金属植入物是否会把人变成活生生的避雷器或无线电接收器?眼睛大小是否重要?为什么冰霜对冰箱有害?第一批有机分子从何而来?太空中的气泡饮料会发生什么?为什么头上的一个肿块会让你看到星星?本周，加入克里斯，莎拉和戴夫的行列，他们将用智慧来对抗最新的热门问题。另外，为什么制造新的计算机芯片看起来很容易，干细胞如何进入长QT综合征的核心，2050年养活世界，一种新的音乐设备让鼓手坐在驾驶座上……
在这一集里
无掩模的芯片
一种制造计算机芯片的更快更便宜的方法已经被开发出来。
集成电路或硅芯片现在是我们日常生活中绝对重要的一部分。它们非常便宜，把一台电脑放进一个杂耍球里是有意义的，但它们只有在成百万生产的情况下才便宜，所以大多数问题都是用通用处理器解决的。这些都很棒，但它们可能比定制电路慢上百倍，效率也更低。
你做一个硅芯片，先做一个带有图案的掩模，然后用紫外光，把这个图案照相地转移到芯片的一层塑料上，然后蚀刻掉一些已经去掉了塑料的硅。在硅上加入不同的材料，然后蚀刻多达30次，最后你就得到了一个工作芯片。问题是，一套面具的价格高达300万美元，这意味着如果你只想要几千个芯片，那就得花一大笔钱，当然，如果你在制作面具时犯了一个错误，那就非常非常昂贵了。
一个已经存在了很长时间的替代方案是完全去除掩模，使用电子束直接在塑料上写字，但这是非常非常慢的，因为一个现代芯片上可以有10亿个晶体管。KLA-Tencor公司的工程师已经开发出一种系统，它可以一次使用多达100万束，而不是使用一束。他们将一束电子发送到一个覆盖着像素的特殊芯片上，这个芯片可以被编程为透明的，或者作为这些电子的镜子。然后他们将反射的光束聚焦到硅上的塑料上。然后他们移动光束，给整个芯片上漆。他们的目标是在不到10分钟的时间内制造出一整块15英寸的晶圆。
在大批量生产方面，这种技术不太可能与光刻技术竞争，但在研究和军事等专业应用方面，它可能非常经济。
干细胞帮助长QT
由于本周宣布的一项新的干细胞技术，患有家族遗传并可能导致心脏性猝死的心脏病患者，特别是年轻人，可以期待新的治疗方法。
这种疾病被称为长QT综合征(LQTS)，它会导致心脏细胞在每次心跳之间用电重置的速度延迟。这可能会导致热跳变得不规则，特别是当心脏负荷过重时，并使这种疾病的携带者面临潜在致命的心脏骤停的风险。但研究这种由许多不同基因的异常引起的疾病是困难的，因为很难重建一个模型心脏细胞来研究，以了解潜在的异常。同样，没有模型细胞，开发药物来缓解问题，或识别实际上加剧或引发疾病的药物也更具挑战性。
但是现在，以色列海法理工学院的Ilanit Itzhaki已经成功地利用干细胞技术在培养皿中培养出长QT综合征细胞，以便对它们进行研究。这项工作发表在《自然》杂志上，首先从患有一种LQTS的患者身上收集了少量称为成纤维细胞的皮肤细胞。
接下来，用一种病毒向细胞中添加三种基因，分别是SOX2、KLF4和OCT4，使它们“非特化”，成为所谓的IPSCs——诱导多能干细胞，类似于早期人类胚胎中发现的细胞。当这些细胞在培养皿中生长时，它们开始转变成胚胎发育过程中发现的许多不同类型的细胞，包括像胚胎心脏细胞一样自然开始跳动的细胞。
对这些细胞的进一步研究表明，它们在化学和电气方面的外观和行为都像早期的心脏细胞。关键的是，他们也表现出与LQTS成人相同的电异常。
将这些细胞分离出来，然后将它们与一系列已知会加重或改善LQTS的药物进行对比，看看这些药物是如何影响细胞的电行为的。
这意味着，第一次有可能直接从受影响的患者身上产生模型细胞，以测试可能的治疗方法，并在体外合理地开发新药。同样的方法也可以用于更多地了解一系列不同的疾病，而不仅仅是心脏病。
正如Itzhaki指出的那样，“所描述的概念也可以扩展到其他几种人类遗传疾病的模型中，从而实现对疾病机制和治疗的转化研究。”
我们能在2050年养活全世界吗?
Sarah -随着本周《农业世界》(Agrimonde)的出版，我们未来如何养活地球人口的问题受到了进一步的审视。这本书是两个法国机构——法国国家农业研究所(INRA)和开展农业研究以帮助发展中国家的CIRAD——两年工作的总结。尽管这项研究是由两个法国机构进行的，但这本书还是以英文出版，以便在世界舞台上更容易获得研究结果。我前往巴黎参加这项研究的启动仪式，并与CIRAD机构的帕特里克·卡隆(Patrick Caron)讨论了即使在今天，我们如何努力养活地球上的每个人……
帕特里克:有一个很大的问题——我们习惯了在超市里找吃的，而且口袋里有钱去买。但并非所有国家都是如此，甚至有时在我们自己的国家也是如此。我们必须记住，世界上有10亿人正遭受着不可接受的痛苦。由于道德原因，一个人死于营养不良是不应该被接受的。这个问题在人类历史上一直存在，饥饿一直是人类历史的一部分，但在20世纪70年代，我们发现世界人口急剧增长。
萨拉:人口增长的持续增长，预计到2050年将达到90亿，这引起了人们的关注。现在，关注养活不断增长的人口并不是什么新鲜事，但这是第一次将过去四十年的食物生产和消费模式整合在一起的研究，并提出了未来我们如何为世界提供食物的两种可能情况。第一个被称为Agrimonde 1号。在这种情况下，世界的特点是可持续性，即营养不良和过度消费减少，农业生态集约化和贸易安全。第二种情况，被称为Agrimonde GO，是一种“一切如常”的情况，在这种情况下，粮食产量逐年增加，就像过去40年那样，贸易是自由的，很少考虑养活世界对环境的影响。Agrimonde 1会带来很多变化，不仅仅是农业，还有我们的饮食习惯。目前世界平均每天消耗的卡路里是3000千卡，但这并不是均匀分布的——在一些地区，人们吃得更多，比如在欧洲和美国，而在一些地区，人们吃得更少。Agrimonde 1的目标是让每个人每天吃掉3000名当地人，无论他们住在哪里。正如法国国家农业研究所的马里恩·吉鲁所解释的那样，人们消费和浪费食物的方式是Agrimonde详细研究的一个领域，也是一个需要改变的领域。
马里恩:世界各地的饮食习惯各不相同。例如，我们欧洲人的习惯是不可持续的。首先是健康问题，如果全世界的人都开始像我们这样吃东西，这将是不可持续的，因为这将给生产带来巨大的压力。所以我们所做的就是研究一种与健康相容的饮食习惯，即3000千卡，然后我们研究是否有可能用这种饮食习惯养活全世界的人，答案是肯定的，但我们需要回答一些问题。
Sarah:考虑到INRA和CIRAD都负责我们的农艺和农业研究，这是我们未来可以创新的方式之一。遗传技术可以用来提高产量，要么通过基因改造生产抗虫害或耐盐的小麦或玉米品种，要么通过标记辅助选择——一种使传统的植物杂交方法生产具有你想要的特征的品种更有效的方法。但生产这些新品种并不是故事的全部。法国国家农业研究所的弗朗索瓦·霍利尔……
Francois -如果我们考虑我们面临的农业挑战和我们可能想到的不同解决方案，我们需要考虑我们种植作物的方式。我指的是我们使用的氮和不同的肥料，以及我们需要减少的杀虫剂。我们还必须考虑作物的轮作。我们需要将不同的方法、不同的学科和不同的技术结合起来。
萨拉:所以，我们需要采取一种综合的方法来增加粮食产量，我们需要改变我们的饮食习惯，停止浪费这么多食物——这不是一个容易的解决办法，但如果我们能管理好这些事情，那么这本书的结论是，是的，我们将能够养活世界……
坚韧的金属玻璃
比以往任何时候都更坚固的玻璃已经被开发出来
金属是一种奇妙的材料，它彻底改变了人类的生活。它们都是结晶的，这意味着它们的原子在相对大的范围内以重复的模式排列，但它们并不像你从原子之间的键中所期望的那样坚固或坚硬。其中一个原因是晶体中的微小缺陷可以相对容易地穿过晶体，从而使晶体在比你预期的低得多的力下变形。
使这种金属更坚固、更坚硬的一种方法是制造一种没有大规模结构的玻璃。当金属处于熔融状态时，它们的原子是随机排列的，所以如果你能足够快地冷却它们，它们就不会结晶，尤其是当你使用一种含有许多不同大小原子的复杂合金时。这些材料非常坚硬，耐磨性强，弹性也很强，但并不坚韧，因为与普通金属不同，它们不能通过变形在撞击中吸收能量，所以裂缝很容易穿过它们，就像普通玻璃一样。
来自加州理工学院的Marios D. Demetriou和他的同事们通过制造一种含有钯合金的玻璃，成功地大大提高了玻璃的韧性，这使得玻璃在大的剪切力下能更好地变形。这意味着在裂缝的前面，玻璃稍微变形使裂缝变钝，而不是使裂缝变长。这就产生了一种比其他任何金属都更坚固、更坚韧的材料。
然而，它确实有一个问题，钯比黄金稀有得多，每公斤成本约为16000美元，所以它不太可能用于任何非常大的东西。但该小组现在正在研究具有类似性能的合金，而且价格便宜一点。
让鼓手主导节奏
安德鲁·罗伯逊，伦敦玛丽女王大学
Chris:传统上，乐队中的鼓手是用来设定和保持音乐节奏的。但是如果预先录制的样本和背景音轨包含在表演中，鼓手现在必须尝试与它们保持同步。不过现在，伦敦玛丽女王大学的音乐家兼研究员安德鲁·罗伯逊博士开发了一种新的计算机程序，可以将控制权交还给鼓手。EPSRC的Jane Reck将为我们带来详细报道。
Jane -像许多乐队一样，Dr. Andrew Robertson的乐队使用预先录制的背景音乐和合成器来混合现场表演。但安德鲁的乐队是不同的，因为他让鼓手可以设定音乐的节奏。如果鼓手想让节奏加快或放慢，其他一切都按照他们设定的节奏进行。
安德鲁-我设计了一个鼓跟踪系统，它被称为B-keeper，可以从鼓中接收麦克风输入，并根据节奏控制音序，即使节奏有轻微的波动，也能保持及时。打个比方，如果你骑着摩托车，在高速公路上，你试图赶上前面的一辆车，你在摩托车上所要做的就是加速。当你接近那辆车的时候，你需要稍微减速，从你现在的速度稍微减速，这样你就和那辆车的速度完全一样，而且你在车的同一侧。你看你的右边，那是驾驶座。所以，你要努力保持同样的速度，并且在正确的位置。保持合适的速度并领先汽车半拍是没有意义的。我把鼓手看作汽车。他只是在巡航，而这个系统实际上更像是一辆摩托车，因为它实际上有加速和赶上的能力，或者踩下刹车和稍微减速的能力。所以，我为音乐制作了这个系统。
简-安德鲁是伦敦大学玛丽皇后学院的一名研究员。他说这是首个为鼓手设计的同类软件。鼓通过麦克风与计算机软件连接起来。
安德鲁:我们只需要在踢音部放一个麦克风，在陷阱部放一个麦克风，然后放到电脑上。这被分析为一种叫做起始检测的东西。当他们敲鼓的时候，你会得到一个事件它会以撞击声的形式发送给你。它是在分析一系列事件。这是相对于音序器使用的点击轨道完成的。计算机使用节拍器。它对小节和节拍有自己的想法。所以你一方面发出电脑的滴答声，另一方面发出鼓手的踢腿声和陷阱声。软件正在做最好的调整，使两者对齐，所以最好的节奏调整，所以你在相同的速度和相同的位置和鼓手。它还有一个很好的计数功能，你可以用摇杆来计数，这样就可以开始了。
(音乐)
简-这是鼓手演奏现场与背景从合成基线。随着音乐的发展，一个机器人木琴也被引入。软件控制着基线和木琴的速度以跟上鼓手的节奏。你会听到这首歌的不同部分，所以在这首歌的最后，当鼓手逐渐建立起一个更快的速度时，你就能听到节奏的真正不同，跟随鼓手的引导。
(音乐)
简:所以音乐从这个变成了这个……
(音乐)
简:最后是这个....
(音乐)
简-鼓手大卫·诺克斯说，这个软件对演出有很大的影响。
大卫-这是我可以互动的东西。所以，这台电脑对我的反应就像另一个音乐家。我和它互动，就像我和贝斯手、键盘手和歌手互动一样。在现场演出中，如果观众喜欢，我也很喜欢自己，而且现场很热闹，我就可以去现场。我可以加速。我可能会发现这个合唱，我真的想给它一点额外的能量，我知道那里的机器。我去找它，它听着，然后我们就走了。
简-安德鲁的工作是由工程和物理科学研究委员会和皇家工程院资助的。因此，正是英国资助的研究帮助英国在音乐产业中保持领先地位。如今，许多音乐家从现场演出中赚的钱比音乐销售还多。所以安德鲁说，这些音乐家能够在他们的表演中提供更多的自发性，让人们更多地回来，这是至关重要的。
Andrew:对于音乐家来说，销售他们的唱片的硬拷贝是非常困难的，所以他们没有看到他们过去在黑胶唱片和CD销售时看到的那种收入。实际上，很多事情都是在现场发生的。考虑到这一点，当你看到那些令人兴奋的乐队时，他们中的很多人都在使用技术。他们将科技带入节目。如果乐队接受并开始使用它，我认为他们会从中受益。
你可以在b -keeper网站上找到更多关于这个软件的信息，安德鲁的乐队叫Higamos Hogamos。
(音乐)
克里斯-多么了不起的发明啊。这是EPSRC的Jane Reck，她在和伦敦玛丽女王大学的Andrew Robertson博士谈话。如果你想了解本周到目前为止我们所讨论的任何内容，我们讨论过的每条新闻的参考文献和文本都可以在thenakedscientists.com/news上找到。
一辆汽车排放多少二氧化碳?
Chris:好的，Alan，这是个很有趣的问题，我很高兴你提出了这个问题。所以，最好的理解方法是考虑其中的化学反应。那么在你的发动机中燃料和空气之间反应的化学式是什么。燃料是碳氢化合物，这意味着它是长链的碳原子粘在一起，为了简单起见，我们假设每个碳原子连着两个氢原子因为碳氢化合物链就是这样的。碳氢化合物CH2，加上氧气O2，我们需要两分子氧气，会生成一个二氧化碳分子和一个水分子因为燃烧的产物是二氧化碳和水。现在如果我们看一分子碳氢化合物的质量，每一个CH2，也就是12g碳和H2的质量是2。所以我们说碳氢化合物每摩尔或每组分子的质量是14g，而二氧化碳的质量是44。所以产物的比例，二氧化碳，也就是碳氢化合物的比例是14比44。如果我们问戴夫，他已经准备好了计算器。戴夫，请问14除以44等于多少?
戴夫:不到三分之一。
克里斯-换句话说，从排气管里出来的东西大约是制造它所需要的同等燃料质量的三倍。那么，如果我们现在回到你最初的数据，你说每加仑燃料的重量大约是3300克，实际上，在你跑完一加仑的里程后，你估计你产生了11227克，这种差异的原因是什么?如果我们乘以3乘以3300，如果你能这么做的话，戴夫。结果是什么?
戴夫:它的重量是10400克。
克里斯:所以，我们几乎是在正确的大致范围内，为11,000左右，你在你的汽车报价的数字。所以实际上，这种差异的原因是你忘了考虑氧气的重量因此，二氧化碳实际上比最初使燃料工作的原始碳重得多?
艾伦:除了二氧化碳，废气排放出来的东西并不都是有害的。
克里斯:你说除了二氧化碳，但不幸的是，这是排放出来的大部分，如果你把地球作为一个整体来看，燃烧化石燃料贡献了很大一部分。我们每年向大气中排放大约400亿吨二氧化碳。大约有120亿吨未加工的碳进入大气，这些是几百万年前被封存起来的化石碳，变成了石油和煤炭。因此，你会增加大气中的二氧化碳，我们认为这与温室效应导致的大气温度上升有关，随着时间的推移，这将使地球变暖。在过去的200年里，含量上升了30%，所以你知道，对于一个物种来说，在200年里，一种气体将整个星球的大气成分改变了30%，这并不坏。实际上，就人类的成就而言，这是相当不错的，但不一定是好的。
碎石路面会伤害野生动物吗?
萨拉:当然了，因为今年冬天非常寒冷，我们不得不在路上撒很多盐和沙砾。嗯，这是一个很难回答的问题，因为很明显，当雪融化时，它会溶解盐，盐会被冲走。所以如果它被冲进湖泊或河流，就会堆积起来。如果你想象一下这会对河里的野生动物造成什么影响，这有点像把淡水鱼扔进海水里，它们不适应在盐水中生活，所以这可能会导致一些严重的问题。当盐在路上的时候可能会碰到动物，很明显，我不知道你是否有把盐放出去的心，阻止鼻涕虫吃你的生菜或你花园里的任何东西，克里斯?
克里斯-其实我用啤酒。
萨拉:是的，我听说这应该很有效。如果你把盐撒在鼻涕虫或蜗牛身上，它们就会起泡这种杀死它们的方法有点残忍。所以它们显然会有问题，但对于像狐狸和兔子这样的大型动物来说，虽然吃很多盐会让它们病得很重，但它们不太可能摄入那么多盐。在过去的几年里出现了一些研究，一个来自明尼苏达大学，另一个来自多伦多斯卡伯勒大学，发现当地道路上的盐实际上污染了当地的供水，多伦多的研究也表明野生动物受到了影响，因为它们减少了当地小溪里的鱼类，减少了水生物种的多样性。但这里有一个关键点，我们的道路被设计成排水沟。所以当道路上的雪融化时，它会排入排水系统，然后进入水处理厂。所以从理论上讲，它不会造成太大的问题，除非你用了很多，然后它被冲进了静水中。所以，它可能会引起问题，但没有人确定。
克里斯:或者回到大海或海岸，因为许多石头排水沟在海岸流入大海，不是吗?这很方便，因为盐会回到最初的地方。
萨拉:嗯，我想是的。这仍然是应对冰雪最经济有效的方式，你知道，人们仍然要上班和开车上学。
手术植入物会吸引闪电吗?
戴夫:答案是肯定的，但只有一点点。闪电的电荷非常非常高。这种电荷将试图向下流向地面。问题是空气是绝缘体，所以它必须穿过一些东西。让电流在空气中流动，使电压变得足够大的方法是，如果电场足够大，你可以把电子从空气中扯出来，然后它们可以在空气中飞行，把其他电子撞掉。你有一个大的导电通道，电流可以通过。它有点像电线，闪电可以穿过这条路。空气变得非常热，就会有雷声和闪电。这条路径越短，在闪电开始之前，电导率就越好，闪电就越容易形成。闪电往往会在击中避雷针下面的东西之前击中避雷针，因为这是到达地球的一条容易的路径。 So you're friend would be an ever so slightly better route for the lightning to go than you are because she's got this big metal rod down her back. Actually, compared to air, you're a very, very good path, so it's going to be a trivial difference and if she actually had a big sharp, pointy thing coming out of the top of her head, that might have more of an effect but I very much doubt that she has.
克里斯-因为避雷针实际上并不能通过吸引闪电来保护建筑物。它们实际上通过有效地制造一种屏蔽或在建筑物周围流动的电子的日冕放电来偏转建筑物周围的闪电，这为闪电提供了一个低电阻的通道。
戴夫-是的，他们做两件事。其中之一就是它们是一条好路。如果闪电要击中建筑物，它会击中避雷针，因此，建筑物不会着火，第二点是，它们基本上可以在那个区域释放闪电，它们释放闪电，所以不太可能在那个区域被击中。但是我认为无线电的事情很有可能，因为从本质上讲，她的背部确实有一大块金属，这大块金属就像天线一样可以反射无线电波，并对它做各种奇怪的事情，以同样的方式，你可以做得稍微小一点。所以，是的，我确信她确实影响了这一点。
克里斯:那就别让她到我家来了，因为我在我住的地方捡东西的工作很糟糕。
戴夫:她可能会改进的。
克里斯-她甚至可能改进它?好吧，那我给她插上电源。
31:52 -行星地球-凉亭鸟模仿
行星地球-凉亭鸟模仿
劳拉·凯利，爱丁堡大学
Sarah -又到了本周的《地球脉动》节目时间了，Richard Hollingham来到爱丁堡动物园，采访了爱丁堡大学研究凉亭鸟的研究员Laura Kelley。它们是澳大利亚和巴布亚新几内亚的土著。它们看起来有点像乌鸦和鸽子的杂交，它们建造令人印象深刻的鲍尔斯来吸引配偶。但事实也证明，它们是非常令人印象深刻的模仿者……
劳拉:我研究的是有斑点的凉亭鸟。他们建立了一个长长的
u型的凉亭。它大约有50厘米长，他们用棍子做底座，然后在凉亭的边上放一些草，然后在凉亭的中间，放一些绿色的玻璃和透明的玻璃，然后在两端放一大堆蜗牛壳。
理查德:不仅如此，它们还模仿其他鸟类和其他动物，世界上的其他东西?
劳拉:它们模仿了我们记录的多达14种鸟类。它们肯定会模仿各种各样的声音，就像你提到的，包括人的声音在内的环境声音。
理查德:好吧，我们来谈谈那个模仿，因为那就是你一直在看的。我希望它能听到其中的一些，但首先，这是凉亭鸟通常的声音。
理查德:就像嘶嘶声一样。
劳拉:是的，这是一种非常刺耳的宽带嘶嘶声，所有的凉亭鸟都会发出类似的刺耳的声音，这是它们相互交流时使用的声音。
理查德:但它们也能发出其他鸟类的声音。例如，这是一只风筝。这是一个真正的风筝。
理查德-但这是一只模仿风筝的凉亭鸟。
理查德:真的很难区分。
劳拉:是的，实际上很容易被它们所欺骗，所以当我们研究模仿时，只有当我们真的能看到鸟发出声音时，我们才把它归类为模仿，因为正如你所说，它非常非常准确。
理查德:但是，这不是因为其他鸟类会模仿吗?
劳拉:它们也模仿环境的声音，所以有报道说它们模仿滴水的声音，叮叮栅栏的声音，拍打翅膀的声音，还有人的声音。我有一段一到两只凉亭鸟的录音，它们模仿一位女士叫她的猫，那只猫叫邦尼。
理查德:太神奇了。
凉亭鸟花了多长时间才明白?
劳拉:嗯，这位女士养这只猫还不到一年，所以他们不到一年就把猫养大了。这位女士每天至少要叫猫一次。所以他们可能每天只接触一到两次，然后他们在不到一年的时间里学会了，所以他们显然可以很快地学会。
理查德:这在凉亭鸟中有多常见?
劳拉:据我们所知，所有的凉亭鸟都是模仿的。它们在多大程度上都在模仿，我们并不完全确定，因为它们中的许多都在偏远的地方，我们并不总是像我们想的那样了解它们。
理查德-你觉得这是怎么回事?
劳拉:嗯，我们还不完全清楚为什么这个特殊的物种会模仿。所以，在一些凉亭鸟物种中，它们模仿是它们性展示的一部分。因此，除了建造令人印象深刻的鲍尔斯外，它们还会模仿其他物种来吸引女性。对于我研究的这个特殊物种，斑点凉亭鸟，它们可能会模仿具有侵略性和掠食性的物种，作为一种威慑潜在捕食者或竞争对手的方式。另一种可能是雄性模仿的声音都很简单，在一般的声音环境中非常常见和响亮。所以它们可能是在错误地学习这些声音，因为它们很简单，而且声音很大。
理查德:所以他们可能会继续下去，事实上，模仿并没有坏处，反而有进化上的优势。
劳拉:没错。
爱丁堡大学的萨拉-劳拉·凯利在接受《地球脉动》播客主持人理查德·霍林厄姆采访时表示。你可以下载最新的行星地球播客，并在nakedscientists.com/planetearth上找到它的主机网站行星地球在线的链接。
如何控制脑脊液压力?
克里斯:你的大脑和脊髓位于你的头盖骨和向下延伸到脊柱的腔内，它们被一些叫做脑膜的层包裹着大脑和脊髓。在这些层中是一种叫做脑脊液的液体，大脑在这种液体中跳动。它有效地起到缓冲作用来支撑组织，因为大脑中的神经非常脆弱，它们需要额外的缓冲支撑。脑脊液实际上是在大脑内部形成的。你有一个叫做脉络膜丛的血管网络，这些血管的作用很像咖啡过滤器。血液穿过它们，并且壁有轻微的渗漏，所以液体，而不是细胞，从血液中出来，进入大脑中被称为脑室的一些孔。这种液体从这些心室流出，然后流入大脑周围的空间。就在你的头顶，在两个半球之间是一个叫做镰状脑的结构里面有一个很大的血管叫做矢状窦。硬脑膜是脑膜的一层，它形成了一种特殊的血管，它在不同的地方被这些叫做蛛网膜颗粒的结构穿孔。这些是蘑菇状的小囊，是大脑周围额外的一层，大脑周围的蛛网膜层，脑脊液向上进入这些蘑菇状的小体，并通过这条路线被重新吸收到血液中。 So blood comes out of the middle of the brain, goes around the brain, and then is re-absorbed into this big blood vessel that runs from front to back in the middle of your head. The reason that the pressure can go up is if those arachnoid granulations get blocked or if that big blood vessel, the sagittal sinus, gets blocked and sometimes if too much CSF is produced as well for whatever reason. You can lower the pressure by treating the underlying condition whatever has caused the obstruction, or by reducing the formation of the cerebrospinal fluid in the first place. And one way to do that is to give a drug called a carbonic anhydrase inhibitor. I think one of those is a drug called acetazolamide and this will reduce the rate at which CSF is being formed and therefore, the CSF pressure drops a little bit.
大眼睛比小眼睛看得清楚吗?
萨拉:嗯，我认为这背后的想法是你想让尽可能多的光线照射到你的视网膜上，这样你就能更详细地了解外面的世界。所以你经常会在夜行动物身上看到大眼睛，它们依靠视力，比如眼睛和灌木宝宝，或者鱼，或者像深海里的巨型乌贼这样的头足类动物，那里一直是黑暗的。
所以，它们要么是捕食者，需要看到猎物，要么需要确定在树枝之间跳跃的距离，诸如此类的事情。
这不仅仅是眼睛有多大的问题，你还需要考虑你要用它做什么。
所以，如果你的瞳孔很大，你就需要一只更大或更深的眼睛来获得正确的聚焦深度。因为如果你有一个大光圈，你让光线进入眼睛，那么你需要确保它足够深，以便你得到焦距，否则你会得到一个大的模糊的照片。
所以，你仍然需要有透镜的聚焦能力。如果你不能聚焦光线，那就没用了。
眼睛更大的动物需要更多地看东西，它们大脑中的视叶也更大，因为它们需要更强的处理能力，诸如此类。现在，这只是简单眼睛的情况，我们不是在谈论复眼，复眼是昆虫和甲壳类等无脊椎动物拥有的那种东西。虽然我知道螳螂虾的眼睛是所有无脊椎动物中最复杂的它们有16种不同的光感受器，而我们只有4种!
重力变强了吗?
Chris -我知道大家一致认为每年从太空降落到地球上的质量大约是4万吨，或者相当于一艘中型航空母舰的重量。地球有45亿年的历史我们假设它从那以后就基本不变了否则，我们就会陷入各种各样的纠结中。那么45亿乘以4万等于多少?
戴夫:大约有1.6亿吨。
克里斯-确实很多，不是吗?
戴夫:与我们相比，这是一个可怕的数字，与我们可能遇到的任何东西相比，这都是相当大的数字。然而，地球本身的重量约为600万亿吨，所以它的质量只有地球的千万分之一。
克里斯-所以从大局来看，这是微不足道的。
戴夫:是的，如果在地球的整个生命过程中，物质下落的速度一直是恒定的。然而，这显然不是事实，因为地球是由大量陨石类物质撞击并凝结成大块而形成的。所以，我们所做的假设是完全错误的，事实上，地球的全部质量都来自陨石。
克里斯-…物质吸积，你是对的，因为如果你从逻辑上得出结论，地球是由粒子落在一起形成的，所以你可以说，地球的重力100%是由于物质落在地球上。
为什么霜冻对冰箱不好?
戴夫:问题是，因为它是很好的绝缘体。冰箱的工作原理是，你在后面有一堆管子，你在泵里压缩气体，使它变热，然后把热量从冰箱或冰柜的后面散发出去。然后用管道把这些冷凝的，压缩的室温气体输送到冰柜里，然后膨胀，蒸发，变冷，所以冰箱里最冷的地方就是膨胀的气体流过的地方。问题是,想要的热量冰箱,但是如果你有一个大层冰,这将使冰箱的冷却部分的内容从冰箱,冰箱是温暖的,这意味着实际的双门冰箱会努力保持冷,这意味着它会更冷,这意味着你会得到更多的冰,将建立它会存在严重错误,直到冰箱就坏掉了。
克里斯-而且你有一大笔账单。
第一个有机分子是如何产生的?
克里斯，我猜，他的意思是宇宙在太空的演化至少让我们假设这就是他的意思因为这很有趣。这是一个科学家们纠结了很长时间的问题，包括一位非常著名的科学家斯坦利·米勒他在20世纪50年代，60年代和70年代做了非常著名的米勒实验。他感兴趣的一件事是地球上复杂的生命可能都是由在地球历史的早期在地球上制造复杂化学物质的积木产生的。他做了一个非常激动人心的实验本·瓦尔斯勒和我去了加州大学圣地亚哥分校去见杰夫·巴德他和斯坦利·米勒一起工作他有他所有的设备事实上，他所有的实验结果都是他在斯坦利·米勒的实验室里发现的斯坦利·米勒死后他离开了他的实验室。这个实验包括拿一个玻璃烧瓶，放入氢和碳，氮和一些水，在没有氧气的情况下，把这些气体混合在烧瓶里，把它加热到很高的温度，这样它就沸腾了，然后让蒸汽经过两个电极之间产生的火花。他把这个东西运行了大约一个星期左右，一开始在烧瓶底部的清澈液体很快就变成了巧克力棕色。当他分析这些产品时，他发现了至少20种不同的化学物质。大约20年后，杰夫·巴德用质谱仪和非常现代的技术重新分析了那里的所有化学物质，他发现这种混合物中有数百种复杂的有机化学物质。所以，就早期的地球和早期的宇宙而言，这个实验表明，你可以制造出相当复杂的，相当大的分子，包括生命的基石，氨基酸，通过重建这些条件，有一个能量来源，可能是电离辐射，以及所有这些关键分子，然后你可以得到一些令人兴奋的化学反应，产生一系列不同的东西。所以我认为基本上，这并不难。
戴夫:是的，从那时起，人们在宇宙中到处都发现了这些复杂的有机分子。他们在陨石中发现了它们，他们在太空中漂浮的大分子云中发现了它们的证据，就像你们巨大的云一样，这些云主要由乙醇组成，这将是酗酒者的天堂。所以基本上，你所需要的只是一些合适的元素:一些碳，一些氧，一些氮和一些氢，以及一些合适的温度，还有一些，正如克里斯所说的能量来源，一些紫外线，不要太多，适量。所以，宇宙历史上第一次出现这种现象是在出现一些大超新星之后，因为超新星会产生更重的元素。在那之前，主要是氢。宇宙大爆炸后可能会产生一些，但数量绝对微乎其微。所以你只需要一些超新星爆炸，然后恒星从它们的残骸中诞生。所以大爆炸后的几十亿年我敢肯定有很多很多的有机分子在四处游荡。
萨拉:当然，我想这里所说的有机并不是指你在超市里买到的那种没有使用杀虫剂的有机蔬菜。我们指的是含有碳的分子。
戴夫:是的，当然，很明显，最简单的有机分子是甲烷，里面只有一些碳和氢。
在零重力下，碳酸饮料中的气泡会发生什么变化?
Chris -这是一个非常有趣的观点。如果你把零度可乐带到零重力状态会发生什么?我想零度是可乐造出来的，不是吗?我希望是这样。不管怎样，答案是当我们在地球上打开一罐饮料时，它会嘶嘶作响因为气泡知道什么是上什么是下因为液体中有密度梯度。气泡的密度比液体小，因为它们占据的空间比实际重量大得多，因此它们被推到液体的顶部——它们漂浮起来。现在，如果你在太空中，没有上下之分，因为没有这样的梯度，所以如果你在太空中真的生产了碳酸饮料或泡沫，有趣的是，气泡就在那里。美国宇航局的科学家已经做到了这一点;他们把一些苏打水带到国际空间站，把它们溶解在一个塑料袋里的水里，这样他们就能看到气泡的作用了。你会得到一系列不同大小的气泡; and what happens is you get a small bubble formed because it is easier for a small bubble to make a bigger bubble so all the small bubbles join in and they tend to coalesce, and you get a range of bubbles but they are all fairly large. But they remain static in three dimensional space so you just have this bag of fluid with bubbles perched all over the place in it, not glued to the side, but actually inside in the body of the fluid so the bubbles basically won't float like they do on Earth.
戴夫:所以，我想这就像你摇动它，让它迅速膨胀。你会得到一个大泡沫。克里斯:是的，你有，而且看起来很不错。你可以在互联网上看到太空泡沫的图片，如果你喜欢的话，你会看到所有这些泡沫的“木筏”。这是相当惊人的。相当有趣的实验——我很高兴美国宇航局花了很多钱在像碳酸饮料研究这样重要的事情上。不，我只是开个玩笑，反正它确实让我着迷。
龙虾会淹死吗?
莎拉·卡斯特-佩里在这个问题上尝试了一下……
莎拉:简单的答案是否定的。龙虾已经进化到可以在水中生活。它们通过鳃交换气体，如果它们离开水太久就会死亡，但它们实际上能存活一小段时间。它们的近亲，螃蟹，离开水可以存活更长的时间，虽然如果你把鱼从水里拿出来，它会死，因为它基本上会窒息而死。当它们在水里的时候，它们的鳃从水中提取氧气，但是当你把它们拿出来的时候，水的表面张力会使鳃崩溃，所以它们不能工作，它们不能从水中提取氧气。
有些鱼确实有适应空气呼吸的能力，比如肺鱼，如果它们生活在河流这样周期性干涸的地方，它们需要能够应对这种情况。螃蟹能在空气中存活一段时间的原因，在一定程度上也包括龙虾，但没有螃蟹那么多，是因为它们把鳃放在身体底部的空腔里。它们实际上并不呼吸空气。它们仍然在使用鳃，但它们找到了一种方法来保持它们的支撑和湿润，这是最重要的。
实际上有一种螃蟹叫做椰子蟹，它们进化出了一种叫做支状肺的东西，这是一种海绵组织，就像鳃和肺之间的交叉，仍然需要保持湿润，但它们实际上会与空气交换气体。龙虾在腔内也有鳃，但它们仍然需要水。所以只要它们的鳃保持湿润，它们就能在空气中生存。它们还有一种叫做鳃囊的东西，它的名字很贴切，叫做舟骨石，它有助于保持水在鳃间流动。所以，如果他们在空中，他们会窒息，但他们不会淹死在水中。
为什么头上的肿块会让你看到星星?
克里斯-是的。这是一个卡通cliché，不是吗?一个卡通人物被套在头上，然后你看到星星绕着他们的头。这可能是因为发生了两件事:
一种是，当你的头很快地撞到地面或硬物上时，你就会受到所谓的contcontcoup injury，因为大脑在你的头骨内反弹——因为尽管脑脊液起到了缓冲作用，但如果它移动得足够快，大脑仍然会受到一定程度的冲击。如果它影响到视觉区域，那么它就会触发一点压力，施加到视觉神经上，或者是那些向你看到东西的意识呈现的神经上，结果它们就会变得活跃起来。如果它们是活跃的，它们会让你认为你看到了不存在的东西，但它们不会形成图像因为这涉及到整个神经细胞的集合。这里和那里都是随机的细胞，结果，你看到这些小光点我们把它们解释为恒星因为这是最合理的说法。所以这可能是创伤所致。你偶尔会看到星星的另一种情况是你在洗澡时站得太快。这是一个血压过度灌注的问题，因为当你在浴缸里很热的时候，你所有的血管都会扩张，让尽可能多的血液靠近皮肤表面，让你降温。所以当你站起来的时候，你的周围有很多血液，实际上很少有血液回到心脏，所以血压会下降，只是短暂的，这会影响到代谢率很高的视网膜。如果你中断血液流向视网膜的一小部分时间，眼睛里所有将光波转化为脑波的神经感受器就会开始发射各种视觉信号，你就会看到那些星光闪烁，这可能就是原因。萨拉:这是不是也有点像如果你用力揉眼睛，你开始看到到处都是小光，因为你眼睛里的压力激活了光感受器? Chris - Absolutely. That's another entoptic phenomenon. If you press on the eye, you're deforming and distorting the retina, applying pressure to the photoreceptors. This could do two things. One, stimulate them in exactly the same way as you say. The other is it could just move them a fraction away from the blood for a fraction of a moment. That is enough to make them a little tiny bit oxygen-deprived and so they start also firing off these funny signals. So yes, you're on the right lines.
大脑是如何处理盲文的?
我们向加拿大安大略省麦克马斯特大学心理、神经科学和行为系副教授丹·戈德里奇提出了这个问题。为了回答你的问题，我们需要了解大脑是如何处理触觉和语言的。就触觉而言，当我们将指尖移动到诸如盲文字符之类的物体上时，皮肤下的感受器会产生大约每秒50米的电脉冲，通过神经系统向上传递到大脑。这种电脉冲模式，一种神经莫尔斯电码，激活了大脑顶叶的一部分——大约在前额和后脑勺之间。顶叶的触觉区有助于解码神经冲动，从而推断触摸皮肤的物体的形状。
有趣的是，对于盲人来说，尤其是那些天生失明的人，触摸不仅激活了顶叶的触觉区域，还激活了枕叶的一部分，在头的最后面，这部分通常是为视觉保留的。一个盲人在阅读盲文时，大脑的触觉区和正常的视觉区都会被激活。这种异常广泛的大脑活动可能是盲人触觉增强的基础。然而，在阅读盲文时，大脑不仅要感知汉字的形状，而且一旦这样做了，它还必须将这些形状理解为语言。这种语言理解可能不是发生在我刚才提到的大脑区域，而是发生在大脑的语言区域(比如耳朵上方的颞叶区域，称为韦尼克区)。所以一个盲人阅读盲文的时候使用的大脑语言区域可能和一个有视力的人阅读印刷品时使用的大脑语言区域是一样的，就像你们现在理解我所说的话一样。
所以，“当阅读盲文时，大脑处理文本的方式是否不同?”这个问题的答案是肯定的和否定的。阅读盲文的盲人确实表现出异常广泛的大脑激活模式，但是，一旦大脑感知到触觉形状，随后被激活的用于理解盲文单词的大脑语言区域可能与用于理解印刷或口语单词的大脑语言区域相同。
*手指大小对触觉空间敏锐度的影响:神经科学杂志，2009年12月:Peters m, Hackeman E, Goldreich D(2009)小指头识别精细细节:指尖大小和触觉空间敏锐度的性别差异。中华神经科学杂志，29(2):559 - 561。
萤光灯泡的能源消耗量有何不同?
戴夫-灯泡的效率是衡量每瓦灯泡产生多少可见光的标准。因此，老式荧光灯的功率在每瓦50到67流明之间，而紧凑型荧光灯的功率在每瓦60到72流明之间。所以这是相似的，但可能稍微好一点，因为紧凑型荧光灯是新的。
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