具有2.7萬年理想壽命的電池；高脂飲食越吃越想吃 | 一週科技速覽_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴（ID：fanpu2019）,阅读更多！2019-09-15 08:27
編輯 | 楊文瑾 韓若冰 陳航
目 錄
1. 高脂飲食越吃越想吃
2. 全球變暖或將威脅DHA產量
3. 兒童也對政治感興趣，但需要更好的教育
4. 氣候變化使熱比冷更致命
5. 具有2.7萬年理想壽命的電池
6. 青春期大腦發育男女有別
高脂飲食越吃越想吃
許多研究指出了不健康飲食與肥胖之間的關係，但尚未探討飲食如何引起腦部神經系統的變化。耶魯大學最近的一項研究發現**[1****]**，高脂飲食會導致下丘腦區域的紊亂，而下丘腦負責調節體重穩態和新陳代謝。
神經科學與比較醫學教授Sabrina Diano領導的這項研究評估了高脂飲食，特別是含有大量脂肪和碳水化合物的飲食，是如何激發下丘腦炎症的，這正是一種對肥胖和營養不良的生理反應。
研究揭示的一項事實吸引了研究人員的興趣：在攝入高脂飲食的三天之後，下丘腦很快就產生了炎症反應，而此時身體尚未出現增重跡象。
研究人員觀察了高脂飲食組動物的下丘腦炎症，發現動物的小膠質細胞發生了物理結構變化。這些細胞是中樞神經系統內調控炎症的第一道防線。小膠質細胞的活化是由於其線粒體的變化，而線粒體的大小受到解偶聯蛋白 2（UCP2）的影響。
UCP2介導的小膠質細胞活化作用影響了腦部神經元。當高脂飲食引發神經元接收炎症信號時，高脂飲食組中的動物會受到刺激，增加進食並變得肥胖。當從小膠質細胞中除去UCP2以阻斷這種機制時，高脂飲食的動物會減少進食並不易增重。
這項研究不僅闡明瞭高脂飲食造成的生理影響，還解釋了不健康飲食如何從神經層面影響我們的食物攝入量。研究者稱，當攝入特定類型的食物時，特定的腦部神經機制也會被激活。從進化的角度來看，這種機制可能很重要，然而當高脂和高碳水的食物源源不斷地供應時，這種機制對健康反而有害。
[1] Microglial UCP2 Mediates Inflammation and Obesity Induced by High-Fat Feeding. Jung DaeKim et al, 2019.
全球變暖或將威脅DHA產量
最近發表在期刊《Ambio》上的一項研究發現**[1****]**，到2100年，全球96%的人口可能都無法攝取足夠的DHA，而這種不飽和脂肪酸對人體大腦發育十分重要。
DHA，即二十二碳六烯酸，是哺乳動物大腦中含量最豐富的脂肪酸，在諸如神經保護、大腦發育等過程中發揮着重要的作用。它是神經系統細胞生長及維持的主要成分，是大腦和視網膜的重要構成成分。儘管如此，人類卻無法自行合成足夠的DHA，而需要通過攝入魚類、海鮮或營養補充劑來滿足需要。
加拿大戴爾豪斯大學的Stefanie Colombo、多倫多大學的Tim Rodgers以及他們來自瑞爾森大學和多倫多大學的同事們開發出了一個數學模型，用以調查在不同的全球變暖情景下DHA可用量下降的情況。在水生食物鏈中，DHA主要由藻類產生，而產生DHA的生化反應過程對温度的細小變化十分敏感。全球變暖預計將導致海藻對DHA的合成減少，進而導致轉移到魚體內的DHA減少。
Colombo博士及其同事們表示：“根據我們的模型，全球變暖將導致全球DHA可用量在接下來的80年內減少10-58%。受DHA產量下降影響最大的是弱勢羣體和人類的發育階段，如胚胎期和嬰兒期，另外還可能受影響的包括肉食性哺乳動物，尤其是極地的肉食性哺乳動物。”
研究者發現如果全球變暖繼續加劇，DHA產量的下降加上人口的增長，可能會導致全球96%的人口無法從本國出產的魚身上獲取足夠的DHA。那些魚產量較大、人口相對較少的國家，如格陵蘭、挪威、智利和新西蘭，其居民或依舊能攝入每日推薦量（100mg）的DHA。與此形成對比的是，到2100年，東亞和東南亞國家如中國、日本和印度尼西亞，以及大部分非洲國家，將從DHA攝入量有富餘變成攝入量無法達到推薦的最低值。
研究者們表示：“另一個有趣的發現是淡水漁區DHA產量的下降比海水漁區更明顯，原因是淡水水域預測到的温度上升幅度大於海洋。因此DHA可用量的下降可能對部分區域影響更大，尤其是非洲內陸。”
[1] Projected declines in global DHA availability for human consumption as a result of global warming. Colombo et al, 2019.
兒童也對政治感興趣，但存在知識差距
2020年美國大選臨近，一項有關2016年美國大選中的兒童的研究成果近日在Monographs of the Society for Research in Child Development（兒童發展研究協會期刊）上發表**[1****]**。這項在多地進行的研究，旨在調查美國兒童在2016年大選中的經歷和相關知識，進而一窺美國兒童的政治素養。
這項研究由美國堪薩斯大學、德克薩斯大學奧斯汀分校、惠特曼學院、德克薩斯大學泰勒分校、肯塔基大學的研究者共同完成。研究者在2016年大選前後調查了187名年齡在5-11歲的小學生，他們分別來自美國堪薩斯、肯塔基、德克薩斯、華盛頓等四個州，包括非裔美國人、拉美移民或後裔，以及白人兒童。
超過90%的被調查兒童能夠提供至少一個候選人的信息，例如政策主張或者個人特徵。幾乎所有兒童都有自己支持的候選人，並知道競選結果。80%的兒童至少能提及候選人的一個顯著個人特徵，例如聰明、友善、刻薄、粗魯等，提及正面特徵和負面特徵的比例基本相同，但是提及希拉里正面特徵的孩子要比提及特朗普的多。這可能也與這四個州的大部分選民都支持希拉里有關。
無疑，家庭和社會環境影響着兒童的態度。例如，父母支持特朗普，孩子就更有可能支持特朗普。因此兒童的喜好也能反映出其居住區域的選票形勢。
調查還顯示，兒童對政府中女性官員偏少的情況並不太瞭解。約半數兒童認為美國政府機構和國會里的女性佔一半甚至更多，而當時的實際情況是隻佔20%。僅65%的兒童知道美國曆史上還沒有出現過女總統，這個數據比以前的研究偏少。
總的來説，這些被調查兒童對選舉和候選人都有一定的瞭解和興趣，但存在知識差距。研究者認為孩子在嘗試瞭解政治和政府時，需要成人給與更多的知識和引導。
“個人的政治知識、政治態度、政治表現的形成和變化，始於兒童時期並貫穿於整個生命過程中。”來自堪薩斯大學的一位研究者説。“儘管我們的調查主要聚焦於2016年的美國大選，但研究顯示兒童時期普遍來説需要更高品質的公民教育。” 德克薩斯大學奧斯汀分校的一位教授説。兒童還需要在教室外獲得更多機會，比如從學校、鄰里和城市中接觸這些知識和觀點，這些活動將培養孩子的興趣和政治效能感。
[1] Toward a Developmental Science of Politics. Meagan M. Patterson et al, 2019.
氣候變化使熱比冷更致命
根據悉尼科技大學的最新研究**[1****]，炎熱比寒冷更致命。該研究以澳大利亞為例，得出温度-死亡率之間的J型模型。模型顯示，澳大利亞約有2％的死亡與炎熱天氣有關，在較温暖的地區更有高達9％的死亡與高熱有關，老年人面臨的風險最大。該模型同樣適用於中國[2****]、肯尼亞[3****]，美國（加利福尼亞州，佛羅里達州和俄勒岡州）[4****]和越南[5****]**等國家和地區。
研究作者Thomas Longden博士説：“準確測量與温度相關的死亡率是瞭解氣候變化影響的重要步驟，特別是針對不同的氣候區域。”該研究首次使用國家死亡記錄數據庫估算了澳大利亞六個氣候區與氣温相關的死亡人數。
在有着温暖潮濕夏季的地區，包括布里斯班、科夫斯港和黃金海岸，與炎熱相關的死亡比例最高（9.1％）。在最寒冷的氣候區，包括塔斯馬尼亞以及新南威爾士和維多利亞的高山地區，有3.6％的死亡歸因於寒冷的氣温，而温暖月份的死亡人數減少3.3％。
Longden博士稱，寒冷只在較冷的氣候區才更危險。六個氣候區中，有四個較暖地區的寒冷天氣大都相當温和，因而期間的死亡人數實際有所減少。
之前有研究使用了悉尼、墨爾本和布里斯班的數據，表明儘管氣候變化導致氣温升高，但由於寒冷相關的死亡人數減少，總體上與温度相關的死亡人數將會淨減少。
然而這項研究表明，氣候變化將在澳大利亞全國範圍內造成實際代價。因為在大多數氣候區內，與寒冷相關的死亡人數減少並不能抵消與炎熱相關的死亡增加。這一發現對於利用温度和死亡率之間關係來確定氣候變化帶來的淨收益或代價至關重要。
[1] The impact of temperature on mortality across different climate zones. Thomas Longden, 2019.
[2] Cui Y et al, Heat or cold: which one exerts greater deleterious effects on health in a basin climate city? Impact of ambient temperature on mortality in Chengdu, China. 2016.
[3] Egondi T et al. Time-series analysis of weather and mortality patterns in Nairobi’s informal settlements. 2012.
[4] Sim G et al. Non-parametric Bayesian multivariate metaregression: an application in environmental epidemiology. 2018.
[5] Dang TN et al. Characterizing the relationship between temperature and mortality in tropical and subtropical cities: a distributed lag non-linear model analysis in Hue, Viet Nam. 2016.
密歇根大學研製出具有2.7萬年理想壽命的電池
有機太陽能電池是一種以有機物為主要成分的太陽能電池。有機物可以大批量製備，且價格相對低廉併兼具柔性特性，因此在光伏應用方面具有廣闊前景**[1****]。然而，有機太陽能電池的發展也存在着巨大的挑戰：如何進一步提高有機太陽能電池的穩定性是該領域面臨的主要難題之一。近期，美國密歇根大學的Forrest團隊研製出一種具備2.7萬年理想使用壽命的電池，成為目前最穩定的有機太陽能器件。目前，該成果已在《自然》雜誌發表[2****]**。
Forrest團隊以TPBi:C70作為正極緩衝層，設計了一類超穩定熱蒸發單結DBP:C70有機光伏電池。為了測試該有機光伏電池的穩定性，研究人員進行了加速老化處理。在高達37個模擬太陽白光下進行超過68天的暴露，這些電池的效率仍能保持87%以上。根據電池降解速率與光照強度的運算模型，研究人員推測該種有機光伏電池的固有壽命t80超過4.9×107小時**[3****]**，這相當於2.7萬年的户外工作時間。
雖然2.7萬年的使用壽命是在理想情況下模擬得出，但這足以證明該有機光伏電池出色的穩定性，這使得它在可實用能源發電技術領域具備廣闊的應用前景。
[1] https://zh.wikipedia.org
[2] Quinn Burlingame et al, Intrinsically stable organic solar cellsunder high-intensity illumination, Nature, 2019
[3] 注：t80指的是功率轉換效率降低到初始值80%所需的時間
青春期大腦發育男女有別
美國國家精神健康研究所Monique Ernst博士主導的一項研究發現**[1****]**，青春期男性和女性的大腦神經網絡發育存在差異，男孩大腦特定區域的神經連接有所增加，而女孩的相應連接有所減少。
研究分析主要集中在被認為與青少年情緒問題風險相關的大腦區域，表明神經連接的發育情況可能與該類問題相關，但Ernst博士稱，這些關聯是否成立仍待進一步證實。
研究人員分析了來自歐洲多地的147名女孩和157名男孩的腦部掃描結果，研究對象的年齡在13歲至15歲之間，處於從青春期尚未開始到完全發育成熟的不同階段。研究人員對核磁共振成像進行了年齡因素的校正，然後分析測量了大腦區域之間的通信強度（稱為“功能連接”）。這些區域的功能連接值與青春期的成熟度水平相關。
研究發現，在相同的青春期狀態變化區間內，位於大腦內側前額葉皮層和頂葉皮層的特定腦區的功能連接在男孩中平均增加約6.5％，而在女孩中平均減少約7.2％。在青春期發育對情緒障礙的影響中，這種男孩/女孩大腦的相反變化可能扮演了重要角色。下一個關鍵步驟是採用縱向研究，探索青少年長大過程中這些大腦連接在抑鬱症發病方面的作用。
焦慮和抑鬱等情緒問題在女孩中的發生率很高，而且隨着青春期出現的這種趨勢，女性患上抑鬱症的可能性是男性的兩倍。
塔爾圖大學心理學系的Jaanus Harro博士評論稱，男性和女性抑鬱症的診斷標準雖然一致，但其發病的神經通路可能不盡相同。許多研究顯示了男孩女孩在基因-環境相互作用方面的差異，而這項研究正提出了可能與這些迥然不同的相互作用相關的大腦發育現象，並且這些差異極有可能在青春期就開始顯現。
[1] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/econ-rsp090919.php
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