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自然子刊综览
  文章来源:中国科学报 张笑 发布时间:2012-11-20 【字号: 小  中  大   

《自然—气候变化》

地下水灌注与罕见极端降水事件有关

据前不久发表在《自然—气候变化》上的一项研究称,地下水灌注——补充与抽取的比例与罕见极端降水事件有关。目前而言,强降雨往往与一些负面的社会经济影响的产生有关,比如庄稼作物和财产的损失。但是,由于气候变化耗尽了水资源供给,地下水正成为一种至关重要的未来水资源,由此看来,这项最新发现意味着这些极端降水事件带来的或许也不全是坏处。

Richard Taylor等人查阅了一份最新统计的坦桑尼亚中部一个地下蓄水层55年以来的地下水测量数据。他们发现,该地区异常的强降雨与热带气候变化影响下的一些主要气候事件有关,而这些异常的强降雨又导致了地下水灌注的高频率出现。研究人员预测,由模型显示每月强降雨的趋势将加大,这些气候事件的发生率会在未来有所增加。

《自然—生物技术》

科学家成功从动物耳蜗内获得电能

据新一期《自然—生物技术》上的一项研究显示,科学家首次获取了天然存在于哺乳动物内耳中的电化学梯度并用其为一台小型无线发射器充电。通过进一步优化,该项发现或可应用于药物投递车、分子传感器或其他植入人耳附近的设备如助听器。

内耳中的“耳蜗内电位”是动物体内唯一生长在较大解剖结构中的电化学势能。捕捉耳蜗内电位能量的主要困难在于其电压和可获取的电能非常低——比在现有的最高效电路中可获得的电能还低上至少10倍。

Anantha Chandrakasan、Konstantina Stankovic等人通过使用一种特殊设计的电子芯片克服了这一困难。他们将芯片贴在被麻醉的豚鼠身体表面,与内置于耳蜗的微小电极连接上,5个小时后,他们成功地获得1nW的电能,让一台无线发射机运行起来,并将耳蜗内电位测量数据发送出去。

《自然—神经科学》

新研制人机界面可实时完成任务

虽然目前大多数人机界面还限制于每次只能移动一个目标,但是同时让其移动两个单独目标还是存在可能的,这是最近出版的《自然—神经科学》上的一项报告得出的结论。这表明,之前那些只能让瘫痪病人移动单个外部机械肢的人机界面或能潜在地处理更复杂运动,以满足真实世界的需要。

人机界面可让大脑和一台外部机器产生直接交流。但是目前,大多数界面仍局限于一次移动一个目标,不能完全满足医学上的需求比如帮助瘫痪病人,因为界面还只能对内存中的单个运动进行解析,并且稳定性有限。

Ziv Williams等人训练猴子记住一组目标并在电脑中将其指出来,同时记录下它们的大脑活动情况。他们发现,猴子大脑同一区域中的不同种类的细胞会对每一个即将进行的动作同时编码。

研究人员编制了计算机程序来解码这些大脑活动模式,获得一串信号,利用该信号可以让电脑光标指出猴子之前记住的目标。这套由Williams等人研制的人机界面可以快速解析猴子大脑活动,实现实时完成任务,基本达到能和猴子同步移动光标。

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