白山2025-09-19 02:44:357547

9月18日外媒科學(xué)網(wǎng)站摘要：科學(xué)家造出最真“人工腎”，已能在小鼠體內(nèi)產(chǎn)尿

9月18日（星期四）消息，國(guó)外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《自然》網(wǎng)站（www.nature.com）

AI破譯動(dòng)物語(yǔ)言：我們離與萬(wàn)物對(duì)話(huà)還有多遠(yuǎn)？

人工智能（AI）技術(shù)正逐步幫助科學(xué)家解讀動(dòng)物之間的交流方式，并探索與它們對(duì)話(huà)的可能性。近年來(lái)，多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)物如倭黑猩猩、黑猩猩、日本山雀和抹香鯨等，能夠通過(guò)組合不同叫聲傳遞具有組合性的意義，甚至存在類(lèi)似“語(yǔ)音字母表”的復(fù)雜發(fā)聲結(jié)構(gòu)，這挑戰(zhàn)了人類(lèi)語(yǔ)言獨(dú)特性的傳統(tǒng)認(rèn)知。

在“地球物種項(xiàng)目”（Earth Species Project）和“CETI項(xiàng)目”（Project CETI）等組織的推動(dòng)下，科學(xué)家正在利用深度學(xué)習(xí)模型分析動(dòng)物發(fā)聲模式與行為關(guān)聯(lián)。AI系統(tǒng)如NatureLM-audio能快速識(shí)別聲景中的物種叫聲，F(xiàn)inchGPT專(zhuān)注于鳥(niǎo)類(lèi)鳴叫的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)分析，而DolphinGemma則嘗試模擬海豚的叫聲序列。這些工具不僅處理音頻數(shù)據(jù)，還整合行為與環(huán)境信息，為理解動(dòng)物通信提供多維視角。

目前的研究顯示，動(dòng)物通信系統(tǒng)與人類(lèi)語(yǔ)言存在顯著差異。尚未在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)人類(lèi)語(yǔ)言中的“移位性”（指代非現(xiàn)場(chǎng)事物）、“能產(chǎn)性”（創(chuàng)造新表達(dá)）和“雙重性”（無(wú)意義單元組成有意義單元）等核心特征。鯨魚(yú)的咔嗒聲和鳥(niǎo)類(lèi)的鳴叫雖然復(fù)雜，但其符號(hào)系統(tǒng)和組合規(guī)則是否構(gòu)成真正意義上的“語(yǔ)言”，仍存在廣泛爭(zhēng)議。

雖然跨物種通信研究正面臨技術(shù)與社會(huì)倫理的雙重挑戰(zhàn)，但AI驅(qū)動(dòng)的動(dòng)物通信研究不僅拓展了比較語(yǔ)言學(xué)的新維度，也為保護(hù)生物學(xué)和生態(tài)監(jiān)測(cè)提供了創(chuàng)新工具。盡管真正實(shí)現(xiàn)與動(dòng)物對(duì)話(huà)仍屬遙遠(yuǎn)，但這一領(lǐng)域正在重新定義人類(lèi)與自然世界的互動(dòng)方式。

《科學(xué)》網(wǎng)站（www.science.org）

科學(xué)家造出最接近真實(shí)的人工腎臟，離人造器官移植更近一步

科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中利用干細(xì)胞培育出了迄今最復(fù)雜、最接近真實(shí)的腎臟類(lèi)器官。這些僅1毫米寬的結(jié)構(gòu)成功模擬了腎臟內(nèi)部的部分精細(xì)結(jié)構(gòu)，甚至在移植入小鼠體內(nèi)后能夠產(chǎn)生尿液，為未來(lái)制造可用于移植的人工腎臟帶來(lái)了希望。該研究成果最近發(fā)表于《細(xì)胞·干細(xì)胞》（Cell Stem Cel）雜志。

腎臟的復(fù)雜程度僅次于大腦，其內(nèi)部包含大量微小腎小管，負(fù)責(zé)過(guò)濾血液并重新吸收水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。相比過(guò)去開(kāi)發(fā)的類(lèi)器官，這項(xiàng)由美國(guó)南加州大學(xué)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的研究通過(guò)優(yōu)化干細(xì)胞培養(yǎng)液的化學(xué)成分，成功獲得了具有更復(fù)雜小管網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)器官。其基因活動(dòng)模式與新生小鼠的腎臟相似，并且能夠分泌與真實(shí)腎臟相同的某些激素。

當(dāng)植入小鼠體內(nèi)后，這些類(lèi)器官能夠順利連接至循環(huán)系統(tǒng)，并展現(xiàn)出血液過(guò)濾功能。不過(guò)，與真實(shí)器官相比，它們所產(chǎn)生的尿液仍較為稀釋?zhuān)饕蛟谟谌狈饪s尿液的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。

研究人員還利用人類(lèi)干細(xì)胞培育出類(lèi)似結(jié)構(gòu)，盡管成熟度略低，但同樣顯示與宿主循環(huán)系統(tǒng)相連的潛力。為驗(yàn)證其在疾病研究中的應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)還培育了攜帶多囊腎病基因突變的類(lèi)器官。移植后，這些類(lèi)器官成功模擬了人類(lèi)患者中典型的囊腫形成過(guò)程，甚至能夠觀(guān)察與免疫細(xì)胞的相互作用，這是體外培養(yǎng)難以實(shí)現(xiàn)的。

該研究顯著提升了類(lèi)器官的仿真度和組織結(jié)構(gòu)，是向構(gòu)建更復(fù)雜腎臟模型邁進(jìn)的重要一步。不過(guò)，目前培育的類(lèi)器官仍與真實(shí)腎臟存在差距，尤其是缺乏完整的血管系統(tǒng)和排尿?qū)Ч堋?/p>

研究團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，解決這些“管道工程”挑戰(zhàn)將是下一步的重點(diǎn)，并樂(lè)觀(guān)估計(jì)五年內(nèi)或可開(kāi)發(fā)出用于動(dòng)物測(cè)試的可移植腎臟替代品。學(xué)界認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)腎臟有望成為腎臟替代治療領(lǐng)域的下一個(gè)重大突破。

《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com）

中風(fēng)治療迎來(lái)新曙光：干細(xì)胞移植成功逆轉(zhuǎn)中風(fēng)腦損傷

瑞士蘇黎世大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)干細(xì)胞移植技術(shù)，成功逆轉(zhuǎn)了中風(fēng)導(dǎo)致的大腦損傷，實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)元的再生與運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，這一突破為腦部疾病的治療帶來(lái)重要進(jìn)展。

中風(fēng)是成年人常見(jiàn)的疾病，約四分之一的人會(huì)在一生中罹患中風(fēng)，其中近半數(shù)患者因腦細(xì)胞不可逆損傷而遺留癱瘓或語(yǔ)言障礙等后遺癥。目前臨床尚無(wú)修復(fù)此類(lèi)腦損傷的有效手段，因此開(kāi)發(fā)新的再生治療方法迫在眉睫。

該研究采用人源神經(jīng)干細(xì)胞，這類(lèi)細(xì)胞源自誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC），后者可由普通體細(xì)胞重編程獲得。團(tuán)隊(duì)首先在小鼠模型中模擬與人類(lèi)癥狀相近的永久性中風(fēng)，并對(duì)其基因進(jìn)行修飾以避免排斥反應(yīng)。在中風(fēng)發(fā)生一周后，研究人員將神經(jīng)干細(xì)胞移植至受損腦區(qū)。

結(jié)果顯示，移植的干細(xì)胞不僅存活超過(guò)五周，還大量分化為神經(jīng)元，并與宿主腦細(xì)胞建立功能連接。此外，實(shí)驗(yàn)還觀(guān)察到血管新生、炎癥反應(yīng)減輕及血腦屏障功能改善等多重再生效應(yīng)。通過(guò)人工智能輔助的步態(tài)分析，研究進(jìn)一步證實(shí)干細(xì)胞治療顯著改善了小鼠的運(yùn)動(dòng)功能。

盡管成果顯著，研究人員指出仍需進(jìn)一步優(yōu)化治療安全性和遞送方式。目前，團(tuán)隊(duì)正開(kāi)發(fā)“安全開(kāi)關(guān)”系統(tǒng)以防止干細(xì)胞異常增殖，并探索經(jīng)血管注入干細(xì)胞等更實(shí)用的遞送策略。日本已開(kāi)展利用iPS細(xì)胞治療帕金森病的臨床試驗(yàn)，中風(fēng)有望成為下一個(gè)進(jìn)入臨床研究階段的適應(yīng)癥。

《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com）

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)認(rèn)知！中國(guó)天文學(xué)家在僅2.3億光年外發(fā)現(xiàn)“流浪”黑洞

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“不守規(guī)矩”的黑洞——它沒(méi)有安分地待在星系中心，而是獨(dú)自流浪在星系的外圍。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了人們對(duì)黑洞形成和演化的傳統(tǒng)認(rèn)知。

由中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，利用美國(guó)阿帕奇點(diǎn)天文臺(tái)的MaNGA巡天數(shù)據(jù)，在距離地球2.3億光年的一個(gè)矮星系中，捕捉到了一個(gè)特別的黑洞。它與眾不同之處在于：這個(gè)黑洞不僅遠(yuǎn)離星系核心將近1000秒差距（約3261光年），還在持續(xù)吸積物質(zhì)并產(chǎn)生了清晰的射電噴流。

為什么這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)如此重要？在常規(guī)認(rèn)知中，超大質(zhì)量黑洞通常居于星系中央。但理論模擬曾預(yù)測(cè)，在矮星系——這類(lèi)宇宙中的“化石”星系中，黑洞有可能通過(guò)引力相互作用被“甩”到星系外圍。此次發(fā)現(xiàn)，正是首個(gè)具備充分觀(guān)測(cè)證據(jù)的支持這一理論的案例。

研究人員通過(guò)美國(guó)甚長(zhǎng)基線(xiàn)陣列射電望遠(yuǎn)鏡（VLBA）進(jìn)行了高分辨率觀(guān)測(cè)，確認(rèn)該源具有高達(dá)十億開(kāi)爾文的亮度溫度以及秒差距級(jí)的噴流結(jié)構(gòu)，并借助長(zhǎng)時(shí)段光變數(shù)據(jù)排除了超新星遺跡的可能性。據(jù)估計(jì)，該黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)的30萬(wàn)倍，屬于中等質(zhì)量黑洞。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)具有重要科學(xué)意義：它表明黑洞在星系核外仍可有效吸積物質(zhì)并影響星系環(huán)境，這為早期宇宙中超大質(zhì)量黑洞的快速形成提供了新思路，即可能通過(guò)“多中心”或“分布式”的成長(zhǎng)途徑。（劉春）

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