科学家们发现定向运动可以训练大脑 有助于对抗认知能力的衰退

科学家们发现定向运动可以训练大脑有助于对抗认知能力的衰退据研究人员称，定向运动中身体锻炼和导航的结合可能会刺激大脑的某些部分，这些部分对我们祖先的狩猎和采集至关重要。据认为，大脑经过数千年的进化，通过发展新的神经通路来适应恶劣的环境。由于现代的便利条件，如GPS应用程序和现成的食物，这些相同的大脑功能对于今天的生存并不那么必要。研究人员认为这是一个"不使用它就失去它"的案例。"现代生活可能缺乏大脑茁壮成长所需的特定认知和物理挑战，"监督这项研究的麦克马斯特大学加拿大大脑健康和老化研究主席珍妮弗-海斯说。"在缺乏主动导航的情况下，我们有可能失去这种神经结构"。运动学家JenniferHeisz（右）和研究生EmmaWaddington（左）研究了定向运动在对抗认知能力下降方面的作用。海斯指出，阿尔茨海默病的最早症状之一是失去找路的能力，所有患者中有一半受到影响，即使是在疾病的最温和阶段。在最近发表在《PLOSONE》杂志上的这项研究中，研究人员调查了健康的成年人，年龄从18岁到87岁不等，具有不同程度的定向运动专长（无、中级、高级和精英）。参加定向运动的人报告了更好的空间导航和记忆能力，这表明在常规锻炼中加入寻路的元素可能对人的一生都有好处。主要作者艾玛-瓦丁顿说："当涉及到大脑训练时，定向运动的身体和认知要求有可能给人带来更多的收益，而不是仅仅是锻炼，"她是运动学系的一名研究生，设计了这项研究，并且是国家定向运动队的教练和成员。麦克马斯特大学的研究人员发现定向运动的参与者报告了更好的空间导航和记忆，这表明这项运动可能有利于对抗认知能力的下降。定向越野的目标是通过在不熟悉的地区尽可能快地奔跑，只用地图和指南针找到一系列检查点来进行导航。最熟练的运动员必须在几个心理任务之间有效切换，在快速穿越地形的同时做出快速决定。这项运动是独特的，因为它需要主动导航，同时在以不同方式处理空间信息的大脑部分之间进行快速转换。例如，阅读地图取决于相对于环境的第三人称视角。定向运动者必须在跑动过程中，实时地将这些信息与他们自己在环境中的位置相对应，进行快速转换。研究人员说，这是GPS系统从现代生活中设计出来的一种技能。这不仅可能影响我们的导航能力，而且还影响我们的空间处理和记忆，因为这些认知功能依赖于重叠的神经结构。研究人员建议，有两个简单的方法可以将更多的定向运动纳入到日常生活中：关闭GPS，在旅行时使用地图来找路；通过使用新的路线来跑步、散步或骑车来挑战自己的空间。"定向运动在很大程度上是一项生活化的运动。你经常可以看到从6岁到86岁的参与者都在从事定向运动，"Waddington说。"我长期参与这项运动，使我了解了学习导航技能背后的过程，我受到启发，研究定向运动的独特性以及这项运动对老龄人口可能具有的科学意义。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350289.htm

科学家揭示灵长类动物大脑之间的差异 - 人类、猿类和猴类

科学家揭示灵长类动物大脑之间的差异-人类、猿类和猴类了解使人类大脑与众不同的分子差异可以帮助科学家研究其发展中的中断。一项新的研究调查了人类和非人类灵长类动物如黑猩猩、恒河猴和狨猴之间前额叶皮层细胞的差异和相似之处--前额叶皮层是大脑的最前端区域，这个区域在高级认知功能中起着核心作用。该研究最近发表在《科学》杂志上，由包括威斯康星大学麦迪逊分校神经科学教授AndreSousa在内的一个研究小组进行。这些物种之间的细胞差异可能阐明了它们的进化步骤，以及这些差异如何与人类所见的自闭症和智力障碍等疾病有关。在华盛顿大学麦迪逊分校韦斯曼中心研究大脑发育生物学的索萨决定与他作为博士后研究员工作的耶鲁大学实验室合作，从研究和分类前额叶皮质的细胞开始。研究人员分析了来自四种密切相关的灵长类动物的前额皮层细胞（每个大脑中的阴影区域）的遗传物质，以描述细胞类型和遗传学方面的微妙差异。图像来源：威斯康星大学麦迪逊分校"我们正在对背外侧前额叶皮层进行分析，因为它特别有趣。这个皮层区域只存在于灵长类动物中。它不存在于其他物种中，"Sousa说。"它与高度认知方面的几个相关功能有关，如工作记忆。它也被牵涉到一些神经精神疾病中。因此，我们决定做这项研究，以了解人类在这个大脑区域的独特之处。"Sousa和他的实验室从人类、黑猩猩、猕猴和狨猴的组织样本中收集了60多万个前额皮质细胞的遗传信息。他们分析了这些数据，将细胞分为不同的类型，并确定不同物种间类似细胞的差异。不出所料，绝大部分的细胞是相当类似的，因为这些物种在进化上相对接近。安德烈-索萨索萨和他的合作者在前额叶皮层中发现了五种在所有四个物种中都不存在的细胞类型。他们还发现某些细胞类型的丰度存在差异，以及不同物种间类似细胞群的多样性。当比较黑猩猩和人类时，差异似乎很大--从他们的身体外观到他们的大脑能力。但是在细胞和基因水平上，至少在前额叶皮层中，相似之处很多，而不同之处则很少。"我们的实验室真的想知道人类的大脑有什么独特之处。显然，从这项研究和我们以前的工作来看，它的大部分实际上是相同的，至少在灵长类动物中是如此，"Sousa说。研究人员发现的细微差异可能是确定其中一些独特因素的开始，而这些信息可能导致在分子水平上对发育和发育障碍的启示。"我们想知道在人类和其他灵长类动物之间的进化分裂之后发生了什么，"Sousa说。"这个想法是在一个基因或几个基因中发生了突变，这些基因现在的功能略有不同。但是，如果这些基因与大脑发育有关，例如，某种细胞产生的数量，或细胞与其他细胞的连接方式，它是如何影响神经元回路和它们的生理特性？我们想了解这些差异如何导致大脑中的差异，然后导致我们可以在成年人身上观察到的差异"。该研究的观察是在成年人的大脑中进行的，在大部分发育完成之后。这意味着，这些差异可能是在大脑发育过程中发生的。因此，研究人员的下一步是研究发育中的大脑样本，并将他们的调查范围扩大到前额叶皮层之外，以便有可能找到这些差异的起源地和时间。希望这些信息将导致一个更强大的基础，在此基础上进行发育障碍研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332685.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332685.htm

科学家发现“欺骗餐”跟饮食失调存在关联

科学家发现“欺骗餐”跟饮食失调存在关联根据最近发表在《JournalofEatingDisorders》上的一项研究，超一半的男性、女性和变性人或性别不一致的参与者至少有一次“欺骗餐”，即偏离一个人既定的饮食习惯，食用“被禁止的”高热量饮食后来又恢复到以前的饮食习惯。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315345.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315345.htm

科学家发现吃这些食物会在女性经期加重痛经的情形

科学家发现吃这些食物会在女性经期加重痛经的情形90%的青春期女性报告经历过痛经。大多数人尝试用非处方药来控制他们的疼痛，但效果有限。高欧米茄-3脂肪酸和低加工食品、低油和低糖的饮食已被证明可以降低炎症反应，这是导致痛经的一个关键因素。这项研究试图调查饮食对痛经的影响，发现哪些食物会导致痛经，哪些可能会缓解痛经。研究发现，高欧米伽6脂肪酸的饮食会促进炎症，而高欧米伽3脂肪酸的食物会减少炎症。子宫内的肌肉因为前列腺素而收缩，前列腺素在炎症反应中很活跃，在测量膳食炎症指数时，发现那些素食者（不包括动物脂肪）的炎症发生率最低。"研究饮食对痛经的影响，开始是为了寻找补救我个人经历的疼痛；我想了解这种关联背后的科学。学习增加和减少炎症的不同食物，从而增加或减少经痛，揭示了饮食是许多经常被忽视的健康结果的促成因素之一。"来自罗格斯大学的海报演讲的主要作者SerahSannoh说："我希望这项研究能够帮助那些经期的人减少他们所经历的疼痛，并阐明整体治疗方案的重要性。""由于痛经是青春期女孩旷课的一个主要原因，因此探索能够最大限度地减少疼痛的方案非常重要。像饮食调整可能是一个相对简单的解决方案，可以为她们提供实质性的缓解，"NAMS医疗总监StephanieFaubion博士说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333373.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333373.htm

科学家揭开量子化涡旋运动的谜团 解释其与正常流体之间的相互作用

科学家揭开量子化涡旋运动的谜团解释其与正常流体之间的相互作用尽管物理学界已经提出了几种理论模型，但尚不清楚哪种模型是正确的。由大阪都立大学科学研究生院和南部洋一郎理论与实验物理研究所的MakotoTsubota教授和特聘助理SatoshiYui教授领导的研究小组与佛罗里达州立大学和庆应义塾大学的同事合作，以数值方式研究了量子化涡旋与法向流体之间的相互作用。 根据实验结果，研究人员决定了几个理论模型中最一致的一个。他们发现，考虑正常流体变化并包含理论上更准确的相互摩擦的模型与实验结果最相符。平面以上量化涡旋环的可视化（绿色曲线），正常流体涡旋环（红色半圆）。资料来源：MakotoTsubota,OMU“这项研究的主题是量子化涡旋与正常流体之间的相互作用，自从我40年前开始在这一领域进行研究以来，一直是一个巨大的谜团，”坪田教授说道。“计算的进步使得解决这个问题成为可能，我们佛罗里达州立大学的合作者出色的可视化实验取得了突破。正如科学中经常发生的情况一样，技术的后续发展使得阐明这一问题成为可能，这项研究就是一个很好的例子。”他们的研究结果于2023年5月23日发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367417.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367417.htm

原子定格：科学家首次捕捉到水中的电子运动

原子定格：科学家首次捕捉到水中的电子运动2月15日，《科学》（Science）杂志报道了这一研究成果，它为研究液相分子的电子结构提供了一个新的视窗，而这种视窗的时间尺度是以前的X射线所无法达到的。这项新技术揭示了当目标被X射线击中时的即时电子反应，这是了解辐照对物体和人的影响的重要一步。这项研究的资深作者、阿贡国家实验室特聘研究员琳达-杨说："我们想研究的辐射诱导的化学反应是目标电子反应的结果，这种反应发生在阿秒时间尺度上。到目前为止，辐射化学家只能分辨皮秒级的事件，比阿秒级慢一百万倍。这有点像说'我出生了，然后我死了'。你想知道这中间发生了什么。这正是我们现在能够做到的。""我们开发的方法允许研究......辐射诱导过程产生的反应物，例如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物中遇到的反应物。"阿贡杰出研究员、芝加哥大学物理系和詹姆斯-弗兰克研究所教授琳达-杨介绍说。来自美国能源部多个国家实验室以及美国和德国多所大学的多机构科学家小组将实验与理论相结合，实时揭示了X射线源的电离辐射撞击物质时产生的后果。在发生作用的时间尺度上进行研究，将使研究小组能够更深入地理解复杂的辐射诱导化学反应。事实上，这些研究人员最初是为了开发必要的工具来了解长期暴露于电离辐射对核废料中化学物质的影响而走到一起的。这项研究得到了能源部赞助的放射性环境和材料界面动力学（IDREAM）能源前沿研究中心的支持，该中心总部设在太平洋西北国家实验室（PNNL）。水样照片：为了记录X射线辐射激发的电子运动，科学家们制作了一张约1厘米宽的液态水薄片，作为X射线光束的目标。图片来源：EmilyNienhuis太平洋西北国家实验室亚原子粒子的运动速度非常快，要捕捉它们的行动，需要一个能够以阿秒为单位测量时间的探测器，阿秒的时间范围非常小，以至于一秒钟中的阿秒比宇宙历史上已经度过的秒数还要多。目前的研究以获得2023年诺贝尔物理学奖的新科学--阿秒物理学为基础。阿秒X射线脉冲仅在全球少数几个专业设施中可用。该研究团队在位于加利福尼亚州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的里纳克相干光源（LCLS）进行了实验工作，当地团队率先在这里开发了阿秒X射线自由电子激光器。来自SLAC国家加速器实验室的阿戈-马里内利（AgoMarinelli）说："阿秒时间分辨实验是里纳克相干光源的旗舰研发项目之一，"他与詹姆斯-克赖恩（JamesCryan）共同领导了此次实验所使用的一对同步X射线阿秒泵浦/探针脉冲的开发工作。"看到这些研发成果被应用于新型实验，并将阿秒科学带入新的发展方向，我们感到非常兴奋"。2022年6月，团队成员在SLAC国家加速器实验室里纳相干光源的控制室。从左至右：SLAC的DavidJ.Hoffman、阿贡国家实验室（ANL）和芝加哥大学的KaiLi、西北太平洋国家实验室IDREAM主任CarolynPearce、SLAC的Ming-FuLin和ANL的ShuaiLi。图片来源：CarolynPearce太平洋西北国家实验室这项研究中开发的技术--液体中的全X射线阿秒瞬态吸收光谱，使他们能够"观察"被X射线激发的电子进入激发态的过程，而这一切都发生在体积更大的原子核有时间移动之前。他们选择液态水作为实验的试验品。芝加哥大学物理系和詹姆斯-弗兰克研究所教授杨说："我们现在有了一种工具，原则上可以跟踪电子的运动，实时看到新电离分子的形成。"这些新报告的发现解决了一个长期存在的科学争论，即在以前的实验中看到的X射线信号是否是水或氢原子动态的不同结构形状或"图案"的结果。这些实验最终证明，这些信号并不是环境液态水中两种结构模式的证据。杨说："基本上，人们在以前的实验中看到的是氢原子运动造成的模糊。我们在原子有时间移动之前进行了所有的记录，从而消除了这种移动"。研究人员将目前的研究视为阿秒科学全新方向的开端。为了实现这一发现，PNNL的实验化学家与阿贡和芝加哥大学的物理学家、SLAC的X射线光谱专家和加速器物理学家、华盛顿大学的理论化学家，以及德国汉堡超快成像中心和德国电子同步加速器（DESY）自由电子激光科学中心（CFEL）的阿秒科学理论家合作。在2021年至2022年全球大流行期间，PNNL团队利用在SLAC开发的技术，在X射线泵脉冲路径上喷射出一片超薄的纯水。PNNL的早期职业化学家艾米丽-尼恩胡斯（EmilyNienhuis）说："我们需要一个漂亮、平整、薄的水片，在那里我们可以聚焦X射线。这种能力是在LCLS开发出来的。在PNNL，Nienhuis演示了这种技术也可用于研究IDREAMEFRC核心的特定浓缩溶液，并将在下一阶段的研究中进行调查。"收集到X射线数据后，来自华盛顿大学的理论化学家李晓松和研究生卢立新运用他们解释X射线信号的知识，再现了在SLAC观察到的信号。由理论家罗宾-桑特拉（RobinSantra）领导的CFEL小组建立了液态水对阿秒X射线响应的模型，以验证观测到的信号确实局限于阿秒时间尺度。"利用华盛顿大学的Hyak超级计算机，我们开发出了一种尖端的计算化学技术，能够详细描述水的瞬态高能量子态，"华盛顿大学LarryR.Dalton化学讲座教授、PNNL实验室研究员李说。"这一方法学上的突破在量子层面理解超快化学转化方面取得了举足轻重的进展，其准确性和原子级细节都非常出色。"首席研究员杨发起了这项研究并监督其实施，第一作者和博士后ShuaiLi在现场领导了这项研究。阿贡的物理学家吉勒-杜米（GillesDoumy）和芝加哥大学的研究生李凯（KaiLi）是进行实验和分析数据的团队成员。阿贡纳米材料中心是美国能源部科学办公室的用户设施，该中心帮助鉴定了水片喷射目标的特性。研究团队一起窥探了液态水中电子的实时运动，而世界上的其他地方却静止不动。杨说："我们开发的方法允许研究辐射诱导过程产生的活性物种的起源和演化，例如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物中遇到的活性物种。"编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418733.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418733.htm