竹子

又是一年四月天，大自然春暖花開之時，生機(jī)蓬勃的學(xué)術(shù)界也爭奇斗艷、芬芳四溢。如果細(xì)胞聽得懂人類語言，如果心臟如同情緒一般在抒情曲奏罷后愉悅舒展，如果人類對天體的位置及運(yùn)動了如指掌，世界將會有哪些不同？

帕金森病是一種常見的老年人神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。針對帕金森和癲癇等腦部精神系統(tǒng)疾病的外科治療，目前多是采用腦深部電極刺激術(shù)。這種技術(shù)通過在腦內(nèi)特定的靶點(diǎn)植入刺激電極，施以高頻電刺激，來協(xié)助調(diào)節(jié)激活相應(yīng)的神經(jīng)亞群。開腦手術(shù)的風(fēng)險之大世人皆知，讓我們暢想一下，能否用聲音刺激代替電刺激達(dá)到治療效果？

索爾克生物研究所多年來致力于研究“聲遺傳學(xué)”（使用安全的、非侵入性的超聲波刺激特定細(xì)胞群，如神經(jīng)元細(xì)胞群）。早在2015年，該研究所就曾成功研究并報道線蟲體內(nèi)的一種對低頻超聲波敏感的蛋白質(zhì)TRP-4，含有該聲敏蛋白的線蟲神經(jīng)元可以受超聲波的調(diào)控而被激活。近日，來自索爾克生物研究所和美國加州大學(xué)的研究者們第一次將“聲遺傳學(xué)”成功運(yùn)用到哺乳動物細(xì)胞中。研究人員將數(shù)百種不同的蛋白質(zhì)，一次一個地添加到對超聲波不敏感的普通的人類研究細(xì)胞系HEK中，隨后將每個細(xì)胞培養(yǎng)物放在一個裝置下，監(jiān)測細(xì)胞在超聲波刺激下的變化。在進(jìn)行了一年多的篩選，并對近三百個候選蛋白質(zhì)進(jìn)行研究后，科學(xué)家們最終找到了一個能使人類胚胎腎細(xì)胞（HEK）對7兆赫的超聲波頻率敏感的蛋白質(zhì)TRPA1，這種通道蛋白能夠?qū)τ卸净衔锏拇嬖谧鞒龇磻?yīng)，并激活人體的腦細(xì)胞和心臟細(xì)胞等。

該科研團(tuán)隊(duì)用這種方法激活了培養(yǎng)皿中的人類細(xì)胞和活體小鼠體內(nèi)的腦細(xì)胞，為非侵入式的深層腦刺激、起搏器和胰島素泵鋪平了道路。正如索爾克神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室副教授Sreekanth?;Chalasani所說，無線化是一切的未來。針對生物體的調(diào)控，更多簡易化、非侵入化的手段有待實(shí)現(xiàn)。

（據(jù)英國《自然通訊》2022.01.09）

靈光一現(xiàn)：王晉康老師曾在《生命之歌》中寫道：“所有生物的DNA結(jié)構(gòu)序列實(shí)際是音樂的體現(xiàn)……從實(shí)質(zhì)上說，人類乃至所有生物對音樂的精神迷戀，不過是體內(nèi)基因結(jié)構(gòu)對音樂的物質(zhì)諧振。”在感慨科幻創(chuàng)作者擁有的先見之明的同時，也驚嘆于生命的奇妙：除了光調(diào)控、聲調(diào)控和磁調(diào)控，基因還可能與哪些意想不到的外界因素相關(guān)？

恒星移速3

一般來說，確定恒星穿越太空的總速度需要測量三個量：自行運(yùn)動（天體本身的真實(shí)運(yùn)動）、距離（用以結(jié)合自行運(yùn)動來計(jì)算切向速度）和多普勒頻移（徑向速度）。如果一顆恒星向我們靠近，其光波波長會被壓縮得更短，產(chǎn)生藍(lán)移;如果一顆恒星正在遠(yuǎn)離，其光波波長會被拉伸得更長，從而產(chǎn)生紅移;恒星移動速度越快，偏移越大。觀察者們多年來一直通過多普勒頻移來測量恒星移動速度。

傳統(tǒng)的恒星移速測量方法存在一些難以消除的弊端，例如，大多數(shù)恒星的外層都是對流的，熱氣體上升，輻射出熱量后冷卻下沉，這使得多普勒頻移測量的徑向速度變得模糊不清。2021年，瑞典隆德天文臺的Lennart?Lindegren和Dainis?Dravins利用幾何學(xué)新方法成功獲得了精確到1km/s的徑向速度。新技術(shù)的理論并不神秘：天文學(xué)家們在不知道多普勒頻移的情況下，利用一段時間內(nèi)恒星位置的變化、與我們所在位置的夾角、距離等觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行演算。

雖然這種方法僅僅針對距離近且移動速度快的恒星效果良好，且目前只對少數(shù)幾顆恒星獲得了1km/s的精確度，如巴納德星和半人馬座。但這項(xiàng)獨(dú)立于多普勒頻移的測量徑向速度的新技術(shù)可以幫助天文學(xué)家了解恒星現(xiàn)象（如對流和耀斑）如何改變恒星的藍(lán)移紅移測量值，甚至可能協(xié)助探索其他類似太陽的恒星周圍的類地行星，尋找地球的孿生兄弟。

（據(jù)《美國科學(xué)院院報》2022.01.13）

靈光一現(xiàn)：隨著技術(shù)的發(fā)展，人類探索宇宙的方式愈加多樣、精確度更高、所需時長更短，類似地球的宜居星球的發(fā)現(xiàn)指日可待。它或許遠(yuǎn)在天邊，近在眼前，同樣圍繞太陽日復(fù)一日，只是還未曾出現(xiàn)在我們的視線中;又或許圍繞著其他恒星，正靜靜地孕育生命。