“意念打字”速度首次接近手机输入,《自然》封面报道脑机接口重大突破|科研圈日报
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· 科研机构
国家疾病预防控制局今日正式挂牌,疾控职能将有所转变
据新华社报道,2021 年 5 月 13 日 10 时,北京市海淀区知春路 14 号,国家疾病预防控制局正式挂牌。国家疾病预防控制局成立,意味着疾控机构职能从单纯预防控制疾病向全面维护和促进全人群健康转变,新机构将承担制订传染病防控政策等五大职能。
国家疾病预防控制局局长由新冠肺炎疫情期间“空降”湖北的国家卫健委副主任王贺胜担任。公开资料显示,国家卫健委疾病预防控制局主要职责包括:拟订重大疾病防治规划、国家免疫规划、严重危害人民健康公共卫生问题的干预措施并组织实施,完善疾病预防控制体系,承担传染病疫情信息发布工作。(新华社,澎湃新闻)
· 脑机接口
“意念打字”速度首次接近手机输入,《自然》封面报道脑机接口重大突破
美国霍华德·休斯医学研究所(HHMI)和斯坦福大学(Stanford University)的团队开发了一种字符输入脑机接口(BCI),有望帮助患有脊髓损伤或神经系统疾病(如肌萎缩性侧索硬化症ALS)的人进行文字输入和沟通。研究者记录了参与者想象用手书写字母时的大脑信号,并通过机器学习进行了分析,使得计算机能够由参与者大脑的活动模式判断其试图写出的文字,具有较高的速度和准确性。使用这一系统,参与者能够以每分钟约 90 个字符的速度进行输入,这与同龄健全人在智能手机上的打字速度相当。相比之下,过去“指向-点击”的辅助交互方式只能实现每分钟约 40 个字符的输入。团队正在进一步测试将人的大脑直接连接到计算机的 BCI 的安全性。此研究 5 月 12 日发表于《自然》(Nature)。(美国国立卫生研究院)
· 粒子物理
中科院近代物理所实验测得质子质量半径
图片来源:KOU Wei
中科院近代物理所的研究者对质子标量引力形状因子的实验数据进行分析,确定了质子质量半径,为0.67 ± 0.03 fm(1 fm = 10-15 m)。质子电荷半径在这之前已经得到精确测量,国际合作组织“离子数据组”(Particle Data Group)公布的测量值为 0.8409±0.0004 fm。相比电荷结构,由于构成质子的夸克和胶子的相互作用非常复杂,有关质子质量结构的直接测量更加困难。此次确定的质子质量半径数值小于质子电荷半径,说明质子质量分布与电荷分布之间存在明显不同,质量分布更为紧密,这将促进对质子内部结构和量子色动力学的进一步理解。未来国内外的电子离子对撞机将提供更多数据,帮助进行更精确的质子质量半径测量和质子结构研究。此研究 5 月 11 日发表于《物理评论 D》(Physical Review D)。(中科院近代物理所)
· 能源与材料
寿命更长、更稳定的固态锂金属电池诞生
美国哈佛大学(Harvard University)的研究团队设计了一种新的电解质结构,有望大幅提升锂电池的寿命。锂电池充电时,锂离子会在阳极表面形成针状结构,称为枝晶(dendrites)。这一结构会生长到电解液中,穿透隔离阳极和阴极的屏障,导致电池短路甚至着火。研究人员设计了多层的电解质结构,将较不稳定的电解质夹在较稳定的固体电解质之间,第一种电解液对锂更稳定,但易于枝晶穿透;第二种电解液对锂的稳定性较差,但对枝晶“免疫”。在这种设计中,枝晶可以通过石墨和第一种电解液生长,但当它们到达第二种电解液时就会停止生长。通过在较不稳定的电解质层中局部分解,阻止了锂枝晶向外生长渗透。这一设计中,锂金属阳极与阴极的循环性能非常稳定,在高电流密度下的寿命超过 1 万次循环。这一电池技术有望将电动汽车的使用寿命延长到与汽油汽车相当( 10 至 15 年)。并且由于其高电流密度,配备该电池的电动车将能够在 10 至 20 分钟内充满电。此研究于 5 月 12 日发表于《自然》(Nature)。(Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences,Nature)
· 成像技术
首次实现实验室规模的高分辨率 X 射线成像
来自欧洲多国的科学团队提出了首个实验室规模的高分辨率X射线电子层叠衍射成像(X-ray ptychography)设备。X 射线电子叠层衍射成像是一种利用透射辐射中的定量位相信息产生纳米级分辨率图像的强有力新技术,在生物组织、考古、半导体纳米结构等众多领域具有重要作用,但所需的强相干 X 射线此前只能在昂贵的同步加速器或自由电子激光设备上获得。这一研究首次缩小了其规模。用以扫描物体的相干 X 射线束是电子撞击液态镓靶产生的,为解决其辐射源频率范围大的缺陷,研究人员使用了一个光子计数器以缩小探测到的辐射带宽。研究人员还开发了算法,根据产生的干涉图样重建图像,以进行强度补偿,实现亚微米空间分辨率的相位图。通过整合实验中各项技术,有望将 X 射线电子叠层衍射成像技术直接应用于大学和医院,使其成为研究、教育和医疗诊断的常规工具。这一研究 5 月 12 日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。(APS Physics,Diamond Light Source,Physical Review Letters)
· 动物行为
雌性象海豹“007”狩猎,每晚只睡 1 小时
一项新研究发现,雌性北象海豹(Mirounga angustirostris)在冬季繁殖季节之后,每天花超过 19 个小时在北太平洋捕猎,最多可达 24 小时,耗费的时间占每天的 80% 到 100% 不等,每天能捕食多达 2000 条小鱼。这项工作是通过安装在海豹头上的照相机和设备实现的,记录了 20 多万次海豹潜水,也可以帮助科学家监测其他深海生物。雌性海豹在暮色带(twilight zone,海面下 200-1000m 的区域)捕食小鱼,为了获取食物,它们最多可下潜 1500 米,屏住呼吸长达 1.5 小时。它们几乎不睡觉,睡觉时每天不超过 1.4 小时。这项研究于 5 月 12 日发表在《科学进展》(Science Advances),提供了关于雌性象海豹生活方式的 "惊人细节"。(Science News, Science Advances)
· 高等教育
复旦大学经济学院明年起不再招收学术学位硕士研究生
复旦大学经济学院官网 5 月 12 日发布了一则《重要通报》:经党政联席会议讨论决定,自 2022 年开始,复旦大学经济学院不再招收学术学位硕士研究生。
据澎湃新闻报道,有观点认为,这项举措宣布前已出现一定征兆,如北大、同济等院校部分专业之前已有先例。教育部网站去年 9 月公布的《专业学位研究生教育发展方案(2020-2025)》曾提到:稳步扩大硕士专业学位授权布局,新增硕士学位授予单位原则上只开展专业学位研究生教育,新增硕士学位授权点以专业学位授权点为主,支持学位授予单位将主动撤销的学术学位授权点调整为专业学位授权点;学术研究型项目主要由博士来做,专业硕士面向就业的情况预计在未来将成为趋势。(复旦大学经济学院,澎湃新闻,教育部)
· 新冠病毒和疫苗
《柳叶刀》公布英国疫苗混合接种试验初步结果
英国牛津大学(University of Oxford)所领导的疫苗混合接种(Com-COV)试验 5 月 12 日在《柳叶刀》(The Lancet)公布了初步数据。该试验对辉瑞(Pfizer-BioNTech)和牛津-阿斯利康(Oxford-AstraZeneca)疫苗的混合给药方案进行了调查,共计招募 830 名参与者。初步数据显示,与标准接种方案相比,混合接种(即两针分别接种不同类型的疫苗)会增加反应原性,接受该种给药方案的参与者出现更为频繁的轻度和中度不良反应。但这些不良反应都是短期的,并没有其他安全隐患。研究人员指出,由于研究数据记录的是 50 岁及以上的参与者,因此这种不良反应在较年轻的年龄组中可能更为普遍。目前,混合接种对免疫原性的影响尚不清楚,研究人员表示未来几个月将提供这方面数据。(Universtiy of Oxford,The Lancet)
迄今最精确完整的新冠病毒基因注释图谱绘制完成
美国麻省理工学院(MIT)的科学家在进行了广泛的比较基因组学研究之后,绘制出了新冠病毒迄今最精确完整的基因注释图谱,相关研究报告于 5 月 11 日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志。
研究人员通过比较基因组学对新冠病毒(SARS-CoV-2)、非典病毒(SARS-CoV)和 44 株蝙蝠沙贝病毒(sarbecoviruses)进行了分析。结果表明,除了此前已在其他冠状病毒中发现的 5 个基因外,研究团队还在新冠病毒基因组中确认了另外 6 个蛋白质编码基因,另有 5 个原本被认为能编码蛋白的基因并无此能力。此外,他们还分析了自新冠病毒首次被发现以来所产生的 1800 多个突变,并对每个基因在过去的进化速度和疫情暴发以来的进化速度进行了比较。研究人员指出,许多使这些变异更危险的突变存在于刺突蛋白中,能让病毒更快地传播并避开免疫系统。由于每个变异毒株都拥有 20 多个独特的突变,通过评估这些突变的重要性,科学家或能专注最有可能对病毒传染性产生重大影响的突变。(科技日报,MIT,Nature Communications)
· 疫情通报
5 月 12 日我国内地新增确诊病例 9 例,均为境外输入病例
据国家卫健委通报,5 月 12 日 0—24 时,31 个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例 9 例,均为境外输入病例(上海 2 例,广东 2 例,天津 1 例,内蒙古 1 例,山东 1 例,四川 1 例,陕西 1 例);无新增死亡病例;无新增疑似病例。新增无症状感染者 14 例(均为境外输入);当日转为确诊病例 1 例(为境外输入)。截至 5 月 12 日 24 时,31 个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团累计报告确诊病例 90808 例,累计死亡病例 4636 例。
据世卫组织通报,截至欧洲中部时间 5 月 12 日 18:00(北京时间 5 月 13 日 0:00),过去 24 小时全球新增确诊病例 643,091 例,新增死亡病例 11,726 例:其中印度新增确诊病例 348,421 例,新增死亡病例 4,205 例;巴西新增确诊病例 25,200 例,新增死亡病例 889 例。全球累计确诊病例 159,319,384 例,累计死亡病例 3,311,780 例。(国家卫健委、世卫组织)
编写:武大可、顾晨月、曾从一、郑蕴仪、许楚楚、戚译引
编辑:武大可、戚译引
封面图片来源:Pixabay
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