7月23日外媒科學網站摘要：大腦可同時處於睡眠和清醒狀態
7月23日（星期二）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《科學通訊》網站（www.sciencenews.org）
科學模擬發現：一顆行星要成爲地球一樣，一開始要擁有合適的水量
行星形成的過程就像打撲克一樣，必須善用手中的牌。如果其目標是成爲一顆類地行星，那麼最好開始時就擁有相當於地球海洋3至8倍的水量。
天文學家認爲，圍繞小而暗淡的恆星運行的岩石行星可能是銀河系中最常見的生命棲息地。但這些恆星脾氣暴躁，可能會在行星誕生後的幾十億年內，通過高能耀斑帶走行星上的水分。
加拿大麥吉爾大學（McGill University）的行星科學家凱文·摩爾（Keavin Moore）和他的同事們想知道，如果行星能夠將註定成爲海洋和大氣的水隱藏在它們的內部，直到它們的宿主恆星隨着年齡增長而平靜下來，會發生什麼。該團隊對行星的生命週期進行了簡單的模擬，其中一顆行星誕生時溫度很高，處於熔融狀態，一些水溶解在整個行星的岩漿海洋中。它可以從自身擁有大量水開始，也可以稍後由彗星或小行星帶來更多的水。
當行星冷卻時，水蒸發並形成大氣層。有些水被太空吞噬了，但有些水會進入一個循環，溶解在行星的地幔中，然後逃逸回大氣中。將水儲存在地幔中可以保護它免受主恆星強烈光線的破壞。
摩爾和他的同事們發現，在這個模擬中，一顆地球質量大小的行星要在大約50億年後最終形成了海洋和大陸，它需要在形成時擁有地球海洋的3至8倍的水量。一開始水量是地球海洋12倍的行星最終可能會變成一個水世界，行星表面完全被海洋覆蓋。這樣的行星可能真的存在，且理論上即使沒有陸地也可以孕育生命。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、深海海底的金屬礦物能產生氧氣，挑戰了長期假設
一個國際研究小組發現，位於地表以下13000英尺（約3962米）處的深海海底的金屬礦物能產生氧氣。
這一驚人的發現挑戰了長期以來的假設，即只有植物和藻類等光合生物才能產生地球上的氧氣。但新的發現表明，可能還有另一種方式。在沒有光線可以穿透的海底，氧氣似乎也可以產生，以支持生活在完全黑暗中的氧氣呼吸海洋生物。
這項研究近期發表在《自然地球科學》（Nature Geoscience）雜誌上。
蘇格蘭海洋科學協會（SAMS）的海底生態專家安德魯·斯威特曼（Andrew Sweetman）在太平洋進行船上實地考察時發現了“暗氧”。美國西北大學的化學教授弗朗茨·蓋格（Franz Geiger）領導的一項電化學實驗可能解釋了這一現象。
斯威特曼表示：“地球上有氧生命的起始必須有氧氣，而我們的理解是，地球的氧氣供應始於光合生物。但我們現在知道，在沒有光線的深海中也有氧氣產生。因此，我認爲我們需要重新審視這樣的問題：有氧生命從何處開始?”
多金屬結核是海底形成的天然礦藏，也是此次發現的核心。多金屬結核是各種礦物質的混合物，大小介於微小顆粒和普通馬鈴薯之間。
該研究的合著者蓋格稱：“產生這種氧氣的多金屬結核含有鈷、鎳、銅、鋰和錳等金屬，這些都是電池中使用的關鍵元素。幾家大型礦業公司現在的目標是從地表以下1萬到2萬英尺的海底提取這些珍貴的元素。我們需要重新思考如何開採這些材料，以免耗盡深海生物的氧氣來源。”
2、科學家找到可高效地將二氧化碳轉化爲甲醇的方法
多年來，化學家們一直致力於從廢棄分子中合成高價值材料。現在，一個由科學家組成的國際合作組織正在探索利用電來簡化這一過程的方法。
在他們最近發表在《自然催化》（Nature Catalysis）雜誌上的研究中，研究人員證明了二氧化碳，一種溫室氣體，可以高效地轉化爲一種稱爲甲醇的液體燃料。
這一過程是通過將酞菁鈷（CoPc）分子均勻地散佈在碳納米管上實現的。碳納米管是一種類似石墨烯的管狀結構，具有獨特的電性能。它們的表面是一種電解質溶液，通過通電，CoPc分子可以獲得電子，並利用它們將二氧化碳轉化爲甲醇。
使用一種基於原位光譜的特殊方法來可視化化學反應，研究人員首次看到這些分子將自己轉化爲甲醇或一氧化碳，這不是期望的產物。他們發現反應的路徑是由二氧化碳分子反應的環境決定的。
通過控制CoPc催化劑在碳納米管表面的分佈方式來調節這種環境，可以使二氧化碳產生甲醇的可能性提高8倍，這一發現可以提高其它催化過程的效率，並對其它領域產生廣泛的影響。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、科學家發現，大腦可同時處於睡眠和清醒狀態
科學家們開發了一種新方法，通過檢測超快的神經元活動模式來分析睡眠和清醒狀態，這種模式僅持續幾毫秒，挑戰了傳統基於較慢腦電波對睡眠的理解。這項研究還發現，單個大腦區域可以在睡眠和清醒之間短暫地獨立轉換，揭示了複雜的局部大腦活動，可能會重塑我們對睡眠機制的理解。
睡眠和清醒是完全不同的存在狀態，定義了我們日常生活的界限。多年來，科學家們通過觀察腦電波來測量這些本能的大腦過程之間的差異，其中睡眠的特點是緩慢而持久的腦電波，以十分之一秒的速度傳遍整個器官。
科學家們首次發現，睡眠可以通過幾毫秒（1毫秒=0.001秒）長的神經元活動模式來檢測，這揭示了一種研究和理解控制意識的基本腦電波模式的新方法。他們還表明，當大腦的部分區域保持睡眠狀態時，大腦的其它小部分區域可以短暫地醒來，反之亦然。
這些發現發表在《自然神經科學》（Nature Neuroscience）雜誌上的一項新研究中。在四年的工作中，研究人員訓練了一個神經網絡來研究大量腦電波數據中的模式，揭示了以前從未被描述過的極高頻率的模式，並挑戰了長期以來關於睡眠和清醒的神經學基礎的基本概念。
2、北大教授用面部熱成像AI技術預測疾病和生物年齡
北京大學教授韓敬東領導的一個研究小組發現，面部不同區域的溫度與各種慢性疾病有關，比如糖尿病和高血壓。這些溫差不容易被人自己的觸摸察覺，而是可以通過特定的人工智能（AI）衍生的空間溫度模式來識別，這需要熱像儀和數據訓練模型。該研究結果最近發表在《細胞代謝》（Cell Metabolism）雜誌上。隨着進一步的研究，醫生有一天可以使用這種簡單而非侵入性的方法來早期檢測疾病。
該研究小組之前曾使用3D面部結構來預測人們的生物年齡。生物年齡表明身體衰老的程度，與癌症和糖尿病等疾病的風險密切相關。他們很好奇，面部的其他特徵，比如溫度，是否也能預測衰老速度和健康狀況。
韓敬東和她的同事分析了2800多名年齡在21歲到88歲之間的中國參與者的面部溫度。然後，研究人員利用這些信息來訓練人工智能模型，以預測一個人的生物年齡。他們確定了幾個關鍵的面部區域，這些區域的溫度與年齡和健康顯著相關，包括鼻子、眼睛和臉頰。
由於這種聯繫，研究小組開始測試運動是否會影響生物年齡。他們要求23名參與者在兩週內每天至少跳繩800次。令研究小組驚訝的是，這些參與者在僅僅兩週的運動後，他們的生物年齡就減少了5歲。
接下來，該小組希望探索是否可以使用面部熱成像技術來預測其他疾病，如睡眠障礙或心血管問題。（劉春）