2020年9月25日环球科学要闻

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                                2020年9月25日环球科学要闻
                               
                                第二届“科学探索奖”揭晓获奖名单，最年轻获奖者仅30岁；新型机器手能实现人手90%的功能；最详细的人类健康心脏细胞和分子图谱发布；一些鸟类具有与哺乳动物相似的大脑皮层……
                               
                               
· 科学奖项 ·
第二届“科学探索奖”揭晓获奖名单，最年轻获奖者仅30岁

今日，腾讯基金会资助的“科学探索奖”公布了第二届获奖名单。50位获奖者都将在未来5年内，获得300万元的科研奖金；其中有5位女性科学家，北京大学微纳电子学系的博士生导师黄芊芊是最年轻的获奖者，年仅30岁。“科学探索奖”由腾讯公司于2018年设立。奖项分布在数学物理学、生命科学、天文和地学、化学新材料、信息电子等9个领域中，颁发给在中国45周岁及以下的青年科技工作者。颁奖典礼将于11月在北京举行。


· 新技术 ·
新型机器手能实现人手90%的功能


图片来源：IIT-INAIL

最新一项发表于《科学报告》的研究中，意大利技术研究所制造了一款能模仿人手90%功能的“汉尼斯”机器手。机器手的组成主要分为3个部分：拟人的肌电多关节假手、手腕模块和肌电控制器（包括两个表面肌电传感器、电池组等）。这一机器手模仿人手关键的生理特征，能实现精确的类似人手的抓握行为。在先导试验中，研究人员测试了机器手在截肢患者中的使用效果。结果显示，它的抓握动作与人手有很高的相似性，在1秒内能实现完整的抓取动作，并最高释放150牛顿的力，帮助截肢者实现90%的手部功能。在训练不到1周的时间内，患者就能熟练操作“汉尼斯”机器手。


· 细胞生物学 ·
最详细的人类健康心脏细胞和分子图谱发布

人类心脏每天要跳动近10万次，这一过程需要心脏各区域细胞的精确协作，一旦出现差错就就可能导致心血管疾病。作为人类细胞图谱计划（Human Cell Atlas）的一部分，目前最详细的人类健康心脏细胞和分子图谱于昨日发表于《自然》杂志上。研究人员结合单细胞分析、机器学习和成像技术，分析了心脏6个不同区域的近50万个细胞，揭示了心脏不同区域细胞基因表达和发育起源的多样性，明确了心肌的细胞类型、血管网络结构和心脏保护性免疫细胞。心脏细胞图谱的公布，将使他们更好地了解心脏疾病并指导个性化治疗。后续，研究人员将重点关注如何诱导心脏细胞自我修复。


· 神经科学 ·
一些鸟类具有与哺乳动物相似的大脑皮层

一些鸟类拥有与哺乳动物不同的前脑组织，但具有和哺乳动物相当的认知能力。新发表在《科学》上的两篇研究表明，鸟类大脑中神经元富集的皮层，或许能赋予鸟类多种认知能力。一项研究通过3D偏振光成像和神经环路追踪技术，分析了鸽子和猫头鹰的大脑皮层结构，发现它们皮层的环路结构与哺乳动物非常相似。另一项研究发现，乌鸦在接受视觉刺激后，皮层显示的神经活动或能对应它们对刺激的感知。但他们目前还不能确认，这种类皮层神经结构，是来自鸟类和哺乳动物的最后共同祖先（3.2亿年前），还是鸟类和哺乳动物通过趋同演化形成。


· 材料科学 ·
碳制金属线使碳基晶体管成为可能


图片来源：UC Berkeley image by Daniel Rizzo

相比于硅基晶体管，碳基晶体管能显著提升计算机的运行速度，且能耗能低于前者的千分之一，但目前还没有构建出完整的碳基金属线回路。据一项发表于《科学》的新研究，科学家构建出回路的最后一个部件：石墨烯纳米金属线。他们按特定的拓扑结构连接石墨烯纳米带，成功使作为半导体石墨烯具有了可导电的金属性质，并制成的长数10纳米、宽1纳米的石墨烯纳米带。这一材料可用作晶体管的金属线，与具有不同导电性的石墨烯纳米带结合时，或有望组装成全碳基晶体管，造出更有效率的晶体管或计算机。


· 机器人 ·
可高速移动的磁驱动软体机器人

对于自然界的生物而言，高速行动对捕猎、逃跑和飞行至关重要。但是，要在仿生机器人上复制这种高速行动，则非常困难。一项发表于《通讯·材料》上的论文描述了一种新的磁驱动高速软体机器人。通过在机器人体内嵌入能快速响应磁场的微小磁体，使机器人可被弱磁场高速驱动——这取决于这种软体机器人极高的比能量密度（specific energy density）。未来，这些机器人或可用于生物组织工程，作为更大的机器人系统的组成部分，也可用于研究高速行动生物体的生物力学响应。


· 医学 ·
利用“乐高模块法”改造旧抗生素，抑制耐药菌

链阳霉素类抗生素由链霉菌产生，能有效抑制金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）感染。但由于细菌出现耐药性，这一药物逐渐失效。近日，在一项发表于《自然》的研究中，研究人员通过合成生物学的方法，将一种天然的A类链阳霉素拆分成7个结构单元，并确认了它的抑菌结构和细菌产生耐性的位点。通过微调和重组分子骨架，新的抗生素与原结构具有相似性，但比同类抗生素的抗菌活性高了9倍，且避开了细菌的耐药位点。接下来，他们将继续利用这一方法改造其他链阳霉素，并开展临床实验。


· 新冠疫情 ·

截至北京时间9月25日11时，据约翰?霍普金斯大学最新统计数据，全球新冠确诊病例累积32136855例，死亡病例累积981754例。较昨日，新增确诊病例 353748例，新增死亡病例6591例。

近日，圣保罗大学的研究团队在medRxiv上发文表示，巴西马瑙斯市的COVID-19新增病例数在近期出现的下降，有可能是由于本市66%的居民在八月底已被感染，并发展出了抗体。作者表示，这或许已经达到了“群体免疫”的标准。

在第十三届中国生物产业大会上，国药集团中国生物董事长杨晓明说，全球有170多款新冠候选疫苗，中国生物2个灭活疫苗率先进入三期临床试验的最后冲刺阶段，截止9月14日，已经入组近5万人。新冠灭活疫苗试验进展好于预期，快于预期，离最后成功还差一公里，2020年年底有望上市。中国生物北京和武汉两个疫苗生产车间已具备每年3亿剂产能。

钟南山院士表示，目前全球新冠肺炎确诊病例超2900万例，死亡人数超过90万例，提醒大家继续坚持佩戴口罩、勤洗手的良好卫生习惯。针对大家关心的预防策略，钟南山院士介绍，完成大规模接种疫苗需要1至2年的时间，目前，中国与40多个国家保持合作，并已经获批在巴西、俄罗斯等国家开展 III期临床试验，4款疫苗已与国际合作进入临床 III期试验。

9月24日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例8例，均为境外输入病例（上海4例，广东2例，北京1例，四川1例）；无新增死亡病例；新增疑似病例1例，为境外输入病例（在上海）。31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者18例（境外输入16例）；当日转为确诊病例1例（为境外输入）；当日解除医学观察21例（均为境外输入）；尚在医学观察无症状感染者398例（境外输入396例）。

文：罗丁豪、石云雷、张国荣、谢汝雨、马一瑗
编辑：石云雷、罗丁豪