本周，我们将迎来西澳大利亚州珀斯的最后一场演出。克里斯·史密斯和维多利亚·吉尔将带您了解迷彩潜水服如何保护冲浪者免受鲨鱼攻击，了解肌肉萎缩症治疗的新进展，了解海绵如何用于修复骨折，以及细胞在死亡前产生的化学物质是否能帮助我们逆转中风造成的损害。在新闻中，为什么金钱能使世界运转，彗星将在11月照亮天空，环保的军用照明弹可能导致更清晰的烟花表演，以及科学家制造出世界上最精确的时钟。
在这一集里
为什么钱能使世界运转?
我们只要看看最近金融危机的影响就知道了
有钱使鬼推磨。但Gabriele Camera和她的同事本周在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表了一篇文章，探讨了为什么金钱对现代社会的运作至关重要。
现代社会让我们与成千上万的陌生人互动和合作，而我们的祖先非常依赖于与一小群人合作，这些人都是你熟悉和信任的亲密伙伴。研究人员感兴趣的是，金钱是否在促进我们与陌生人的合作中发挥了作用。
首先，参与者参加了一项对照任务。与匿名的陌生人配对，每个人被随机分配为生产者或消费者的角色。生产者可以选择与消费者分享他们的一些商品(消费者会因交易而获得奖励)，假设当角色互换时，其他人在未来也会乐意这样做。研究人员发现，随着群体规模的扩大，合作减少了。当只有两个人在一个小组时，70%的会议结果是合作，但在32人的小组中，只有28.5%的会议中人们愿意放弃他们的物品，相信未来会有回报。因此，我们可以看到，在像我们今天这样不熟悉的大型社会中，合作会很低，但金钱有助于改变这种状况吗?
接下来，研究人员在这个场景中引入了代币。它们纯粹是象征性的，既不能兑换商品，也不能兑换现实生活中的钱。现在，当两个人相遇时，他们可以选择放弃自己的物品，什么也不做，或者要求用代币交换他们的物品。当两对决策都匹配时，交易就发生了。研究小组发现，代币的引入，即使它们只是象征性的，也增加了愿意在大群体中合作的人数。在32人的小组中，合作从控制测试中的28.5%增加到51.7%。
这些结果表明，金钱是一种进化稳定的方式，可以让一大群陌生人合作，就像我们今天所拥有的现代社会一样，因此在现代社会的运作中起着关键作用。然而，它也有缺点。当代币被引入后，尽管合作稳定了下来，但没有人愿意再把自己的商品作为礼物赠送了。
彗星和猫有什么相似之处?
与皇家天文学会的罗伯特·梅西合作
今年早些时候，天文学家预测一颗非常明亮的
这颗彗星将在11月和12月的夜空中可见。但在过去的几个月里，它并没有像一些人希望的那样明亮。现在很多人都怀疑它到底有多壮观。但为什么彗星如此不可预测呢?为了找到答案，多米尼克·福特采访了皇家天文学会的罗伯特·梅西
罗伯特:这很有争议。我们在年底期待的天体，我想现在仍然是彗星ISON。它是由俄罗斯的机器人望远镜网络发现的，并以此命名，尽管公平地说，实际上也有一些科学家可能需要为此而受到赞扬。但是这个物体被认为，因为它离太阳很近，而且在离太阳很远的地方非常非常活跃，假设是，当它接近太阳系内部时，它会变得非常明亮，当然一旦它经过太阳，就会再次飞向太空。
现在，有一些争论是关于这是否还可能发生，因为彗星上的活动水平没有达到预期。这对彗星来说没什么不寻常的。通常，它们在远离太阳系的时候会很活跃特别是如果它们以前没有进入过太阳系，ISON似乎就是这种情况，然后活动会减弱一点，这似乎正在发生。所以，它可能不是人们所期望的对象，这些东西总是有被炒作的不幸倾向。但也就是说，它仍然可以是一颗相当不错的彗星。今年晚些时候，特别是在北半球，肉眼仍然可以看到它。所以，我们在英国可能会在一年中的最后几周看到它。但我们只能等着瞧了。这就是彗星有点像猫的原因之一。描述是，它们有尾巴，它们想做什么就做什么。
多米尼克-这能告诉我们物体的结构吗?
罗伯特:理解它们的活动的困难在于它们可以有各种各样的材料。我的意思是，它们里面有冰，大部分是冰冻的水和其他气体。但是当它们靠近太阳时，这些物质就会被加热，直接从冰变成气体因为物质变成液体需要一定的大气压力，所以它不会经历那个阶段。现在，真正的决定因素是，它暴露了多少。如果彗星有很厚的岩石外壳或碎片外壳或尘埃外壳那么太阳的热量就很难到达内部，而且物质出来的出口也更少。如果它更薄，就会有更多的材料出来。所以可能，这些因素，水冰的确切比例以及所有这些因素决定了彗星的活跃程度。
多米尼克:我记得，当伊森彗星在11月最接近太阳的时候，它实际上会非常接近太阳，那将是一个非常极端的环境，那些冰将会暴露在那里。
罗伯特:嗯，伊森将会到达距离太阳表面110万公里以内的地方。考虑到太阳的直径是130万公里，这确实是一个非常接近的方法。现在，关于将会发生什么又有很多争论，因为有另一个物体，洛夫乔伊彗星几年前也有过类似的接近，结果证明它相当强劲。它实际上来的很好。
苏格兰皇家天文学家约翰·布朗在同一时间发表了一篇论文他指出，你必须考虑到，尽管这是一个很热的环境，很明显离太阳很近，在那一点上，太阳大气层没有太多的阻碍，所以物体可以穿过它。那些直接撞到太阳表面的，显然会被摧毁，但更远的地方，就很难判断了。所以，我认为它能否存活下来还有待观察。如果它真的幸存下来，它可能会是一颗非常好的彗星，我们只是不知道。
快速火力科学:核能
本周，曾担任法国和德国政府顾问的核专家施耐德(Mycle Schneider)表示，他对福岛核反应堆储罐泄漏的受污染冷却水深感担忧。
通过将小原子结合或融合成更大的原子，或者通过分裂像铀这样的大原子，可以释放出大量的能量。
在核反应堆中，铀235和钚239等原子受到中子的轰击，导致它们分裂成两部分，这一过程被称为裂变。
当原子发生裂变时，它们通常会释放出更多的中子，这些中子可以继续撞击另一个原子，从而产生连锁反应。
一公斤铀在核反应中通过裂变释放的能量比一万吨煤、天然气或石油释放的能量还要多，而且都不会释放任何温室气体。
在核弹中，几公斤铀或钚的所有能量在一微秒内释放出来，产生巨大的破坏性能量爆炸。
第一次有控制的核能释放是在1942年建造的一个反应堆里，这个反应堆位于芝加哥大学美式足球场的看台下面。但它不是在发电，而是在生产制造美国第二枚核弹所需的钚。
第一座商业核电站是坎布里亚郡的考尔德霍尔核电站。它建于1956年，发电量为60兆瓦。
不幸的是，许多裂变后留下的原子是不稳定的，可以在几天或几年内以高能粒子和伽马射线(即辐射)的形式释放出一些剩余的能量。
-这种辐射可以破坏细胞中的DNA，从而导致癌症，或者在非常大的剂量辐射疾病。
-平均而言，你每年暴露在辐射中的不到三分之一是由于核弹和核能。三分之一到一半的暴露是由于医疗程序，如x射线，其余的是由于自然辐射。
如今，英国19%的电力来自核电，4.6%来自可再生能源，随着老电厂的退役，这一比例正在下降。
英国建造的最后一座核电站是1995年完工的Sizewell B核电站。
格陵兰冰盖何时会融化?
与布里斯托尔大学的安东尼·佩恩合作
格陵兰岛拥有世界上一些最大的冰盖，如果这些冰盖融化，它们可能会导致全球海平面上升几米。对于包括剑桥在内的世界低洼地区来说，这可能是个非常坏的消息……
那么，这些冰盖融化需要全球气温上升多少呢?来自布里斯托尔大学的安东尼·佩恩(Anthony Payne)建立了计算模拟来寻找答案，他在本月的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了这一研究结果。
安东尼-格陵兰岛是世界上淡水的主要来源之一，也是未来海平面上升的第二大潜在因素，可能会导致海平面上升7到8米。这就是为什么很多研究都集中在了解过去十年格陵兰岛发生了什么。
多米尼克:你已经研究了融化发生的两种机制，一种是融化本身，另一种是冰的滑动。你如何区分这两种影响?
安东尼:我们做了两组不同的实验。第一，只研究融化本身的影响。我们结合了最近气候模型的结果，研究了格陵兰岛的气温是如何变暖的，以及这将如何影响格陵兰岛的冰融化量。然后在第二组实验中，我们允许额外的融水与冰盖的流动相互作用，我们的想法是，如果周围有更多的融水，那么冰盖的流动可能会得到润滑，因此，冰盖会流动得更快。
多米尼克:那你是怎么做这些实验的呢?
安东尼:嗯，实验是用超级计算机上运行的冰盖模型进行的，通常需要2到3天的时间来运行。你给模型信息，关于冰盖的几何形状，那里有多少冰，或者在格陵兰岛的位置，你给未来气候的信息，格陵兰岛会变暖多少，格陵兰岛会融化多少，格陵兰岛的降雪量会改变多少。我们工作中最重要的部分是建立一个数学关系，来描述融化水的增加如何影响润滑，从而影响冰盖的流动。
多米尼克:我想润滑一定是一个很难建模的东西，因为一定有各种各样的因素影响冰的稳定性。
安东尼:我们所做的是走捷径，使用经验现场数据来参数化影响，这意味着我们将影响视为一个黑盒子，我们使用现场数据来说明，“有这么多的输入，即融化水。这就是我们观察到的结果。”特别是，我们使用的是关于冰盖流动的季节性加速的信息。所以，他们使用分散在冰原上的GPS接收器，记录冰流的速度，然后你可以查看这些记录仪的记录，它们会显示冰流在夏天加速，或者最有可能的是早春，然后在冬天减慢。因此，我们假设冬季流动是没有润滑的而夏季流动是润滑的。所以，如果我们看一下这两者的比例，我们就知道融水效应有多重要了。
多米尼克:你是否将这些模型与你的地面观测数据进行了比较?
安东尼:所以，我们试图验证的是将冰流的观测结果与模型预测的结果进行比较。总的来说，他们做得相当不错。
多米尼克:很明显，你也非常依赖这些未来气候模型来了解未来的融化过程。你从哪知道的?
安东尼:在我们的研究中，我们与时代大学的Zavio Satweis合作，他研究格陵兰岛的区域气候模型。但我认为重要的是，当你将他的模型与其他用来预测格陵兰岛将发生什么的模型进行比较时，他的模型几乎处于中间位置。我们得到的结果是如此有力，以至于我们认为我们可以使用任何气候模型得到类似的结果。
多米尼克:通常，关于气候变化的这些问题，你会发现自己处于我们所说的非常非线性的过程中突然间，一个过程达到了某个临界点，然后开始起飞。你怎么知道随着气候的变化，我们不会进入一个你的模型没有涵盖的非常不同的制度?
安东尼:建模并不是为了预测未来。它的目的是评估是否一组特定的影响，那些与基础润滑有关的融化水的可用性是重要的。所以，虽然这个系统中可能有很多其他的阈值我们目前还没有意识到，或者不是我们所写的论文的主题，但我们正在了解是什么影响了这种特殊的影响，以及这种特殊的影响是否重要。
多米尼克-结论是什么?我们预计这会导致什么样的海平面上升?
安东尼:我们发现，与这种特殊影响相关的海平面上升很少。我们的大致数字是到2200年大约上升8毫米，与下个世纪海平面上升的其他来源相比，这是相当小的。
军用绿色照明弹
关于绿色信号弹的讨论可能会让人想起颜色，但军队
也关心他们的烟火环保证书。来自美国陆军皮卡廷尼兵工厂的杰西·萨巴蒂尼解释说:“你可能认为军事和环保是不相容的，但事实确实如此。”
随着对土壤和地下水污染的监管越来越严格，在军事靶场进行简单的训练可能会产生广泛的影响。萨巴蒂尼和他的同事贾里德·莫雷蒂正在努力使军事工具更加环保，在他们最近的工作中，他们用廉价且广泛使用的5-氨基四唑(5-AT)取代了照明弹中的高氯酸盐。Sabatini强调，目标是匹配正在使用的配方的性能，而不仅仅是满足最低要求。
高氯酸盐被广泛用作炸药和烟火的氧化剂，因为它们很稳定，但在燃烧时能提供大量的氧气。由于高氯酸盐被广泛使用且易于制造，所以它们也很便宜。然而，人们对高氯酸盐对人类健康的影响越来越关注，美国现在对饮用水中高氯酸盐的允许含量有严格的限制(联邦政府规定的上限为十亿分之十五，尽管一些州的限制甚至更低)。这导致一些军事靶场关闭进行清理，部队无法在战斗中使用照明弹进行广泛训练。
萨巴蒂尼已经提出了一个解决方案，或者说是两个，即用高氯酸盐代替高氮盐，分别用于红色和绿色耀斑。这证明了烟火可以用高氮化合物代替高氯酸盐，而高氯酸盐已经在推进剂和炸药研究中得到了证实。但是，萨巴蒂尼说，使用这种专门的化合物有很多缺点。“你有一个很大的成本问题，因为，首先，你必须进行两种不同的合成，而它们都不是市售的。“这显然增加了成本，”他解释说，并补充说，合格的成分和新的配方也增加了成本。
精力充沛的穿孔
因此，萨巴蒂尼和他的同事莫雷蒂合作，寻找一种更便宜的替代品，但仍然富含氮。富氮化合物不像高氯酸盐那样释放大量氧气，而是在分解释放氮气时释放大量能量。这种充满活力的冲击可以启动燃烧。
在尝试了各种看起来可能起作用的化合物之后，这对夫妇选定了小分子5-AT，这种化合物用于炸药、安全气囊和制药工业。这个巨大的市场意味着这种化合物比萨巴蒂尼的金属盐便宜得多。通过调整配方，萨巴蒂尼和莫雷蒂用5-AT制造了不含高氯酸盐的照明弹，其性能与目前使用的两种照明弹——红色的M126 A1和绿色的M192——相当。
德国慕尼黑大学(University of Munich)的托马斯Klapötke也在研究高能材料，他说:“萨巴蒂尼的工作总是给我留下深刻印象。”“这不仅在科学上是合理的，而且他也有正确的感觉使其适用。”如果价格上涨，用毒性较低的东西替代高氯酸盐就没有意义了。
当然，从实验室的成功到看到新配方取代旧配方还有很长的路要走。在新耀斑准备投入使用之前，还需要进行大量的测试。
但是，如果新配方在测试中效果良好，那么还有许多其他的烟火也可以重新配制以去除高氯酸盐，包括产生噪音的烟火和烟花。Klapötke补充说，对于这些应用，可能会有意想不到的好处- 5-AT产生清澈的氮气而不是烟雾。“如果你在篝火之夜出去看烟花，通常都是烟雾缭绕。如果你生产大量的N2你可以增加烟花的可见度。”这还有很长的路要走，但也许公众和军队都会从这种新方法中受益。
世界上最精确的时钟
美国国家标准与技术研究所的研究人员制造了有史以来最精确的时钟，精确到100亿年一秒……
这种原子钟的工作原理是精确监测镱原子自然振动的频率，从而产生具有特殊频率和颜色的光波。
使任何时钟尽可能精确的关键是建立一个系统，使其以尽可能稳定的频率滴答或振动。在钟摆中，钟的各部分之间以及钟摆周围的空气之间的摩擦会干扰钟摆的稳定摆动，使钟摆无法预测地摆动。
另一方面，原子钟比具有较大摆动机构的钟能够达到更好的精度，因为它更容易将单个原子置于非常受控的实验室环境中，远离外部干扰影响。
然而，困难在于原子产生的电磁振动频率通常为每秒数十亿甚至数百万次。计算这些周期来记录时间需要一些世界上最快的电子设备。虽然人们知道镱原子非常稳定，但由于它们产生的光频率很高，所以直到现在还不可能在原子钟中使用它们。
使用这样的时间标准，科学家们可以非常精确地测量过程需要多长时间。例如，地球每24小时绕地轴自转一次，这就是白天和黑夜的由来。但陆地和冰盖的移动会引发地球自转的微小变化，这种变化只能用世界上最好的时钟来测量，但它可以告诉我们地球的结构。
物理学家想要测试爱因斯坦的相对论，该理论预测时钟在高速运动时应该运行缓慢，但这种影响是如此微小，以至于只能用非常好的时钟来测量。
伪装潜水服
与西澳大利亚大学内森·哈特教授合作
去年在西部的珀斯附近发生了8起鲨鱼袭击事件
澳大利亚，几乎是过去十年年平均水平的两倍。其中7起是由臭名昭著的大白鲨袭击的。
现在，来自西澳大利亚大学的一组研究人员伸出了援手。内森·哈特教授对鲨鱼视觉的研究启发了一种潜水服的设计，这种潜水服应该不会被鲨鱼看到，甚至可能会排斥鲨鱼。他采访了维多利亚·吉尔
内森:嗯，实际上有两套宇航服是根据我们所做的科学研究设计的。第一件是一套黑白相间的条纹套装，它是为了模仿海蛇而设计的。这是警告色。有轶事证据表明，某些种类的鲨鱼不喜欢吃海蛇，尽管我们知道有些鲨鱼喜欢。还有一种迷彩服的设计原理和你看到的军人穿着的迷彩服一样，但在这种情况下，是专门为水下光线环境设计的。
维多利亚:那警示服就是把人伪装成海蛇。
Nathan -这就是我的想法。显然，这种模式中也存在一些破坏性因素。我们所做的是利用我们对鲨鱼的空间分辨率的了解，换句话说，它们分辨细节的能力，来设定带的宽度这些信息是由设计宇航服的公司获取的。
维多利亚:所以，我们现在要看的是一套条纹西装。
内森:没错。这是一套条纹西装。我们想确保鲨鱼在一定距离外都能看到它。虽然鲨鱼的眼睛对亮度非常敏感，但实际上它们的视力并不敏锐。例如，我们已经习惯了在一本书中辨别非常细微的字体。鲨鱼远没有这种能力，如果你愿意的话，它们的视力非常粗糙。因为很明显，如果你把条纹弄得太小，黑色和白色最终会在一定距离上融合成灰色。所以，我们需要确保它是一个非常大胆的图案，而相关的技术真的要确保它像海蛇。所以，我们需要确保它在生物学上是相称的。
维多利亚:如果我们继续讨论迷彩服，你能先描述一下它是什么样子的吗?
Nathan -如果你想到通常的迷彩图案，你可能会看到有人穿着军装。通常情况下，你身上的绿色会有细微的差别。在这种情况下，它是轻微不同深浅的蓝色，编织在一起，形成相当大的颜色漩涡。这种特殊的迷彩图案是与一位潜水服设计师合作设计出来的。所以，它显然必须是时尚的。但不同颜色的设计是为了配合你在水下看到的光环境。
维多利亚:为了理解这种伪装是如何对它们的视觉系统起作用的，你对鲨鱼的视觉有什么了解?
内森:所以，虽然我们觉得西装是蓝色的。对鲨鱼来说，它们可能看起来像灰色的阴影，因为鲨鱼可能是色盲。现在，我们已经研究了一系列的鲨鱼物种，从牛鲨到地毯鲨，我们目前正在研究老虎和白鲨。但我们预计它们都非常相似，基本上它们的视网膜上只有一种视锥细胞，这使它们成为单色视锥细胞，然后可能是色盲。因此，接下来的任务就变成了在背景下匹配亮度，而不是担心颜色。
维多利亚:这些视锥细胞是我们眼睛里对色素敏感的传感器。所以，我们有三个，如果鲨鱼只有一个，那么它就无法分辨我们所能看到的不同深浅的颜色。你是怎么发现的?
Nathan -所以，我们使用了几种不同的技术。首先是光度测定技术，我们从鲨鱼眼睛的后部取出一块视网膜。我们把它平放，让一束非常窄的光穿过眼睛后部的单个感光细胞，扫描光谱，找出它们对光谱的哪一部分最敏感，我们认为这就是它们对什么颜色最敏感。这样做，我们发现，通过观察视网膜，只有一种类型，我们证实了这一点，使用基因技术，这是一种筛选眼睛中蛋白质或基因表达的方式，我们可以确认那里只有一种视锥色素。
维多利亚:一旦你有了这个发现，你是否马上就能利用你所知道的鲨鱼视力的局限性来伪装人类，防止他们受到鲨鱼的攻击?从那以后工作进展如何?
Nathan -这种联系显然是一个一直存在的应用程序，但实际上非常巧合的是，在西澳发生一连串鲨鱼袭击事件后，一家公司找到了我们，他们对这个领域很感兴趣。他们把脑袋凑在一起想，“我们必须能够设计出某种潜水服，让鲨鱼更难看到，或者把鲨鱼吓跑。”他们在西澳大学找到了我们的小组，根据我们的发现，这是非常及时的。
维多利亚:如何测试防鲨潜水服?听起来这可能是一个非常可怕的测试。
Nathan -好吧，我们有很多博士生愿意穿着这些泳衣游泳(只是开玩笑!)实际上，所有的鲨鱼威慑者都很难测试这些东西。有限的测试可以在实验室完成，但最终，你必须把产品带到野外，试着诱导鲨鱼上来调查。然后你要看看它有多有效。我们正处于帮助该公司测试潜水服的早期阶段，如果能验证它，看看科学是否真的有效，那就太好了。西装可能没有什么坏处，但如果能知道它是否会降低你的机会就太好了。
维多利亚:这真的包括把穿着不同潜水服的假人放在水下，然后诱使鲨鱼过来调查，看看会发生什么吗?
内森:很明显，把一个人，甚至是整个潜水服，一个人体模型放在水里都会有道德问题。所以，我们必须以一种更有控制的方式来做，那就是用一块潜水服材料，包裹在一些不像人类的东西上，因为很明显，我们必须非常小心，我们不想在有鲨鱼的地区把人类和食物联系起来。
肌肉萎缩症治疗
史蒂夫·威尔顿，苏·弗莱彻，默多克大学
肌肉萎缩症有了突破性进展，多亏了两位默多克
大学研究人员史蒂夫·威尔顿和苏·弗莱彻……
苏-杜氏肌营养不良症是一种限制生命的神经肌肉疾病，其结果是在12岁时失去行走的能力，他们通常活不过30岁出头。导致这种疾病的基因位于X染色体上，因此主要影响男孩，但大约每5万名女孩中就有1名患有这种疾病。这种基因的突变阻止了一种叫做肌营养不良蛋白的蛋白质的合成，这种蛋白质是肌肉中非常重要的结构蛋白，存在于所有肌肉中，包括心脏、骨骼肌和肠道平滑肌。
克里斯:那么，当一个人患有肌肉萎缩症时，他们的肌肉出了什么问题?人们会注意到他们的什么呢?
患有肌肉萎缩症的男孩不能达到和其他孩子一样的运动里程碑。一般来说，男孩直到两岁才会走路。他们爬楼梯不太好。他们得扶着人爬楼梯。他们不会双脚离地跳跃也不会像其他孩子那样奔跑，他们挣扎着从地板上站起来这是这种疾病的典型特征。
克里斯:如果我取下一小块肌肉放在显微镜下观察，它和没有肌肉萎缩症的人有什么不同?
苏-一个肌肉正常的人，如果你拿一块肌肉，把它切开，它看起来就像一束稻草。肌肉纤维很好，很有规律，它们的大小差不多。当一个人患有肌肉萎缩症时，肌肉是紊乱的。它充满了脂肪和结缔组织，还有很多小炎症细胞在吞噬受损的肌肉。在疾病晚期，它看起来根本不像肌肉。
克里斯:我们知道为什么肌肉中的肌营养不良蛋白不能正常工作导致这种情况发生吗?
抗肌萎缩蛋白在肌肉收缩时为肌肉提供力量和稳定性。所以，当蛋白质缺失时，肌肉在紧张状态下收缩时就会出现小撕裂。渐渐地，炎症细胞开始咀嚼肌肉，因为它看起来像受损的组织，身体会清理它。因此，肌肉逐渐被脂肪和疤痕组织所取代。
克里斯-史蒂夫，我们能做些什么?
史蒂夫:我们治疗这种疾病的方法之一就是改变有缺陷的肌营养不良蛋白基因的表达。肌营养不良蛋白基因是已知的最大的基因。它几乎占我们基因构成的0.1%。这个基因里有230万个字母。据估计，开始复制RNA的酶需要16个小时才能从一端到达另一端。就像一本有79章的书。前几章为一端的附着点编写代码。另一方面，最后几章很重要。在杜氏肌萎缩症中，有一个拼写错误。因此，第16章有一部分说，“读到这里就停下来。” So, the shock absorber is made up to chapter 16 and then the rest of the message is lost. So, we have a defective shock absorber. It's not going to work. You're getting weak muscle fibres.
克里斯:那么，我们能不能说服肌肉细胞在阅读这本书的时候跳过有这个指令的那一章，这样它就能一直读到最后呢?
史蒂夫-这正是我们正在做的。我们设计了基因创可贴，可以贴在有缺陷的章节或附近。所以，想象一下，一本书有79章，它把一章的所有页面都粘在一起。所以，第15章和第17章相连，而不是第16章，那是引起疾病的部分。
克里斯-你能解释一下这些基因创可贴到底是什么吗?它们是如何工作的?
史蒂夫:它们被称为反义寡核苷酸。它们是短的基因片段，会附着在肌营养不良蛋白的信息上。现在，肌营养不良蛋白信息被称为意义链它们与意义链互补的事实使它们成为反义的。
Chris -所以，它们实际上是细胞中出现问题的基因的基因镜像。那么，它们是如何让细胞将章节粘合在一起的呢?
史蒂夫:发生的事情是，细胞机器识别出基因信息的一部分，这些信息必须将一章连接到下一章。所以，我们干扰了对章节的识别。它基本上是把所有有缺陷的章节都粘在一起。
克里斯-所以，当你的基因创可贴被粘住时，它有效地阻止了细胞的机制，并说:“忽略这一点，继续下一点。”
史蒂夫-我实际上用了一个扳手的比喻。我们在这个拼接机器上放了一个扳手，所以它堵塞了这个过程，完全跳过了这个过程。
克里斯:你有证据证明这是有效的吗?
苏:嗯，我们已经进行了近20年的动物实验和细胞实验，表明我们可以在培养皿中用细胞做实验，也可以在老鼠身上做实验。但是老鼠是一种非常小的动物。老鼠最长的肌肉大约有一厘米长。所以，我们有很多证据表明，如果我们治疗年轻的老鼠，我们可以消除疾病的发作。我们可以通过让这些老鼠的肌肉产生肌营养不良蛋白来阻止疾病的发展。这些老鼠的肌肉看起来和正常肌肉一样。
克里斯:那么，你怎样才能把史蒂夫的基因植入老鼠体内呢?
苏:我们把它们注射到老鼠体内。这很简单。我们把这些化合物溶解在盐水中，然后注射到老鼠体内。我们一直在与一家公司合作，他们已经将这种方法用于人体试验，他们做的是完全相同的事情。他们将反义寡核苷酸溶解在生理盐水中然后静脉注射大约一个小时，有12个男孩接受了治疗。在目前的临床试验中，有一些以前的试验。他们现在已经治疗了80多周，病情已经稳定下来。因此，他们测量了这些男孩在6分钟内能走的距离，在80周内，那些接受治疗的男孩在80周后基本上能走同样的距离。这种疾病的自然历史告诉我们，这些男孩，他们中的许多人现在应该已经不能走路了。一位参与试验的临床医生说，在这种疾病的历史上，这是前所未有的。
克里斯-这需要定期治疗。他们每周都会来诊所找医生说，要给基因创可贴补上一笔。
苏:目前，孩子们每周都接受治疗。我们不知道这是否是最佳的治疗方法，但这就是临床试验的目的，首先要证明药物是安全的。其次，要证明药物能起到应有的作用。换句话说，保护肌肉，恢复肌肉功能，最终，将会有额外的试验来确定多久一次，多少治疗需要保持男孩的健康。
用海绵治疗骨折
与西澳大利亚大学郑明浩教授合作
来自西澳大利亚大学的郑明浩教授正在领导一项研究
这个研究项目始于在海滩上散步，当时他踢了一块干涸的海绵。
他立刻注意到它的多孔结构看起来很像人的骨头。他向维多利亚·吉尔解释说，他现在发明了海绵植入物来治疗骨质疏松症，目前正在进行动物试验。
这种海绵粉一旦植入肌肉囊内，我们可以看到在肌肉的内部，它们诱导海绵变成骨组织。所以，这告诉我们这些海绵具有骨导电性能够吸引干细胞形成骨组织。
维多利亚:所以，它实际上是在动物体内形成了永远长不出骨头的骨组织。
明:没错。所以，这就是我们可以使用的，因为这个科学实验证明，这种海绵可以用于病人的诱导骨形成。
维多利亚:我们现在看的是一块海绵，这实际上就是你在玛格丽特河海滩上踢到的那种海绵。那么，你注意到什么启发了你的研究呢?
明:我注意到的第一件事是——我踢开的可能是一块狗留下的动物骨头，但我看了之后，发现不是，这是海绵。于是我说:“为什么海绵看起来像动物的骨头?”但我越看越觉得这不是动物骨头。这是一个海绵。所以，我分析了它们，发现海绵首先，它们的形态与正常的骨组织几乎相同其次，当我们分析这个时，海绵含有胶原蛋白。我们发现胶原蛋白在进化过程中是非常保守的。所以，换句话说，我们在海绵中看到的胶原蛋白可能与我们在人体中看到的胶原蛋白非常相似。因此，这启发了我，海绵可能具有生物可比性，也许即将被植入人体组织。
维多利亚:正是这种多孔结构，你可以看到上面的小洞让你想到了骨支架，对吧?
明:是的。这里有很多小孔，这些小孔彼此相连。这与我们在人类骨组织中看到的非常相似。
维多利亚:你带了一些浆糊来。在这道菜里，我们有什么?
所以，我们拿着海绵在实验室里加工，把它做成了海绵糊。我们现在把这种浆糊植入动物体内来检测骨传导。一些研究发现，这种海绵膏可以在肌肉中诱导骨骼形成。
维多利亚:骨导电性，也就是说，使骨生长，诱导骨生长。
明:是的。
维多利亚:所以，它看起来有点像墙纸糊。这是桃子，里面有这些细小的颗粒。它有一种粘稠的稠度。里面到底是什么?
明:嗯，我们要做的就是处理这些。关键是去除海绵细胞中的所有DNA然后我们只保留胶原蛋白成分和一些矿物质成分。然后我们混合一些化学物质来制作一个糊状的结构我们可以根据骨头的形状做出不同的形状然后进行植入。
维多利亚:植入物可以根据骨折、损伤和你要植入的特定骨头来塑形。
明:是的。有时候我们可以把它做成条状或者固体骨或者我们可以把它做成注射用的。
维多利亚:那么，从海滩上简单的散步到这个，它可以用于人体临床试验，你认为在它进入临床之前需要多长时间?
Ming:目前，关键是我们必须最终确定一个所谓的农业良好生产规范，以确保海绵的起始材料不是他们可以从海滩上捡到的海绵。它实际上是一个经过质量控制的海绵，然后我们可以在病人身上使用，这就是为什么它让我坚持了这么长时间，但我希望在未来的两年左右。有了潜在的合作伙伴，我们就能把这个想法转化为病人的使用。
维多利亚:所以，你会得到稳定的海绵供应，然后希望能把它带到诊所，它能帮助治愈一些非常有问题的骨折。
明:当然。
生死之间的细胞
与默多克大学的Garth Maker, Ian Mullaney合作
如果你把一个药理学家——一个药物专家——和一个
药剂师?如果你是默多克大学的科学家加斯·梅克和伊恩·穆拉尼，那么答案就是用一种全新的方式来描绘细胞对有毒物质或治疗物质的反应。
他们一直在分析细胞在健康和受伤时产生的所有化学物质，以便找到一种方法，找到可以逆转中风造成的损害的新药。但他们的系统也使他们能够研究农药化学物质使用以为我们是安全的……
伊恩:我一直很感兴趣的一个问题是，当细胞受伤时会发生什么。很明显，当细胞受到某种机械损伤或化学损伤，或者更确切地说是外源性损伤时，细胞不会立即死亡。他们会进入一段生病的时期，然后进入一种保护模式。例如在中风中，中风梗塞，坏死组织的区域，周围变成了一个叫做半影的区域，那里的细胞很容易受到损伤。我们认为有机会保护这些细胞。
克里斯:所以，细胞受伤后有一段时间，如果没有干预，它可能注定要死亡，但也不一定。如果你能弄清楚当它进入这种模式时发生了什么，在死亡的上游，你也许能扭转局面，逆转死亡的过程。
伊恩:没错。似乎发生的事情是，当细胞受到损害时，它们开始释放化合物。它们释放的主要物质之一是一种叫做谷氨酸的化合物谷氨酸是一种细胞杀手。但似乎在这些早期阶段，谷氨酸实际上扮演着保护者的角色。
Chris - Garth，你想通过观察在损伤过程和恢复过程中细胞内和细胞外的化学物质来证明这一点。你到底是怎么做到的?
Garth:代谢组学分析的基本原理是，我们希望在单个样本中尽可能多地分析这些小分子代谢物，如氨基酸、糖、脂肪酸等。所以，我们提取细胞，提取代谢物，然后我们使用色谱和质谱技术的结合来分析不仅是确定样品中存在哪些化合物。而且，不同样本间的浓度变化，我们可以用它来观察特定样本中哪些变化是由于治疗或毒性事件造成的。
克里斯:伊恩给你一些他致病的细胞，然后你可以把这些细胞放进你的分析过程中，得出一个侧面图。不仅仅是在那个时刻，我认为你可以从不同的时间点来研究这些细胞在受伤过程中生化过程是如何变化的。
Garth:当然，这是这项技术的关键优势之一，我们可以得到大量的数据，这些数据可以准确地告诉我们，在多个时间点和剂量范围内，整个生化途径中发生了什么。这样，我们就能对这些化合物的药理学或毒理学有一个真实的了解。
克里斯-那么，这到底是在告诉你什么，伊恩?
伊恩:我们能做的就是获取这些数据，然后我们可以查看健康细胞产生的数据，然后将其与受损细胞产生的数据进行比较。我们最终得到的实际上是数据的图形表示。这样很容易看到变化。在我们制作的移植物中，我们可以看到一个重要化学物质的小热点，它给我们一个正常的状态，然后我们可以看到移植物的变化。通过观察这种变化，我们可以看到损伤的迹象，然后我们可以尝试通过添加保护性药物来逆转这种损伤，看看我们是否可以将这种变化的模式恢复到正常模式。
所以，这不仅仅是一个问题，“我们能不能寻找药物来阻止这种情况的发生?”但你也可以问，“为什么有些药物会造成伤害?”甚至，它们会造成损害吗?”因为如果你有一种以前没有人见过的新药，你可以把它放进这种实验中，看看细胞在加思的测试中产生的代谢谱是否与已知有毒物质产生的代谢谱相似。如果他们这样做，你马上就知道这种新药可能有害。
伊恩:没错。我们现在有相当多的关于甲基苯丙胺的数据我们实际上可以展示当我们用甲基苯丙胺治疗细胞时，我们可以看到这些从正常细胞模式到病态细胞模式的特征转变。这可以扩展到其他药物滥用，这是我们目前感兴趣的事情。
很明显，如果你能弄清楚为什么有些事情会导致坏事发生，这可能会给你一个如何让好事发生的洞察力。
伊恩:是的，没错。我们感兴趣的是筛选神经保护剂的化合物。我们计划研究的是一些化合物。我们让细胞生病。我们可以观察患病细胞的模式，然后尝试逆转这种模式，让细胞恢复健康。
克里斯-听起来很明显。现在我们都在进行这样的对话，不是吗，认为你把一个像你加斯这样的化学家和一个像你伊恩这样的药理学家放在一起，你就能做到这一点。为什么没人这么做?
Garth -代谢组学的技术在过去十年才真正起飞。我认为这是我们在科学中得到的美好的东西，我们把拥有不同技能的人聚集在一起，意识到实际上，我们可以把这些新技能和新技术以令人兴奋的方式结合起来，来研究我们以前无法做的事情。
克里斯:伊恩，仅仅是毒品，还是我们可以看看其他的东西?人们非常担心环境污染之类的事情。
伊恩-不。当然，我们实际上可以观察任何导致这些细胞损伤的因素。例如，我们有很多研究农药的项目——短期和长期接触，我们发现这些细胞的代谢物谱发生了变化，这与我们在细胞中看到的正常损伤相似。
克里斯-我敢问一下，你看到的是哪种杀虫剂造成的损害?
G一定啊到目前为止，我们关注的是人们通常会接触到的杀虫剂，主要是氯菊酯，它在很多家庭宠物的跳蚤治疗中都有，还有马拉硫磷，它主要在头虱治疗中发现。我们不仅看到高浓度的生物化学效应就像你在事故中看到的，一次暴露，还有慢性的低水平效应，以及我们看到的一个单一的一次性事件在细胞内产生持久影响的效应。
这些化合物被普遍使用，因为我们认为它们是安全的。你说在你的化验中，你可以检测到细胞的生化变化这些变化反映了由已知的非常有害的毒素引起的变化。
G一定啊-很明显，会有一个阈值，这将看到一些低水平的生化效应，而不是长期有毒的。在一定的时间内暴露在一定的水平上，我们会超过这个点，我们会看到由于这些化合物而长期暴露在有毒物质中，我认为我们没有足够的数据来说明这些化合物在我们的环境中如此普遍的长期影响。
克里斯-那么，对于那些在环境中无处不在使用的东西——烤豆罐头内壁的涂层，这意味着什么呢?肯定有各种各样的化学物质是这种程度的审查从未进行过的。
伊恩:完全正确。我认为他们过去面临的一个问题是我们无法检测到这些产品中存在的低水平化合物的变化。直到现在，有了这些技术，特别是质谱技术，我们才能发现不同程度的接触这些化合物所造成的影响。
克里斯:很明显，我们已经讨论了很多关于脑细胞的问题，但如果你能对身体的任何部位做同样的事情，你能吗，加斯?
Garth:当然，我们的下一个重点是肝细胞，因为这些细胞主要是处理大量有毒或潜在有毒化合物的细胞，当它们进入人体时，实际上我们感兴趣的任何其他细胞类型，我们可以培养细胞，并使用相同的系统来观察它们的影响。
我们为什么会做梦?为什么我们会做噩梦?
汉娜-谢谢，艾丽莎。那么，做梦是否有生物学上的原因呢?我们求助于睡眠和梦境专家，剑桥MRC认知和脑科学部门的Valdas Noreika博士。他首先揭开了一些关于睡眠的神话。
Valdas—你可能认为你的大脑在你睡觉的时候是关闭的，但事实并非如此。事实上，当我们做梦和醒着的时候，大脑中处理我们所看到和感觉到的东西的区域是一样活跃的。但是，与我们看到或听到的外部刺激不同，大脑区域处理的是我们在前几天学到和记住的东西。这意味着我们会做梦。但因为当我们做梦时，我们并没有有意识地选择单一的记忆来处理，不同的记忆可以以一种自发的、相当非系统的方式融合在一起。这意味着，我们可以在梦中创造全新的世界和人类。
汉娜-谢谢，瓦尔达斯。所以，我们的梦是处理记忆的结果，这些记忆可以混乱地发生，将人、地点和时间整合在一起，创造出一个不连贯的梦世界。我们知道为什么这些梦有时会变成噩梦吗?
瓦尔达斯—在做梦时，大脑的记忆部分活跃，运动处理部分也活跃，包括恐惧处理边缘系统。这可能部分解释了为什么负面情绪和感觉在梦中比在现实生活中更常见，并导致噩梦，因为我们梦中的内容取决于我们醒着时经历的记忆。如果你在日常生活中经历了高水平的压力，你更有可能做噩梦，这也许并不奇怪。虽然没有证据表明梦的不同内容具有普遍意义，但我们肯定会通过提起创伤经历或仅仅是提醒我们想起老朋友而具有个人的心理意义。
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