狂野生物：它有上百個(gè)屁股，每個(gè)都能長(zhǎng)出眼睛和腦子|一周科技

歡迎收看一周科技。本周你將看到：①難看的植物受冷落；②長(zhǎng)著一個(gè)頭和上百個(gè)“屁股”的蟲子；③意念打字全面提速；④粉色的飲料讓人跑更快；⑤只有一粒鹽那么大的醫(yī)療植入物。

被冷落的植物

沒(méi)人關(guān)心難看的植物——甚至連科學(xué)家都不研究它們[1]。

開(kāi)出漂亮藍(lán)色花朵的植物更容易被研究，例如這種耬斗菜（Aquilegia alpine） | Martino Adamo

按理說(shuō)，一種植物是否得到關(guān)注，應(yīng)該取決于它的重要性。但本周的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家在選取研究對(duì)象時(shí)，可能還受到審美喜好的影響。研究者選取了阿爾卑斯山西南側(cè)的113種植物，這些植物在1975～2020年的280項(xiàng)研究曾被提及。分析發(fā)現(xiàn)，除去食用、藥用的功能外，易得而且顯眼的植物最容易被研究。科學(xué)家們最青睞開(kāi)藍(lán)色花的植物，白色、紅色、粉色的花朵也常出現(xiàn)在研究中。而那些棕色和綠色花的“樸素植物”則更易被忽略。此外，植物長(zhǎng)得越高，也越容易被研究者注意到。

一種水柏枝屬植物（Myricaria germanica），因?yàn)闅夂蛟蚺R近瀕危，但卻很少得到研究關(guān)注| Martino Adamo

論文作者擔(dān)心，這樣的“看臉”研究，會(huì)讓一些稀缺、具有重要生態(tài)意義的植物無(wú)法得到保護(hù)。正如研究者說(shuō)：“我們也要愛(ài)那些無(wú)聊的植物?！?/p>

分支蟲

本周狂野生物：長(zhǎng)著一個(gè)頭和上百個(gè)“屁股”的蟲子。

溫馨提示：圖中只有一只蟲 | Ponz-Segrelles, Aguado & Glasby

這種蟲名叫Ramisyllis multicaudata，是一種生活在海綿內(nèi)部的環(huán)節(jié)動(dòng)物。普通的環(huán)節(jié)動(dòng)物只有一頭一尾，但它卻擁有罕見(jiàn)的分支狀身體：從身體最初的“主干”上，橫向分支接二連三地長(zhǎng)出來(lái)，分支上還會(huì)再長(zhǎng)出分支，分支末端可能會(huì)有成百甚至上千個(gè)。這些末端每個(gè)都可以看成一個(gè)“屁股”：上面長(zhǎng)著消化道分支與肛門開(kāi)口。

“分支蟲”Ramisyllis multicaudata的生長(zhǎng)過(guò)程 | Guillermo Ponz‐Segrelles et al.

最近一項(xiàng)研究分析了這種狂野生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[2]。研究者發(fā)現(xiàn)，它體內(nèi)的消化道、神經(jīng)、血管等結(jié)構(gòu)都會(huì)在身體分叉處形成分支，分支后依然保持與主干相似的結(jié)構(gòu)。在分支處存在獨(dú)特的“肌肉橋”結(jié)構(gòu)，通過(guò)這些結(jié)構(gòu)，理論上可以找出蟲子的身體主干，分辨哪一個(gè)“屁股”是最先長(zhǎng)出來(lái)的（并沒(méi)有想知道……）。

此外，研究者還發(fā)現(xiàn)這些“屁股”會(huì)長(zhǎng)出自己的眼睛和腦子——這發(fā)生在蟲子繁殖的時(shí)候。此時(shí)，分支末端會(huì)形成獨(dú)立的“繁殖體”，從主體上脫落下來(lái)，獨(dú)立的眼睛和腦子能幫助繁殖單元在環(huán)境中移動(dòng)。

意念寫字

意念打字升級(jí)版：只要在腦子里動(dòng)動(dòng)寫字的念頭，就能把文字打到屏幕上，輸入速度可達(dá)每分鐘90個(gè)字符[3]。

研究者在一位65歲的癱瘓被試身上測(cè)試了這種“意念輸入”新技術(shù) | Nature / Stanford University

實(shí)現(xiàn)這種意念輸入，需要植入電極和AI系統(tǒng)的幫助。研究者首先在一位手部無(wú)法運(yùn)動(dòng)的癱瘓被試腦中植入了兩個(gè)電極陣列，接下來(lái)，他們要求被試“試圖”手寫各種字母，同時(shí)記錄下相應(yīng)的腦部活動(dòng)。然后，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)和解碼這些腦部信號(hào)，從中讀取出被試想要書寫的字符。這樣以來(lái)，被試就可以通過(guò)“腦內(nèi)書寫”來(lái)打字了。字符識(shí)別的準(zhǔn)確率為94.1%，如果用上自動(dòng)更正功能，還可以達(dá)到更高的準(zhǔn)確率。

通過(guò)神經(jīng)信號(hào)解碼出的手寫字母與符號(hào) | Francis R. Willett et al.

與以往的腦機(jī)接口相比，這種“意念打字”新方法速度大幅提升，它有望幫助癱瘓患者更好地與外界交流。不過(guò)，它的使用壽命、安全性與效果仍有待進(jìn)一步評(píng)估。

粉紅飲料

一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)顯示，粉色的飲料似乎能讓人跑得更快——而且不需要喝下去就可以[4]。

實(shí)驗(yàn)中，研究者請(qǐng)10位被試以自己的步調(diào)在跑步機(jī)上完成每次30分鐘的跑步運(yùn)動(dòng)。在跑步中，研究者要求被試們分別用粉色或無(wú)色透明的飲料漱口——兩種飲料都用人工甜味劑調(diào)味，除了顏色不同沒(méi)有任何差別。結(jié)果顯示，在用粉色飲料漱口的情況下，被試們的跑步速度與距離比無(wú)色飲料的情況提升了4.4%。品嘗粉色飲料之后，被試們運(yùn)動(dòng)中的愉悅感也有所提高。

此前的研究發(fā)現(xiàn)，粉色會(huì)加強(qiáng)人們對(duì)食物甜味的感知，粉色飲料提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的效應(yīng)可能也與此有關(guān)。

迷你植入物

哥倫比亞大學(xué)的研究者正在研發(fā)一種十分微小的醫(yī)用電子植入物：它的體積不足0.1立方毫米，大約只有一顆細(xì)鹽粒那么大[5]。

具有完整功能的電子植入物可以有多小？| Chen Shi/Columbia Engineering

這種非常迷你的植入物是一個(gè)單片集成電路，它通過(guò)超聲波從外界獲取能量并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。目前，它能實(shí)現(xiàn)的功能是監(jiān)測(cè)植入局部的組織溫度變化。

研究者最終的目的是研發(fā)可利用皮下注射針頭植入的迷你醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備，微小的體積可以使植入過(guò)程創(chuàng)傷減少。不過(guò)，目前他們還只在實(shí)驗(yàn)小鼠中進(jìn)行了初步測(cè)試。將來(lái)，研究者們還計(jì)劃為這些微小的植入傳感器設(shè)計(jì)更多功能。

參考文獻(xiàn)

[1] https://www.nature.com/articles/s41477-021-00912-2

[2] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jmor.21356

[3] https://www.nature.com/articles/s41586-021-03506-2

[4] https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2021.678105/full

[5] https://advances.sciencemag.org/content/7/19/eabf6312

作者：麥麥，窗敲雨

編輯：窗敲雨