运动时多停下来休息一下，可以消耗更多热量；每年向大气注入500万吨钻石粉尘，或可使地球降温1.6摄氏度 | 国际科研周报

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运动时多停下来休息一下，可以消耗更多热量

近日，一项发表于《英国皇家学会学报B》的研究表明，在同等距离下，短时锻炼（10至30秒）可以比连续从事相同的运动多消耗20%至60%的能量。

研究人员招募了10位受试者，要求他们在跑步机上行走或爬一段楼梯，持续时间从10秒到4分钟不等，同时让他们戴着面罩以监测摄氧量——这是测量能量消耗的一种手段。结果显示，在同等的距离下，相比于稳定、持续时间较长的运动，多次重复开始、停止运动（短时锻炼）可以消耗更多的能量。究其原因是，与达到稳定状态后相比，身体需要消耗更多的能量来热身和开始运动，这就像一辆汽车在刚启动时会比之后消耗更多燃料一样。另外，进一步的测试表明，相较于一次较长时间的锻炼，多次短时锻炼会多消耗20%至60%的能量。

大部分砸在地球上的陨石都来自这里

在撞击地球的陨石中，有80%属于普通球粒陨石（ordinary chondrites），其中包括那些4.6亿年前在密集撞击期来到地球的陨石。过去的研究表明，大约70%的地球陨石具有称为H型和L型的球粒陨石成分。最近，发表于《自然》的两项研究指出，到达地球的陨石中最常见的类型有可能仅来自数个小行星解体事件，有些发生在相对较近的时期。

研究团队汇集了位于火星和木星之间主小行星带中小行星的光谱数据，发现一组称为王后星（Massalia）族的小行星和地球上L型球粒陨石的构成非常接近。经过计算机建模，研究人员提出，在约4.5亿年前发生的撞击令一个L型球粒陨石小行星碎裂，形成了王后星族，并提供了让陨石流入的大量碎片。第二篇论文指出，当前流入的H型和L型球粒陨石可能是三次较近的解体造成的，分别发生于约580万年、760万年和4000万年前，见证了直径超过30公里的多个小行星毁灭。研究者推测，相对年轻的凯琳（Karin）和鸦女（Koronis）小行星族的撞击形成，和较古老的女王星族第二次撞击事件（约4000万年前），可以解释目前坠落到地球上的大部分陨石的形成原因。

这颗神秘天体困扰了天文学家三十年，如今发现它其实是一对双星

来源：K. Miller, R. Hurt (Caltech/IPAC)

1995年，美国帕洛玛天文台的研究者发现了Gliese 229B，这成为了人类发现的第一颗褐矮星。然而三十年来，这颗褐矮星一直存在着一个未解之谜：对它的质量（大约是木星的70倍）来说，它的亮度太暗了。近日，一项发表于《自然》的研究终于揭开了这个谜团。研究团队发现，Gliese 229B实际上是由两颗褐矮星组成的双星系统，两颗褐矮星的质量分别为木星的38倍和34倍。

为了确定Gliese 229B是否由两个距离很近的天体组成，研究者使用了欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）的GRAVITY仪器（将来自四个不同望远镜的光组合在一起的干涉仪）在空间上区分两个天体，并使用CRIRES+（CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph）检测两个天体的不同光谱特征，从而根据褐矮星大气中分子的运动，识别两个天体相对地球的运动方向。结果显示，这对双星（现在被命名为Gliese 229Ba和Gliese229Bb）之间的距离仅有地月距离的16倍，每12天绕彼此运转一周。研究者表示，目前仍不清楚这对双星是如何形成的。未来，他们希望能够寻找距离更近的褐矮星双星系统。

足球或有助于囚犯改造

“结对项目”（The Twinning Project）是一项针对监狱囚犯的教育项目，在英国发起，现在也在美国、意大利、澳大利亚和南非开展。该项目计划将监狱和当地的足球俱乐部（包括英国的利物浦足球俱乐部、曼联足球俱乐部和切尔西足球俱乐部）结对，用足球改善入狱者的身心健康，帮助他们改善人际关系，并帮助他们学习重返社会的技能。近日一篇发表在《自然·人类行为》上的论文调查了这个项目的效果。

研究人员调查了45个英国监狱，对比了676名参与囚犯和1874名未参与囚犯的行为。结果显示参与“结对项目”的囚犯在狱中的违规行为通常会减少，整体行为会改善。研究人员还在线调查了1797名雇主，了解哪些因素会影响他们雇佣有前科者的意愿。结果发现，雇主更愿意雇佣那些完成过“结对项目”等教育项目的有前科者。

与人类大脑演化有关的基因与人类发育障碍之间存在联系

来源：Baptiste Libé-Philippot, 2024

相较于其它哺乳动物，人类大脑的发育时间显著延长，这在人类演化过程中至关重要。近日，一项发表在《神经元》杂志上的研究发现，两种仅存在于人类DNA中的基因与另一种与智力障碍和孤独症谱系障碍密切相关的基因之间存在联系，揭示了人类大脑演化与神经发育障碍之间的直接联系。

研究者针对两种人类特有的基因展开了研究：SRGAP2B和SRGAP2C。此前的研究发现，将这两种基因导入小鼠大脑皮层的神经元可显著减缓小鼠神经突触的发育。在这项研究中，研究人员将关闭了这两种基因的人类神经元，移植入了小鼠大脑中，结果发现这些人类神经元的神经突触仅用18个月就发育成了与5～10岁人类儿童大脑中神经突触发育程度相当的水平。进一步研究发现，SRGAP2B和SRGAP2C共同控制着人类神经突触的发育速度。此外，研究者还发现这两种基因与SYNGAP1基因之间存在联系，SYNGAP1的突变与智力障碍和孤独症谱系障碍相关。SRGAP2B和SRGAP2C能提高SYNGAP1的表达水平，甚至能逆转缺乏SYNGAP1蛋白的神经元的某些缺陷。这一发现加深了我们对人类特有的基因和分子如何影响神经发育疾病通路的理解。

每年向大气注入500万吨钻石粉尘，或可使地球降温1.6摄氏度

随着气候变化的形势逐渐严峻，《巴黎协定》1.5摄氏度的目标的达成愈发困难，许多研究者将目光投向了地球工程技术，希望能够通过人为干预冷却地球。此前的许多研究提议向大气平流层注入二氧化硫，这些二氧化硫会与水蒸气和其他气体反应，形成气溶胶，从而反射阳光。但这种做法很可能会导致酸雨，并且破坏臭氧层。因此，最近发表于《地球物理研究快报》的一项研究提出，可以使用钻石粉尘代替硫酸气溶胶。

研究者建立了一个三维气候模式，模拟了7种化合物的影响，包括二氧化硫、钻石、铝和方解石颗粒等。结果显示，钻石颗粒的反射效果最好，能够长期留存在大气中，并且不会与高层大气发生反应。计算结果显示，每年需向平流层注入500万吨钻石颗粒，才能实现1.6摄氏度的降温。但研究者也承认，这一方案的成本过高（预计将在本世纪耗资近200万亿美元），使其几乎不可能实现。而研究显示，二氧化硫在7种化合物中排名倒数第二，尽管这一方案的成本很低，但由于硫酸气凝胶倾向于吸收某些波长的光，这会导致平流层变暖，从而扰乱地球低层大气的气候或天气模式。

“缺陷”半导体带来高性能

制造半导体晶体管一般需要在高温真空环境下进行，存在效率低、成本高的问题，而使用要求较低的溶液沉积工艺又常常导致材料缺陷多、性能差。不过，近日据一项《科学进展》上的研究，科学家发现有序的缺陷对反而可以提高半导体材料性能。

科学家通过溶液沉积工艺制造出了新的CuIn₅Se₈材料。他们通过透射电镜和理论模拟发现，CuIn₅Se₈中存在两种类型的结构缺陷，刚好可以形成有序的缺陷对，使电子的迁移更快，甚至优于其母体材料CuInSe₂。CuIn₅Se₈晶体管的输出电流大于35微安/微米，相比传统非晶硅半导体，电荷迁移率提升500倍，是金属氧化物半导体的4倍。该材料可用于制造高分辨率的显示器，或集成到逻辑电路中，为未来的高性能电子产品打开新大门。

首次实验证明等离子体波反射可能加热日冕洞

太阳表面的温度大约为5500℃，但太阳大气层最外层——日冕的温度却达到了两百万摄氏度，距离表面越远温度却越高的奇特现象一直令科学家非常困惑。最近，一项发表于《天体物理学杂志》的研究第一次在实验室中证明，阿尔文波的反射可以驱动加热，这或许可以解释日冕洞的加热，进而揭示日冕的异常高温。

日冕洞是日冕的低密度区域，具有延伸到星际空间的开放磁场线。科学家一直知道日冕洞具有高温，但不清楚潜在的加热机制。阿尔文波是一种由磁场振荡激发的等离子体波，由瑞典诺贝尔物理学奖得主汉尼斯·阿尔文首先预测。随着卫星观测精度的提升，动力学阿尔文波成为解释日冕加热机制的热门理论。在这项研究中，作者用美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的大型等离子体装置（LAPD）的20米长等离子体柱，在模仿日冕洞周围环境的条件下激发阿尔文波。实验证明，当阿尔文波遇到等离子体密度和磁场强度不同的区域（比如日冕洞周围的太阳大气）时，其会被反射并向后传播，向外传播的波与反射波的碰撞会引起湍流，进而导致加热。这项工作首次提供了实验验证，证明阿尔文波的确可能在日冕洞这样的环境中反射，且能量足以加热日冕洞。

轻轻一嗅识别气味

人类嗅觉经常被认为是我们反应最慢的感官，部分原因是快速化学动态带来的嗅觉感知的变化难以测量。根据《自然·人类行为》的一篇论文，人类可以在一次嗅闻中分辨按顺序释放的不同气味，速度比以前认为的快近10倍。

研究人员制作了一个仪器，能以高精确度（18毫秒内）将气味递送到人类的鼻子。他们请229位参与者按顺序区别两种不同气味——包括类似于苹果、洋葱、柠檬、花香气味的化合物——这些气味以特定顺序或逆序呈递，气味间有不同的时间间隔。在另一项实验中，参与者对气味的混合物与其单独成分间的相似性进行评分。结果发现，参与者只需一次嗅闻（通常持续1-3秒），就能分辨出以一个顺序然后再逆序呈递、间隔仅60毫秒的两种气味。他们还发现，当递送两种气味成分的间隔时间延长到100-200毫秒之间时，参与者会报告混合物闻起来更像先呈递的成分，而非后面的成分。这表明一种气味的成分到达鼻子的顺序对于识别气味特征很重要。作者认为，我们的嗅觉感知比此前认为的要快得多，速度类似于对颜色的感知。

新型胰岛素可防止血糖骤降

有些糖尿病患者需要补充性注射胰岛素来控制血糖水平。血糖水平波动很难预测，因而难以选择合适的胰岛素剂量。即便剂量只是稍高也可能会导致低血糖症（血糖水平降低过多），从而危及生命。最近，发表于《自然》的一篇论文报告，在实验室实验和动物模型中展示了一种能防止血糖骤降的改良胰岛素。这可以为糖尿病患者提供一个更灵活的方式来补充胰岛素，并减少血糖骤降的风险。

这是一种改良型胰岛素，其活性可根据血液中葡萄糖水平的变化而变化。这种名为NNC2215的分子有一个开关，可以根据葡萄糖水平切换开关。在高葡萄糖浓度下，开关打开，胰岛素变得更活跃，从血液中去除葡萄糖。在葡萄糖水平降低时，开关关闭，从而阻止葡萄糖的吸收。实验室实验表明，当葡萄糖浓度从3mM 升至20mM（大约是糖尿病患者经历的波动范围），NNC2215胰岛素受体的亲和力增加了3.2倍，证实了它响应血糖水平变化的潜力。在大鼠和猪糖尿病模型中，NNC2215被证明在降低血糖方面和人类胰岛素一样有效。NNC2215更高的葡萄糖敏感性被证明能让这些动物免受低血糖症影响。

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