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7月23日の海外メディアサイエンスウェブサイトより抜粋:脳は同時に睡眠と覚醒を行うことができる

2024-07-23

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7月23日(火)のニュースによると、海外の有名科学サイトの主な内容は以下のとおりです。

「サイエンスニュース」ウェブサイト(www.sciencenews.org)

科学的シミュレーションの発見: 1惑星することが地球同様に、最初は適切な量の水を用意する必要があります

惑星形成のプロセスはポーカーに似ており、手札のカードをうまく活用する必要があります。目標が地球に似た惑星になることである場合、地球の海洋に相当する量の 3 ~ 8 倍の水から始めるのが最善でしょう。

天文学者らは、周囲の小さな微光が存在すると考えています。周回する岩石惑星は、天の川銀河の生命にとって最も一般的な生息地である可能性があります。しかし、これらの星は気難しく、誕生後数十億年以内に高エネルギーのフレアによって惑星の水を除去する可能性がある。

カナダのマギル大学の惑星科学者であるキービン・ムーアとその同僚は、惑星は主星が後を追うまで、その内部に海や大気になる運命の水を隠すことができるのではないかと考えた。研究チームは、惑星のライフサイクルの簡単なシミュレーションを実行しました。このシミュレーションでは、惑星は、惑星全体のマグマオーシャンに一部の水が溶けた、高温の溶融状態で誕生します。それ自体が大量の水で始まる可能性もあれば、後に彗星や小惑星によってさらに多くの水がもたらされる可能性もあります。

惑星が寒くなるにつれて、水は蒸発して大気を形成します。水の一部は宇宙に飲み込まれますが、一部はサイクルに入り、惑星のマントルに溶けてから大気中に逃げていきます。地球のマントルに水を蓄えることで、主星の強い光から地球を守ります。

ムーアらはこのシミュレーションで、地球質量の惑星が約50億年後に最終的に海洋と大陸を形成するには、形成時の地球の海洋の量の3~8倍の水が必要であることを発見した。地球の海の 12 倍の水量を持つ惑星は、最終的には表面が完全に海で覆われた水の世界になる可能性があります。このような惑星は実際に存在する可能性があり、理論的には陸地がなくても生命を維持できる可能性がある。

「サイエンス・デイリー」ウェブサイト(www.sciencedaily.com)

1. 深海底の金属鉱物は酸素を生成する可能性があり、長期的な仮定に疑問を投げかける

国際研究チームは、地表から13,000フィートの深海底にある金属鉱物が酸素を生成できることを発見した。

この驚くべき発見は、植物や藻類などの光合成生物だけが地球の酸素を生成するという長年の思い込みに疑問を投げかけるものである。しかし、新たな発見は、別の方法があるかもしれないことを示唆しています。酸素は、完全な暗闇の中で暮らす酸素を呼吸する海洋生物を支えるために、光が届かない海底でも生成されているようです。

この研究は最近、雑誌「Nature Geoscience」に掲載されました。

スコットランド海洋科学協会(SAMS)の海底生態学の専門家であるアンドリュー・スウィートマン氏は、太平洋の船上でフィールドワークを行っているときに「暗黒酸素」を発見した。ノースウェスタン大学の化学教授フランツ・ガイガーが主導した電気化学実験がこの現象を説明する可能性がある。

「地球上の好気性生命の始まりには酸素が必要でした。私たちの理解では、地球の酸素供給は光合成生物から始まったということです」とスウィートマン氏は言います。「しかし現在では、光のない深海でも酸素が生成されることがわかっています。したがって、酸素は光のない深海で生成されることがわかっています。「好気性生命はどこから始まったのか?」という問いを再考する必要があると思います。

多金属ノジュールは海底に形成された天然の鉱物堆積物であり、この発見の中心となっています。多金属ノジュールは、小さな粒子から通常のジャガイモに至るまで、さまざまなサイズの鉱物の混合物です。

研究論文の共著者であるガイガー氏は、「この酸素を生成する多金属ノジュールには、コバルト、ニッケル、銅、リチウム、マンガンなどの金属が含まれており、これらはすべて電池に使用される重要な元素である」と、いくつかの大手鉱山会社が現在、これらの抽出をターゲットにしていると述べた。地表から10,000フィートから20,000フィートの海底から貴重な元素が採取されているので、深海生物の酸素源の枯渇を避けるために、これらの物質を採掘する方法を再考する必要があります。」

2. 科学者が二酸化炭素を効率的にメタノールに変換する方法を発見

化学者は廃棄物分子から高価値の物質を合成するために長年研究してきました。現在、科学者の国際共同研究により、電気を利用してこのプロセスを合理化する方法が模索されています。

Nature Catalysy誌に掲載された最近の研究で、研究者らは、温室効果ガスである二酸化炭素がメタノールと呼ばれる液体燃料に効率的に変換できることを実証しました。

このプロセスは、コバルト フタロシアニン (CoPc) 分子をカーボン ナノチューブ上に均一に広げることによって実現されます。カーボン ナノチューブは、独特の電気特性を持つグラフェンのような管状構造です。その表面は電解質溶液であり、電気を加えることで CoPc 分子は電子を獲得し、それを使用して二酸化炭素をメタノールに変換できます。

研究者らは、化学反応を視覚化するための現場分光法に基づく特別な方法を使用して、これらの分子が目的の生成物ではないメタノールまたは一酸化炭素に変換されることを初めて確認しました。彼らは、反応の経路は二酸化炭素分子が反応する環境によって決定されることを発見しました。

CoPc触媒がカーボンナノチューブの表面にどのように分布するかを制御してこの環境を調整すると、二酸化炭素からメタノールを生成する可能性が8倍高くなり、この発見は他の触媒プロセスの効率を向上させ、他の分野に広範な影響を与える可能性がある。

科学技術日報ウェブサイト (https://scitechdaily.com)

1. 科学者たちは、脳が同時に眠っていると同時に目覚めている可能性があることを発見しました。

科学者たちは、わずか数ミリ秒しか持続しない神経活動の超高速パターンを検出することによって睡眠と覚醒を分析する新しい方法を開発し、より遅い脳波に基づく睡眠の従来の理解に疑問を投げかけました。この研究ではまた、個々の脳領域が睡眠と覚醒の間を短時間かつ独立して切り替えることができ、複雑な局所的な脳活動が明らかになり、睡眠メカニズムの理解を再構築する可能性があることも判明した。

睡眠と覚醒は、私たちの日常生活の境界を定義するまったく異なる存在状態です。科学者たちは長年にわたり、脳波を観察することでこれらの本能的な脳のプロセスの違いを測定してきました。睡眠の特徴は、10分の1秒で臓器全体に伝わるゆっくりとした持続的な脳波です。

科学者たちは、数ミリ秒 (1 ミリ秒 = 0.001 秒) の長さの神経活動のパターンによって睡眠を検出できることを初めて発見し、意識を制御する基本的な脳波パターンを研究し理解する新しい方法を明らかにしました。彼らはまた、脳の一部が眠ったままである一方で、脳の他の小さな部分が一時的に目覚めることがあり、その逆も起こり得ることを示した。

これらの発見は、Nature Neuroscience誌に新しい研究として掲載されました。 4 年間の研究を通じて、研究者は大量の脳波データのパターンを研究するためにニューラル ネットワークを訓練し、これまで説明されたことのない非常に高周波のパターンを明らかにし、睡眠と覚醒について長年保持されてきた神経の信念に疑問を投げかけました。概念。

2. 北京大学教授が顔面熱画像AI技術を利用して病気と生物学的年齢を予測

北京大学のハン・ジンドン教授率いる研究チームは、顔のさまざまな部分の温度が糖尿病や高血圧などのさまざまな慢性疾患に関連していることを発見した。これらの温度差は、自分で触って簡単に検出することはできませんが、人工知能 (AI) によって導出された特定の空間温度パターンを通じて識別できます。これには、熱画像カメラとデータ訓練されたモデルが必要です。この研究結果は最近、Cell Metabolism誌に掲載されました。研究が進めば、医師はいつかこのシンプルで非侵襲的な方法を使用して病気を早期に検出できるようになるかもしれません。

研究チームはこれまでに、3D顔構造を利用して人々の生物学的年齢を予測したことがある。生物学的年齢は体の老化の程度を示し、がんや糖尿病などの病気のリスクと密接に関係しています。彼らは、体温などの顔の他の特徴も老化速度や健康状態を予測できるかどうかに興味を持っていました。

Jingdong Han氏らは、21歳から88歳までの2,800人以上の中国人参加者の顔の温度を分析した。その後、研究者らはこの情報を使用して人工知能モデルをトレーニングし、人の生物学的年齢を予測しました。彼らは、鼻、目、頬など、温度が年齢や健康状態と大きく関係している顔の主要な領域をいくつか特定しました。

このような関係があるため、研究チームは運動が生物学的年齢に影響を与えるかどうかをテストすることに着手しました。彼らは23人の参加者に、2週間にわたって1日少なくとも800回縄跳びをするように依頼した。研究チームが驚いたことに、これらの参加者は、わずか 2 週間の運動で生物学的年齢から 5 歳減りました。

次にチームは、睡眠障害や心臓血管の問題など、他の病状を予測するために顔の熱画像を使用できるかどうかを調査したいと考えています。 (劉春)