脑神经（艺术图）。图片来源：MedicalXpress网站由美国俄勒冈健康与科学大学主导的研究团队，在探索脑微观世界的道路上迈出重要一步：他们利用冷冻电子显微镜，首次揭示了大脑与小脑区域关键神经受体的结构和形态。这项研究发表在最新一期《自然》上，为理解运动控制、学习与记忆机制提供了重要基础，并能推进神经系统疾病新疗法的研发工作。小脑位于脑干后方，在协调身体运动、维持平衡以及参与认知功能方面发挥着核心作用。此次发现的受体结构，是神经元之间信息传递的关键部位，对于小脑发挥正常功能至关重要。当这些结构因损伤或基因突变而受损时，可能导致运动障碍及相关认知问题。而了解其分子构造，有助于开发针对性疗法。此次研究重点聚焦于一种特定类型的谷氨酸受体，这是大脑中最主要的兴奋性神经递质受体之一。这类受体聚集在小脑神经元之间的突触连接处，负责接收来自相邻细胞释放的神经信号。团队通过先进的冷冻电子显微镜技术，...
美国东北大学与布朗大学等机构科学家通过精确控制加热和冷却，即所谓的“热淬火”技术，让量子材料在导电与绝缘状态间精准切换。这项发表于最新一期《自然-物理学》的研究，将为现有电子技术带来巨大进步，未来采用量子材料的处理器，运行速度有望达到现有硅基芯片的千倍以上。研究团队将1T-二硫化钽（1T-TaS2）这种特殊材料置于特定光照条件下，在接近室温的环境中，首次实现了可稳定维持数月的“隐藏金属态”。这种材料如同电子世界的“变形金刚”，既能像铜线般导电，又能像橡胶般绝缘，且状态转换只需瞬间完成。量子材料在金属导电状态和绝缘状态之间快速切换，这种效应就像晶体管切换电子信号。当前处理器的工作频率在千兆赫级别，而量子材料的应用可能直接将这个数字提升千倍，达到太赫兹级别。过去科学家面临两大难题：一是材料状态转换难以持久，往往只能维持几毫秒；二是需要在接近绝对零度的极端环境下操作。最新研究不仅将操作温度提...
新加坡国立大学科研团队研制出一款新型钙钛矿有机串联太阳能电池，经权威认证，其1平方厘米有效面积内的光电转换效率达到26.4%，创下同类设备的世界纪录。研究成果发表于最新一期《自然》杂志。研究团队表示，新研制出的串联电池兼具轻薄、柔韧等特性，未来可直接集成于无人机、智能织物、可穿戴设备等人工智能装备，为其提供清洁能源。这项突破的核心在于，团队创新研发的窄带隙有机吸收器。该装置犹如一个精密的“光子捕手”，能高效捕获近红外光区的光子，成功解决了长期制约薄膜串联太阳能电池发展的技术瓶颈。钙钛矿与有机半导体材料的带隙可灵活调控，使串联电池具备突破理论效率极限的潜力。然而，近红外光区吸收效率低下一直是制约研发进程的“绊脚石”。面对这一挑战，研究团队另辟蹊径，设计出具有不对称结构的有机受体。这种创新结构不仅将吸光范围拓展至深近红外区域，还能维持足够的电荷分离驱动力，并形成规则有序的分子排列。借助超快...
相关论文登上《自然》杂志封面。图片来源：英国《自然》网站美国哈佛大学领导的研究团队设计并测试了一种称为“赛博胚胎”的柔性电极神经信号记录平台。这是一种专为发育中的大脑“量身打造”的生物电子平台，可通过胚胎发育实现全脑探针植入。其有望揭示胚胎是如何随发育逐步建立起神经环路的，以及神经环路与复杂行为之间的关联。该成果在神经科学领域具有里程碑意义，相关研究作为封面文章发表在新一期《自然》杂志上。这一成果被认为是首个实现对非透明胚胎中发育期大脑活动进行毫秒级电生理记录的技术突破，为研究神经发育机制、理解相关疾病以及推动脑机接口技术发展提供了全新工具。该系统的独特之处在于其出色的机械适应性，能够随着大脑从二维结构向三维形态转变同步调整，从而稳定地记录脑电活动。团队选用了PFPE作为电极绝缘层，这种氟化弹性体不仅具备极高的柔韧性和良好的生物相容性，还支持亚微米级金属线路的高精度制造。目前，由该材料...
天文学家探测到一个距离地球约100亿光年的“迷你光晕”结构。这是有史以来发现的最遥远的此类结构，距离是此前已知光晕的两倍。这一“宇宙探针”的发现，为理解宇宙中那些塑造星系团演化的力量提供了重要线索，标志着在探索宇宙隐藏机制方面迈出关键一步。相关研究成果发表于新一期《天体物理学杂志快报》。所谓“迷你光晕”，是由弥漫在星系团内部空间的高能带电粒子构成，这些粒子与磁场相互作用，发出可以从地球上探测到的无线电波。这类信号通常非常微弱，但其分布广泛，覆盖范围可达数百万光年，因此被认为是研究宇宙演化历史的重要“探针”。新发现的“迷你光晕”正是围绕着遥远星系团的巨型高能粒子云。研究表明，早在宇宙诞生仅约40亿年后，整个星系团就已被高能粒子和磁场所包围，经历了持续而剧烈的能量过程。由加拿大蒙特利尔大学和英国杜伦大学计算宇宙学研究所领导的团队，此次分析了来自低频阵列（LOFAR）射电望远镜的数据。LOF...
研究团队借助新型光遗传学工具筛选广谱抗病毒化合物。图片来源：美国麻省理工学院美国麻省理工学院领衔的研究团队借助创新性光遗传学技术，鉴定出3种能激活细胞天然防御系统的化合物——IBX-200、IBX-202和IBX-204。这项发表于新一期《细胞》杂志的研究显示，这些化合物或将成为对抗多种病毒的有力武器，助力广谱抗病毒药物研发。研究团队采用自主研发的光遗传学筛选技术，从近40万种化合物中精确定位出这3种“细胞防御激活剂”。实验证实，在人体细胞中，这些化合物能有效抵御呼吸道合胞病毒、疱疹病毒和寨卡病毒的侵袭。而小鼠模型实验显示，IBX-200对疱疹病毒感染具有显著疗效。与传统靶向特定病毒的策略不同，新研究着眼于增强细胞自身的防御机制，扰乱病毒的复制策略。这种创新策略的关键在于激活宿主细胞的“综合应激反应”通路，这是细胞在感知病毒双链RNA时会启动的天然防御系统，能通过暂停蛋白合成来阻断病毒...
新技术通过分析新型半导体光电导性，有望加速更高效太阳能电池板的开发。图片来源：MIT官网美国麻省理工学院（MIT）团队开发出一种全自动机器人系统，可大幅加快对新型半导体材料的性能分析和测试速度。这项发表于《科学进展》杂志的技术突破，将极大提升当前对高效太阳能电池板材料的研发进程，还将为下一代高效、环保电子器件的诞生铺平道路。在寻找更高效的半导体过程中，人们需要检测一种关键电学特性——光电导性，即材料在光照下的电响应能力。目前这一过程通常依赖人工操作，效率较低，严重制约了新材料的研发速度。而新开发的机器人系统能在无需人工干预的情况下自动检测，速度快而且精度高。该系统的创新之处在于结合了机器人技术、机器学习和材料科学知识。团队将人类专家的经验融入机器学习模型中，使机器人能自主判断探针接触材料的最佳位置，从而获得最丰富的信息。同时，系统还配备了专门的路径规划算法，能快速找到在不同接触点之间移...
美国芝加哥大学团队开发了一种更为灵敏的液体活检技术，该方法利用RNA而不是传统的DNA来检测癌症。这一创新方法在使用患者血液样本进行测试时，识别出早期结直肠癌的准确率达到95%，显著优于现有的非侵入性检测手段。这项研究发表于最新一期《自然-生物技术》杂志。当肿瘤细胞死亡并分解时，它们会将遗传物质释放到血液中。目前的标准液体活检技术主要依赖于这些漂浮的DNA片段，即循环游离DNA（cfDNA），来进行癌症检测。然而，在疾病早期阶段，由于肿瘤细胞仍在快速增殖，血液中的cfDNA含量往往较少，这限制了早期诊断的准确性。与之不同的是，分析RNA可以提供关于基因活动的重要线索，因为RNA的存在，表明细胞正在积极地工作和构建蛋白质。此次团队探索了使用循环游离RNA（cfRNA）而非cfDNA的可能性。通过对结直肠癌患者的样本进行分析，团队不仅检测出人类细胞cfRNA的修饰情况，还发现了肠道微生物群...
美国能源部SLAC国家加速器实验室联合多国团队通过超快激光加热技术，将黄金加热至熔点14倍以上，其仍保持晶体结构，一举颠覆了长期以来的“熵突变”理论。该研究首次实现在极端高温材料中对原子温度的直接测量，颠覆了人们对物质超热现象的传统认知，相关成果发表在最新一期《自然》杂志上。传统理论认为，超热晶体存在“熵突变”临界点，即当晶体熵与液态熵相等时（约为熔点3倍），固体将丧失稳定性。但此前，极热物质的温度测量一直是学界难题，实验因材料在抵达该临界点前就发生分解而无法验证这一理论。研究团队利用斯坦福直线加速器中心的超短脉冲激光，以超过1015K/s的速率加热50纳米厚的多晶金箔；同时借助高分辨率非弹性X射线散射技术，通过探测样本中原子振动速度直接测量离子温度，结果发现黄金在约19000K（相当于14倍熔点）时仍保持固态。实验的关键突破在于实验的超快时间尺度——在材料来不及膨胀的40飞秒内完成测...
研究人员展示新型铝离子阱装置。图片来源：NIST美国国家标准与技术研究院（NIST）研究团队14日在《物理评论快报》杂志上发表一项重要成果：他们通过将铝离子捕获于离子阱中改进了原子钟，使其精度创下小数点后19位的惊人纪录。这项突破有望推动国际单位制中“秒”的重新定义，并促进量子技术的发展。这款新型原子钟在光学时钟的两大核心指标上均实现突破：其准确度较此前纪录提升41%；稳定性更是达到其他原子钟的2.6倍。研究团队表示，打造史上最精准的时钟不仅有望拓展物理学边界，更能让科学家以全新视角认识世界。铝离子因其得天独厚的特性成为理想选择：其振荡频率比现行“秒”定义基准的铯原子更为稳定，且对环境干扰具有极强抗性。研究团队历时20载持续优化，从激光系统到离子阱结构，乃至真空腔体都经过精密改造。团队创新镀金工艺，通过加厚离子阱金涂层降低电阻，有效抑制铝离子扰动；接着，他们改良真空系统，采用钛合金腔体...
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