奥运努力——保证人群安全

本月晚些时候,2012年伦敦奥运会将开幕。预计将有数十万人来自海外,这是引发大流行的完美导火索吗?本周我们…
2012年7月1日

本月晚些时候,2012年伦敦奥运会将开幕。预计将有数十万人来自海外,这是引发大流行的完美导火索吗?本周我们将关注2012年伦敦奥运会等事件对公众健康的影响。我们发现为什么对人群心理的理解可以避免灾难,以及数学模型如何预测和预防人类交通堵塞。此外,一项与“被锁住”的病人交流的新技术,温血恐龙存在的证据,以及冰真的有助于治疗受伤吗?

在这一集里

2011年6月,奥林匹克公园主体育场和在建轨道塔的航拍照片

01:29 -在奥运会上保护健康

当我们把很多人聚集在一个小空间里,比如奥运村,我们必须考虑的一件事是疾病传播的风险。我们在过去看到过……

在奥运会上保护健康
健康保护局的克里斯·威廉姆斯博士

克里斯:当我们把一大群人聚集在一个小空间里时,我们必须考虑的一件事是传播疾病的风险。过去我们已经看到像诺如病毒这样的腹泻疾病是如何在医院、疗养院甚至游轮上迅速传播的。英国健康保护局(HPA)负责确保我们为这种可能发生的事情做好准备,并告诉我们更多信息的是传染病控制顾问,也是HPA在英格兰东部的奥运会负责人,他是克里斯·威廉姆斯博士。克里斯,你好。

Chris W. -晚上好。

Chris - Chris,首先,我们是否正处于奥运会大流行的边缘,还是这种情况不会发生?

克里斯·w:有很多人会来,我们看了一些统计数据:有204个国家的人参与其中,大约有100万过夜游客,可能还有550万游客——他们称之为“一日游”,来到伦敦,入住酒店房间的人数也在增加。但我们也必须记住,这并不是第一次举办国际体育赛事,在过去的每一次赛事中,传染病专家和健康保护局的类似组织都进行了监测,注意并管理了威胁。所以,我们真的不希望下一次大流行发生在这里。事实上,健康保护局在2011年对此进行了研究,并没有发现这种事件发生的重大风险。

克里斯-哦,你现在可以回家了!谢谢你的安慰。但我想说的是,如果我们回顾历史,我们知道人口的大规模流动确实带来了各种各样的东西据说从第一次世界大战回来的人至少在西班牙流感的传播中起了作用。因此,如果我们确实有很多人在移动,而且是很多人在移动——你引用的数字——那么肯定存在风险。

http://www.flickr.com/people/38865853@N03 Modifications by BaldBoris @ wikipedia" alt="2011年6月,奥林匹克公园主体育场和在建轨道塔的航拍照片">Chris W. -举一些像第一次世界大战这样的事件是公平的,世界各地都有明显的大规模人口流动,但你必须看到他们的生活环境和他们迁移的时间与奥运会有很大的不同。像奥运会这样的盛会,你会看到很多年轻人,相对富裕,考虑到旅游成本等因素,人们来到一个每年都有大量游客的国际城市。从媒体上看,目前还不清楚会有多少额外的游客,因为伦敦已经习惯了很多人。即使是每天早上上下班也是一个很大的人流量。

Chris -伦敦交通局说每天至少有300万人,不是吗?

Chris W. -就移动的数量而言,这是相当的-显然,由于奥运会,地铁和交通系统将更加拥挤,但你知道,我们不担心每天早上在赫特福德郡发生流行病,因为通勤。我们必须做好准备。我们必须注意确保没有任何事情发生,健康保护局正在做很多我们通常做的事情,那就是寻找、准备和应对病例或疾病爆发。但是,还有一些额外的监测,不只是统计已知感染的病例,而是做一些叫做“综合症监测”的事情,如果你打电话给NHS直接说,“我呕吐了”或“我的孩子咳嗽了”或其他什么,这也会被计算在内。我们将监控这些数据,这些数据通常是每周发布的,实际上是每天从全国的这些网站上发布的。此外,他们还包括全科医生的非工作时间服务,以及一些行动和急诊部门。所以,我们在做我们每天做的事情,但我们只是把它扩展了一点。

克里斯:这类事情意味着你应该能够及早发现是否有新的爆发,这样你就可以把它扼杀在萌芽之中。如果有人说:“对,我们似乎发现了某种疾病的爆发,比如麻疹或其他疾病,在这个地区。”你会怎么做?你会怎么做?你是怎么做到的?

Chris W. -一开始你应该试着弄清楚是否真的有问题。有时数据中会有人为的东西,或者同时会有很多实验室报告。所以你要确定你有一个问题,然后你试着看看问题有多大。还有其他相关的案例吗?你可能需要与人们沟通,以发现更多的病例,通常是通过去场地,询问其他人。然后你开始收集所有案例的信息并对其进行描述。这些老人,年轻人,他们在做什么,有什么特点把他们聚集在一起吗?这被称为描述流行病学。由此,你可以产生一个假设,关于发生了什么以及我们如何控制和预防它。很明显,你可能在第一天就有一个好主意; if it's diarrhoea and vomiting, we tell everyone to wash their hands and not prepare food, etc. So, we have control measures that go all the way through, but you can then do further statistical investigations to work out sources of outbreaks and incidents. I was looking out on the way up at quite an interesting one in Germany where there was a triathlon competition. Out of the athletes, they had one case of quite a rare disease called leptospirosis which you may have heard of.

克里斯-威尔的病,是吗?

克里斯·w·-是的,威尔氏病,人们偶尔会说从卡姆等处感染。显然,在铁人三项比赛中,人们是在非游泳池的水里。因此,在发现一个病例后,他们写信给所有200名左右的运动员,看看是否还有其他病例。实际上,大约有600人,他们设法从他们身上提取了大约140份血液样本。其中,他们总共只发现了5个病例。这是一种非常罕见的疾病,但他们发现在皮肤上有割伤或擦伤有统计学上的联系,这就是细菌如何通过脏水进入的。所以,这是一个很好的例子,通过监测发现了一种罕见的疾病,然后进行了调查。

克里斯-那更邪恶的东西呢?还有一种担忧是基地组织可能会在事件中植入传染性病原体或者派遣相当于自杀式炸弹袭击者的传染性病原体来传播某些东西?你有什么计划吗?

克里斯·w -很明显,我们每天的监控不仅仅是在寻找常见的东西,也在寻找罕见的东西。一些参与其中的实验室正在对传染性病原体进行更快速的测试,以更快地扭转局面。我们也在监测未确诊的严重感染。因此,如果有人确实出现了一些特别不寻常的情况,他们是重症监护室的人,试图找出他们出了什么问题,有一个监控系统可以收集这些罕见的事件,然后对它们进行调查。

克里斯:有些人说,如果疫情爆发,当你发现疫情爆发时,已经太晚了,因为疫情已经在蔓延。

克里斯·w -很明显,这取决于你谈论的是哪种感染和环境。事实上,我们通常是在出现一些病例后才知道疫情的爆发。最经典的例子是在婚礼上,有一百人参加,其中一种食物,鸡肝糕是现在的问题之一,被什么东西污染了,或者准备不当。所以,你得到的是,很多人都生病了。但是婚礼已经举行了,你不能做太多的事情来阻止他们,但是你可以试着阻止宴会承办商在其他婚礼上使用同样的技术,你也可以防止人们把它传染给其他人。所以,这几乎是每天——好吧,不是每天,但可能每个月。

克里斯-我也有过这种经历,我买了一件t恤,或者是没有“r”的t恤!那不是肝糕。我想,对我来说,这是件大事。你怎么看,我来总结一下,关于今年早些时候的说法,一位奥运代表团的医疗顾问说,“不要和其他运动员握手,因为这会传播疾病。”听起来像是一堆废话。

Chris W. -健康保护局会强调良好的卫生习惯和你应该做的所有明智的事情,特别是,如果你患有某种腹泻疾病,那么在与任何人握手之前洗手,或者如果你感冒或咳嗽总是一个好主意。但我不认为握手应该被禁止,这似乎违背了奥林匹克精神。

克里斯:是的,而且事实上,你可以避免握手,但你无法避免触摸门把手,以及我们日常生活中必须做的所有其他事情。如果其他人不健康,有什么东西并且接触过所有相同的表面,他们就会感染。

克里斯·w -这确实发生了。你刚才提到了疗养院和游轮上的诺如病毒;不幸的是,这种情况到处都有发生,因为这些东西通常很难清除。但你必须记住,我们的大多数经验是,大多数人在日常生活中没有感染这些感染。而且大多数大规模事件都没有发生。但愿好运,但在国际体育赛事中还没有出现重大病例,我们只是希望健康和体育方面能够占主导地位,而不是任何感染。

克里斯——非常让人放心的话。非常感谢健康保护局的克里斯·威廉姆斯。

有紧急出口图形的应急灯

09:51 -紧急情况下的人群心理

每座大楼都有疏散程序。大多数办公室和学校都有定期的消防演习,但这不是为奥运会做准备的一个选择。所以理解怎么能…

紧急情况下的群体心理学
克利福德·斯托特博士,人群与冲突管理

路易斯-每个大型建筑或场所都有疏散程序,以确保每个人的安全。大多数办公室和学校都会提供大量的信息,并定期进行消防演习,以确保每个人都知道在紧急情况下该怎么做。但在许多公共场所并非如此,显然,在准备奥运会时,这根本不是一个选择。现在,考虑到这一点,我们需要其他方法来理解人群行为并引导人们安全。为了了解更多,我们请来了心理学家Clifford Stott博士,他目前在人群和冲突管理方面工作。斯托特医生,你是怎么做到的?

Clifford -研究人群?我是出于个人兴趣才这么做的。当我年轻的时候,我花了很多时间在示威上,对人群动态很着迷。当我读心理学学位的时候,偶然看到一个叫Steve Reicher的人的作品,我开始读他的作品,我发现这些东西很吸引人,有点被人群心理学的世界吸引了。这是一个非常模糊的世界,不寻常,但非常非常有趣,想法非常非常刺激,是一个很好的工作领域。

路易斯:当我们说到研究群体心理学,研究群体是如何互动和运作的,我们能做些什么来了解这些呢?

有紧急出口图形的应急灯Clifford:首先,你必须确保你从理论上正确地看待它们。我们理解群体心理的问题在于,如果你愿意,我们被过时的观念所污染。关于群体心理学,有一点是政治性的。它具有政治含义;例如,我们对夏季骚乱的理解方式,就政府对引发骚乱的事情的责任,治安,所有这些事情而言,具有深刻的政治含义。所以,我们用这种方式来看待群体,把群体看作是有点非理性的,好像这是原始心理学的东西。当我们研究人群时,我们要做的是有意义地对待他们为了研究他们,我们去人群活动,我们参与人群活动,我们采访人群活动中的人,然后用这些数据来建立我们对人群如何运作的理解。所以,我们观察他们的行为,然后把我们对心理学的理解联系起来,我们通过分析人们所说的话,来建立一个心理过程如何帮助我们解释人群的行为,他们为什么这么做,更重要的是,他们什么时候会做事情的模型。当我们试图理解人群时,预测维度是最重要的。

露易丝:很明显,有不同的人群。你提到了骚乱,但奥运会上的人群,我想这些会有所不同。它们有什么特别之处吗?

Clifford:嗯,我认为首先要做的是认识到我们需要区分我们所说的人的身体聚集和心理群体。仅仅因为人们聚集在同一个物理位置,就像他们将在奥运村一样,并不意味着他们是心理上的人群。它们只是一个物理集合体。实际上,我们所做的就是试图理解群体行为的心理成分。当我们看到它时,我们看到的是集体行动。不是很多人在同一时间同一地点表现出各自的个性,而是在人群中,每个人都开始做同样的事情——当一个进球进了,人们就欢呼,或者一个金牌得主得分了,人们就欢呼。这种集体行为正是我们试图在人群中解释的。不是简单地认为当人们聚集在一起时,他们在心理上就变成了一个群体,因为事实并非如此。

路易丝:当然,所以很明显,在奥运会上,我们会更多地关注一小群人,他们会和一群朋友或家人一起去,当有大事发生时,他们会聚集在一起,把自己看作是更大群体的一部分。

Clifford:是的,绝对的。我认为最好的例子就是从国家认同的角度来考虑。人们将进入奥运村,其中很多人将是英国人,因为他们的身份。当他们来到这个村庄时,他们不会把自己看得那么像英国人。但可以肯定的是,当我们赢得一些金牌时,人们开始欢呼,看到自己,庆祝他们的英国身份,他们成为心理群体的一部分,这个群体被定义为单一的社会身份。正是这种从个人身份到社会身份的转变,支撑了人们为什么能够集体行动的基础。

露易丝-如果有紧急情况那有什么用?我们从几年前的7月7日爆炸事件中知道,在紧急情况下,人们会团结起来,互相帮助。我们有什么办法可以帮助实现这一点吗?

克利福德:当我们想到大规模突发事件时,我认为当我们看到奥运人群时,我们并没有真正想到一个混乱的人群,一种冲突的人群。我们考虑的更多的是奥运场馆内大量人群的安全和保障。我们今天的节目已经讨论了那里的一些潜在威胁,一些生物或化学污染物的概念,一些恐怖事件。显然,这是一组令人不快的观点,但如果这样的事情真的发生了,我们需要了解一些非常深刻的事情在这些物理聚合中人们的心理会发生什么。

通常,我们所做的是根据我们的常识性假设来看待这种心理学。当然,当人们想到人群和大规模紧急情况的常识性假设时,首先想到的是恐慌的概念。我们认为人群会恐慌。当我们思考为什么人们会在这种突发事件中受伤或不幸死亡,比如夜总会火灾或其他体育场灾难,我们倾向于认为他们的死亡是因为他们同时冲向出口,不知怎么的,人群心理控制了我们。我们都变得自私,情绪化,不理性,虽然我们可以正常有序地通过这扇门,因为我们都在疯狂的恐慌中同时冲向它,但我们都无法通过它,因此,这就是杀死我们的原因,好像群体心理是杀死我们的原因。

事实上,证据并不能证明这一点。我们看到的是一个非常非常不同的现象。人们在大规模紧急情况下非常有秩序。他们非常理性。它们很有帮助,我们看到的是一种试图促进集体心理而不是破坏它的情况。在大规模突发事件中,我们不应该把人群视为问题。我们实际上把人群看作一种解决方案。

露易丝:所以真的,我们只需要让人群做他们该做的事,不要惊慌,如果有紧急情况,我们就告诉人们,我们需要把他们救出来。

Clifford:嗯,我认为这是我们需要了解如何处理大规模疏散的一部分,因为我们需要给人们提供实用的信息。我们需要尝试在物理集合中促进集体心理。他们可能没有群体心理,而群体心理的缺失是问题的一部分。在我们有集体认同感的地方,我们倾向于认为自己和周围的人是相似的。我们倾向于提供更多的帮助,我们倾向于合作,我们倾向于更有秩序,更有秩序地进行疏散。如果有人绊倒了,我们更有可能帮助他们起来,并帮助通过特定地点的交通流量。

所有这些都来自于集体认同,但其中最重要的是我们所说的认可。如果你想象一下,你正在工作,听到火警响了,你会怎么做?你会想,“好吧,又来了。又是一次消防演习。”你怎么知道那是消防演习而不是真正的紧急情况?我们所知道的是,人们能否在大规模紧急情况下生存下来的最大预测因素之一是首先认识到这个问题。真的,当我们看到警报响起的情况时,我们倾向于看别人,看他们的反应,一旦我们到了每个人都开始意识到的地步,“等一下。也许这是个问题。也许我们得离开这里。”那就是我们要去的地方。 So, promoting that sense of collective cooperation, that sense of identity creates an environment where we're much more capable of talking to each other, validating the situation, and actually getting to grips with what the nature of the problem is, in order that we can start to respond to it. So that process of collective psychology is incredibly helpful and indeed is the root to what we call in this environment, 'resilience'.

路易丝:太棒了!这正是我们所需要的。非常感谢你,Clifford。以上是人群与冲突管理的Clifford Stott博士。

18:20 -无声演讲:与“闭锁”患者交流

如果你的肌肉都不能动,你怎么交流?这就是患有“闭锁综合症”的人的情况——但一项新的研究可能会解决这个问题。

无声语言:与“闭锁”患者的交流

如果你的肌肉都不能动,你怎么交流?这就是患有“闭锁综合症”的人的情况——但一项新的研究可能会解决这个问题。

FMRI_brain多年来,该领域的科学家一直在研究“脑机接口”,试图将人们的想法转化为语言。在过去,这依赖于脑电图,使用头皮上的电极来检测大脑中的电活动,但是来自荷兰的一个小组现在已经使用功能磁共振成像(fMRI)进行了一项概念验证研究。

在他们的研究中,字母表中的每个字母都被分配了一个“心理任务”——运动想象、心理计算或内心语言。通过改变开始任务前的延迟时间和他们完成心理任务的时间长度,志愿者们可以对26个字母和一个空格进行编码。

通过观察这段时间内大脑的活跃区域,计算机可以选择参与者试图交流的三个最可能的字母——在这个小试验中,它在82%的情况下选择了第一个正确的字母。这使得实验人员可以在一次扫描过程中与志愿者进行实时的双向对话——这是以前的技术无法做到的。

更重要的是,每个新志愿者只需不到15分钟的训练就能让这个程序发挥作用,而且还可以为那些不能自主移动眼睛的人进行调整,使其适用于完全瘫痪的人。这个群体过去一直无法使用基于脑电图的通信系统。

如果这种方法在病人身上(而不是在健康的志愿者身上)被证明是成功的,那么这将使绝大多数闭锁患者有机会与医疗保健专业人员和他们的亲人交流。它还可以使区分闭锁综合症和植物人更容易:使用这个系统的一个简单连贯的答案将确认病人是有意识的。

右冠状动脉远端复杂动脉粥样硬化和管腔狭窄的低倍显微镜照片。被马森三色染色。

22:08 -为什么一次心脏病发作会引发另一次

心脏病发作和中风在已经患有血管疾病的人群中更为常见。

为什么一次心脏病发作会引发另一次心脏病发作

心脏病发作和中风在已经患有血管疾病的人群中更为常见。现在科学家们知道了原因:第一次心脏病发作引起的炎症会加速冠状动脉血栓形成潜在的动脉疾病进程,显著增加后续发作的风险。

先前的研究表明,近五分之一的患者在首次确诊后的一年内再次出现心肌梗死(心脏病发作)。医生们认为这仅仅反映了已经形成的疾病进程的进展。

但本周发表在《科学》杂志上的一项新研究自然哈佛大学科学家Ralph Weissleder和他的同事的一项研究表明,心脏病发作和中风会引发骨髓中产生一种叫做单核细胞的炎症细胞。

研究小组发现,这些细胞会穿透动脉疾病的其他斑块,在那里它们会分泌酶,分解结缔组织,削弱血管壁,使患病区域更容易破裂和堵塞,引发心脏病发作或中风。

研究人员通过对一种缺乏ApoE基因的小鼠进行研究,得出了这一发现,这种基因使它们容易患动脉疾病。研究小组发现,诱导这些动物心脏病发作,导致在接下来的3周内,动物动脉壁上的单核细胞水平激增。

这些细胞最初以未成熟的形式从骨髓中释放出来,以响应交感神经系统的应激信号。在脾脏成熟后,它们通过血液移动到血管壁。

令人鼓舞的是,某些-受体阻滞剂药物可以首先阻止交感神经发出的信号触发骨髓干细胞的释放,从而阻止这一过程。

根据研究人员的说法,“我们的研究表明,患有动脉粥样硬化(动脉疾病)的缺血性并发症的患者经历了一个特别脆弱的疾病阶段,针对先天免疫细胞祖细胞的干预可能会影响长期结果。”

在游泳池里游泳

24:20 -在水下跟踪奥运会游泳运动员

不仅仅是参加2012年伦敦奥运会的运动员感到压力。他们的教练呢?像游泳这样的运动,教练的过程非常……

在水下追踪奥运会游泳运动员
与拉夫堡大学的保罗·康威教授和迈克·凯恩教授合作

不仅仅是参加2012年伦敦奥运会的运动员感到压力。他们的教练呢?对于像游泳这样的运动来说,教练的过程是非常棘手的,因为你必须评估运动员的技术,同时还要考虑到水中的大量积水。但是英国队的游泳运动员最近得到了一些尖端技术的额外帮助,Jane Reck解释道……

简-翻滚转身、跳水、滑翔和划水技术。运动的每一个方面对优秀游泳运动员来说都是至关重要的。对于他们的教练来说,训练运动员进行一项大部分活动都在水中进行的运动显然是一项挑战。然而,英国研究人员开发的无线跟踪系统的先驱已经帮助英国队的一些游泳运动员准备2012年伦敦奥运会。它将现有的传感和运动跟踪技术整合到一个系统中。至关重要的是,研究人员还开发了革命性的技术,使数据能够在水中无线传输。这项研究是在拉夫堡大学进行的,由制造工艺教授保罗·康威领导。

一名游泳运动员正在做自由泳。保罗:这其实是来自英国游泳协会的一个挑战,他们过去曾多次尝试了解他们的游泳运动员是如何表现的,以及他们如何衡量他们的表现。因为游泳池是一个非常具有挑战性的环境——有很多水。人体大部分是水,所以无线追踪非常非常困难。做一些实时测量的事情,比如速度,他们的划水次数,他们如何在水里移动,如何转身,如何开始是非常困难的,因为水很多。就信号噪声和干扰量而言,这是一个嘈杂的环境。

简-迈克·凯恩教授是拉夫堡大学世界领先的体育技术研究所所长。他和保罗·康威一起详细解释了新系统。

迈克:这是一个戴在背部的电子设备小盒子,它发出无线信号,由泳池边的笔记本电脑接收器接收,然后笔记本电脑显示运动员和教练感兴趣的各种测量结果。

保罗:然后在水池的两端,我们有一个压力垫,基本上是贴在墙上的,这是一个很薄的压力垫,面积很大,当你触摸它的时候,你可以测量压力,基本上是力。此外,我们有一些水下高速摄像机,游泳者身上也有一些非常独特的LED标记,这些是他们戴在臀部的防水标记。

迈克:我们的想法是利用科技。像加速度计、陀螺仪、运动跟踪技术这些我们要么是在研究小组内部直接开发出来的,要么是我们在其他地方采用这些技术并将它们整合到一个套件中,以支持游泳运动员和他们的教练。实际上,加速度计可以让你得到速度,速度。当然,你也可以求出加速度,也就是速度变化率,这也很有趣。陀螺仪很重要,因为游泳者在每段长度的末端都要转身,这样,你就可以通过翻滚转身来描述这个位置,然后你就可以分析这个技术。我们开始研究生物力学或运动学,人体运动相对于他们在三维空间中的位置。了解运动员的方向很重要,这样你才能从这些数据中做出一些有意义的分析。

简-该研究所的研究实验室正在进行的创新项目包括开发运动鞋的新材料,以及为球拍量身定制的握把。保罗和迈克说,这项研究的一个重要方面是开发了一种在水下传输无线信号的方法。

Paul -无线技术现在是我们日常生活的一部分,但你会发现绝大多数传输都是通过空气进行的。很少有日常应用需要通过水进行传输,因此通过水进行无线信息传输受到较少关注也就不足为奇了。这真的意味着所有的日常商业协议都不能在那种环境下工作。

迈克:我们优化了传输频率,优化了游泳者身上的天线设计,也优化了泳池边基站的天线设计。游泳者身上和泳池旁边的设备,还有软件,把智能植入其中,这样它就知道发生了什么,如果信号丢失,它就能解释,该怎么做,你怎么解释。建立冗余,所以,我们仍然可以得到数据,如果我们丢失了几秒钟。把它和泳池周围的其他东西放在一起,比如视频、起跑块上的力传感器、泳池两端用来测量转弯的压力垫;把它们放在一个完整的系统里是很独特的。实际上,你可以在高速视频上观看,也可以看到惯性传感器实时显示的情况,因此视频的每一帧都与所有其他传感器同步。这可能是关键的一步,把它整合起来,整合各种传感器模式。

Paul:所以,我们必须真正地发明新的方式来传输数据,在池环境中也能成功。我无法准确描述我们是如何做到这一点的,因为这是一项专利——这是一个创造性的步骤,具有商业价值。如果你把水和空气看作媒介,它们是如此不同,你需要一个完全不同的方法来解决同样的问题。

简:新系统使教练能够更快地给游泳运动员反馈。

保罗:他们会在电脑屏幕上同时看到:视频和从节点传来的数据是同步的。他们也会看到,他们会看到我们从压力垫上得到的数据,以一种可以理解的方式呈现。一个漂亮的彩色地图,当脚接触墙壁时,他们接触墙壁的力度,他们在墙上停留的时间,有些人会把腿弯曲得更长,这样他们在墙上推的时间就更长了。他们也会看到我们从他们背上的节点上得到的一些测量结果。我们可以获取冲程速率,速度,他们转弯的速度,翻滚的速度,几乎是实时的。

除了2012年伦敦奥运会上的游泳比赛,该系统已经被一些行业用于跟踪零部件和工厂,比如潮湿和嘈杂的环境。该项目由工程和物理科学研究委员会支持,其他合作伙伴包括英国游泳、英国体育、伦敦帝国理工学院和伦敦玛丽女王大学。

克里斯:嗯,我们会在一个月左右的时间里发现它是否有任何效果,但这是一个多么美妙的突破啊。Jane Reck报道一种新的无线水下跟踪系统,该系统正在英国队的游泳训练中使用。

一对中心龙在打斗

31:16 -恐龙是温血动物

毫无疑问,新的研究表明恐龙是温血动物。

恐龙是温血动物

毫无疑问,新的研究表明恐龙是温血动物。

古生物学家多年来一直声称
一对恐龙在打架恐龙和它们的现代爬行动物后代一样,都是冷血动物。他们的部分论点源于一种被称为“生长停滞线”(lag)的特征,这种特征在恐龙化石和现代爬行动物身上都有发现,就像树木的年轮一样,可以记录动物骨骼的生长速度。

在现代爬行动物和两栖动物中,这些lag对应于低温时期,如冬季,此时代谢率下降,生长减慢。相反,人们普遍认为,由于哺乳动物是温血动物,因此全年保持较高的代谢率,因此它们不会产生lag。

但是,最近,在恐龙骨骼中描述的lag似乎与现代爬行动物的形式有微妙的不同,并且在一些哺乳动物中也报道了类似lag结构的例子。

“这引发了相反的假设和猜想,”巴塞罗那自治大学的科学家Meike Kohler和她的同事在《科学》杂志的一篇论文中说自然这个星期。“然而,大部分争论源于缺乏对现存恒温动物(现代温血动物)的详细、系统的研究,而这些研究是对已灭绝的脊椎动物进行推断的基础。”

因此,科勒和她的同事们收集了来自非洲和欧洲36个地方的100多种反刍动物的数据,包括骨骼分析、气候记录和代谢活动日志,这些动物从3公斤重的羚羊到一吨重的陆地不等。至关重要的是,这些动物生活在广泛的纬度范围内,这使得研究极端气候对动物骨骼的影响成为可能。

“lag普遍存在于所有气候体系中,从高纬度和寒冷到低纬度和炎热,”该团队报告说。“它们每年在各种体型的反刍动物快速生长的高度血管化的纤维板层骨组织中形成,导致骨组织模式通常在所有恐龙身上都能找到……”

那我们怎么解释呢?答案在于观察动物对气候变化的生理反应。在压力大的时候,当天气非常干燥或寒冷时,动物会通过改变新陈代谢率来补偿,包括降低体温,以保存能量。研究人员表示:“生长抑制是这一策略的一部分。”

现代反刍动物骨骼生长的周期性模式与恐龙一样,这一事实表明,这是一个古老过程的一部分,至今仍在运作。但更有趣的是,它还证明,仅仅因为恐龙的骨头中含有lag,它们并不一定是冷血动物。

这与之前的研究产生了共鸣,这些研究模拟了新陈代谢率和恐龙运动,以证明这一点t .再保险xet al。他们并不都是冷血杀手。杀手,是的。冷血,可能不是。

34:20 -爸爸受损的DNA和龙卷风加热太阳

吸烟的父亲如何冒险将受损的DNA遗传给他们的孩子,磁性龙卷风如何使太阳表面升温,南方古猿Sediba的惊人饮食……

爸爸受损的DNA和龙卷风加热太阳
与布拉德福德大学的黛安·安德森合作;奥斯陆大学的Sven Wedemeyer-Bohm;阿曼达·亨利,马克斯·普朗克进化人类学研究所

吸烟消除突变

在孩子怀孕期间吸烟的父亲有可能将受损的DNA遗传给他们的后代受精的孩子。

使用生物标记来测量受孕时父亲血液和精液中的DNA断裂,以及出生时母亲和脐带血中的DNA断裂,并考虑到可能损害DNA的环境因素,如吸烟,
布拉德福德大学的黛安·安德森说发现吸烟者精子中受损的DNA与其新生儿之间存在关联。

戴安娜——禁烟运动的目标是孕妇,但计划生育的夫妇和公共卫生政策制定者需要知道,父亲必须在怀孕前戒烟,以免危及婴儿的健康。它从受孕时就开始了。如果他们停止吸烟,等待三个月,因为这是精子发育所需的时间,然后再尝试怀孕,那么精子受损的几率就会大大降低。

受损DNA的遗传可能导致癌症等儿童疾病的发展。

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用磁力加热太阳的大气层

太阳表面的磁性龙卷风将热量输送到大气中,帮助创造了外层大气中更热的温度,也就是日冕。

奥斯陆大学的Sven Wedemeyer-Bohm发现了类似超级龙卷风的旋转磁结构,从太阳表面延伸到2000公里外的日冕。他的团队在杂志上展示了3D数值模型
自然这些漩涡将热量从地表转移出去并传递达到高温所需的能量,其原因直到现在才为人所知。

Sven -我们目前估计至少有11000个这样的太阳在任何时候都将能量从太阳表面输送到上层。当我们想要解决所谓的日冕加热问题时,这是非常重要的。太阳外层的温度超过100万度或更高,这意味着我们需要将一些能量从太阳表面传输到这些外层,但这是如何发生的还不清楚。而这些旋涡龙卷风提供了一种很有希望的方法。

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南方古猿源泉种像Sediba一样吃东西

最后是早期人类物种南方古猿源泉种据《科学》杂志发表的一篇文章称,这种生活在200万年前的动物以树叶、水果和树皮为食
自然。

德国马克斯·普朗克进化人类学研究所的阿曼达·亨利(Amanda Henry)通过分析两具早期人类骨骼的牙釉质中的碳同位素、牙齿磨损和划痕的模式以及牙菌斑中的植物残留物,发现他们的饮食主要由树皮和木质组织组成,与当时的其他非洲古人类有很大不同。

阿曼达:这个物种生活在一个非常开放的环境中,像大草原一样的草原,但它们吃的食物来自大环境中非常小的森林斑块。其他原始人通常专注于草原资源——他们非常专注于那些类似热带稀树草原的开放环境。所以现在,我们有了第一个证据表明确实有更多的变异。这些物种迁移到新的地区,尝试新的事物。

黄尾大黄蜂(Bombus terrestris)参观环球蓟。佩妮·费斯著。

37:46 -传粉者的力量-地球在线

在离雷丁不远的伯克郡的一个农场里,你会发现一个看起来很不寻常的露营地。在这里,特殊的“帐篷”可以完美地控制植物和传粉者,以帮助……

传粉者的力量-行星地球在线
与雷丁大学Simon Potts教授和Duncan Costan教授合作

克里斯-在伯克郡的一个农场里,离雷丁不远,你会发现一个看起来很不寻常的露营地。大约有40个结构,大约4平方米,但用白色纱布代替帆布。在这些“传粉者飞行笼”里是农作物和嗡嗡作响的蜜蜂。

“地球脉动”播客的主持人苏·纳尔逊前往实验农场会见了西蒙·波茨——雷丁大学生物多样性和生态系统服务教授,同时也是食品安全中心的副主任。

西蒙:嗯,我们这里有一组试验性的笼子,我们可以控制笼子里的传粉媒介的种类,然后我们可以把不同的植物放在笼子里,它们可以是野花,也可以是农作物,我们可以测试不同的传粉媒介对授粉成功的影响。

苏:什么类型的传粉者,严格来说是蜜蜂吗?

西蒙:嗯,有很多不同的昆虫授粉,但蜜蜂可能是最重要的,当然在欧洲。我们这里有大多数人都知道的蜜蜂,但我们也有管理大黄蜂,我们也有一些独居蜜蜂。其中一种特殊的蜜蜂叫做石匠蜂,因为它们在小管子里筑巢,我们也有一些食蚜蝇。

苏-邓肯·科斯坦和我们在一起,他是这所大学的研究技术人员。你能解释一下我们的作物种类吗?我想我能模糊地认出其中一种花,可能是蚕豆?

邓肯:嗯,这是一颗豆豆。

苏:这就是为什么它比蚕豆高这么多!

大黄蜂-地面炸弹邓肯:是的,它们经常被用作牛饲料,但我们在这里使用它们是因为我们可以用它们作为不同传粉者物种的一个很好的指标。所以,我们把它们放在单独的花盆里,这样我们就可以把单独的植物移到不同的传粉媒介中,然后我们可以把它们放在另一个笼子里,让它们远离所有的传粉媒介,这样我们就知道唯一授粉的东西就是我们让它接触的物种。

苏:那么,我们就在这里漫步吧,因为你那里有菜豆,我说过,这对我来说是新的。然后在它旁边的那朵,很容易辨认,那朵黄色的花……

邓肯:是的,在这个笼子里和我们很多其他的笼子里装满了油菜,这是我们在作物项目中使用的另一种主要作物。

苏-西蒙,去年你发现野生大黄蜂在作物授粉中扮演的角色比以前想象的要重要得多。

西蒙-我想说非常广泛持有的信念是,蜜蜂基本上大部分农作物授粉的在英国实际上这是真的在70年代和80年代,但从那时起,我们已经真正灾难性的下滑蜂巢的数量和事实证明,目前只有大约10 - 15%的工作实际上是由蜜蜂,所以我们的真正的英雄作物授粉是这些野蜂。英国有267种蜜蜂,包括一些大黄蜂、独居蜜蜂和其他小型蜜蜂。因此,如果我们想要可持续地种植食物并确保我们有良好的授粉,这一点非常重要,我们需要知道是谁在做这项工作,如果是野生蜜蜂在做这项工作,那么我们真的需要考虑如何管理景观来帮助它们。

苏:那么我们知道谁在作物授粉方面做了大部分的工作吗?

西蒙-我们快到了!

苏-所以我们还是不知道。

西蒙:太神奇了。人们知道授粉已经有几十年了,但实际上这个最基本的问题是,到底是谁在授粉,我们并不知道所有的作物都是这样。我们才刚刚开始理清头绪。所以这通常是一种组合,拥有多样化的传粉者真的很好,因为这提供了保险。例如,大黄蜂在寒冷的天气里非常擅长,它们可以在那种温度下飞行。但是当天气真的很热的时候,它们不太喜欢这样,也许更多的独居蜜蜂会进来授粉。因此,随着气候变化和环境变化,一个大问题是我们如何管理景观,以确保我们有合适的传粉者,不仅仅是一个,而是一整套,这样我们就能一直有良好的传粉。

苏:这就是为什么在我们的小蜜蜂飞行笼营地有这些可控条件的部分原因,这样你就知道你有什么作物,就像邓肯说的,你知道你有什么传粉者,然后你看混合物,看看哪一个效果最好。

Simon:是的,那么,第一个问题是他们自己做得怎么样?第二个问题是;如果我们把它们加在一起,我们真的能从不同的传粉媒介组合中获得更大的好处吗?我们最后要做的是通过实地考察,实地考察农场,观察究竟是什么拜访了这些花,来验证这一点。不是每一朵花都是传粉者,所以有一些非常狡猾的大黄蜂,它们会去花上,但如果你仔细观察,它们会去底部,掐一个洞,实际上它们是花蜜强盗;它们对菜豆什么也不做,它们只是把花蜜带走。所以我们必须了解它们的个体行为,以及哪些物种在那里。

苏:最近发表的研究怎么样?有两篇论文引用了新型烟碱类杀虫剂及其对野生蜜蜂的极端负面影响。

Simon:我认为这些研究非常重要,因为我们现在开始看到的不仅仅是杀虫剂的直接致命影响,还有这些亚致命影响,这些影响可能是它们繁殖能力的改变,或者是蜜蜂觅食方式和归巢行为的改变。我认为这是一个非常明确的警告,我们知道的还不够多,实际上,随着我们越来越多地观察,我们发现了这些负面影响,我们应该更仔细地考虑我们使用的农药的种类和使用方式……

国王十字车站大厅

43:05 -数学设计来移动人们

数学建模如何使建筑变得更好?Meera Senthilingham参观了新翻新的伦敦国王十字火车站,以满足史蒂文·毕晓普,动力学教授…

用数学设计来移动人们
Steven Bishop教授,伦敦大学学院

由于奥运会期间会有成千上万的人参观奥林匹克公园,而且他们都是在同一时间参观的,因此场地内的场馆需要能够安全有效地容纳大量人群。拥堵的风险相当高,这可能会给那些不得不排队的人带来痛苦和不适。

但是现在,科学家们正在使用数学模型来可视化人群在特定空间中的移动情况,以便预测可能出现问题的地方,这意味着建筑师可以在设计离开绘图板之前克服这些问题。这项新技术现在被广泛应用于公共空间,包括最近翻新的伦敦国王十字车站。

米拉·森蒂林汉姆(Meera Senthilingham)前往车站会见了伦敦大学学院动力学教授史蒂文·毕晓普(Steven Bishop),以了解这些模型是如何让人群保持移动的。

Meera -我们现在在伦敦国王十字车站,今年三月早些时候,一个新的大厅开放了。该站每年为超过1400万人次提供服务,每天近11万人。因此,在设计这样一个车站时,需要考虑人群的运动和心理以及他们如何移动。史蒂夫,这就是你所关注的,当人们在这样的空间中移动时的数学模型。

Steve -是的,模拟主要结构中的人群运动是很重要的国王十字车站人群控制当今大型结构的所有设计方面。这幅画非常壮观。它的内部看起来非常像体育场,当然,在设计过程中必须做很多建模。

米拉:那么,你是如何用数学方法来模拟人和人的运动的呢?考虑了什么因素?

史蒂夫:嗯,实际上有三个因素:一个是个人本身,第二个是作为对象的人群运动,但也有他们运动的环境。所以,这三个方面都需要发挥作用。

米拉:你是怎么做的,看看这些因素是如何结合在一起,让成千上万的人每天通过这样一个车站的?

Steve:首先,对流动的理解,比如流体的流动,对于概述正在发生的事情非常有用,对于理解这些流动是如何在一个物体中,在一个空间中运动的。但思考个体的行为也很重要,因为我们不是机器人,我们并不总是随波逐流。我们经常逆势而行,所以我们必须理解个人的行为,这有时是非理性的。

Meera -你认为模型与设计相结合的主要方式是什么,以使空间“人群友好”?

史蒂夫:重要的是,有了数学,你可以在电脑上做模型,这样你就可以在电脑上做实验在网上,为您省去了建造结构并在之后发现问题的麻烦。我们的想法是,你可以在电脑上快速运行不同的场景,这样我们就能真正理解形式和功能是如何相互联系的。

米拉:让我们以国王十字车站为例。你能看到我们周围有哪些东西被用来模拟人们的活动?就在我们下面,每分钟至少有数百人经过,而且没有拥堵,一切都很自由……

史蒂夫:这是一件很吸引人的事情,尤其是当你看着它并加快速度的时候。当然,柱子支撑屋顶的位置对整个建筑来说是非常重要的,尤其是,它们与出口和入口的位置。

米拉:但是这里的天花板很高,光线也很好,总的来说环境很宜人。这对人群很重要吗?

史蒂夫:当然,这在美学上是令人愉悦的,但如果人们能看到灯光,并且在他们的上方和周围都有空间,人们会感到更快乐。所以他们学到了很多教训。别忘了离这里不到100码的地方也发生过火灾,1987年国王十字车站的地下火灾是一场重大灾难,所以我们从中吸取了一些教训。

Meera:这涉及到一个事实,即过去发生过许多涉及大量人群的失败事件。在涉及大量人员的紧急情况下,我们需要知道什么?

史蒂夫:所以当我们回顾过去的失败时,我们经常会发现有很多因素在起作用。不只是一个单一的实体。首先,当一大群人聚在一起时,他们的心流通常会有停顿。所以当他们停下来的时候,他们开始恐慌,担心发生了什么。如果流入和流出同时出现,或者交叉流动,那就真的有问题了。更重要的是,在新建筑里,你不知道自己在哪里,也不知道出口在哪里。所以这是让人们真正了解其他出路的关键因素。这就是培训新员工的有用之处。

Meera -这是一种让人们知道该去哪里的额外信息吗?

史蒂夫-信息和监控。首先,这里的国王十字车站受到的监控可能比世界上任何一个车站都要多,其次,信息可以通过广播传递给人们,我们几乎每隔几分钟就能听到广播。因此,获得的信息和发布的信息在压力下是非常重要的。

Meera:人们喜欢知道发生了什么,这是否与人类的心理和行为有关?

史蒂夫:确实如此,这就是像我这样的数学家必须和心理学家合作的地方。每个人都是不同的,所以了解人们的行为是非常重要的。我们也可以从研究其他动物中学到很多东西,但人类有这种特殊的东西,他们有真正的选择。他们可以更快地做出决定,所以我们真的需要了解这些才能得到正确的结果。

米拉:那建筑的实际设计呢?你还能在这里看到什么可能会被认为是保持人群移动的?例如,这里有一个单向系统。这有很大的不同吗?

史蒂夫:这是一个巨大的不同。到达和离开分开会造成很大的不同,特别是对于到达的人来说,你有很多人在等着见其他人,所以这些是非常固定的物体,这可能会产生问题。

米拉:你怎么解释可能发生的不同类型的灾难?像这样的车站可能会发生火灾或者炸弹恐慌。这些都需要不同的思考吗?

史蒂夫:是的,这些,实际上还有更多。甚至有人晕倒或者打架。人们必须坐下来,跳出固有思维框框思考可能出错的地方,然后我们努力防止失败。一旦我们知道它们可能是什么,我们就可以针对它进行设计。

米拉:那实际建筑的背景和用途呢?这是一个很大的车站,每天都有人经过,但对于像奥运会这样的体育场来说,人们将是固定的,只在特定的时间移动。

史蒂夫:是的,这在体育场里是非常关键的,因为尽管人们可能会有点错开,但他们几乎都是同时离开的。重要的是要记住,如果每个人都在终场哨声响起时同时离开,那么出口需要足够大才能解释这一点。你还必须有标志,确保人们不会在门外立即停下来,这是另一件重要的事情。我们经常在火灾疏散中看到这种情况;人们会立即站在门外,堵住其他人的出口。

米拉-所以它让人们再次移动。

史蒂夫:总是这样。如果人们在搬家,他们通常会很开心。当他们是文具的时候,他们往往会变得有点急躁。

Meera:总而言之,你认为我们今天在使用这些模型和为大量人群设计建筑方面处于什么位置?

史蒂夫:米拉,我们现在的处境肯定要好得多,因为我们有经验,有技术,可以预测在某些情况下可能发生的事情。所以,我们对人们的行为有了一个了解,再加上信息技术和明亮的区域设计。最重要的是,我们可以从数学建模中添加场景设置,以帮助我们真正了解整个情况。所以我们正在理解这一切是如何结合在一起的。

以上是来自伦敦大学学院的Steven Bishop对Meera Senthilingham的采访,内容是通过模拟人群的移动来帮助今夏的奥运会保持人群的流动。

我们能用虚拟世界来研究人群吗?

克利福:当然。Steven Bishop讲了群体行为的数学模型。这是研究人群的一个大产业,观察人群流动等等,但我认为有必要开始以更复杂的方式思考我们模仿人群环境的方式。

确实有人在做这方面的工作。例如,约翰·德鲁里做了一些非常好的工作,着眼于创建模拟,练习,或实验地铁站的人群,并将人们置于我们所谓的虚拟环境中。圣安德鲁斯大学的Steve Reicher也有一个我们称之为浸入式的实验室,每一边都有屏幕,你把一个人放进去复制人群的环境。但是我们所拥有的能够模拟人群行为和模仿人群以及他们将要做的事情的计算机的程度非常非常有限。

部分原因是,用来支撑这些公式的数学模型并没有真正考虑到我们在过去几十年里发展起来的集体心理。

克里斯-克里斯在挥手。你是说魔兽世界吗,克里斯?

Chris W. -当然,这与健康保护局对奥运会的反应无关,但从我在德国的时候起,我的同事Florian Burkhardt(他仍然在那里)在《魔兽世界》中指出,他们在这个庞大的网络世界的一小部分引入了一种感染。

克里斯:那真的是一种电脑病毒,不是吗?

克里斯·w -是的。当时的想法是,它只应该停留在这个特定的地方,但由于人们可以从一个比特传送到另一个比特,它很快就传播到了世界其他地方。我的理解是,我认为他们必须重置整个游戏,因为它传播得太广了!但更实际的是,当然,HPA已经做了很多关于大人群和传染病的模型。这些都为应对流感大流行的措施提供了很多信息。是否值得关闭学校,是否值得关闭机场,诸如此类。

我们为什么不隔离人们?

Chris W. -这是个有趣的问题。我们应该解释隔离和隔离之间的区别,现在很少对人类进行隔离。偶尔,如果有人得了一些不需要传染给其他人的严重疾病,比如病毒性或出血热,我们会把他们隔离起来,通过洗手和隔离护理等措施确保没有人能传染上他们所感染的疾病。隔离是一件更广泛的事情,因为你在等着看某人是否真的会生病。所以,如果有10个人接触到麻疹患者,你可以把所有这些人隔离开来——尽管他们很好——远离其他人。但你可以想象,这种情况会迅速增加,你将不得不隔离非常多的人。总的来说,我们发现旅行限制对控制传染病并没有多大帮助。马是另一回事;我不会对兽医问题发表评论,但这肯定比很多东西都贵!

克里斯-但是隔离的起源很有趣,不是吗?这不是威尼斯人想出来的吗?最初,他们用了20天,然后变成了40天。因此得名“隔离”。这是他们阻止人们下船的时间,他们推断如果他们要得到什么,会在20天内得到,或者随后的40天。

Chris W. -你知道,这将涵盖大多数常见疾病的潜伏期。这就涵盖了你可能会担心的大部分感染。

冰块

54:53 -冰真的能消肿加速愈合吗?

冰在很多医疗环境中都有应用——受伤后、手术后、缓解隐隐的疼痛——但有什么证据表明它有任何好处呢?我们只是出于习惯才用冰吗?

冰真的能消肿加速愈合吗?

我们向英国体育学院的生理学家乔纳森·里德博士提出了这个问题。

乔纳森-软组织损伤,如挫伤、拉伤和扭伤是人类多次活动中经常发生的,冰敷通常是PRICE原则的一部分,即保护、休息、冰敷、压缩和抬高。冰敷通常在损伤后立即应用,以减少组织代谢,从而限制继发性缺氧损伤,减轻水肿和肌肉损伤的程度。虽然这是可信的科学原理,但在这个阶段很少有经验证据支持冰的使用。

汉娜:冰可以冷却受伤的组织,降低其新陈代谢,这可以减少肿胀组织缺氧的机会,从而进一步受损。还有别的事吗?

乔纳森:冰敷的第二个常见用途是在康复阶段,主要是由于冰敷的止痛特性。冰敷镇痛的效果主要是由于神经传导速度的降低,这是有据可查的,并有合理的证据基础支持。

虽然冰敷可以减轻与软组织损伤相关的疼痛症状,但很少有证据表明冰敷可以提高损伤康复的恢复率。它可能会减轻你在恢复过程中的酸痛。

相反,可能有越来越多的证据表明,试图通过冰敷来减少炎症反应实际上可能是有害的,因为炎症是修复过程的关键部分。

总之,由于证实冰敷的镇痛特性,它确实在急性软组织治疗中占有一席之地,但由于缺乏高质量研究的证据,最佳方案尚不清楚。

汉娜:冰被认为对止痛很有用,它通过降低神经细胞发送电信号的速度来止痛。用冰来降低组织温度也可以减缓炎症因子的产生速度。这将包括一些有害的促炎代谢物,这些代谢物会使神经末梢对疼痛敏感。所以减少炎症也会减少疼痛。但这样做的缺点是,冰也可能会减慢你身体的免疫系统,从而阻止你的身体自我修复。

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