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Nachrichten vom 5. August (Montag), im Ausland bekanntWissenschaftDer Hauptinhalt der Website ist wie folgt:

Website „Science“ (www.science.org)

Studie an Mäusen zeigt, dass Schlafentzug die Gehirnzellverbindungen verändert

Schlafmangel beeinträchtigt nicht nur unsere Lernfähigkeit, sondern beeinträchtigt auch das Gedächtnis. Bestehende Studien an Mäusen zeigen, dass diese Effekte möglicherweise auf Veränderungen in der Art und Weise zurückzuführen sind, wie sich Nervenzellen im Gehirn verbinden.

In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichten Artikel zeigen Forscher, dass bereits wenige Stunden Schlafentzug ausreichen, um die Anzahl verschiedener Arten von Synapsen in Bereichen des Gehirns zu reduzieren, die mit Lernen und Gedächtnis verbunden sind.Synapse istNeuronen zentraler Punkt der Kommunikation. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Schlaf auf bisher unbekannte Weise dazu beiträgt, das Gehirn scharf zu halten, sagte das Team.

Neuronen kontaktieren und kommunizieren über Chemikalien an Synapsen, die Signale im gesamten Nervensystem übertragen. Billionen dieser Verbindungen existieren im menschlichen Gehirn und bilden neuronale Schaltkreise, die Informationen erfassen und speichern. Mehrere Theorien versuchen, den Zusammenhang zwischen Schlaf und Gedächtnis zu erklären. Eine in den frühen 2000er Jahren populäre Idee war, dass die synaptische Stärke im Gehirn während des Schlafs abnimmt, was dazu beiträgt, Energie zu sparen und sie auf die Kodierung neuer Informationen am nächsten Tag vorzubereiten.

Seth Grant, Neurowissenschaftler an der Universität Edinburgh im Vereinigten Königreich, sagt, dass diese Theorien oft davon ausgehen, dass Synapsen konsistent sind. In den letzten Jahren haben sein Team und andere Forscher jedoch überraschenderweise herausgefunden, dass Synapsen hinsichtlich der Art der Chemikalien oder Neurotransmitter, die Signale übertragen, sowie hinsichtlich der Struktur und Zusammensetzung der Proteine ​​in den sie umgebenden Neuronen unterschiedlich sind.

Die von Grant und Kollegen entwickelte Technologie kann Schnappschüsse der synaptischen Diversität im Gehirn erfassen. Insgesamt unterstreichen seine Ergebnisse die Bedeutung des Schlafs für die Aufrechterhaltung der synaptischen Diversität in gedächtnisbezogenen Bereichen des Gehirns, was möglicherweise erklärt, warum wir bei Schlafmangel unter Gedächtnisstörungen leiden.

„Science Daily“-Website (www.sciencedaily.com)

1. Wissenschaftler ermitteln, wie die dünne Atmosphäre auf dem Mond entstand

Obwohl der Mond über keine atembare Luft verfügt, verfügt er über eine äußerst dünne Atmosphäre. Seit den 1980er Jahren beobachten Astronomen eine sehr dünne Schicht atomaren Gases auf der Mondoberfläche. Diese dünne Atmosphärenschicht, technisch „Exosphäre“ genannt, könnte das Produkt einer Art Weltraumverwitterungsphänomen sein. Der spezifische Entstehungsprozess ist jedoch nicht genau bestimmt.

Kürzlich gab ein Team von Wissenschaftlern des MIT und der University of Chicago bekannt, dass sie den Hauptprozess gefunden haben, der die Atmosphäre des Mondes bildet und aufrechterhält. In ihrem in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichten Forschungsbericht heißt es, dass die Mondatmosphäre hauptsächlich durch das Phänomen der „Impaktverdampfung“ entsteht.

Durch die Analyse von Mondbodenproben, die von Astronauten während der Apollo-Missionen gesammelt wurden, vermuten Forscher, dass die Oberfläche des Mondes im Laufe seiner rund 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte ständig von kosmischen Einschlägen bombardiert wurde, darunter frühe Riesenmeteoriten und später viel kleinere „Mikrometeoriten“. ". Diese anhaltenden Einschläge führten dazu, dass Atome auf der Mondoberfläche beim Aufprall erschüttert und verdampften und dadurch in die Luft geschleudert wurden. Einige der Atome wurden in den Weltraum geschleudert, während andere die dünne Atmosphäre bildeten, die über dem Mond schwebte. Diese Atmosphäre wird ständig erneuert, wenn weitere Meteoriten einschlagen.

Der Hauptautor der Studie erklärte: „Wir geben eine klare Antwort darauf, dass die Verdunstung durch Meteoriteneinschläge der Hauptprozess ist, der die Mondatmosphäre bildet. Dieser Prozess hat während der fast 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte des Mondes kontinuierlich stattgefunden, wie unsere Studie zeigt.“ dass die dünne Atmosphäre schließlich einen stabilen Zustand erreicht, während kleine Einschläge sie weiterhin auffüllen.“

2. Modernste Gehirntechnik enthüllt die Geheimnisse des GehirnsDopaminPhysiologie

Ein Forschungsteam am Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Südkorea entdeckte einen neuen Zusammenhang zwischen neuronalen Signalen des Gehirns und Dopaminsignalen im Striatum des Gehirns.

Das menschliche Gehirn muss große Mengen neuronaler Signale in weniger als einer Sekunde schnell verarbeiten. Es ist bekannt, dass Dopamin eine Schlüsselrolle bei der Beeinflussung von Gehirnnervensignalen spielt, aber das Forschungsteam nutzte die neu entwickelte „Multi-Gehirn-Signalüberwachungstechnologie auf Basis optischer neuronaler Chips“ und stellte fest, dass es innerhalb des normalen physiologischen Bereichs zu Veränderungen der Dopaminsignale kommt die Effizienz der Nervensignalverarbeitung nicht beeinträchtigen.

Dopamin ist ein chemischer Neurotransmitter, der im Gehirn weit verbreitet ist und entscheidend an der Regulierung von Verhaltensweisen wie Lernen, Bewegung, Motivation und Entscheidungsfindung beteiligt ist. Es wurde mit einer Vielzahl von Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Parkinson, Sucht und Depression.

Das Forschungsteam nutzte optogenetische Technologie, um gleichzeitig Dopamin und die neuronale Aktivität im „ventralen Striatum“ des Gehirns zu überwachen und stellte fest, dass die neuronale Signalverarbeitung des Gehirns selbst dann keine Anomalien aufwies, wenn kein Dopamin freigesetzt wurde. Wenn unter normalen physiologischen Bedingungen, beispielsweise beim Essen, Dopamin freigesetzt wird, werden nur geringfügige oder inkonsistente Veränderungen der neuronalen Aktivität beobachtet.

Allerdings wurden Auswirkungen auf die neuronale Signalverarbeitung im Gehirn nur dann deutlich beobachtet, wenn die Dopaminausschüttung künstlich um das Fünffache über das normale physiologische Niveau hinaus erhöht wurde.

Dieser Befund legt nahe, dass im Gegensatz zu aktuellen Theorien andere Faktoren bei einigen neuronalen Signalprozessen des Gehirns möglicherweise kritischer sind als die Dopaminsignalisierung.

Die Ergebnisse wurden online in der Zeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.

Scitech Daily-Website (https://scitechdaily.com)

1. Bahnbrechendes Forschungszentrum zielt darauf ab, „nahezu unzerbrechlich“ zu entwickelnQuantumInternet

Die Heriot-Watt-Universität im Vereinigten Königreich wurde ausgewählt, um ein innovatives neues Quantenforschungszentrum zu leiten, dessen Ziel die Entwicklung von Technologien zur Förderung des hochsicheren „Quanteninternets“ der Zukunft ist. Diese Forschungseinrichtung mit dem Namen „Integrated Quantum Networks (IQN) Centre“ ist eines von fünf neuen Quantentechnologiezentren im Rahmen des Investitionsplans der britischen Regierung in Höhe von 160 Millionen Pfund (ca. 1,46 Milliarden Yuan), um sicherzustellen, dass das Vereinigte Königreich dort eine starke Präsenz hat revolutionäre Technologien.

Die Quantentechnologie nutzt die einzigartigen Eigenschaften von Atomen und subatomaren Teilchen, um Funktionen zu erreichen, die mit herkömmlicher Technologie nicht erreichbar sind. Obwohl die Anwendung der Quantentechnologie komplexer Natur ist, wird sie voraussichtlich viele Aspekte unseres täglichen Lebens revolutionieren.

Das IQN-Zentrum wird sich auf die Schaffung eines groß angelegten Quantennetzwerks konzentrieren, das in der Lage ist, Quantenverschränkung zu verteilen, was möglicherweise zur Entwicklung sicherer Kommunikationsnetzwerke führt und das Internet immun gegen Hacker macht. Eine wesentliche Motivation für Quantennetzwerke besteht darin, Quantenprozessoren der nächsten Generation zu verbinden und so enorme Rechenleistung zu erzeugen. Darüber hinaus könnten diese Quantennetzwerke schließlich dazu verwendet werden, Quantensensoren für Präzisionsmessungen mit extrem geringem Rauschen zu verbinden.

In einem Umfeld, in dem Cyberkriminalität jedes Jahr enorme finanzielle Verluste verursacht, verspricht das Quanteninternet beispiellose Sicherheit. Im Gegensatz zu aktuellen Verschlüsselungstechnologien nutzen Quantennetzwerke die Prinzipien der Quantenmechanik, um unzerbrechliche Verschlüsselungsschlüssel zu erstellen, wodurch sie immun gegen Hacker sind.

Neben der Verbesserung der Sicherheit wird das Quanteninternet auch sichere Verbindungen zwischen Quantencomputerressourcen ermöglichen, was Bereiche wie das Gesundheitswesen revolutionieren und die Entdeckung von Arzneimitteln sowie die Implementierung personalisierter Behandlungen beschleunigen wird. Es wird auch die Entwicklung künstlicher Intelligenz, die Genauigkeit der Umweltüberwachung und Verbesserungen bei Navigationssystemen vorantreiben.

2. Das evolutionäre Geheimnis der Ausdauer: Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Menschen von Natur aus gut im Langstreckenlauf sind

Sommer 2024Olympische Spiele Es ist in vollem Gange. Die anspruchsvollste Veranstaltung ist zweifellos der Marathon, der ein ultimativer Test für die körperliche Fitness und Ausdauer der Sportler ist.

Im Ausdauerlauf verfügt der Mensch unter den Säugetieren über die höchsten sportlichen Fähigkeiten. Obwohl wir vielleicht nicht die schnellsten Sprinter sind, können wir bei heißem Wetter große Distanzen zuverlässig zurücklegen. Unsere beweglichen Muskeln bestehen hauptsächlich aus ermüdungsresistenten, langsam kontrahierenden Fasern und unsere einzigartige Fähigkeit zu schwitzen hilft uns, Wärme effizient abzuleiten.

Warum Menschen offenbar darauf programmiert sind, gut im Langstreckenlauf zu sein. Aber warum?

Im Jahr 1984 stellte der amerikanische Biologe David Carrier die Ausdauerverfolgungshypothese auf und argumentierte, dass der Mensch die Fähigkeit entwickelt habe, über lange Zeiträume zu rennen, was es uns ermögliche, große Beute kontinuierlich aufzuspüren und zu jagen.

Es gab jedoch Kontroversen hinsichtlich der Hypothese der Ausdauerverfolgung.

Eine kürzlich in Nature Human Behavior veröffentlichte Studie wurde von Forschern der University of California, Davis und der Trent University in Kanada durchgeführt. Sie nutzten mathematische Modelle und jahrelange ethnohistorische Untersuchungen, um die Hypothese der Ausdauerverfolgung zu stützen.

Den Forschern zufolge nutzten sie Tausende kürzlich verfügbarer digitalisierter historischer Aufzeichnungen, die von Entdeckern, Missionaren und Beamten verfasst wurden, sowie Analysesoftware, um Beweise für die historische Ausdauerjagd zu finden.

Dank dieser Techniken fanden Forscher 391 Jagdbeschreibungen, die mit den Ausdauerjagdtaktiken von 1527 bis zum frühen 20. Jahrhundert übereinstimmen. Diese Aufzeichnungen von 272 verschiedenen Orten auf der ganzen Welt zeigen, dass die Ausdauerjagd in verschiedenen Umgebungen weit verbreitet war.

Dieses kooperative Verhalten während der Ausdauerjagd weist auf das soziale Element des menschlichen Laufens hin. Forscher glauben, dass die Demonstration dieser Sportlichkeit für Männer eine Möglichkeit sein könnte, ihren sozialen Status innerhalb einer Gemeinschaft zu verbessern oder ihre Chancen, einen Partner zu finden, zu erhöhen. (Liu Chun)