谷歌与哈佛发布首个大规模人脑“地图”，包含1.3亿个突触｜科研圈日报

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· 脑科学

谷歌与哈佛发布首个大规模人脑连接组图谱，包含 1.3 亿个突触，5 万个皮层细胞

近日，谷歌连接组团队（Connectomics at Google）与美国哈佛大学（Harvard University）的 Lichtman 实验室合作，发布了最新的“H01”人脑成像数据集，这是迄今为止所有生物中对大脑皮层进行这种程度的成像和重建的最大样本，也是第一个大规模人类大脑皮层样本的连接组研究。相关研究成果于 5 月 30 日发表于预印本网站 bioRxiv。据悉，该数据集是对一个人类脑组织小样本分析得到的 1.4 PB 的渲染图，研究人员通过将样本连续切片，辅以电子显微镜 4nm 分辨率成像，并运用自动计算技术重建和注释，最后可以看到初步的人类大脑皮层结构。该数据集包括覆盖大约一立方毫米的皮质组织，带有 5 万个神经元、数个神经重建元片段、1.3 亿个带注释的突触、104 个校对细胞以及许多其他亚细胞注释和结构，且所有的数据都可通过开源软件 Neuroglancer 进行访问。（bioRxiv，Google Blog，Neuroglancer）

· 量子技术

中国科大首次演示多模式量子中继并实现两个固态存储器的量子纠缠

中国科大郭光灿院士团队利用固态量子存储器和外置纠缠光源，首次实现两个吸收型量子存储器之间的可预报量子纠缠，演示了多模式量子中继。由于单光子在光纤传输中的指数级损耗，量子态在光纤中传输的距离被限制在百公里量级。量子中继器可以通过量子存储和纠缠交换来解决这个问题。其基本思路是把长程纠缠传输的任务分解为多段短距离的基本链路，在基本链路上建立量子存储器之间的可预报纠缠，然后利用纠缠交换技术把量子纠缠扩展至目标距离。

现有量子中继基本链路均基于发射型量子存储器构建，由存储器本身发射纠缠光子，难以同时支持确定性光子发射和多模式复用存储，限制了纠缠分发的速率。研究组基于参量下转换技术制备了两套纠缠光源，并基于独创的“三明治”结构制备了两套固态量子存储器，实现了 4 个时间模式的复用，使得纠缠分发的速率提升了 4 倍，实测的纠缠保真度达到了 80.4%。该工作证实了基于吸收型量子存储构建量子中继的可行性，并首次展现了多模式复用在量子中继中的加速作用。该成果为量子中继的发展研究开创了一个可行的方向，为实用化高速量子网络的构建打下基础。该研究 6 月 2 日发表于《自然》（Nature）。（中国科学技术大学，Nature）

· 航空航天

美航天局宣布将执行两项探索金星的任务，研究大气和地质特征

图片来源：NASA/JPL-Caltech

美国航空航天局（NASA）于 6 月 3 日宣布计划在 2028 年至 2030 年间执行两项探索金星的新任务，以研究金星的大气和地质特征，每项计划将得到约 5 亿美元（约 32 亿元人民币）的经费。其中，一项任务称为 DAVINCI+，意为金星深大气稀有气体、化学调查及成像（Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus），负责探测金星深层大气包括稀有气体和磷化氢在内的各项组分，以及拍摄高分辨率地质照片。另一项任务称为 VERITAS，意为金星发射率、无线电科学、InSAR、地形和光谱（Venus Emissivity, Radio Science, InSAR [合成孔径干涉望雷达], Topography, and Spectroscopy），将绘制金星表面的地形图并探测红外辐射分布，确认金星上的板块运动和火山喷发等过程是否活跃。

NASA 的最后一次金星轨道探测是1989年的麦哲伦号任务， 30 余年后，美国将对金星再次进行深入探索，研究金星的演化过程，进一步了解金星的地质历史，并分析它与地球在演化方向上大相径庭的原因。（Science News，央视新闻客户端，NASA）

韦伯望远镜发射再推迟，或 11 月升空

图片来源：Chris Gunn/NASA

据 space.com 报道，原定于 10 月 31 日进行的詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）发射任务或将被再次推迟至 11 月。JWST 是美国航空航天局（NASA）、加拿大航天局（CSA）和欧洲空间局（ESA）共同设计制造的太空望远镜，主要进行红外波段观测，将具有全球最高的红外观测精度。JWST 项目因成本问题一再延期，在今年 5 月初终于组装完毕，计划于 10 月 31 日在圭亚那航天中心（Guiana Space Center）发射。但在 6 月 1 日 ESA 主办的新闻发布会上，NASA 科学任务理事会副主任 Thomas Zurbuchen 表示原计划可能无法实现，发射可能被再次推迟至 11 月。根据公布的时间框架，JWST 将于 8 月运输至圭亚那，且需要 10 周左右时间进行发射前准备。此前在 5 月 11 日的新闻发布会上，美国宇航局表示若发生延期，10 月 31 日后几乎每天都有发射窗口，因此可能的替代发射日期将有很多。（space.com）

扩展阅读：

· 材料物理

揭示六方氮化硼高韧性的秘密

美国莱斯大学（Rice University）和新加坡南洋理工大学（NTU）的研究者进行了理论和仿真研究，揭示了单层六方氮化硼（h-BN）具有超高韧性的原因。六方氮化硼也被称为“白石墨”（wihte graphite），具有类似石墨烯的平面蜂窝状六角网格结构。研究发现，与质地较脆的石墨烯不同，六方氮化硼具有出人意料的抗拉强度，断裂韧性大约是石墨烯的 10 倍，这出乎此前的理论预期。研究人员结合密度泛函理论和有限元分析，模拟了六方氮化硼在拉伸时的裂纹扩展过程。结果显示，六方氮化硼包含的两种不同原子在晶格中引入了轻微的不对称性，使裂纹在扩展过程中频繁分岔并反复偏转方向，这意味着裂纹扩展需要消耗更多的能量，大大增强了材料的韧性。研究人员表示，得益于出色的断裂韧性，六方氮化硼有望成为理想的柔性电子保护材料。这项研究也指出了一条利用不对称性来制造坚韧超构材料的新途径。该研究于 6 月 2 日发表于《自然》（Nature）。（Rice University，Nature）

· 癌症研究

肠道中的癌干细胞对邻近细胞有不良影响

近日，多组研究者发现肠道中的恶性干细胞会分泌促进邻近干细胞分化的因子，从而使具有促癌突变的干细胞替代正常干细胞。英国剑桥大学（University of Cambridge）的研究者发现含有这些突变基因的肠干细胞的存在增加了周围野生型细胞的分化率。这一结果是由分泌特定因子的突变干细胞驱动的。通过激活骨形成蛋白（BMP）信号通路的分子，以及其他抑制 WNT 信号通路的分子（WNT 信号通路是一个复杂的蛋白质作用网络，其功能最常见于胚胎发育和癌症），与突变产生的细胞克隆相邻的肠道区域（称为隐窝）细胞更替增加，进一步促进了突变细胞克隆的建立。为了深入研究正常干细胞和恶性干细胞之间相互作用的机制，另外两个分别来自美国科罗拉多大学（University of Colorado）和英国剑桥大学（University of Cambridge）的研究小组使用了一个体外系统来共同培养细胞。在这个系统中，研究人员利用单个干细胞发育成微型肠样的“类器官”结构，为干细胞潜能提供了衡量标准，并发现了与 WNT 通路抑制相关的几个基因，特别是 Notum 基因。三篇相关论文均在 6 月 2 日发表于《自然》（Nature）。（Nature）

· 疫情通报

6 月 2 日我国内地新增确诊病例 24 例，其中本土病例 15 例（均在广东）

据国家卫健委通报，6 月 2 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 24 例，其中境外输入病例 9 例（上海 3 例，广东 2 例，四川 2 例，北京 1 例，福建 1 例），本土病例 15 例（均在广东）；无新增死亡病例；无新增疑似病例。新增无症状感染者 18 例，其中境外输入 13 例，本土 5 例（均在广东）。截至 6 月 2 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 91170 例，累计死亡病例 4636 例。

据广东省卫健委通报，6 月 2 日 0-24 时，全省新增本土确诊病例 15 例，广州报告，其中 4 例为无症状感染者转确诊。新增本土无症状感染者 5 例，广州报告。

据世卫组织通报，截至欧洲中部时间 6 月 2 日 16:26（北京时间 6 月 2 日 22:26），过去 24 小时全球新增确诊病例 371,489 例，新增死亡病例 8,745 例：其中印度新增确诊病例 132,788 例，新增死亡病例 3,207 例；巴西新增确诊病例 30,434 例，新增死亡病例 860 例。全球累计确诊病例 170,812,850 例，累计死亡病例 3,557,586 例。（国家卫健委，广东省卫健委，世卫组织）

编写：许楚楚、周舒义、顾晨月、武大可、戚译引

编辑：武大可、戚译引

封面图片来源：Pixabay

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