4月26日外媒科学网站摘要：微型黑洞电池能否成为终极电源

4月26日（星期四）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

科学家利用大鼠神经元修复小鼠大脑，成功恢复了其嗅觉功能

两个研究团队已经证明，向缺失关键细胞的小鼠大脑中添加大鼠神经元，能够帮助小鼠器官恢复功能。这些实验有助于科学家更深入地了解不同物种大脑的发育过程，甚至可以促进培育具有人类器官的“嵌合”猪，这些器官未来可能用于人体移植。

过去，研究人员已成功培育出杂交或嵌合动物，例如长有大鼠器官（包括胰腺）的小鼠，以及大脑中含有人类神经元的小鼠。然而，尚未有明确的证据表明大鼠的神经元能否完全融入小鼠的大脑回路，并成为控制宿主动物行为的关键部分。

其中一个研究小组在4月25日发表于《细胞》(Cell)杂志的论文中尝试通过在小鼠早期发育阶段将大鼠和小鼠的神经细胞混合来测试这一假设。同日，另一个团队在《细胞》杂志上发表的论文中提出了一种更激进的策略，直接将大鼠细胞植入小鼠大脑中。

研究人员表示，他们的研究缓解了长期以来关于发展嵌合动物的一些担忧，特别是关于将动物（如猪）的组织或器官移植到人体的问题。除了伦理方面的考量外，人们还担心人体可能会排斥这些嵌合器官。然而，研究团队在小鼠胚胎发育的早期引入了大鼠细胞——在其形成免疫系统之前——因此这些动物的身体从未将这些细胞视为外来细胞，也未曾对它们发起攻击。

另一个问题是物种发育速度的不匹配。不过，研究团队发现，小鼠大脑的发育速度与正常情况相符，而非大鼠通常的较慢速度。

《科学时报》网站（www.sciencetimes.com）

1、物理学家探索微型黑洞电池能否成为人类终极电源

电池在促进绿色技术方面有望发挥至关重要的作用。然而，尽管取得了重大突破，我们仍可能处于电池能量密度发展的初期阶段。

在最近的一项研究中，两位物理学家基于爱因斯坦的广义相对论探讨了电池能量密度的极限。

研究人员首先对描述不旋转的完美球形质量的方程进行了严格解释。这些方程代表了在充满能量的狭小空间中形成的微观黑洞理想模型的行为。这些微观黑洞的相互作用让整个系统能够像核反应堆一样运作，释放储存在粒子键中的能量，产生大量的清洁能源。

研究人员认为，这些黑洞应该是带电的，并且非常微小，每个只有一个普朗克质量，因为小质量黑洞的能量密度比大质量黑洞更高。这还需要通过它们的电磁斥力来抵消重力的拉力，使它们被捆绑在一起，形成一个充满带电黑洞的细胞状结构。因此，它将创造一种稳定的能源，而不会自行崩溃。

理论上，将带有相反电荷的黑洞逐个聚集在一起是可行的，通过让它们合并成一个黑洞，然后迅速“蒸发”转化为纯能量。被提取的能量不是来自黑洞内部，而是来自引力集中的黑洞外部。

研究人员估计，一个仅重一公斤的微型黑洞电池可以为一个家庭的几代人提供充足的能量。据称，它释放的能量是目前最高效的200公斤锂电池的4.7亿倍。

2、全球首例：美国妇女同时接受猪肾移植和心脏植入物手术

美国新泽西州一位生命垂危的妇女接受了一项开创性的、挽救生命的两部分手术，包括心脏装置（机械泵）植入和转基因猪肾移植。

这位名为丽莎·皮萨诺（Lisa Pisano）的妇女手术进行得非常顺利。据医生称，她移植的肾脏几乎立即开始排尿。她也已经开始走动，而这在手术前对她来说几乎是不可能的。

皮萨诺是全球第二位接受猪肾移植的患者，首例手术于上月在美国马萨诸塞州总医院进行。她也是第一位同时接受动物器官移植和心脏植入的患者。

医学专家指出，器官移植已经步入一个新的领域。转基因动物器官可能成为一种无限的、可持续的器官来源，具有变革性潜力。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、科学家利用人工智能设计出能对抗气候变化的植物

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）强调，从大气中去除二氧化碳对于应对气候变化和限制全球气温上升至关重要。为了支持这一努力，美国索尔克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies）的科学家们正在利用植物从空气中吸收二氧化碳的自然能力，并通过优化植物的根系，使其能在更长时间内储存更多碳。

2024年4月12日，在《植物表型学》（Plant Phenomics）杂志上发表的一项研究中首次提出了一种新方法，使用一款名为SLEAP的人工智能（AI）软件来分析植物根系表型。这包括根系的生长深度和宽度、根系的质量以及其他以往测量起来相对繁琐的物理属性，借此建立了迄今为止最全面的植物根系表型目录。

更重要的是，通过追踪这些物理根系特征，科学家们能够识别出与这些特征相关的基因，并分析多个根系特征是否由相同的基因控制或是相互独立，从而确定哪些基因对他们的植物设计最为有益。

2、为什么机器人跑不过动物？劣势在于整合与控制能力

机器人工程师们花费了数十年时间和大量研究资金，试图制造出能像动物那样行走或奔跑的机器人。然而，现在的机器人仍无法执行许多动物轻松完成的动作。

为了理解机器人与动物的差距及其量化方法，由领先研究型大学的科学家和工程师组成的跨学科团队进行了一项详细研究，比较了运行机器人的各个方面与动物的对应方面，并将研究成果发表在《科学机器人》（Science Robotics）杂志上。该论文指出，根据工程师所使用的指标，机器制造部件与生物部件在性能上存在显著差距，动物的优势在于它们对这些组成部分的整合和控制。

研究人员表示，乐观的看法是，如果将机器人技术发展的相对较短时间与动物经过数百万年进化的历程相比，机器人技术的进步实际上非常迅速。

他们希望这项研究能够指导机器人技术的未来发展，重点不仅是打造更好的硬件，更在于如何更有效地整合和控制现有硬件。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、为抗击下一次大流行：专家呼吁建立全球基因组预警系统

新冠肺炎疫情引发了全球范围内的重大变革。在这场战斗中，我们最重要的武器之一是基于全基因组测序的监测技术，它能够收集特定微生物的所有遗传信息。这项强大的技术追踪了病毒的传播和变异，有助于指导公共卫生应对措施及疫苗和治疗方法的研发。

然而，基因组监测在减少全球疾病和死亡人数方面的潜力远不止于此。由欧洲临床微生物学和传染病学会（ESCMID）的专家组成的一个国际团队在《科学前沿》（Frontiers in Science）杂志上发表文章，呼吁加大在技术、能力、专业知识和合作方面的投资，将病原体基因组监测放在预防未来大流行的最前线。

科学家们提议，利用新冠肺炎疫情中改进的基因组监测技术和能力来构建一个预警系统，需要将公共卫生机构、兽医和医生的力量联合起来进行全面监测，覆盖人类和动物疾病以及抗菌素耐药性。通过整合这些领域的流行病学和临床数据，我们能够全面了解病原体及其构成的风险。

2、研究发现低社会经济地位引起大脑变化：从童年延续到成年

什么因素影响心理健康、学业成就和认知发展？最新发表在《神经科学评论》（De Gruyter）杂志上的综述指出，贫困和低社会经济地位是关键的影响因素。尽管以前的研究已经探讨过贫困对大脑和行为的个别影响，但本篇综述首次提出了一个综合框架，将低社会经济地位引起的大脑变化与行为、病理和发展结果直接关联起来。

社会经济地位（Socioeconomic status，SES）是指个人或家庭的社会地位，包括财富、职业、教育水平、居住条件等因素。除了影响日常生活，社会经济地位还会深刻影响我们的大脑，这种影响从童年开始并持续到成年。

那么，贫困和低社会地位是如何改变大脑的呢？该综述详细审视了营养不良、长期压力和环境危害（如污染和不良住房条件）的影响，这些因素在低社会经济地位家庭中更为常见。这些负面因素损害儿童的大脑发育，影响他们的语言技能、教育成就和精神健康风险。

研究人员提出的统一框架还有助于解释代际贫困的现象，即低SES家庭的孩子长大后很难摆脱自身的困境，形成难以打破的恶性循环。（刘春）

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