通過光定義邊界控制活性物質(zhì)的組織和作用力

nature封面：組成活性物質(zhì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)的微管，與這些微管相連的是旁邊的分子馬達（橙色）。nature雜志第7768期封面文章報道了光可以用來指導(dǎo)經(jīng)過改造的活性物質(zhì)系統(tǒng)的行為，并產(chǎn)生一系列可以動態(tài)操控的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。從鳥群到分子馬達，活性物質(zhì)系統(tǒng)是由能消耗周圍能量，并將其轉(zhuǎn)換成機械功的個體單元組成的。對這類系統(tǒng)的實驗演示被廣泛用于研究它們自發(fā)形成結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生流動的能力。這些分子馬達會在光照下形成二聚體，拉近微管之間的距離，讓研究人員可以控制自發(fā)形成的結(jié)構(gòu)。

成像Fermi–Hubbard摻雜模型中的磁極化子

nature封面：中心球體代表極化子，銼屑表示周圍磁環(huán)境的可變性質(zhì)。nature雜志第7769期封面文章報道了對單個磁極化子的實驗觀察結(jié)果。這些極化子預(yù)計會形成具有反鐵磁背景的2D晶格。研究團隊使用量子氣體顯微鏡成像極化子及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以捕捉局域磁環(huán)境的變化。在固體中，移動的載流子（如電子）可以與周圍的晶格環(huán)境巧妙地相互作用，輕微地擾亂其格序。這種畸變局域在載流子周圍，載流子與這種畸變共同形成一種被稱為極化子的準(zhǔn)粒子。極化子被認(rèn)為在描述許多具有奇異特性的材料時起著重要作用。

野火頻發(fā)威脅到北方森林土壤的傳統(tǒng)碳匯

nature封面：加拿大阿爾伯塔省2016年的一場野火。nature雜志第7770期封面文章報道了加拿大西北地區(qū)干燥幼林（60年左右）在發(fā)生野火后的遺留碳損失情況。結(jié)果顯示，隨著北方野火的規(guī)模、頻率和強度不斷增加，幼林可能會在連續(xù)林火后變成向大氣釋放碳的一個凈碳源，或?qū)⒈狈缴謴奶紖R變成碳源。北方森林自然發(fā)生的火災(zāi)以燃燒有機土壤的方式為主，向大氣中釋放大量的碳。但是在每場林火中，一定比例的土壤會躲過燃燒，并在后續(xù)林火中形成一個“遺留”碳的碳儲庫。這些森林也會因此成為凈碳匯，儲存約30%？40%的陸地碳。

熒光標(biāo)記揭示癌轉(zhuǎn)移初期的細(xì)胞環(huán)境變化

nature封面：轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞（黃色）將熒光蛋白傳遞給周圍健康細(xì)胞（紅色），從而與非周圍組織細(xì)胞（白色）區(qū)別開來。nature雜志第7771期封面文章報道了一種可以探索促腫瘤形成的轉(zhuǎn)移微環(huán)境構(gòu)成的技術(shù)。到目前為止，一直難以確定癌細(xì)胞擴散初期在轉(zhuǎn)移微環(huán)境中發(fā)生的細(xì)胞過程。研究人員開發(fā)出了一種會被周圍細(xì)胞吸收的細(xì)胞穿透熒光蛋白。通過改造癌細(xì)胞，使之表達這種蛋白，研究人員就能研究癌轉(zhuǎn)移初期轉(zhuǎn)移微環(huán)境中健康細(xì)胞的特性。時間尺度上的轉(zhuǎn)移微環(huán)境分析可以揭示癌細(xì)胞周圍不斷變化的細(xì)胞組成。

（本頁期刊封面圖來自nature官網(wǎng)）

使用多功能便攜式外穿服降低步行和跑步的新陳代謝率

Science封面：附在腰部和大腿上的便攜式外套，通過為穿著者的臀部伸肌提供髖部伸展輔助，減少了步行和跑步所需的能量。Science雜志第6454期封面文章揭示了與沒有外衣的運動相比，可協(xié)助髖關(guān)節(jié)伸展的便攜式外衣可以將跑步機以每秒1.5米的速度代謝速度降低9.3%，將跑步機以2.5米的速度跑步的代謝速度降低4.0%。根據(jù)估計的穿戴者質(zhì)心的潛在能量波動，外衣會在兩個步態(tài)的驅(qū)動曲線之間自動切換。單人實驗表明，可以降低不同跑步速度和上坡步行的新陳代謝速度，這進一步證明了外穿服的多功能性。

應(yīng)對自殺帶來的挑戰(zhàn)

Science封面：保護弱勢群體的安全。Science雜志第6455期科學(xué)?？接懥搜芯咳藛T如何應(yīng)對自殺帶來的毀滅性公共健康挑戰(zhàn)。自殺是一個嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，困擾著個人、家庭和社會。世界衛(wèi)生組織不斷努力加強預(yù)防自殺的努力正在取得成果。在最近幾十年中，全球每年的自殺死亡人數(shù)從100萬下降到80萬。丹麥采取了一些主動行動，如成立了自殺預(yù)防診所，精神病應(yīng)急服務(wù)團隊每周7天召集精神病醫(yī)生和救護車，為處于嚴(yán)重危機中的人們提供幫助，加強為從精神病院出院的患者提供家訪和家庭支持。

適用于多人撲克的超級人工智能

Science封面：一款新的撲克人工智能。Science雜志第6456期封面文章報道了適用于多人撲克的超級人工智能Pluribus。在包括撲克在內(nèi)的此類基準(zhǔn)測試中，過去的成功僅限于兩人游戲。但是，傳統(tǒng)上玩撲克的人不止兩個人。除了兩人游戲之外，多人游戲還帶來了其他基本問題，而多人撲克是公認(rèn)的人工智能的里程碑。在這篇研究文中，科學(xué)家介紹了一款新的人工智能AI，Pluribus，它比六人無限制德州撲克游戲中的頂級人類專業(yè)人員要強，德州撲克是人類最流行的撲克形式。

產(chǎn)卵同步的瓦解：對珊瑚持久性的無聲威脅

Science封面：紅海珊瑚。Science雜志第6457期封面文章報道了珊瑚同步產(chǎn)卵的方式瓦解，威脅其群體存活。人類和自然對珊瑚礁的干擾通常通過可見的損害來量化（例如，由于漂白事件導(dǎo)致珊瑚覆蓋率降低），但環(huán)境條件的變化也可能以不太明顯的方式對其造成傷害。人類和自然對珊瑚的干擾往往通過可見損害而量化，但是環(huán)境變化也會引起不可見的損害。該期封面文章量化了4個繁殖季節(jié)的珊瑚產(chǎn)卵強度，結(jié)合實驗室分析，證明與歷史數(shù)據(jù)相比，來自紅海的一些物種已經(jīng)失去繁殖同步性，可能會減少成功受精的可能性，從而導(dǎo)致群體衰老甚至滅絕。

（本頁期刊封面圖來自Science官網(wǎng)）