在一天中的特定时刻为重要活动提供提示。你能做的是，在与这个环境互动后，得到一些提示，这些提示可以帮助人们解决他们的记忆问题。
Ben -这是东伦敦大学的Paul Penn博士，他带Meera Senthilingam进行了一次虚拟体验，展示了如何使用模拟的真实环境来监测和康复中风或脑损伤的患者。
空间增强现实
与欧洲航天局的Luis Arguello合作
Ben -现在，当国际空间站上有什么东西需要更换或修理时，宇航员需要打开打印的手册或查看笔记本电脑来找出他们需要做的事情。但当所有东西都漂浮着，或者当你在一个密闭的空间里工作时，这并不一定容易做到。那么解决方案是什么呢?嗯，欧洲航天局正在开发一种叫做WEAR的系统，是可穿戴增强现实的缩写。这是一种将指令和信息叠加到你所看到的东西上的耳机。Luis Arguello是新系统背后的主要研究人员之一，他现在加入了我们的行列。你好,路易斯。
路易斯-你好。晚上好。
那么，WEAR系统背后的主要观点是什么?
路易斯:嗯，这只是一个工具，可以帮助宇航员在更短的时间内更准确地完成他们的任务。问题是，正如你之前提到的，宇航员漂浮在太空中。他们必须完成不同的任务，实验，维护，他们对那些已经存在很长时间的东西有说明——他们使用纸。在一次任务中，他们用笔记本电脑看看他们必须做什么。我不知道你们是否见过人们在太空中工作，但是当他们移动的时候，他们是漂浮的，他们必须用手帮助自己移动，用脚控制住地板。所以，看笔记本电脑或拿着试卷有点困难。
这个想法是，你把这个系统戴在头上，并与电脑相连，然后你在执行任务时与它交谈，然后它会给你应该做什么的指令。我们试图做的是帮助宇航员识别一个非常复杂的结构中的小元素。因此，他不会浪费太多时间，去寻找他必须打开或关闭的小阀门或他必须更换的东西。因此，他可以更精确地做事，也节省了一些时间。
本:那么，为了建造这个，你需要为它建造特殊的设备吗?还是你可以使用现成的工具?
我们确实使用了现成的元素，但这主要是偶然的。我和空间站的指挥官弗兰克·德·温恩合作了六个月。他和我们一起工作了很多年，和我们在航天局的部门一起工作，我邀请他来看看我们正在开发的第一个WEAR工具的需求。嗯，他告诉我们，“我要上船了，我想带一个。”所以，通常你会根据安全标准开发定制设备让它在飞机上更容易操作。在这种情况下，我们没有时间，所以我们做了这个原型，这只是一个原型，来展示有这种系统的帮助，同时评估可用性。我们的时间很短，但是我们必须完成整个开发，和NASA的安全评估，以及所有的集成测试过程。所以，这是一个非常具有挑战性的项目。
本:那么，一旦他们戴上了它，并根据每个人的情况进行了调整，他们发现它真的有帮助吗?
主要的问题，正如你提到的，是校准。因为系统是现成的，我们不能考虑太多的调整，使其非常简单。所以需要一些时间来根据你所看到的来叠加图像。但在第一次校准完成后，他们发现它非常方便，易于使用。你需要一些声音训练因为这个系统是由声音引导的。我们做了一个评估，我们给了他们一份问卷，这是其中一点——可用性——他很高兴。
本:听起来还有很长的路要走。这只是一个现成的原型，但仍然很有前途。你的下一步是什么?
路易斯:嗯，我们的朋友，国际空间站的指挥官弗兰克说他对它很满意，他希望有第二个版本。因此，我们有更多的人，更多的同事在船上从事人机界面的工作。我们与NASA合作，因为在国际空间站上，我们有很多合作伙伴。我们有美国人，俄罗斯人，欧洲人，日本人，所以如果你想把什么东西放上去，就必须得到国际空间站所有工作人员的同意。所以现在，如果我们想把它用好，那么我们需要改进下一阶段的尺寸、校准、可用性，并尝试将它与国际空间站上的其他系统——库存、管理系统和用户界面——更多地整合在一起。
所以，肯定有很多工作要做。非常感谢你参加我们的节目，并向我们介绍了一种非常好的新方法来阻止纸屑和海恩斯手册在空中漂浮。非常感谢你，路易斯。
路易斯-好的。谢谢你的邀请。
Ben -这是来自欧空局的Luis Arguello，他解释了可穿戴增强现实系统如何极大地提高国际空间站的效率，最终不再需要到处漂浮的纸质手册。
没有轴突的神经细胞存活的意义是什么?
我们向迈克尔·科尔曼博士提出了这个问题:
迈克尔:这是一个非常好的问题。我们在培养皿中切割轴突因为这是一个非常明确的退化期的开始，这让我们很好地控制了退化的开始时间。但现在有很好的证据表明类似的退化机制发生在几种神经退行性疾病中;运动神经元病;青光眼，眼部压力导致轴突退化，也可能是阿尔茨海默病。所以，我们使用切割模型作为神经退行性疾病的模型。一个很好的类比，回到交通堵塞，这将是真正关闭高速公路之间的区别，所以你完全封锁了高速公路-这将是切断-和限制交通，例如只有一条车道或一些速度限制。阻塞的类型是完全不同的，但受其影响的特定流量实际上是非常相似的。
增强现实技术能帮助法医重建吗?
我们向汤姆·德拉蒙德博士提出了这个问题:汤姆:嗯，我们也在研究利用现实世界建立虚拟模型的业务。在计算机版本中，这被称为重建。事实上，我们在实验室里做的一件事，是为了制作增强现实的内容，就是有一个系统，你可以把一个东西放在网络摄像头前，在摄像头前慢慢旋转它，电脑就会自动建立一个精确的3d模型。现在，这只是小规模的，但事实上，人们也在为法医目的建立更大的系统。海伦:好了。它可能是真的。太好了。非常感谢。本:嗯，很高兴知道这个。无论他们在电视上做什么，看起来都绝对不可思议。 A bit like their incredible ability to reconstruct things from a reflection in a raindrop on a window somewhere, and from that of course, they can read car number plates or get very accurate pictures!
蒸发停止前能有多冷?
我们向剑桥英国南极调查局的约翰·金提出了这个问题:
约翰:即使天气很冷，洗的衣服还是会干，但可能干得很慢，所以真的不值得干。洗涤干燥的原因是水从里面蒸发了。如果潮湿的表面与空气接触，一些水分子就会离开表面进入空气中，但与此同时，空气中的水蒸气分子也会进入表面。最终，它会达到某种平衡，离开表面的水量与进入表面的水量相等。然后我们说空气被水饱和，一旦空气被水饱和，就不能再发生蒸发了。现在，如果我们看看这背后的基本物理原理，我们会发现当空气饱和时，它能容纳的水量很大程度上取决于温度，空气越热，它能容纳的水越多。所以，温度高的时候蒸发的速度要比温度低的时候快得多。但即使天气很冷，只要空气不饱和，你的衣服就会干，但它可能干得很慢很慢，而且可能在它干之前就下雨了!一般来说，在南极，我们不会把洗好的衣服晾在外面，因为那里太冷了，晾干需要很长时间。也许在仲夏的一个阳光明媚的日子里，你可能会把茶巾擦干，或者类似的事情。
戴安娜-蒸发确实需要能量，空气越热，就有越多的能量来去除衣服上的湿气。但正如我们的论坛参与者埃里克·泰勒所说，这更多地与相对湿度有关，而不是温度。所以，如果你住在干燥而寒冷的地区，你最好把洗好的衣服晾在外面，而不是住在炎热而潮湿的国家。类似的情况也可能发生在南极，在一个叫做干谷的地区，地面上没有冰或雪，因为在那里着陆的东西直接升华成蒸汽。
- 以前的脱掉你的鞋子，骑起来更平稳
- 下一个疫苗和爆炸!
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