9月12日外媒科学网站摘要：大脑如何将感觉转化

9月12日（星期四）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《科学》网站（www.science.org）

1、放牛不会对保护区野生动物构成重大威胁

肯尼亚马赛马拉国家保护区（MMNR）是地球上一些最具代表性的野生动物的家园。每年7月至10月，数百万角马、斑马及其他动物迁徙至该公园觅食，这次大规模的迁徙被称为“大迁徙”。保护区从马赛牧民的土地中划分出来，马赛牧民被禁止将牲畜带入保护区，因为管理者认为牲畜会抢夺野生动物的宝贵食物资源。然而，一些马赛人仍会在旱季期间将牲畜带入保护区，确保牛群生存。

最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究显示，禁止在保护区放牧牲畜的规定可能基于错误的假设。研究发现，保护区内放牧的地方，大型食草动物的数量与未放牧区域差异不大，植被也相似，这表明少量的牛与野生食草动物能够共存。

此前一些研究确实指出，牛与野生动物可能存在草地竞争，过度放牧还会导致土壤裸露和侵蚀。为保护重要的野生动物区域，管理当局往往限制人类进入，这引发了与邻近牧民社区的紧张关系，甚至偶有流血冲突。马赛马拉保护区的野生动物数量在过去40年内有所下降，部分原因被归咎于牧民的放牧行为。

鉴于此次发现，研究人员建议重新审视马赛马拉保护区内现行的放牧限制措施。但他们警告称，研究仅考察了当前低强度的放牧情况，高强度放牧可能带来负面影响。

2、在宇宙黑暗时代之后，是什么燃烧掉了无处不在的气体云？

在大爆炸后的首个十亿年，第一批恒星和星系的诞生为原本黑暗的宇宙带来了光明，同时也引发了另一种转变：充斥宇宙的中性氢被电离。然而，天文学家长期以来对这一过程感到困惑。要电离氢气需要高能紫外线（UV），而稀疏的星系看似无法完成这一任务。现在，美国宇航局的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）颠覆了这一观点。它在宇宙大爆炸后的头十亿年内，发现了大量明亮的年轻星系和发光的黑洞，这些天体释放的紫外线可能已经超出需求。

今天，星系之间的氢几乎完全被电离。宇宙微波背景辐射提供了线索，这些光子被电离氢的自由电子散射，微波背景的模式显示，再电离的中点大约发生在大爆炸后7亿年。

自2022年开始观测以来，JWST已在宇宙大爆炸后的首个十亿年间发现了1000多个候选星系。今年5月，一个研究团队确认了一个在大爆炸后不到3亿年就发光的星系。这些星系的第一代恒星可能是巨星，几乎不含重元素，这种特性使得这些巨星炙热且明亮，能够大量产生紫外线。今年2月，巴黎天体物理研究所的一个团队报告了JWST对大爆炸初期8个超微弱星系的观察结果，这些星系的光被离地球更近的星系团的“引力透镜”增强了。这使得JWST将它们分解成光谱，揭示出这些星系发出的紫外线是后来类似星系的四倍。

研究人员表示，如果这8个星系是JWST发现的星系的代表，“它们足以重新电离整个宇宙”。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、全脑决策动力学：研究人员揭示大脑如何将感觉转化为行动

神经科学家揭示了感觉输入如何在老鼠的大脑多个区域中转化为运动行为。伦敦大学学院塞恩斯伯里威康中心的这项研究表明，决策是一个通过学习协调、跨越多个大脑区域的整体性过程。这一发现为设计更多分布式神经网络提供了新见解，或可推动人工智能的研究。

这项发表在《自然》（Nature）杂志上的研究，使用了神经像素探针（Neuropixels probes）来研究参与决策任务的老鼠。神经像素探针是一项先进技术，能够同时记录多个大脑区域的数百个神经元活动，使研究人员区分出感觉处理与运动控制。研究还通过比较经过训练的老鼠与未受训老鼠，揭示了学习过程的作用。

通过实验，研究人员发现，当老鼠不知道视觉刺激的意义时，大脑主要处理视觉系统和部分中脑区域的信息。而当它们学会任务后，大脑开始整合多处的感官信息。

在这项研究中，研究小组只观察了末经训练老鼠和那些完全学会了任务的老鼠，但在未来的工作中，团队希望进一步跟踪神经元的时间变化，揭示学习过程是如何发生的，看看它们在老鼠开始理解任务时是如何变化的。研究人员还在探索大脑特定区域是否在建立感觉与行动间的联系中扮演关键角色。

2、聊天机器人能否取代医生，帮助患者决定是否进行基因检测？

在美国犹他大学亨茨曼癌症研究所和纽约大学朗格尼·珀尔马特癌症中心的一项联合研究中，科学家发现一种专门的聊天机器人能够帮助患者有效决定是否进行基因检测，提供了一种替代传统遗传咨询的方案。

现行的基因检测标准程序通常包括两次预约，首先是与遗传咨询师见面，讨论家族病史、检测的风险和益处；如果患者决定继续，则在第二次预约中与咨询师讨论检测结果。

“BRIDGE”（扩大遗传咨询的范围、影响和交付）试验使用了一个算法，基于患者的家族健康史筛选出高风险人群。

在试验中，研究人员将3000多名参与者分为两组，一组采用标准遗传咨询流程，另一组则由聊天机器人提供遗传学教育。结果显示，两组参与者进行基因检测的概率相同，这表明聊天机器人是传统咨询模式的可行替代方案。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、中国科学家发现宇宙中最高能量伽马谱线

中国科学院的科学家在伽马射线暴GRB 221009A中发现了一条全新的高能谱线，这一发现揭示了伽马射线暴物理学的新细节。

伽马射线暴是宇宙中最强烈的爆炸现象，为研究恒星、星系和宇宙提供了宝贵线索。2022年10月9日，伽马射线暴GRB 221009A袭击地球，其亮度之强扰乱了许多伽马射线望远镜的正常工作。

中国科学院高能物理研究所领导的研究团队，结合自主研发的“极目”空间望远镜和国际费米卫星伽马射线监测器（Fermi/GBM）的数据，进行了一次全面的光谱分析，发现了一系列新的伽马射线谱线。研究小组注意到，爆发的亮区谱线能量高达3700万电子伏特，是迄今为止观测到的最高能量伽马谱线。

2、利用植物提取物高效去除水中重金属

一些重金属离子在饮用水中过量时具有毒性。传统去除方法如过滤，通常耗能较大，且依赖金属捕集膜，这些膜容易堵塞并需要频繁更换。为改进水质净化技术，研究人员正在探索植物提取物的潜力。植物多糖作为细胞屏障，由重复的糖分子组成，能够有效捕捉重金属离子。

最近一项研究表明，使用从秋葵和芦荟提取的多糖可以有效去除废水中的微塑料和重金属。然而，有些多糖是水溶性的，需要通过添加剂形成不溶性凝胶以捕获金属。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队设计了一种具有糖结构且水溶性可控的聚合物，用以高效去除水中的重金属。

实验结果显示，具有羧酸基团的碳水化合物最能吸引和结合镉离子。在测试中，该聚合物在三分钟内与镉离子形成可过滤的团块。通过调节水的酸碱度，这些团块可以重新溶解，释放出镉离子。

经过结合、结块和再溶解的多次循环后，聚合物依然保持了同样的金属捕捉效率，展现出其作为可回收材料的潜力。（刘春）