这类脂肪最伤大脑！新型凝胶无惧汗毛紧贴皮肤

周一至周五第一时间掌握最新鲜的全球科技资讯

· 健康·

脂肪在体内的分布位置与大脑衰老密切相关

不同区域脂肪分布与脑区形态之间的关系。图片来源：Zhang et al., Nat. Ment. Health. , 2025

即使体重和BMI指数相同，不同人面临的大脑疾病风险可能完全不同。此前香港理工大学研究团队发现，内脏脂肪与大脑加速衰老有关，而葡萄糖与胰岛素可能在中间发挥了作用。最近，该团队在一项发表于《自然·心理健康》（Nature Mental Health）的研究中利用英国生物银行数据集，将脂肪在人体内的分布未知与大脑扫描和认知评分进行了对比，结果发现脂肪分布与大脑衰老的速度密切相关。

研究人员表示，这是世界上第一个大规模多模态研究，旨在系统探索脂肪分布位置与大脑结构、连接性与认知能力之间的联系。分析模型显示，身体不同区域（手臂、腿部、躯干和内脏等）的脂肪会给大脑不同系统（包括与运动、情绪、记忆和脑干相关的区域）带来完全不同的变化。研究团队指出，关键发现在于，内脏脂肪是唯一一种与大脑白质（神经元之间传递信号的线路）损伤直接相关的脂肪类型。而白质损伤与血管性认知障碍和大脑小血管疾病的生物学机制密切相关。尽管这项研究没有直接探究脂肪与大脑健康联系的原因，但研究人员认为，由内脏脂肪引发的慢性低度炎症可能会蔓延到大脑，从而加剧神经炎症。这项研究的样本量很大，但仍属于观察性研究，因此存在局限，未来还需要更多研究来理解特定区域脂肪与大脑健康的关系。（ScienceAlert）

· 脑科学·

大脑中存在睡眠“计时器”，可精准追踪清醒次数和睡眠总时长

图片来源：Unsplash

大脑如何判断一段睡眠何时接近结束，仍是睡眠科学中的一个重要问题。美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员发现，小鼠的睡眠状态与其大脑中蛋白激酶A（PKA）的变化具有相关性。研究结果发布于bioRxiv预印本平台，尚未经过同行评议。这种酶也存在于人体内，已被证实与清醒状态相关。

研究人员利用荧光传感器实时观察了小鼠脑内PKA的活动。这种酶会给脑细胞表面的蛋白质添加化学“标记”，当小鼠清醒时，蛋白质标记水平保持较高且稳定的状态；一旦小鼠入睡，标记水平会缓慢且持续下降，直至睡眠结束。当小鼠经历短暂的微觉醒时，PKA 相关信号也会先短暂上升再下降。相比于单看入睡时间，这种化学标记的变化更能预测小鼠即将醒来的概率。研究显示，让小鼠长时间保持清醒后，在随后睡眠中，其大脑中的PKA信号会降至比正常睡眠更低的水平，且小鼠睡得更久、睡眠中断更少。这也提示该信号可能反映了睡眠需求被缓解的程度。部分研究人员认为，类似信号或可帮助判断人是否睡眠不足，为高风险人群提供参考。后续，研究人员将操控PKA的活动，以检验其水平是否会直接影响睡眠需求。（Nature news）

· 机器人学·

帮助机器人提前思考，提高行动和反应速度

MIT研究人员开发了一种新方法，使机器人能够在行动时（例如折叠衣物时）更好地进行预判，从而实现更流畅的动作和更快的反应。图片来源：Courtesy of Song Han, Jiaming Tang, et al

目前，许多机器人应用视觉-语言-动作 (VLA) 模型充当大脑，但VLA推理，即模型处理视觉输入、推理任务并输出动作这个实时过程计算量巨大，会造成机器人动作缓慢且不流畅。最近，美国麻省理工学院团队开发了一种新方法，能基于机器人的未来状态而非当前位置进行计算，使机器人在行动时能更好地进行预判，从而实现更流畅的动作和更快的反应。相关成果已于近期发表在预印本平台arXiv。

研究团队开发了一种名为VLASH的新系统，使VLA能预测机器人及其环境的未来状态，将思考过程与执行过程重叠起来，以提高反应速度。这解决了许多其他方法面临的一个主要障碍，即机器人移动后环境发生变化，导致根据当前环境的过时观察结果进行规划会出现偏差，进而导致控制不稳定。VLASH虽然无法准确预测未来环境的形态，但它知道机器人当前位置以及它将如何移动以执行即将采取的动作。于是VLASH便利用这些信息来预测机器人完成当前动作组后的状态，并以此预测机器人接下来的动作。这项技术本身能消除动作块之间通常出现的延迟，从而加快机器人的动作速度，使反应速度提高30倍以上。为进一步加快速度，研究团队生成了更粗略的动作块，使机器人能执行几个遵循相同轨迹的较大步骤，尽管准确率略有下降，但可以将机器人速度提升2至3倍。未来，研究人员希望将VLASH与世界模型相结合，从而提升性能并开辟新的应用领域。（Massachusetts Institute of Technology）

· 古生物学·

近亲繁殖让剑齿虎脊柱畸形和罕见肿瘤病例激增，并最终走向灭绝

致命刃齿虎化石 图片来源：维基百科

据《科学》新闻（Science news）消息，约1.2万年前灭绝的致命刃齿虎（Smilodon fatalis，剑齿虎中的一个重要物种）曾是北美冰期生态系统中的顶级捕食者。近期，在一项发表于《兽医科学前沿》（Frontiers in Veterinary Science）的研究中，苏黎世大学的研究人员对洛杉矶拉布雷亚焦油坑（La Brea Tar Pits）中的致命刃齿虎化石进行分析发现，它们在灭绝前可能已经受到种群衰退和近亲繁殖的影响，出现了脊柱畸形和罕见肿瘤，部分个体的行动能力或因此受到严重限制。

致命刃齿虎是焦油坑中发现的第二常见大型哺乳动物。研究人员检查了3722块椎骨，样本至少来自849只成年个体。研究显示，其中有48块椎骨发生融合，32块椎弓发育不完全，还有3例显示有罕见的脊神经肿瘤。这类肿瘤会在椎骨中形成哑铃形空腔，在现代大型哺乳动物中极为少见。研究估算，基于对拉布雷亚焦油坑的分析，致命刃齿虎每10万只中约有353只罹患该肿瘤，而这在现代人类的发生率低于每10万人1例。研究团队认为，这些先天性畸形和肿瘤可能反映了长期的近亲繁殖：随着种群规模缩小，有害突变更容易在基因组中积累。

基于在现代犬中观察到的类似畸形症状，研究人员认为相关问题在致命刃齿虎年轻时可能不明显，但随着年龄增长，继发性退行性变化或会带来疼痛并减慢行动，使得它们更难追捕猎物。焦油坑中大量被困猎物可能因而成为了它们的食物来源，但也增加了自身被困的风险。研究者指出，栖息地退化和气候变化导致的种群减少，同样可能让今天的大型食肉动物面临遗传多样性下降和近亲繁殖风险。（Science news）

· 传感器·

可调谐石墨烯水凝胶可牢牢贴在皮肤上，不怕毛发、出汗以及各种运动

图片来源：Drexel University

在过去二十年里，可穿戴式心率和血糖监测仪这类生物传感器设备的出现，彻底改变了家庭医疗保健。但即使是最好的传感器，性能也会因在剧烈运动中无法持续贴合皮肤而受到限制。最近，一项发表于《科学·进展》（Science Advances）新研究显示，研究人员研发了一种能透过毛发和汗液粘附在皮肤上的水凝胶，可在运动过程中保持附着力。

研究团队设计了一种水凝胶配方，它可以打印成任何形状和尺寸，具有足够的粘性，即使在皮肤出汗或毛发浓密的情况下也能牢固地贴合在皮肤上，并且足够耐用，可以重复使用。为了实现这种灵活性，研究团队调整了构成凝胶的聚合物和添加剂的配比，比如加入由混合物pH值驱动的化学机制，以延缓凝胶的凝固过程，使得凝胶能顺利地涂抹在皮肤任意部位。研究团队还在配方中添加了石墨烯基纳米材料薄片，其在水凝胶内部形成的多孔网络允许汗液渗透，但不会形成可能干扰或导致传感器脱落的积聚物。最后，他们还添加了一种广泛使用的“生物胶”聚多巴胺，能将传感器牢牢固定在皮肤上，确保其在运动和出汗情况下仍能保持粘附状态。初步测试表明，研究团队优化后的水凝胶柔软度与人体组织相仿，可拉伸至原尺寸的80倍，且经久耐用，可反复撕贴数十次而不降低性能，展现了其在生物医学传感技术领域的巨大应用潜力。（Drexel University）

撰文、整理：不周、clefable

本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载，请在“环球科学”后台回复“转载”，还可通过公众号菜单、发送邮件到newmedia@huanqiukexue.com与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。