《自然》:发现“清除”人脑痛苦记忆新方法

 
美国纽约大学研究人员在《自然》杂志撰文称,他们发现了一种无需服用药物就能“删除”痛苦记忆的自然方法。他们发现,人们在回忆往事时,有很短暂的一段时间,大脑可以把不好的记忆“改写”得更好一些。
 
人类记忆反映的是大脑对信息的最新检索,而不是对最初事件的精确反应。尽管多数学者表示,“删除不良记忆”有助人类走出以往阴影,但也有持不同观点的人宣称,让大脑保持和检索某些痛苦的记忆,可能有助于人类从错误中吸取必要的教训,不能“好了伤疤忘了疼”。
 
为了让实验参与者产生不好记忆,研究人员首先在他们观看一幅彩色方格照片时,对其进行轻微电击,从而让他们在看到那张图片时就会感到害怕。第二天,这些人在单独看这张画以前,又重复了上述电击试验,以加强大脑在图片与电击之间的联系。
 
不过,科学家发现,人类记忆并不是一成不变的:在记忆存在于大脑期间,有一段时间在不断发生变化,并根据新信息更新。人们在回忆往事时,大脑中存在很短暂的一段“窗口”时间(大约6个小时),我们可以利用这个机会,找到清除各类不良记忆的办法。
 
从长远看,通过了解记忆的变化趋势,我们可能找到帮士兵清除记忆里惨烈战争场面,帮人们忘掉不断浮现在脑海的车祸场景和病态恐惧症的“非药物方法”。目前,用来治疗心脏病的β-受体阻滞药和麻醉剂气体都可帮大脑消除部分痛苦记忆。
 
 
 
 
 

宇宙初期曾存质量巨大恒星 相当于太阳200倍
 
据《新科学家》报道,以色列科学家近日研究发现,他们在2007年观测到的一颗超新星事实上是宇宙中最大质量恒星剧烈爆炸的产物。这一发现意味着,在我们所在的宇宙区域中曾经存在着质量极为巨大的恒星,它们的质量都至少超过太阳质量的100倍,甚至在最初形成阶段是太阳质量的200倍。
 
这颗超新星编号为“SN 2007bi”。2007年4月6日,以色列魏茨曼科学研究所科学家阿维沙伊-加尔雅姆领导的一支科研团队在一个矮星系中发现了这颗恒星的剧烈爆炸事件,并将其命名为“2007bi超新星”。科学家们通过对这颗超新星的光谱和光曲线进行分析发现,这颗爆炸的恒星应该超过太阳质量的100倍。由于太阳之类的恒星都是以白矮星的形式结束它们的恒星生命,随着年龄的增长它们会不断散发出大量的物质和能量。因此,科学家们认为,这颗恒星在形成初期时的质量可能比太阳质量100倍还要大。根据它死亡时的质量判断,它刚刚出生时的质量大约是太阳质量的200倍。如今,所有已发现的恒星没有一颗能够拥有如此大的质量。已知质量最大的恒星大概位于银河系中央附近,质量是太阳的114倍。
 
对于一般恒星来说,它们在死亡并燃烧完核燃料后,就会形成黑洞或中子星。但是,对于超过140个太阳质量的超大质量恒星来说,它们永远不会有机会燃烧完自己的燃料。随着年龄的增长,它们的内核压力和温度也在不断升高。当它们演化到拥有氧核阶段时,支撑压力的光子会转变成电子-正电子对。这种转换可以减弱由支撑恒星质量的辐射所带来的压力,最终导致恒星剧烈爆炸,从而产生一种所谓的“对不稳定性”超新星。“2007bi超新星”就属于这一类超新星。
 
根据对“2007bi超新星”光谱的分析,科学家们从中发现了大量的放射性镍-56,这种物质的总质量超过太阳质量的7倍。加尔雅姆研究团队介绍说,这是一种典型的“对不稳定性”超新星。在2006年,也曾经出现过类似的爆炸事件,估计也属于此类超新星爆炸,但科学家没有在其中发现明确的证据。美国德克萨斯大学奥斯汀分校科学家沃尔克-布罗姆也承认,“关于‘对不稳定性’超新星,‘2007bi超新星’是第一个,也是最有说服力的一个案例。”科学家们认为,尽管在现代宇宙中这种“对不稳定性”超新星相当罕见,但在早期宇宙中可能非常普遍。
 
“2007bi超新星”爆炸向太空释放了大量的硅和许多重元素,其中仅仅硅元素物质的质量就超过太阳质量的22倍,所有被释放物质的总质量也是普通超新星质量的数倍。由于在死亡的早期,超大质量恒星向太空中释放了太多的重元素,这在一定程度上影响了下一代恒星的成长。包含有铁及其他重元素的气体云容易形成一个个小节点,这些小节点可以逐步形成像太阳这样的相对轻量级恒星。因此,这些超大质量恒星在宇宙形成的初期是占支配地位的。
 
尽管质量较小的恒星在死亡时也会释放出金属元素,但是相对来说,“对不稳定性”超新星更是宇宙重元素的多产者。加尔雅姆解释说,“这样一次爆炸可以‘污染’一整个小型星系。”
 
 
 
 
 

 
日前,美国华盛顿大学的科学家巴巴克·帕尔维兹带着他的研究成果——具有显示器功能的隐形眼镜,参加了在北京举行的电子电气工程师协会生物医学电路与系统会议(IEEE BioCASE 2009)。这项可将虚拟世界叠加在真实景象之上的最新技术,可望给用户带来前所未有的奇妙体验。
 
全球最小的个人显示器
 
美国科学家研制的这款可戴在眼中的显示器,把显示器与隐形眼镜巧妙地结合在了一起。他在隐形眼镜里构建了一个微小的LED显示屏,可将移动电子设备的图像和文字直接投射到眼镜里,从而摆脱了笔记本电脑、手机和PDA等移动信息设备的局限性。帕尔维兹希望,该设备能将大量图像呈现在用户眼前50厘米至100厘米的距离,让虚拟世界里的各类信息在现实视野所及之处就能一览无遗。
 
在研制过程中,如何使用对眼睛无害的材料来制作电路并将之与隐形眼镜结合,成为研究人员面对的一个很大的挑战。擅长运用纳米生物技术与纳米组装技术制造微小电子器材的帕尔维兹专门设计了一组特殊的电路元件,并创造性地利用毛细作用进行电路的组装,成功解决了这一难题。针对用来制作隐形眼镜的聚合物不能承受高温以及微细加工所用的化学品的情况,他把直径仅1/3毫米的LED等专门设计的电路元件预先安装在具有生物相容性的有机基板上。在隐形眼镜的表面则先用金属线做成电路,并蚀刻出与每一个元件形状相容的孔洞,然后让液体在隐形眼镜的表面扩散,并将这些自由竖立的元件放置到液体中。在毛细作用力下,元件根据本身形状嵌入到镜片表面相应的槽隙中,完成了细微电路的自我组装过程。
 
科学家面临的另一项考验是如何为隐形眼镜内的微型LED提供电力。帕尔维兹起初设计了两种方式:一种是通过在隐形眼镜上安装天线,然后接收无线电波来产生能量;另一种则是使用光电电池。经过几个月的研究,科学家最终选择了前者,并获得了成功。不过,帕尔维兹仍然需要继续改善信息和电力的传递,他希望将来这二者都通过手机来供应。
 
英国《卫报》在2008年的报道中就对这个当时尚在研制过程中的带有电子电路与发光二极管(LED)的隐形眼镜大加赞赏,认为这项研究一旦成功,将是全球最微小的个人显示器。
 
将现实与虚拟相结合的巨大进步
 
任何科学技术的进步都有一个积累的过程,个人显示器的发展也不例外。
 
早在1968年,美国国防部高级研究计划署(ARPA)信息处理技术办公室主任伊凡·萨瑟兰德在麻省理工学院的林肯实验室研制出第一个头盔显示器——“达摩克里斯之剑”。这个采用阴极射线管的头盔显示器第一次扩展了人们的虚拟视野,用户能看到叠加在真实环境之上的线框图。后来该技术被广泛应用于战斗机飞行员的头盔和虚拟现实设备中。
 
此后,科学家们一直在不断改进这种显示器,以使它变得更轻巧,图像更清晰。到了2009年6月,德国弗劳恩霍弗光学微系统研究所的科学家研制出了眼镜显示器。科学家们把一个CMOS传感器和一个微型的OLED投影置入到一块很小的芯片中,然后把这个芯片安装到眼镜框上。接收到指令后,微型OLED投影会将图像投射到佩戴者的视网膜上,从而让佩戴者看到高分辨率和高清晰度的图像,并感觉到图像就在距离自己1米远处。该芯片还附带目光追踪功能,能通过追踪佩戴者的眼球位置,确定佩戴者指令,大大增强了显示器的互动性。
 
而现在,帕尔维兹运用纳米技术开发出了能戴在眼睛里的显示器。这一微型显示器的应用前景十分广阔。在所谓的增强现实领域,即所有需要辅助信息的地方,例如导航箭头、建筑物的描述、图形操作说明或语言翻译等,都可以得到广泛应用。对此,新西兰坎特伯雷大学评估增强现实的专家马克·比林赫斯特说:“一个隐形眼镜将现实世界与虚拟图形无缝地衔接起来,这是一个巨大的进步。尽管这一想法要实现商业化还有待时日,但这个原型是在这个方向上迈出的重要一步。”
 
 
 
 

据美国连线杂志网站报道,天文学家近日发现,远在50亿光年之外的宇宙空间,一个黑洞正在为自己“建造家园”:它正处在创造宿主星系的过程之中。

    天文学家观测到,该黑洞正在向临近星系发送气体喷射和高能粒子,触发了比该星系平均速度快100倍的恒星生成过程。

    戴维·埃尔伯兹是这项研究的第一作者,他说:“我们的研究表明,超大黑洞能触发恒星的生成,进而建造它们自己的宿主星系。”“这种联系也能解释为什么有更大黑洞存在的星系有更多恒星。”戴维·埃尔伯兹将该研究成果发表在《天文学和天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊上。

    标号HE0450-2958的类星体距地球50亿光年,由一个超大黑洞提供能量。类星体是宇宙中最明亮和距离地球最远的天体之一。类星体直径只有星系的百万分之一到十万分之一,但释放出的能量却是一般星系的千倍以上。类星体通常与中央存在巨大黑洞的宿主星系相伴出现。科学家认为,在黑洞的强大引力作用下,宇宙中的气体等被拖引到黑洞边缘,结果就会形成类星体。

    然而,与其他已知类星体不同的是,HE0450-2958类星体并未被星系环绕,这令天文学家们困惑。此前,比利时列日大学科学家领导的研究小组在《自然》发表报告称,利用“哈勃”太空望远镜和欧洲南方天文台的“甚大望远镜”对20个类星体进行观测后发现,其中19个类星体都有宿主星系相伴,而一个代号为HE0450-2958、距地球50亿光年的类星体是个例外,它似乎没有宿主星系环绕,像个“孤儿”。科学家们说,探测到没有宿主星系的类星体,实际上也就是发现了没有宿主星系的黑洞,都属于极其罕见的现象。科学家推测,或许是因为环绕类星体的星系被星际尘埃遮蔽,无法被观测到。

    为了揭开谜团,在利用欧洲南方天文台“甚大望远镜”进行的最近一次观测中,天文学家对光谱的中红外线部分进行了重点研究。在光谱的这一波段,尘埃能发出明亮的光,可以被轻易观测到。然而天文学家并没有发现星际尘埃,这也证明了该类星体确实是“孤儿”。

    非但没有发现有星系环绕,埃尔伯兹的科研团队发现黑洞正向临近星系喷发能量和物质。这种能量和物质“输送”催生了恒星的生成。天文学家也观察到临近星系大量的恒星的诞生:那一区域每年会诞生350颗新恒星。

    科学家认为,最终黑洞会同临近星系融合。两个天体相距22000光年,而且正在以每秒不到125英里的速度相互靠拢。在数千万年之后,HE0450-2958类星体将最终拥有一个“家”:自己的宿主星系。

    埃尔伯兹和共同作者写道:“这也能为该黑洞为什么没有宿主星系提供合理解释。”

 

 

新浪科技讯 北京时间11月27日消息,国外媒体近日刊发了一组照片,乍一看仿佛表现主义画作,但事实上它们反映的是美国南部的磷矿区对周边环境的污染。近年来人们加大了磷矿开采的力度,尽管满足了农业生产对化肥的需求,但却对生态环境造成了无法弥补的损失。以下是从航空角度拍摄的美国磷矿鸟瞰图:

  1. 磷矿开采对环境严重破坏

磷矿开采对环境严重破坏
磷矿开采对环境严重破坏

  这幅照片看上去如同一幅美丽的表现主义画作,但它实际上却是普通、悲剧性的一幕,这是航拍的美国南部过度开采磷矿所产生的垃圾废弃堆。

  摄影师亨利-费尔(J. Henry Fair)航拍到这些磷矿,由于人类的过度开采,对周边环境造成严重破坏,从空中俯瞰这些磷矿呈现出“触目惊心”的美丽。

  2. 磷水池

磷水池
磷水池

  图中的这个水池显得奇怪而神秘。这种怪异的水池大多都发现于美国佛罗里达州的中西部。产生这种现象的主要原因在于人们开采磷矿用来制作化肥。磷是20世纪绿色革命的重要因素,它帮助农田产量尽量实现最大化。磷的利用是一种绿色革命,但磷的开采则完全是另外一回事。许多开采者将磷矿开采出来后碾碎并投入到一个酸性水池中。在酸性水池中,磷矿会分解为白色的磷石膏和一种液态酸。这种液态酸经加工后就可以制成农作物所需要的化肥。

  3. 佛罗里达州磷矿区

佛罗里达州磷矿区
佛罗里达州磷矿区

  在佛罗里达州的骨谷地区,到处都可以看到这种大片的磷石膏堆。该地区也是世界上磷矿最丰富的区域。

  4. 磷肥生产过程中排出的废水

磷肥生产过程中排出的废水
磷肥生产过程中排出的废水

  随着世界人口的激增,全球对于磷肥和氮肥的需求也在不断增长。美国农业部下属某土壤实验室负责人阿卜杜拉-贾拉达特认为,“在未来50年内,全球人口数量预计将由现在的近70亿增长到90亿左右。为了让所有人都能够吃饱,我们必须要将农业产量提高至少一倍。这也就意味着需要更多的磷肥和氮肥。”图中的这个水管就是佛罗里达州某磷肥厂废物排放的出口管道。废水形成了一条溪流,然后又会与地下水会合。佛罗里达州的磷矿开采和磷肥生产对当地的环境形成了巨大的威胁。

5. 磷肥生产过程中排出的液态废料混合物

磷肥生产过程中排出的液态废料混合物
磷肥生产过程中排出的液态废料混合物

  磷肥和氮肥确实可以促进农作物的快速和健康生长。通常情况下,磷和氮的施肥比例为1:10。不同的农作物必须要保持一个相对平衡的营养需求。磷可以促进细胞的成长,也是DNA和RNA结构中的关键要素。氮可以帮助植物生产蛋白质以及生产可以控制光合作用的关键分子。本图显示的是佛罗里达州磷矿区所排出的液态废料混合物。

  6. 磷肥废液

磷肥废液
磷肥废液

  在佛罗里达州的中西部地区,由于磷矿的过度开采和磷肥的广泛使用,使得当地地下水位严重下降。目前,和平河每天损失大约1100万加仑(约4万立方米)的水量用于填补地下空洞,这相当于它全部流量的8%。1994年6月27日,佛罗里达州一块占地面积为400英亩(约1.6平方公里)、220英尺(约67米)高的磷石膏堆中形成了一个巨大的污水漏洞。据美国地质勘探局科学家安娜-蒂汉斯基介绍,“大约有400万立方英尺(11万立方米)的磷石膏和未知数量的酸水从地面消失。”图中显示的废液就是磷与硫酸之间化学反应的产物。这种废液是酸性的。此外,由于磷矿石中含有少许的铀,所以这种废液还具有轻微的辐射性。

  7. 化肥厂的废料池

化肥厂的废料池
化肥厂的废料池

  对于这些磷废料究竟如何处理,这是另一个难题。一些科学家提议,将这些废料用作墙壁或路基的填充物。但是,美国环保署认为废料中存在过多的天然放射性物质而严禁使用。南方环境法律中心正在就环境问题起诉北卡罗莱纳州政府,因为该州政府批准了一项开采面积高达11500英亩(约46平方公里)的磷矿开采计划。南方环境法律中心负责人表示,“最终这些磷矿必将关闭。但是,我们还将要在未来多少年中来面对它们所造成的影响。”图中显示的是一个化肥厂的废料池。这个化肥厂仅仅是密西西比河沿岸85英里(约137公里)长的化工带上众多化肥厂之一。这个化工带被称为“化学走廊”。

  8、死亡之地

死亡之地
死亡之地

  磷肥的生产对当地生态和农业造成了极大的影响,当地被毁农田面积也越来越大。研究显示,农田中所施的氮肥只有30%被农作物吸收,磷肥也并非是全部被吸收。流失的磷肥和氮肥造成了当地的淡水湖泊和河流中藻类大量繁殖。本图中显示的是一场暴雨过后附近农田中的雨水汇入张伯伦湖中的情景。随同雨水流入湖中的,还有氮肥和磷肥。这在密西西比河中也存在同样的情况。随着藻类的死亡和腐烂,它们成为了微生物的美食,引起了微生物的大量繁殖。微生物的大量繁殖又会对当地鱼类和水中其他生物造成致命威胁。最终,这里将变成一片死亡之地。