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用意念操控机器 | 《环球科学》新刊导读

封面故事 COVER STORY


用意念操控机器

美国人埃里克 · 索尔托坐在轮椅上,用大脑指挥机械臂端起杯子,喝了一口啤酒——索尔托遭到枪击而瘫痪 10 年后,第一次用自己的意志完成了这个动作,这也是他瘫痪以来最想做的一件事。未来,这个场景必定会出现在全世界的更多地方,因为脑机接口技术已经开始走出实验室了。


经过20年的发展,脑机接口技术已经可以真正改善许多神经疾病患者的生活质量。



医学 MEDICINE


让心脏再生

在人体中,绝大多数细胞的再生能力都被限制在很低的水平,甚至被完全关闭,因此一些重要器官或组织在受到损伤后无法再生。但科学家在鲨鱼身上找到了一种特殊分子,在斑马鱼和小鼠身上成功增强了细胞或心脏的再生能力。如果人体试验获得成功,这种分子将为再生医学带来革命。



公共健康 PUBLIC HEALTH


登革热的免疫陷阱

依靠蚊虫传播的登革热已经在全球多个地区肆虐,每年的患病人数高达 4 亿。这种疾病有一种其他传染病所没有的特征 :第一次感染往往很少造成不良后果,但第二次感染却可能致命。到目前为止,科学家尚不明确导致这种特殊的感染症状的原因是什么,因而这也导致了一个两难的问题 :在不明确孩子是否感染过登革热的情况下,该不该给孩子接种登革热疫苗?



物理学 PHYSICS


桌面上的量子引力实验

虽然有许多物理学家在寻找量子引力理论,但也有人认为引力的本质不是量子的,根本无法纳入量子理论框架中。因此,一些物理学家希望通过实验来解决这个争议。不同于需要巨大加速器的高能物理实验,他们设计了可以放在桌面上开展的小型实验,尝试测量处于量子叠加态的微小物体产生的引力。



社会学 SOCIOLOGY


微积分战胜艾滋病

在对抗艾滋病的漫长斗争中,微积分曾发挥过关键作用 :毕业于加州理工学院物理学系的何大一正是利用数学计算,纠正了生物医学界对艾滋病的错误认识,他和同事的计算结果让医生们认识到,HIV 并不存在什么休眠期,而是从感染开始,免疫系统就在激烈地与 HIV 搏斗,因此越早用药越好。而且,著名的鸡尾酒疗法,也就是 3 种药物联用才



环境 ENVIRONMENT


生物海岸线:抵御超级风暴

随着全球变暖,世界沿海城市不仅需要面对不断攀升的海平面,还需要面对越来越严重的风暴和水灾,以及上千亿美元的损失。用混凝土建造的防御工事在很长一段时间内都是沿海城市的首选,但最新研究却发现,由盐沼、红树林、牡蛎礁等天然结构组成的生态系统或许可以更好地保护海岸安全。



动物 ANIMAL


电鳗如何杀死一匹马

电鳗能产生多高的电压?答案是惊人的 600 伏特。它们不仅懂得使用电场来探测、追踪猎物,还会在攻击时释放高压电,让猎物无法动弹,进而轻松进食。电鳗在受到威胁时,甚至会从水中跃出,增强施加在潜在威胁者身上的电流——曾经,有两匹马被电鳗电死。



动物 ANIMAL


海豚社会

30 年来,一批鲸类动物学家一直在观察野外和海豚馆中的海豚群体,记录每个个体的生活和行为。研究结果表明,海豚有着惊人的认知能力,它们可以环境中获取、处理和传递信息,还有着很强的、与猴子相当的短期记忆力。甚至,海豚还有着自我意识,能够分辨自己身体的某个部分,认出镜子中的自己。最令人惊叹的是,它们可以通过声音、视觉和化学信号建立社会联系——动物的世界,也许超乎我们的想象。



访谈 INTERVIEW


新粒子与新对撞机

2018 年底,大型强子对撞机(LHC)结束了第二轮运行,开始为期两年的维护、升级。升级后的 LHC 能否为我们找到新粒子?欧洲核子研究中心加速器与技术部主任博尔德里在接受《环球科学》采访时,谈到了 LHC 的现状与未来。




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