2023年國際十大科技新聞公布
2023年，科學(xué)的地平線上燃起了新的曙光。從活體中的電極，到引力波的“歌聲”；從單原子水平的探索，到廣袤太空里中國人自己的實(shí)驗(yàn)室；從人類對自身細(xì)胞級的了解，到人工智能真正走入我們的生活……2024年即將開啟，前行不輟的科學(xué)家們，正一步步接近科技新紀(jì)元的大門。 de/ oK c
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1.活體組織中“長出”電極 2$OV`qy@?
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在微制造電路上測試的可注射凝膠。 $Ge0<6/
生物體和技術(shù)之間的物理界限正在變得模糊。 3,'L W}
瑞典研究人員通過注入以酶作為“組裝分子”的凝膠，再利用人體分子作為觸發(fā)器，首次成功地在活體組織中培育出電極。今年2月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的這項(xiàng)成果，為在生物體中形成完全集成的電子電路鋪平了道路。 }_Ci3|G>%D
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瑞典林雪平大學(xué)、隆德大學(xué)和哥德堡大學(xué)研究團(tuán)隊將神經(jīng)組織與電子設(shè)備連接了起來。通常來說，剛性電子設(shè)備和軟組織之間的不匹配，可能會損害脆弱的生命系統(tǒng)。但該團(tuán)隊使用可注射凝膠直接在體內(nèi)制造出軟電極。注射到活體組織后，凝膠中的酶分解體內(nèi)的內(nèi)源代謝物，從而引發(fā)凝膠中有機(jī)單體的酶聚合，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、柔軟的導(dǎo)電電極。研究人員通過將凝膠注射到斑馬魚和藥用水蛭中，驗(yàn)證了這一過程。凝膠在兩種生物體中聚合并在組織內(nèi)“生長”出了電極。 Bs `mzA54
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這種直接在活體組織內(nèi)創(chuàng)建電子電路的方法，提供了通過神經(jīng)系統(tǒng)電信號或調(diào)節(jié)神經(jīng)回路就能治療疾病的途徑。 \G#_z|'dN
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2.雄性小鼠產(chǎn)生功能性卵細(xì)胞 Ay 7PU
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這是一項(xiàng)能啟發(fā)或推動未來生育力的研究。 fig~z=m
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《自然》雜志3月發(fā)表的論文報告了一項(xiàng)干細(xì)胞研究重磅成果：將雄性小鼠干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為雌性細(xì)胞并產(chǎn)生功能性卵細(xì)胞。這些卵細(xì)胞在受精后得到的胚胎中，約有1%能產(chǎn)生健康的后代。 @HzK)%@
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雄配子和雌配子——分別為精子和卵母細(xì)胞（卵子），由名為原生殖細(xì)胞的一類干細(xì)胞產(chǎn)生。這些干細(xì)胞分化成配子，需要性染色體發(fā)揮正常功能。 6FYL},.R
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此前有研究探索過改變原生殖細(xì)胞性別的可能性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)配子的產(chǎn)生或是減少，只能產(chǎn)生生育力很低的細(xì)胞。但這一次，日本九州大學(xué)林克彥團(tuán)隊報告了利用多能干細(xì)胞有可能產(chǎn)生更健全的卵細(xì)胞。團(tuán)隊使用了成熟雄性小鼠尾巴的皮膚細(xì)胞（攜帶XY染色體），并把這些細(xì)胞轉(zhuǎn)化成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。他們將這些干細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，這個過程會產(chǎn)生一部分罕見缺失Y染色體的細(xì)胞（約占6%的培養(yǎng)細(xì)胞），即XO細(xì)胞。 ch2m Ei(
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這些XO細(xì)胞在培養(yǎng)基中的繼續(xù)發(fā)育能誘導(dǎo)X染色體的復(fù)制。使用干擾細(xì)胞分裂的逆轉(zhuǎn)素藥物處理細(xì)胞，能提高X染色體的復(fù)制效率。最后得到的雙X染色體的細(xì)胞被誘導(dǎo)分化為原生殖細(xì)胞樣細(xì)胞，再分化成卵細(xì)胞，這些卵細(xì)胞經(jīng)過受精并植入一個小鼠的子宮后，產(chǎn)生了可存活的后代。 xM=ydRu
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盡管仍需更嚴(yán)格地評估將雄性細(xì)胞變成雌性細(xì)胞對于基因組穩(wěn)定性的影響，但這一重磅成果對于未來的研究和應(yīng)用十分重要。 $Zr \$z2
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3.雙縫實(shí)驗(yàn)在時間維度重建 2D(sA
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英國科學(xué)家托馬斯·楊在19世紀(jì)對光波干涉的觀察是物理學(xué)史上最具標(biāo)志性的實(shí)驗(yàn)之一，對量子物理學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響�，F(xiàn)在，它有了新進(jìn)展。 ^&\pY
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今年4月，英國科學(xué)家借助一種能在飛秒（千萬億分之一秒）內(nèi)改變特性的“超材料”，在時間而非空間維度重現(xiàn)了著名的雙縫實(shí)驗(yàn)。最新實(shí)驗(yàn)揭示了更多光的基本性質(zhì)，也為創(chuàng)造出能在空間和時間尺度上精細(xì)控制光的終極材料奠定了基礎(chǔ)。 _ &(L{cFx6
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這一實(shí)驗(yàn)原本涉及光通過空間中的一對“狹縫”的衍射，但新研究表明，使用雙縫在時間上實(shí)現(xiàn)等效效果是可能的。倫敦帝國理工學(xué)院研究團(tuán)隊在實(shí)驗(yàn)中用到了氧化銦錫薄膜，在飛秒這樣超快的時間尺度上，這種材料的反射率會被激光改變，為光創(chuàng)造出“狹縫”。研究人員通過快速連續(xù)兩次打開和關(guān)閉半導(dǎo)體鏡的反射率并沿著從鏡反射的光的頻譜記錄干涉條紋，實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。他們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干擾發(fā)生在不同頻率的波之間，而不是不同的空間位置之間。 LF `] =.Q
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這項(xiàng)成果未來或有多種應(yīng)用，例如用于信號處理和通信或光計算的光開關(guān)。
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