9月14日外媒科学网站摘要：为什么人会在压力下

9月14日（星期六）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

为什么人会在压力下崩溃？科学家给出了答案

当面临高风险、高回报的情境，许多人在关键时刻表现失常，这不仅仅是人类的特例。通过对猴子的实验，科学家发现，压力下的“崩溃”与大脑中负责运动准备的神经元活动减少有关。

美国卡耐基梅隆大学的研究团队深入研究了压力情境下大脑的表现，并在最新一期《神经元》（Neuron）杂志上发表了他们的研究结果。

压力下的崩溃不仅是人类现象。正如网球选手可能在赛点失误，猴子在高回报的情况下也会表现不佳。

研究小组设计了一项任务，让恒河猴在快速准确地将光标移动到目标上后获得奖励。每次试验都会提示猴子，告知它们即将获得的奖励是小、中、大还是极为罕见的“头奖”。由于头奖数量稀少且奖励极高，这创造了高风险、高回报的情境。

研究人员在猴子大脑的运动皮层植入了一个微小的芯片，覆盖着电极，用以观测不同奖励情况下的神经元活动。运动皮层负责运动的准备和控制。

结果显示，面对头奖时，负责运动准备的神经元活动减少。运动准备是大脑计算如何执行动作的过程，类似于在发射箭之前瞄准目标。当运动准备不足时，猴子表现也随之变差。

研究人员进一步分析了奖励动机与神经活动和猴子表现之间的关系，发现随着奖励的增大，神经活动先达到一个峰值，但对更大的奖励，准备反而开始减弱，大脑无法维持最佳表现状态。研究人员将此现象称为“神经偏差假说”。

《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）

科学家在地球大气层中发现了一个寻找已久的电场

美国宇航局戈达德太空飞行中心（GSFC）的科学家们首次测量到了地球大气中一个长期寻找的全球电场。这种电场被称为双极电场，几十年前就已被预测存在，但直到现在才得以探测到。

双极电场非常微弱，仅为0.55伏，约相当于一节手表电池的电压，但其力量足以控制上层大气的形态和演化，这对地球是否适合生命生存有着潜在的影响。

此次测量结果发表在8月28日的《自然》（Nature）杂志上。

双极电场的存在最早在20世纪60年代的太空时代初期就被提出。当时，飞行在地球两极上空的航天器探测到大气层中存在一种超音速的带电粒子流出，称为“极风”。

然而，探测这一电场的技术直到最近才得以实现。

GSFC的科学家开发了一种名为光电子能谱仪的新型仪器，专门用于探测电场。他们将光谱仪安装在名为“耐力号”的火箭上。

2022年5月11日，“耐力号”火箭发射，它穿越大气层并上升到约770公里的高度，每隔10秒测量一次电子能量。整个飞行持续了19分钟，最终火箭落入格陵兰海。

在248至768公里的高度范围内，光谱仪测得0.55伏特的电势变化，这一力量足以单独解释极风现象，并排除任何其它大气影响。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、简单变换可以使近地轨道卫星具备更高容量

低轨道卫星有望为全球数百万人提供高速通信服务，但目前的技术限制使其潜力难以完全发挥——这些卫星的天线阵列一次只能为一个用户提供信号服务。

这种“一对一”的信号处理模式意味着，要实现广泛覆盖，企业要么需要发射大量卫星组成庞大的星座，要么发射配备多组天线阵列的大型卫星。无论哪种方式，成本都极高，技术难度大，而且还可能造成轨道拥堵。

以SpaceX为例，该公司采用了“星座”模式。其“星链”网络目前由超过6000颗近地轨道卫星组成，其中一半以上是在过去几年内发射的。SpaceX计划在未来几年内再发射数万颗卫星。

然而，普林斯顿大学工程学院和中国台湾阳明交通大学的研究人员联合开发了一项新技术，使低轨道卫星的天线能够同时为多个用户处理信号，大幅减少所需的硬件资源。

在《IEEE信号处理学报》发表的论文中，研究人员描述了突破单用户限制的方法。这项技术基于一种常用的天线波束成形技术，通过精确调整天线阵列，将无线电波束准确引导至所需位置，从而增强通信能力。

通常情况下，每个波束都携带着短信或电话等信号信息。尽管地面平台上的天线阵列（如手机信号塔）可以处理多个信号，但低轨道卫星每次只能处理一个信号。

由于卫星时速高达3万公里，并且其位置不断变化，处理多个信号而不混淆它们几乎是不可能的。

为了解决这一问题，研究人员开发了一种系统，可以在不增加硬件的前提下，将单个天线阵列的信号传输分成多个波束。这一技术突破了单个天线阵列只能为一个用户服务的限制。

减少天线数量的网络可能意味着卫星数量减少，卫星体积缩小，或者二者兼具。研究人员指出：“传统的近地轨道卫星网络需要70至80颗卫星来覆盖美国，而通过这项新技术，这个数字可能减少到16颗。”

2、当癌症发生时，免疫系统是如何失效的

癌症被比作“无法愈合的伤口”，意指免疫系统无法有效消灭入侵的肿瘤细胞。美国罗切斯特大学医学中心威尔莫特癌症研究所的研究团队发现，一种关键分子可以对免疫细胞进行重编程，将其转化为促进癌症发展的“帮凶”。

该研究的通讯作者指出，研究这些“促肿瘤”免疫细胞的行为非常重要，因为它们可能成为阻止癌症恶化的治疗靶点。

这一发现发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

研究团队调查了肿瘤环境中细胞间的动态相互作用，揭示了免疫细胞从抵抗癌症到帮助癌症的转变机制。

他们发现，血小板活化因子（PAF）是决定免疫细胞命运的关键分子。PAF不仅能招募促癌细胞，还会抑制免疫系统的抗癌能力。多种癌症依赖相同的PAF信号进行扩散。

研究人员强调，如果找到阻断PAF的治疗方法，可能对多种癌症类型都有效。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、地球变暖将由谁来买单？答案可能会让人大吃一惊

德国波茨坦气候影响研究所（PIK）的一项研究分析了全球变暖带来的不稳定天气事件对不同收入群体的生产和消费影响。研究结果证实了之前的研究，即全球最贫困人口承受着气候变化带来的最大经济风险。

令人意外的是，富人面临的风险也在快速增加。像巴西这样的转型经济体则极易受到严重冲击和负面贸易影响。从各国来看，这些国家面临的风险最高，原因是气候变化带来的严重冲击和不利的贸易影响。

随着地球继续变暖，这些风险预计将在全球范围内恶化，并对全球供应链产生连锁反应，进而影响商品和服务的生产和流通。

研究人员强调，未来20年，气候变化将加剧不稳定天气带来的经济风险。尽管最贫困的人群仍然面临最高的风险，但在美国和欧盟等富裕国家，经济风险的增加对富人影响最为显著。

2、神奇的扭曲：科学家如何重新设计电子的未来

研究人员通过对石墨烯和硒化钨层进行扭转，开发出一种具有独特自旋特性的创新材料。

这一自旋电子学领域的突破性技术，可能会彻底改变先进电子设备的发展，尤其是在将磁存储器集成到处理器中的应用上，并克服当前自旋电流处理中的限制。

西班牙CIC nanoGUNE研究中心的纳米器件团队，与捷克布拉格查理大学和西班牙圣塞巴斯蒂安材料物理中心（CFM）的研究人员合作，设计了一种全新材料，具备自旋电子学的潜在应用特性。这一发现发表在《自然材料》（Nature Materials）期刊上，为开发更高效、更先进的电子设备带来了新的可能性，尤其是在磁存储器与处理器集成的领域。

近年来，二维材料的独特特性促使研究人员对它们展开深入研究。当两层这种材料堆叠形成异质结构时，常常会产生新的物理效应。研究还发现，层间的微小旋转会显著改变材料的特性。

科研人员重点研究了石墨烯和硒化钨（WSe2）的双层结构，当这两层材料以特定角度精确旋转时，可以在特定方向上产生自旋电流。

自旋是电子及其他粒子的一种特性，通常沿垂直于电流的方向传递。如何有效处理自旋电流是自旋电子学面临的主要挑战之一。这项研究表明，使用合适的材料可以突破这一限制。

通过简单地堆叠两层材料，并施加一个“神奇”的扭转角度，就能获得原始材料中不存在的新自旋特性。材料选择越灵活，未来设备的设计潜力就越大。（刘春）