7月23日外媒科学网站摘要：大脑可同时处于睡眠和清醒状态

7月23日（星期二）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）

科学模拟发现：一颗行星要成为地球一样，一开始要拥有合适的水量

行星形成的过程就像打扑克一样，必须善用手中的牌。如果其目标是成为一颗类地行星，那么最好开始时就拥有相当于地球海洋3至8倍的水量。

天文学家认为，围绕小而暗淡的恒星运行的岩石行星可能是银河系中最常见的生命栖息地。但这些恒星脾气暴躁，可能会在行星诞生后的几十亿年内，通过高能耀斑带走行星上的水分。

加拿大麦吉尔大学（McGill University）的行星科学家凯文·摩尔（Keavin Moore）和他的同事们想知道，如果行星能够将注定成为海洋和大气的水隐藏在它们的内部，直到它们的宿主恒星随着年龄增长而平静下来，会发生什么。该团队对行星的生命周期进行了简单的模拟，其中一颗行星诞生时温度很高，处于熔融状态，一些水溶解在整个行星的岩浆海洋中。它可以从自身拥有大量水开始，也可以稍后由彗星或小行星带来更多的水。

当行星冷却时，水蒸发并形成大气层。有些水被太空吞噬了，但有些水会进入一个循环，溶解在行星的地幔中，然后逃逸回大气中。将水储存在地幔中可以保护它免受主恒星强烈光线的破坏。

摩尔和他的同事们发现，在这个模拟中，一颗地球质量大小的行星要在大约50亿年后最终形成了海洋和大陆，它需要在形成时拥有地球海洋的3至8倍的水量。一开始水量是地球海洋12倍的行星最终可能会变成一个水世界，行星表面完全被海洋覆盖。这样的行星可能真的存在，且理论上即使没有陆地也可以孕育生命。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、深海海底的金属矿物能产生氧气，挑战了长期假设

一个国际研究小组发现，位于地表以下13000英尺（约3962米）处的深海海底的金属矿物能产生氧气。

这一惊人的发现挑战了长期以来的假设，即只有植物和藻类等光合生物才能产生地球上的氧气。但新的发现表明，可能还有另一种方式。在没有光线可以穿透的海底，氧气似乎也可以产生，以支持生活在完全黑暗中的氧气呼吸海洋生物。

这项研究近期发表在《自然地球科学》（Nature Geoscience）杂志上。

苏格兰海洋科学协会（SAMS）的海底生态专家安德鲁·斯威特曼（Andrew Sweetman）在太平洋进行船上实地考察时发现了“暗氧”。美国西北大学的化学教授弗朗茨·盖格（Franz Geiger）领导的一项电化学实验可能解释了这一现象。

斯威特曼表示：“地球上有氧生命的起始必须有氧气，而我们的理解是，地球的氧气供应始于光合生物。但我们现在知道，在没有光线的深海中也有氧气产生。因此，我认为我们需要重新审视这样的问题：有氧生命从何处开始?”

多金属结核是海底形成的天然矿藏，也是此次发现的核心。多金属结核是各种矿物质的混合物，大小介于微小颗粒和普通马铃薯之间。

该研究的合著者盖格称：“产生这种氧气的多金属结核含有钴、镍、铜、锂和锰等金属，这些都是电池中使用的关键元素。几家大型矿业公司现在的目标是从地表以下1万到2万英尺的海底提取这些珍贵的元素。我们需要重新思考如何开采这些材料，以免耗尽深海生物的氧气来源。”

2、科学家找到可高效地将二氧化碳转化为甲醇的方法

多年来，化学家们一直致力于从废弃分子中合成高价值材料。现在，一个由科学家组成的国际合作组织正在探索利用电来简化这一过程的方法。

在他们最近发表在《自然催化》（Nature Catalysis）杂志上的研究中，研究人员证明了二氧化碳，一种温室气体，可以高效地转化为一种称为甲醇的液体燃料。

这一过程是通过将酞菁钴（CoPc）分子均匀地散布在碳纳米管上实现的。碳纳米管是一种类似石墨烯的管状结构，具有独特的电性能。它们的表面是一种电解质溶液，通过通电，CoPc分子可以获得电子，并利用它们将二氧化碳转化为甲醇。

使用一种基于原位光谱的特殊方法来可视化化学反应，研究人员首次看到这些分子将自己转化为甲醇或一氧化碳，这不是期望的产物。他们发现反应的路径是由二氧化碳分子反应的环境决定的。

通过控制CoPc催化剂在碳纳米管表面的分布方式来调节这种环境，可以使二氧化碳产生甲醇的可能性提高8倍，这一发现可以提高其它催化过程的效率，并对其它领域产生广泛的影响。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、科学家发现，大脑可同时处于睡眠和清醒状态

科学家们开发了一种新方法，通过检测超快的神经元活动模式来分析睡眠和清醒状态，这种模式仅持续几毫秒，挑战了传统基于较慢脑电波对睡眠的理解。这项研究还发现，单个大脑区域可以在睡眠和清醒之间短暂地独立转换，揭示了复杂的局部大脑活动，可能会重塑我们对睡眠机制的理解。

睡眠和清醒是完全不同的存在状态，定义了我们日常生活的界限。多年来，科学家们通过观察脑电波来测量这些本能的大脑过程之间的差异，其中睡眠的特点是缓慢而持久的脑电波，以十分之一秒的速度传遍整个器官。

科学家们首次发现，睡眠可以通过几毫秒（1毫秒=0.001秒）长的神经元活动模式来检测，这揭示了一种研究和理解控制意识的基本脑电波模式的新方法。他们还表明，当大脑的部分区域保持睡眠状态时，大脑的其它小部分区域可以短暂地醒来，反之亦然。

这些发现发表在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上的一项新研究中。在四年的工作中，研究人员训练了一个神经网络来研究大量脑电波数据中的模式，揭示了以前从未被描述过的极高频率的模式，并挑战了长期以来关于睡眠和清醒的神经学基础的基本概念。

2、北大教授用面部热成像AI技术预测疾病和生物年龄

北京大学教授韩敬东领导的一个研究小组发现，面部不同区域的温度与各种慢性疾病有关，比如糖尿病和高血压。这些温差不容易被人自己的触摸察觉，而是可以通过特定的人工智能（AI）衍生的空间温度模式来识别，这需要热像仪和数据训练模型。该研究结果最近发表在《细胞代谢》（Cell Metabolism）杂志上。随着进一步的研究，医生有一天可以使用这种简单而非侵入性的方法来早期检测疾病。

该研究小组之前曾使用3D面部结构来预测人们的生物年龄。生物年龄表明身体衰老的程度，与癌症和糖尿病等疾病的风险密切相关。他们很好奇，面部的其他特征，比如温度，是否也能预测衰老速度和健康状况。

韩敬东和她的同事分析了2800多名年龄在21岁到88岁之间的中国参与者的面部温度。然后，研究人员利用这些信息来训练人工智能模型，以预测一个人的生物年龄。他们确定了几个关键的面部区域，这些区域的温度与年龄和健康显著相关，包括鼻子、眼睛和脸颊。

由于这种联系，研究小组开始测试运动是否会影响生物年龄。他们要求23名参与者在两周内每天至少跳绳800次。令研究小组惊讶的是，这些参与者在仅仅两周的运动后，他们的生物年龄就减少了5岁。

接下来，该小组希望探索是否可以使用面部热成像技术来预测其他疾病，如睡眠障碍或心血管问题。（刘春）