8月5日外媒科学网站摘要：新研究揭示人类为何天生善于长跑

8月5日（星期一）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：
《科学》网站（www.science.org）
对老鼠的研究发现，睡眠不足会改变脑细胞的连接
睡眠不足不仅会削弱我们的学习能力，还会扰乱记忆。现有的老鼠研究揭示了这些影响可能源于大脑中神经细胞连接方式的改变。
最近在《当代生物学》（Current Biology）杂志上发表的论文中，研究人员展示了仅数小时的睡眠剥夺就足以减少大脑中与学习和记忆相关区域的不同类型突触的数量。突触是神经元之间交流的关键节点。该研究小组指出，这些发现暗示了睡眠通过一种前所未知的方式帮助保持大脑的敏捷。
神经元通过突触上的化学物质进行接触和交流，从而在神经系统中传递信号。人类大脑中存在数万亿个此类连接，它们构成了捕捉和存储信息的神经元回路。多种理论尝试解释睡眠与记忆之间的联系。21世纪初的一种流行观点认为，睡眠期间大脑中的突触强度会下降，这有助于节省能量并为第二天编码新信息做好准备。
英国爱丁堡大学的神经学家塞斯·格兰特（Seth Grant）表示，这些理论常常假设突触具有一致性。然而，近年来他的团队及其他研究人员惊人地发现，突触在传递信号的化学物质或神经递质类型，以及其周围神经元中的蛋白质结构和组成方面存在多样性。
格兰特及其同事开发的技术能够对大脑中的突触多样性进行快照式捕捉。总体而言，他的研究结果强调了睡眠在维护大脑记忆相关区域的突触多样性方面的重要性，这也许有助于解释为什么我们在睡眠不足时会记忆受损。
《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）
1、科学家确定了月球上稀薄大气层是怎样形成的
尽管月球没有可呼吸的空气，但它拥有一层极其稀薄的大气层。自20世纪80年代以来，天文学家就观察到月球表面存在一层非常薄的原子气层。这种稀薄的大气层，技术上称为“外逸层”，可能是某种太空风化现象的产物。但其具体形成过程一直未能确切确定。
最近，美国麻省理工学院和芝加哥大学的科学家团队宣布，他们已经找到了形成并维持月球大气层的主要过程。他们在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表的研究报告称，月球大气层主要是由“撞击汽化”现象产生的。
通过分析美国宇航局阿波罗任务期间宇航员收集的月球土壤样本，研究人员指出，在月球约45亿年的历史中，其表面不断遭受来自宇宙的撞击，包括早期巨大的陨石和后来更为微小的尘埃大小的“微流星体”。这些持续的撞击使月球表面的原子在撞击时被振动并蒸发，从而被抛向空中。部分原子被弹射到太空中，而另一些则形成了悬浮在月球上空的稀薄大气层。随着更多陨石的撞击，这层大气不断得到补充。
该研究的主要作者指出：“我们提供了一个明确的答案，即陨石撞击蒸发是形成月球大气的主要过程。这一过程在月球近45亿年的历史中不断发生，我们的研究表明，这种稀薄的大气层最终会达到一种稳定状态，因为小型撞击不断地补充着它。”
2、尖端大脑工程揭示大脑中的多巴胺生理学
韩国大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究团队发现了大脑神经信号和大脑纹状体内的多巴胺信号之间的新关联。
人脑需要在不到一秒的时间内快速处理大量神经信号。众所周知，多巴胺在影响大脑神经信号中扮演着关键角色，但该研究团队利用最新开发的“基于光学神经芯片的多脑信号监测技术”，发现在正常生理范围内，多巴胺信号的变化并不影响神经信号的处理效率。
多巴胺是一种在大脑中广泛分布的化学神经递质，关键参与调控学习、运动、动机和决策等行为。与多种疾病相关，包括帕金森氏症、成瘾和抑郁症等。
该研究团队使用光遗传学技术同时监测了大脑“腹侧纹状体”的多巴胺和神经元活动，发现即使在不释放多巴胺的情况下，大脑的神经信号处理也未显示异常。而在正常生理条件下（如进食时）释放多巴胺时，只观察到神经元活动的轻微或不一致变化。
然而，当人工地使多巴胺释放量超过正常生理水平五倍时，才明显观察到对大脑神经信号处理的影响。
这一发现表明，与当前理论相反，在某些大脑神经信号传导过程中，其他因素可能比多巴胺信号更为关键。
该研究结果已在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志在线版上发表。
《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）
1、开创性研究中心旨在开发“几乎不可攻破”的量子互联网
英国赫瑞瓦特大学（Heriot-Watt University）被选为领导一个创新的新量子研究中心，旨在开发技术以推进未来的超安全“量子互联网”。这个名为“综合量子网络（IQN）中心”的研究机构是作为英国政府1.6亿英镑（约合14.6亿元人民币）投资计划中五个新量子技术中心之一，确保英国在这些革命性技术的前沿。
量子技术通过利用原子和亚原子粒子的独特性质，实现传统技术无法达到的功能。尽管本质上复杂，量子技术的应用预计将彻底变革我们日常生活的许多方面。
IQN中心将专注于创建一个大规模的量子网络，能够分配量子纠缠，可能催生出安全通信网络的发展，使互联网免受黑客攻击。量子网络的一个关键动机是连接下一代量子处理器，从而产生巨大的计算力量。此外，这些量子网络最终可用于连接量子传感器进行超低噪声的精密测量。
在网络犯罪每年造成巨额经济损失的背景下，量子互联网承诺提供前所未有的安全性。与当前的加密技术不同，量子网络利用量子力学的原理创建牢不可破的加密密钥，使之免受黑客侵袭。
除了提升安全性外，量子互联网还将实现量子计算资源之间的安全连接，这将彻底变革医疗卫生等领域，加速药物发现和个性化治疗方案的实施。它还将推动人工智能的发展、环境监测的精确性以及导航系统的改进。
2、耐力背后的进化秘密：新研究揭示人类天生擅长长跑
2024年夏季奥运会正在如火如荼地进行。，其中最具挑战性的项目无疑是马拉松，这是对运动员体能和耐力的极限考验。
在耐力跑方面，人类在哺乳动物中的运动能力名列前茅。尽管我们可能不是最快的短跑运动员，但我们可以在炎热的天气下稳定地跑上很远的距离。我们的运动肌肉主要由耐疲劳的慢收缩纤维组成，而我们独有的排汗能力帮助我们有效地散热。
为什么人类擅长长跑似乎是与生俱来的。但是为什么呢?
1984年，美国生物学家大卫·卡里尔（David Carrier）提出了耐力追逐假说，认为人类进化出了长时间跑步的能力，这使我们能够持续追踪和捕猎大型猎物。
然而，关于耐力追逐假说一直存在争议。
最近发表在《自然人类行为》上的一项研究，由美国加州大学戴维斯分校和加拿大特伦特大学的研究人员联合进行。他们利用数学模型和多年的民族历史调查，支持了耐力追逐假说。
据研究人员表示，他们利用最近可获得的由探险家、传教士和官员撰写的数千份数字化历史记录和分析软件，找到了历史上耐力追猎的证据。
得益于这些技术，研究人员从1527年到20世纪初发现了391次与耐力追猎战术相符的狩猎描述。这些来自全球272个不同地点的记录表明，耐力狩猎在不同环境中被广泛实践。
这种在耐力狩猎过程中的合作行为暗示了人类跑步的社会因素。研究人员认为，展示这种运动能力可能是男性在社群中提升自己的社会地位或增加找到配偶的机会的一种方式。（刘春）