科技可以抓捕罪犯，打击恐怖主义。本周，我们将探索两种嗅出隐藏爆炸物的方法，以及一种从清洁或燃烧过的物体表面提取指纹的新技术。今天的新闻是一种阻止亨廷顿舞蹈病的新方法以及如何在网上识别有影响力的人。另外，基因疗法能骗过DNA测试吗?
在这一集里
探测爆炸物的塑料
与圣安德鲁斯大学的格雷厄姆·特恩布尔博士合作
克里斯-随着全球恐怖主义的出现，很明显，人们会不遗余力地隐藏炸弹。因此，快速准确地检测微量爆炸物不仅可以挽救生命，还可以使航空旅行更安全、更快捷、更方便。
现在，圣安德鲁斯大学的研究人员发明了一种可用于机场甚至雷场的爆炸物探测塑料。格雷厄姆·特恩布尔博士是发明者。他和我们在一起。你好,格雷厄姆。
格雷厄姆:晚上好。
克里斯-告诉我们，这项工作是如何开始的，用塑料取出炸药?我听说过塑料炸药，但没听说过塑料炸药。
格雷厄姆-我们在用塑料寻找炸药。因此，在圣安德鲁斯，我们正在开发一套被称为有机半导体的材料，用于光电子学的一系列不同应用。这些材料是一种特殊的塑料，它能异乎寻常地导电，这对塑料来说是一种不寻常的特性，但也可以通过光照射或通过电通过它来发光来刺激它。因此，这些材料现在被用于一系列应用，如三星手机中的塑料发光二极管、塑料太阳能电池和塑料激光器。事实证明，同样的一组材料也可以用作传感器。根据麻省理工学院一个小组的一些研究，我们开始研究如何将塑料激光器用作非常灵敏的传感器来探测爆炸物。
克里斯-那是什么技术，激光照射在塑料上，它会改变塑料的电活动，但如果有炸药，你会得到不同的信号或类似的东西?
格雷厄姆-差不多就是这样。从本质上讲，我们的传感器所做的就是取代嗅探犬的鼻子。所以，我们用紫外线照射塑料，然后塑料再以可见光的形式释放能量。现在，如果我们把这些发光的塑料材料做成一层薄膜，让少量的TNT分子或类似于TNT的分子与薄膜接触，TNT分子可以打断这个发光过程。本质上，它关闭了灯。因此，如果塑料薄膜周围的大气中存在爆炸物，那么光发射就会被改变或变暗。如果你在薄膜上吹干净的空气，那么光发射就会返回。所以这是一个可逆的过程，可以探测到薄膜周围大气中非常非常低浓度的爆炸分子。
克里斯-有多具体?因为你提到了TNT，也就是三硝基甲苯，我们知道世界上大约有1亿枚地雷都含有这种物质，但人们也会使用其他炸药，而且人们在使用混合炸药方面越来越聪明。那么，它只是TNT还是可以与其他化学物质一起起作用?
格雷厄姆:好的，就像你说的，TNT是所有军用烈性炸药的主要成分，但是，当你制造TNT的时候，你也会制造其他类似的分子，比如DNT——二硝基甲苯而不是三硝基甲苯——以及各种类似物。这项技术能够检测到各种各样的硝基芳香分子。它也有可能探测到其他一些塑料爆炸分子。该过程利用发光塑料和爆炸分子之间能量状态的差异，基本上是通过电子从发光塑料跳到爆炸分子上来关闭发光。因此，它可以检测各种不同的材料。它并没有本质上的区别，但这是我们下一步要研究的，获得选择性。
克里斯:那选择性的问题呢?因为机场的一个大问题是人们可能有什么东西——他们的洗发水或其他东西——触发了这种物质，事实上，它是完全无害的?那么，这是否存在假阳性，如果存在，这是一个问题，还是在一个可以容忍的水平上?
格雷厄姆:我认为所有的传感方法，都有误报的危险。你行李里的一些东西可能会引发这些症状。心绞痛喷雾剂中含有非常少量的三硝基甘油，但总的来说，我们相信这是一个可行的解决方案。在我们感兴趣的另一个不同的背景下，在排雷领域，这也有安全隐患，因为他们在以前的战区，有很多爆炸物，原则上恐怖分子可以得到。因此，清除地雷对西方世界有安全上的好处。
克里斯-这个技术是如何工作的，你会怎么做?你会不会有一个盒子，里面的一些塑料被紫外线照射，比如被摄像头监视，一股气流穿过你的行李或雷区，然后空气与塑料相互作用?
格雷厄姆:没错。这就是一种方法。我们用一个邮票大小的小塑料激光器你可以在塑料薄膜上画出一些空气，这个小聚合物激光器，然后你就可以监控发出的光的数量。
Chris -所以，它非常便携。所以，把这个装置安装在某种移动设备上，这种设备可以探测雷区，找到气体的热点，这可能意味着埋在地下的爆炸物即将出现，这不是不可能的。
格雷厄姆-一点也不。我们的塑料激光器非常紧凑。在英国的一个名为Hipix的合作项目中，我们一直在开发这些塑料激光器的非常小型化的紧凑型版本，从本质上讲，我们用一个高功率发光二极管，移除塑料圆顶透镜，并用我们的一个塑料激光器取而代之。因此，实际的光源可以是LED大小。在Hipix项目的其他工作中，我们也一直在开发基于两个硅芯片的荧光爆炸传感器。这些都是实验室的原型，但它们显示了制造非常紧凑的传感器的很大希望。
克里斯:相对于嗅探犬的鼻子，你的塑料鼻子会更敏感，不敏感，还是差不多?以十亿分之一或十亿分之一左右的炸药来衡量，他们能捡到的绝对数字是多少?
嗅探犬的鼻子被认为是灵敏度的黄金标准。我不确定我有一个量化它们的灵敏度可以降到多低。这种方法，能让你在敏感度上最接近嗅探犬的鼻子。在实验室里，我们经常对空气中TNT含量为十亿分之一的新材料进行测试，而这项技术的灵敏度可以远低于这个水平。
克里斯-但不像嗅探犬，我想你的塑料不会累，不需要定期玩球来保持兴趣!
格雷厄姆:没错。嗅探犬需要玩游戏来探测爆炸物，在实践中——取决于它们工作的环境条件——它们通常一次工作半小时。所以对于长时间的重复搜索，或者如果你想进入非常危险的区域，在这种情况下使用狗是有问题的，所以，一种不会让人感到无聊的高科技替代品是很有吸引力的可能性。
透过包装看穿诡计-光谱学
与Cobalt Light Systems的Pavel Matousek教授合作
chen li:有些物质，包括毒品和炸药，可以通过将它们溶解在另一种液体中来隐藏，比如将一瓶看起来无害的烈酒或将它们包装在不透明的容器中。这使得安全或边境部队很难在不打开并可能危及内容的情况下找到它们。但现在，一家由STFC资助的研究公司Cobalt Light Systems开发了一种设备，可以透过包装，并使用一种名为空间偏移拉曼光谱(spatial Offset Raman Spectroscopy，简称SORS)的技术，准确地告诉你里面有什么。帕维尔·马图塞克教授在牛津附近的卢瑟福·阿普尔顿实验室开发了这项技术。他是Cobalt Light Systems的首席科学官，现在加入我们。你好,帕维尔。感谢收看我们的节目。
帕维尔-你好，海伦。
海伦:也许我们就从什么是SORS开始吧?它是什么，它是如何工作的?
帕维尔:所以，sor基本上是一种激光光谱学技术。它基于一种被称为拉曼光谱的成熟技术，该技术提供了高化学特异性或高能力，可以准确地确定我们正在探测的物质的化学成分，但有一点扭曲。这种转变使我们能够应用于更广泛的容器，从而使我们能够满足监管机构的要求，在航空安全中使用这种技术来确定未开封的瓶子的内容。
海伦:那是什么呢?这是一种激光，对吗?
帕维尔:的确，所以我们要做的是用激光照射样品，类似于激光笔，但功率略高。当光子撞击样品时，它们会散射——其中大部分是弹性的，因此它们不会与材料交换能量。但是这些光子中很小很小的一部分激活了我们撞击的分子内部的振动。结果，它们失去了相同数量的能量来激活振动运动，然后作为能量损失的结果，它们改变了颜色。一个分子可以有很多可以接受的能量。这些是谨慎的，因此，如果你检查从样本中发射回我们的光子的光谱，观察特征线，不同的颜色和它们的强度模式，我们可以确定我们正在看的是什么化学成分。
这就是拉曼光谱技术的基础。我们使用的扭曲是，我们实际上没有从激光照射的区域收集信号，这是你在传统的拉曼光谱中会做的，因为这会导致你被你正在探测的样品表面弄得眼花缭乱，例如，容器壁。我们向侧面探查几毫米，在那里我们可以更清楚地看到里面的物质，而且我们不会被来自表面的信号所淹没。这是一个类似的情况，例如，在天空中的星星。在白天，你看不到它们，因为你被太阳辐射弄得眼花缭乱。然而，如果你在夜晚等待足够长的时间，你可以清楚地看到星星，或者如果你有日食，你也可以清楚地看到它们。以同样的方式，我们正在向侧面移动，并有效地抑制来自表面的耀眼辐射。
海伦:所以从某种意义上说，你可以透过容器看到里面的东西。你怎么知道里面是否有溶解的东西，你感兴趣的东西或者安全人员感兴趣的东西?
帕维尔:嗯，我们基本上检查光谱，我们检测到的线条模式，它告诉我们内容。如果我们有一个混合物，你会很清楚地看到溶剂和溶质的含量。所以这就是我们正在做的，我们将这些指纹与一个藏有违禁物质的图书馆进行比较，这些违禁物质可能是爆炸物。如果发现爆炸物，我们会拉响警报。这种技术的一个独特之处在于我们可以达到极低的误报率。所以这意味着如果你把一个无害的瓶子放入系统中，假警报率只有0.5%，而传统技术的假警报率至少高出10倍。因此，对机场运营商的干扰要小得多。如果你愿意，这是一个微不足道的误报率。
所以它不会在不应该响的时候触发警报，但是作为一种技术，它有多敏感呢?它真的能探测到我们感兴趣的少量物质吗?
帕维尔-它当然可以确定或检测相关的量，因为微量溶解在某些东西是不显著的。它可以检测到0.5%或0.1%或1%的浓度，但这些浓度与爆炸物的可行性有关。在安全设置方面，这满足了监管机构的要求，该仪器通过了所谓的ECOCK测试，这是一项欧洲测试，要求这种技术在机场部署，并通过了出色的测试。
海伦:我们很快就会看到这种技术吗?它的速度是否足够快，以至于每个人都能接受测试?还是说，它只是对一些通过安检的人进行测试，还是说它将成为我们所有人都要做的一种例行公事?我们包里的任何液体都可以用你们的机器扫描然后就能知道我们包里装的是什么了?
仪器的速度足以测试每一个含有大量液体的瓶子。测试本身需要5秒钟，所以我们的想法是，你有一台x光机，如果x光机在你的包里发现了可疑的东西，他们就会把它拿出来，放进机器里，我们的机器会验证里面的东西是良性的，或者如果发现了爆炸物就会发出警报。
假设，如果恐怖分子和那些试图通过这些东西的人想出了一些数据库中没有的新分子，那么这将是一个问题。你也必须跟上技术的发展。
Pavel:当然，安全当局应该维护与此相关的图书馆数据库。他们必须在我们进行的过程中更新数据库以便有一个有效的设备或筛选设备。
海伦:最后，这是否意味着我们将来可以在飞机上携带更多的液体?所以，不再限制-我们现在允许100毫升吗?
帕维尔:没错。目前是100毫升。预计这项禁令或限制将在2013年4月取消，我们期待欧盟委员会在今年夏天晚些时候对此做出最终裁决，我们不知道这项禁令是否会在4月取消，还是会在一年后实施。
海伦:我们将拭目以待，我个人也希望如此，因为在我去安检之前，我总是不得不喝光所有的水，那是……
克里斯-然后你在整个飞行过程中都要小便!
海伦:没错!非常感谢。这是来自Cobalt Light Systems公司的Pavel Matousek教授，他向我们讲述了关于传感器的一切，以及它将如何改变我们乘坐飞机的体验。
微生物使免疫系统健康
任何古老的细菌都不行:为了健康，动物需要一种独特的细菌
美国科学家发现，它的肠道里有一个微生物联合体。
一段时间以来，人们已经知道，在无菌环境中饲养的老鼠，也就是肠道未被微生物定植的老鼠，比在自然的、细菌丰富的环境中饲养的同类动物更不健康。
有些物种甚至完全依赖微生物定植来发展和繁殖。没有霍乱亲戚的帮助费氏弧菌例如，某些组织不能在鱿鱼中发育，采采蝇不能与细菌合作Wrigglesworthia glossindia缺乏生育所需的关键维生素。
这些和其他观察结果导致了人类“卫生假说”的形成，该假说认为，西方人群中过敏和自身免疫性疾病的发病率不断上升，反映了人们对不育的痴迷，以及未能有效地与微生物世界接触。科学家说，这阻碍了免疫系统的发育，使人们进入易过敏状态。
但现在，本周发表在该杂志上的一项新研究细胞哈佛大学科学家丹尼斯·卡斯珀和他的同事认为，仅仅暴露在微生物环境中是不够的。相反，生物体所需要的是特定物种特有的高度特异性微生物的独特集合的定植。
研究小组最初是在无菌小鼠体内植入正常小鼠或人类肠道微生物，从而发现了这一发现。第三组动物没有被殖民作为对照。
研究小组发现，这两个被定植的群体在肠道中产生了相似水平的细菌负荷。但是，当他们比较这两种动物的免疫系统时，被人类菌群定植的动物的小肠中被称为淋巴细胞的白细胞更少，它们分泌的防御性抗体和蛋白质水平更低，它们的肠道内壁中免疫呈递的“树突状”细胞也更少。
与正常小鼠细菌的动物相比，那些携带人类微生物菌群的动物也非常容易受到沙门氏菌血清感染。事实上，被人类细菌感染的动物和未被细菌感染的小鼠一样不健康，也一样脆弱。
正如研究小组成员之一的Hachung Chung所说，“尽管人类小鼠的菌群中有丰富而复杂的细菌群落，但小鼠宿主似乎并没有识别出这些细菌。”
这种相互作用似乎也是高度特异性的，因为即使在老鼠身上重复实验，细菌也会产生相同的结果，这表明微生物和宿主之间数百万年的共存已经产生了预先编程的动物，它们依赖于某些细菌的存在，以使免疫系统正常发育和运作。
丹尼斯·卡斯珀说:“这引发了关于我们目前过度使用抗生素以及我们许多人生活的超卫生环境的严重问题。”“如果我们体内的细菌是我们特有的，是正常免疫系统功能所必需的，那么了解我们是否真的在失去这些重要的细菌就很重要。”如果是这样的话，那么这就进一步证明，我们现在看到的自身免疫率上升部分要归咎于有益细菌的丧失。”
猪笼草利用雨滴捕捉蚂蚁
科学家们发现了一种食肉植物捕捉猎物的新方法，利用雨滴的力量将昆虫抛入它们的陷阱。
热带猪笼草已经进化出特别适应的叶子，形成一个深碗，部分装满消化液，顶部突出一个小盖子，以防止植物被雨水填满。这些植物分泌花蜜来吸引昆虫，并设置各种陷阱来捕捉昆虫——许多水罐的内壁覆盖着血小板状的蜡晶体，潮湿时变得非常滑。
猪笼草，猪笼草股薄肌这是不寻常的，因为它们的盖子下面也会产生晶体——研究人员想知道盖子本身是否参与了帮助捕获猎物的过程。毕竟，对于一只昆虫来说，倒挂在陷阱上，是一个非常危险的位置。
剑桥大学的Ulrike Bauer和她的团队在观察婆罗洲北部的这些植物时，发现蚂蚁很高兴地在猪笼草的盖子上倒立行走，而不会掉进去。然后，在一场阵雨中，他们碰巧发现一只瓢虫爬到水罐盖下面避雨，结果被一滴雨滴弹到了陷阱里。
为了测试盖子是否真的有助于在下雨时捕获猎物，研究小组将一些猪笼草和蚂蚁带到实验室，并将它们浸泡在人工降雨中。
他们发现，大约40%的蚂蚁是在下雨的时候被抓的。当不下雨时，没有蚂蚁掉进陷阱，这表明雨后湿度增加，陷阱的盖子不会变得更滑。
对切下并用回形针固定的水罐盖进行同样的测试，得出了非常相似的结果。下雨的时候，蚂蚁很难坚持住。
回到田野里，在猪笼草的盖子下面涂上一层防滑硅，大大降低了它们在雨中捕捉猎物的效率。
这篇论文发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上，并配有蚂蚁在雨中艰难地抓住猪笼草的视频片段。
所以看起来猪笼草股薄肌已经进化成一个盖子专家——它们的盖子比其他猪笼草分泌更多的花蜜，研究小组还发现，它们盖子上的晶体与其他植物有不同的微观结构，可以让蚂蚁在干燥的条件下坚持下去，但雨滴的振动足以将它们弹射到消化液中。人们认为，当干旱时逃离的蚂蚁充当侦察兵，回到它们的殖民地，带回更多的蚂蚁。生活在多雨的地方，当蚂蚁回来的时候，它们可能会发现天已经开了，猪笼草是一个更危险的地方。
识别有影响力的人
与纽约大学Sinan Aral教授合作
克里斯:你是领导者还是追随者?一项有趣的新研究表明，如何从Facebook上的活动中识别出有影响力的人。Sinan Aral就职于纽约大学斯特恩商学院。他现在和我们在一起。你好,斯楠。
思南-你好。
Chris -首先，你想用这个研究证明什么?
思南:嗯，从本质上讲，就是寻找有影响力的人，或者像你说的有影响力的人
是今天最流行的。像Klout这样的公司正试图衡量人们在Facebook和Twitter等社交网络上的影响力得分，但除了营销人员，管理人员和政策制定者更感兴趣的是行为如何在社会中传播。在本文中，我们提出了一种测量网络中影响敏感性的一般方法，该方法的主要贡献在于它避免了当前方法中已知的偏差，如同质偏差。同质性意味着我们倾向于和自己相似的人交朋友。例如，如果两个朋友相继采用一种产品或一种行为，目前的方法很难区分这是否是纯粹的影响;一个朋友影响另一个朋友，或者如果朋友只是有相似的偏好，因此，行为相似。
很明显，世界不是这样的，因为一个有影响力的人不仅仅是影响他的朋友。他们有能力影响一系列不同的人口统计数据。
Sinan:没错，所以我们所做的就是应用这种通用方法来衡量Facebook上130万用户对商业产品采用的影响力和敏感性，我们能够恢复不受这些已知偏见(如同质偏见)影响的影响力和敏感性得分。
克里斯-好的，你能告诉我们你到底做了什么吗?你是如何招募这些人的，然后到底发生了什么事情才发现这一点的?
思南——我们与一家公司合作开发了一个商业电影应用程序，在这个应用程序中，你可以给电影评分、购买电影票，还可以阅读有关导演和演员的信息。当人们采用这个应用程序时，我们随机分配他们以随机的方式向他们的朋友发送信息。每次你在应用上做一些事情比如给电影打分或者谈论名人之类的，它会随机选择你Facebook朋友的一个子集来发送消息给你。这种随机化消除了人们选择有相似偏好的朋友或选择他们知道特别容易受到影响的人的选择偏见。通过这种随机化，我们能够测量，例如，你的特征，你的年龄，你的性别，你在Facebook上的关系状态，或者任何我们可以观察到的你在Facebook上的状态，与你在收到这个影响中介信息后积极回应和采用这个应用程序的可能性是如何相关的。因为这些信息是随机的，我们可以对这些信息是否导致你接受做出因果推论。
克里斯:那反过来呢?因为这是在观察人们收到信息后的反应。那真正发送信息的人呢?你是根据接受者的反应来推断他们是否有影响力吗?
思南:没错，所以我们估计了一个统计模型，当这些随机信息从他们的朋友那里发送给人们时，同时估计了影响和易感性。
克里斯-那就说出来吧。是什么让一个人很有影响力?是因为他们关系很好还是有什么特别之处?是否有一些特殊的方法，意味着如果他们在Facebook上说了什么，每个人都会谈论它?
思南:我们发现，重要的不仅仅是你与多少人有联系，过去很多人都很关注这个问题，你有多少粉丝，更重要的是，你是否说服了你的粉丝改变他们的行为。我们发现，在这个特殊的电影应用的背景下当我们应用这个方法时，男性比女性更有影响力，女性对男性的影响比对其他女性的影响更大，老年人比年轻人更有影响力，更不容易受到影响。已婚人士最不容易受影响，而影响和敏感性是相互权衡的。意思是，更有影响力的人往往不容易受影响，而容易受影响的人往往没有影响力。
克里斯-这不正是我们在政治中看到的吗?如果你看看英国的议会大厦或者美国的国会，你难道没有看到这种情况正在发生吗?我们基本上只是在证明我们已经知道的东西。
思南——不完全是。所以，目前还不清楚是否有影响力的人应该更容易受到影响，或者老年人是否应该比年轻人更有影响力，我的直觉是，当我们开始将这种方法应用于不同的行为和产品时，我们将看到不同类型的影响力在不同的背景下出现。在不同的情况下，可能是女性比男性更有影响力，或者年轻人比老年人更有影响力——与我们在这里发现的相反，这篇论文的价值在于它提供了一种在任何情况下衡量这一点的方法。我真的很高兴看到我们可能会在其他类型的产品或行为中发现什么。
克里斯:如果我们只看一下男性和女性的问题，你认为电影的事实可能会让你得出这样的结论:在这种情况下，男性比女性更有影响力?你认为如果你在女性被视为更权威的领域做过一些事情，你会看到争论的另一面吗?
思南:这很可能是真的，绝对的。所以，你可以想象在其他情况下女性可能比男性更有潜在的影响力，但这在任何情况下都是一个经验问题这个测量的好处是我们现在可以更科学，更严格地讨论因果关系中的影响和易感性。
Chris -你认为这种方法会很快应用到工作面试中吗?从某种意义上说，你参加过工作面试，有人决定他们想要管理方面的材料，或者他们想要一个受过良好训练的人，遵守规则，这让你接受这种分析，你可以把人分成这些类别?
思南:是的，我认为它当然可以应用于这些情况，但实际上我认为它更广泛，对其他类型的问题也很有趣。例如，它不仅仅是关于定向广告或工作。我们现在也在努力应用同样的方法和科学来促进非洲的艾滋病检测，通过尝试了解我们如何利用同伴之间的影响在社会上传播积极的行为——饮食、锻炼、政治意识，以及像我说的，在南非进行艾滋病检测。
阻断退行性脑疾病
亨廷顿舞蹈症是一种致命的遗传性大脑退化疾病，在动物身上可以用DNA技术控制，这表明它在人类身上也可能是可逆的。
亨廷顿舞蹈症是一种神经系统遗传疾病，会导致行为改变和异常运动，患病人数约为万分之一。这些症状通常在40岁以后开始。
患者的神经系统显示出灰质的损失，一旦疾病结束，大脑体积就会缩小三分之一。
这种退化的原因似乎是神经细胞内聚积了一种叫做聚谷氨酰胺的物质。这种情况的发生是因为，在这种疾病的携带者中，与亨廷顿氏症有关的基因——被称为亨廷顿蛋白——包含一个重复的三个遗传字母序列——CAG——它被异常地复制，使它比应有的长度长得多。
像这样重复的CAG信号告诉细胞将谷氨酰胺分子连接在一起;不幸的是，这些谷氨酰胺链不容易被处理掉，因此它们不可避免地在细胞内积累，最终产生毒性作用。
但现在在杂志上发表了一篇论文神经元已经证明，将最近获得诺贝尔奖的一项技术——RNA干扰——应用于这个问题可能会阻止这种疾病。
加州大学圣迭戈分校的科学家唐·克利夫兰和他的同事们一直在研究携带人类异常亨廷顿舞蹈症基因副本的老鼠。
这些动物表现出与人类患者类似的退行性疾病，从幼年开始就出现异常运动和行为缺陷。
加州大学圣地亚哥分校的研究小组在这些动物大脑周围的脑脊液中构建并注入了RNA序列，该序列是亨廷顿舞蹈症基因部分的遗传镜像。当被细胞吸收时，这些短片段的遗传物质与它们匹配基因的产物配对，在这种情况下是亨廷顿蛋白基因，并导致遗传信息被关闭，因此基因不被表达。
当试验动物在两周的时间内服用治疗性基因序列时，异常基因的表达水平降低了75%，症状和疾病进展的改善在几个月后仍然可以测量到。
在恒河猴身上进行的试验也表明，这种方法可以应用于人类，使用脊髓插管，就像在分娩过程中使用硬膜外镇痛一样。
研究人员在论文的结论中指出，“短暂抑制亨廷顿蛋白足以在较长一段时间内改善疾病……这一发现开启了一种令人兴奋的可能性，即短暂抑制亨廷顿蛋白可能会对患者产生长期影响。”
35:49 -用500亿像素的相机传播H5N1病毒!
用500亿像素的相机传播H5N1病毒!
与伊拉斯谟医学中心的罗恩·富希耶合作;杜克大学戴维·布雷迪;杜克大学的史蒂夫·诺维茨基;鲍勃·麦卡勒姆，伦敦帝国学院
H5N1型病毒传染
根据发表在该杂志上的研究，H5N1型流感病毒可能进化成一种可以在人类中传播的形式
科学。
在这个有争议的项目中，来自荷兰伊拉斯谟医学中心的Ron Fouchier用经过基因修饰的病毒感染雪貂，以增加它们对哺乳动物细胞的亲和力，并监测病毒在感染后如何继续变异。
研究小组发现，总共只有5个突变就足以形成一种空气传播的病毒株。
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5万像素的摄像头
美国杜克大学的科学家发明了一款5万像素的相机。
该相机采用改进的光学元件、电子设备和处理器，在一个球形镜头内使用98个微型摄像头组成的阵列，每个摄像头从一个特定的点捕捉视觉信息。然后，计算机处理器将这些信息拼接在一起，形成覆盖120度视场的图像，其分辨率是人眼的5倍。
大卫·布雷迪领导的这项研究发表在
自然。
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噪音中的歌曲
鸣禽学习的叫声因环境噪音的不同而不同。
发表于期刊
生物学快报杜克大学的史蒂夫·诺维茨基(Steve Nowicki)研究了来自大自然和人类的噪音是如何影响鸣禽幼鸟学习的，他在一个隔音的房间里饲养了9只雄性沼泽麻雀雏鸟，并让它们听着成年雄性麻雀唱歌的录音。
播放的歌曲要么清晰……
点击这个按钮可以听到清晰的鸟鸣
或退化…
点击这个按钮来听退化的鸟鸣
研究小组发现，当这些鸟成熟并开始唱歌时，它们只学会了清晰的录音。
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选择你的音乐
最后，自然选择的过程被用来创作和完善大众喜欢的音乐作品。
2009年上线的“达尔文曲调”网站邀请在线用户收听一系列短音频循环，并对它们进行评分，然后将排名最高的声音组合在一起，再生成下一代声音进行评分，结果在期刊上发表的论文中有2500多代
PNAS。
其中一个比较流行的循环是……
点击这个按钮听流行歌曲
每一代都创造了更容易识别和有节奏的曲调版本，使声音从噪音演变成音乐。
来自伦敦帝国理工学院的鲍勃·麦卡勒姆领导的这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
如果您想添加下一代音乐，现在已经达到近4200，请访问
darwintunes.org。
医学诊断在星际迷航的医务室-行星地球在线
与急诊医学教授蒂姆·科茨合作;莱斯特大学大气化学教授保罗·蒙克斯……
科学家们采用了监测环境污染的技术来检测疾病。该项目由莱斯特大学的研究人员发起，被称为诊断开发单元，被比作《星际迷航》式的医务室。目前，该设备正在莱斯特皇家医院接受测试。
行星地球播客的主持人理查德·霍林厄姆去了医院繁忙的急诊科，在那里他遇到了蒂姆·科茨教授
以及莱斯特大学大气化学教授保罗·蒙克斯……
保罗:我们在实验室和室外环境中使用仪器来实际嗅闻空气，嗅闻空气中的化学物质现在我们在医院环境中使用它来嗅闻人们的呼吸。
理查德-那么这里是怎么回事?看起来那里有电脑显示器，还有相机架和三脚架。现在，这个我认识了。这是一个质谱仪，这样你就可以分析单个化学物质，一系列带有复杂管道的长金属管等等。
保罗-是的，你们面前的是我们所说的质子转移反应计时器飞行质谱仪，但它实际上是一种测量和称重分子的方法，非常非常快。所以我们可以从你的呼吸中取出分子并对它们进行称重，然后根据你呼吸的化学成分来观察它们的组成，我们希望能够用它来做的就是闻出疾病。
理查德:蒂姆，我们在一个装满这种设备的房间里，但在房间的另一边，我们说话的时候，急诊科有病人进来。
蒂姆·科茨:没错，我们在墙上有一系列的端口，包括电子端口和物理端口，这样墙另一边的病人就可以用这个房间里的设备进行监控。这就意味着在监控过程中，急诊科的医生和护士可以继续治疗病人。所以即使是病情最严重的病人也可以在那里，我们可以监控他们。
这在过去是很难做到的。例如，一个胸部感染的病人——我们知道不同的细菌会产生不同的分子，我们可以用质谱仪嗅出这些分子，也许能分辨出病人胸腔里的是哪种细菌。这可能会帮助我们给他们正确的抗生素来治疗感染。我们不知道我们能不能做到这一点，但这就是我们正在寻找的潜力。
理查德:病人会怎么做?你在它们身上附加了什么?
蒂姆·科茨:所以他们有一个吸嘴，他们吸气和呼气来获取呼吸样本。他们也有一系列贴在身上的贴纸——我们有一系列心血管监测器。所以我们用心血管监测器来观察他们的心脏，用呼吸分析来观察他们的肺，然后我们还做了一些成像——你提到了相机和三脚架——这是一种高感知成像仪，是从太空科学中翻译过来的。我们正在对病人进行一系列不同的测试。
理查德:我们真正需要的是一个志愿者，所以我同意试一试。这项测试包括在听到有规律的哔哔声时对着一个吹嘴呼吸。
保罗:你现在在屏幕上看到的，实际上是CO2这就是我们用来做标记的然后在顶部是你放入我们仪器的空气量。我们可以在我们身后的质谱仪屏幕上看到我们正在进行的测量所产生的化学数据。
理查德——我必须说我的呼吸能力很差，跟不上哔哔声的节奏——那真的很困难。
保罗:实际上，你的呼吸很有规律，但是你的音量有点大。
哦，好的，是的。现在我们转到质谱仪，这是一组闪亮的管子，这是分析我呼吸的屏幕。
保罗:是的。我们实际上是在观察你呼吸中的化学物质我们已经实时观察了我们在屏幕上看到的是丙酮的峰值，它是糖尿病的标志，还有乙醇只是为了检查你今天下午来加入我们之前没有喝酒。
理查德-这样可以吗?
保罗:是的，你会活下来的。
理查德:对于医院环境来说，这是一个相当可怕的设备。我想它也很贵。你真的需要把它缩小，不是吗?
保罗:最终，我们的想法是将这些设备小型化，甚至可能生产手持诊断设备，就像眼镜盒一样大小，你可以对着它呼吸。也许有一天你的手机。
给无法指纹的人指纹
与斯旺西大学的杰兰特·威廉姆斯博士合作
至少从1858年开始，指纹就被用来抓捕罪犯，从那以后，指纹就成了解决无数案件的关键。但有些表面很难提取指纹，特别是如果表面在此期间被清洁或化学改变过。现在，斯旺西大学的研究人员开发了一种新技术，可以对一些以前无法用指纹识别的东西进行指纹识别。杰兰特·威廉姆斯博士帮助开发了这个系统，他和我们在一起。你好,杰伦特。
杰兰特-晚上好，克里斯。
克里斯:首先，从化学角度来说，指纹到底是什么?
杰兰特:嗯，我想如果你想给指纹下个定义，那就是指纹脊或指尖摩擦脊与物体表面接触时留下的沉积物。但从成分上讲，指纹沉积物中有一种完整的化学混合物。指纹由两部分组成。分泌部分基本上是指尖分泌腺产生的分泌物，基本上是汗液。但汗液本身就很复杂;主要是水，但也含有各种金属的氯化物盐，比如钠，氯化镁，还有尿素，乳酸，氨基酸等等。但指纹还有第二个组成部分。这些是由皮脂腺产生的皮脂腺沉积，不是在你的指尖，而是在人体的其他部位，比如，在你的脸上。所以一个人可能会触摸他们的前额或鼻子的侧面，拿起这些皮脂腺沉积物，基本上是一种长链脂肪酸和脂肪的混合物。所以指纹是由一种真正的化学混合物组成的，很难描述。
克里斯:一般来说，如果你要采集指纹，你会用一种化学物质来采集指纹，这种化学物质会粘在这些残留物上，这就是你的视觉效果，但为什么有些表面不能指纹呢?
杰兰特:我猜是指纹发生了变化，还是仅仅是由分泌物沉积而成。所以，很多显影剂用来给你一个指纹图案和它沉积的表面之间的高度视觉对比依赖于显影剂与指纹的有机部分，脂肪部分的相互作用。因此，如果缺少了它，许多开发人员将无法工作。
克里斯:那么你们的方法有什么不同?
杰兰特-我们的方法不同于大多数原理图技术，因为它依赖于测量指纹本身与其沉积表面的相互作用。
Chris -跟我们谈谈你的方法吧。它包括什么?
杰兰特:这是一种仪器方法。我们使用的仪器被称为扫描开尔文探针，它依赖于在感兴趣的表面扫描一个非常精细的探针。所以，我们在表面上机械地扫描探针，探针实际上并不接触表面。它所做的是测量一个叫做伏特电位差的量在探针和探针正下方的样品区域之间，这是表面化学性质的一个指标。例如，如果指纹沉积物在表面的那一部分，那么我们就会有一个相当不同的伏特电位差与没有接触指纹沉积物的部分。通常我们的技术对金属或导电表面很好，基本上是金属，指纹中的氯化物盐实际上是去钝化的，导致少量的腐蚀发生，在指纹沉积物下面，这是我们用扫描开尔文探针检测到的少量腐蚀。
克里斯:如果有人过来打扫表面会发生什么?当然，如果发生了腐蚀事件，那是不会被擦掉的。
杰兰特:不，完全正确。例如，如果一个罪犯试图用一块布擦去指纹来掩盖他的痕迹，指纹中的氯化物盐与覆盖在金属上的氧化膜有足够的相互作用，氯离子就会留在那个特定的区域，而不会被物理地擦掉。
Chris -你用它来做什么或者它可以用在目前的技术无法做到的地方?
杰兰特:我们感兴趣的主要物品是用过的弹壳之类的东西。
克里斯-比如枪支。
杰兰特-是的，从严重的枪支犯罪和那些证据中。举个例子，如果发生了枪击案，有人在犯罪现场留下了一些弹壳，通常情况下，几乎不可能从这些证据中提取出任何指纹细节，假设罪犯在开枪之前就已经在弹壳上留下了指纹。这是因为很明显，当你发射子弹时，弹壳在发射机制中会受到相当高的温度。还有一些污染来自于反吹推进剂。弹射装置也有摩擦。所有这些现象都使得在这种表面上进行任何形式的指纹可视化变得极其困难。但是使用开尔文探针，因为指纹的大部分有机部分会丢失比如在高温下外壳会暴露出来，开尔文探针给了你一个抵抗的机会因为总是有一个很好的机会富含氯化物的沉积物仍然在那里因为它们不会在那种温度下挥发。
克里斯-太棒了，杰兰特。这是来自斯旺西大学工程系的杰兰特·威廉姆斯。
蜜蜂能嗅出爆炸物吗?
除了狗，你还可以用其他动物来寻找爆炸物，蜜蜂就是其中之一。蜜蜂使用几种不同的线索来寻找食物，包括食物来源的气味，所以你可以训练它们将食物来源与TNT的气味联系起来。然后，如果你抓住一只训练有素的蜜蜂，让TNT蒸汽穿过它，它会伸出舌头。这是一种利用动物来检测TNT的有趣的新方法有一家叫Insentinel的英国公司正在开发这种生物技术。
参见Anna Khot的《卑微的蜜蜂帮助国家安全》。
为什么恐怖分子不在飞行中混合化学物质?
帕维尔:嗯，现有的限制是为了处理这种情况，因为100毫升不足以制造一个可行的炸弹，显然，任何爆炸物的前体都会被我描述的仪器检测到。所以，不仅能探测到爆炸物，还能探测到爆炸物的前体。因此，我们用来比较数据的列表非常全面。
你能用砂纸去掉指纹吗?
杰兰特-是的，我想你可以。如果你把那个表面烧去足够多，你就会消除任何相互作用。当然，另一个建议是在装填炮弹时戴上手套。克里斯:所以基本上，如果你真的用力刮，你可能会腐蚀表面，然后你就没有任何机会从中获得指纹了。杰兰特:没错。
基因疗法可以用来欺骗DNA测试吗?
我们向LGC创新与发展主任Paul Debenham博士和萨里大学的Hardev Pandha教授提出了这个问题……
保罗-提出的可能性是某种科幻漱口水，它能够将虚假的DNA序列转移到你的口腔细胞中。为了实现有效的DNA转移，人们需要将DNA分析序列携带到人类病毒中，以实现口腔细胞的感染。这听起来不像是很多人愿意接受的治疗。这种治疗不会破坏口腔细胞中现有的人的DNA，所以人们会期望看到多重DNA图谱的证据，并立即怀疑有什么奇怪的事情发生。当次要成分占主要成分的几个百分点时，当前的分析方法可以表明存在多个DNA来源。这个比例有很多技术上的警告，但这是一个人们可以接受的大致数字。如果这种漱口水技术成为可能，那么我可以想象，使用的采样程序只会变成从皮肤表面擦拭，拔下发根，或者使用血液，只是针刺就足够了。汉娜-所以，即使你自己的DNA残留在你的脸颊上，DNA指纹技术非常敏感，它仍然会识别出真实的你。但是把含有别人DNA的组织移植到你的内颊上呢?我们询问了萨里大学肿瘤学家Hardeev Pandha教授。 Hardeev - If you do that, the take up of the cells is incredibly inefficient. It wouldn't last very long and would most likely be sloughed off or rejected that would be from a different genetic background. So, it's a nice idea but I think this is one that won't be a problem for the police forensics folks. Hannah - So, rather than trying to change your own DNA, we think that a better way to outwit the justice system would be to deluge the crime scene with other people's DNA. For instance, by emptying the contents of a vacuum cleaner bag into the area.
- 以前的雨滴陷阱和免疫微生物
- 下一个我们能给电鳗充电吗?
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