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《自然》及子刊综览

2020-04-22 中国科学报 冯维维
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  《自然》

  恢复失明小鼠的视觉

  根据4月15日《自然》发表的一项研究,纤维母细胞经过化学重编程后,可以生成光感受器样细胞,这种细胞被证明可以恢复小鼠的视力。

  丧失光感受器是大部分视网膜疾病的常见结局,最后会导致不可逆的失明。化学重编程细胞或许能帮助恢复视觉,但是生成感觉细胞(如光感受器)依然是一项挑战。

  美国得克萨斯州CIRC Therapeutics公司视网膜创新中心的Sai Chavala及同事鉴定出了5种可以驱动纤维母细胞转化成视杆细胞样细胞(被称为“化学诱导光感受器细胞”,CiPCs)的化合物。对小鼠胚胎纤维母细胞源CiPCs进行基因表达图谱分析后发现,它们与视杆细胞类似。之后,作者将CiPCs植入14只视网膜变性的小鼠的眼睛里面,以检验这些细胞能否恢复瞳孔反射和视觉。他们发现在移植3至4周后,其中6只小鼠在低光条件下的瞳孔反应有所改善;之后作者采用厌光测试,评估这6只小鼠的视觉功能恢复情况。结果显示,接受了CiPCs移植的6只小鼠在黑暗环境中停留的时间比失明模型小鼠要长。

  相关论文信息:http://doi.org/10.1038/s41586-020-2201-4

  《自然—天文学》

  奥陌陌是如何形成的

  《自然—天文学》4月13日发表的一项研究指出,星际访客奥陌陌或是一个行星天体的碎块,这个行星天体可能因为靠寄主星太近,被寄主星的潮汐力撕裂。这一发现或能解释奥陌陌的一些独有特性,包括其不寻常的扁长外形、缺乏雾状的彗发,以及在飞掠太阳时所受到的非引力。

  奥陌陌是太阳系内探测到的首个星际天体,科学家原本预计奥陌陌的外形应该类似彗星,但初步观测显示,奥陌陌的外形更像小行星,且找不到有彗星活动的证据。奥陌陌还有一系列不同寻常的特征,也很难在模型中重现出来。

  法国尼斯蔚蓝海岸大学教授、法国国家科研中心蔚蓝海岸天文台拉格朗日实验室研究员张韵和同事提出了一个统一的形成理论,来解释奥陌陌的罕见特征。作者利用一个前沿模型模拟了对靠近其恒星旋转的母体的潮汐破坏能力。作者的模型表明,如果母体离恒星的距离在几十万千米之内,就会在恒星潮汐的作用下扭曲,然后瓦解。

  母体随即会产生非常扁长的转动碎块,这些碎块有足够的动能,可以逃离这个行星系统。母体的表面会变得非常热,大部分挥发性物质都会蒸发;但作者认为其更深层可能保留了水,而奥陌陌多孔表面所出现的蒸发现象,或能解释科学家在奥陌陌飞掠太阳时观测到的非引力加速度。

  作者认为,奥陌陌的前身天体可能是一个千米大小的星子(行星的前身),或是靠近恒星的一颗岩质超级地球,最初绕着一颗低质量恒星或白矮星旋转。

  相关论文信息:http://doi.org/10.1038/s41550-020-1065-8

  《自然—机器智能》

  人工智能追踪心脏血流

  《自然—机器智能》4月13日发表的一篇论文介绍了一种人工智能(AI)系统可以加速对心血管血流的扫描。这个深度学习模型有望让临床医师在患者接受核磁共振扫描的同时,实时观察血流变化,从而优化诊断工作流。

  四维核磁共振扫描可以用来重建心血管血流随时间的变化,对于一系列心血管疾病的诊断具有重要意义。然而,这些扫描通常需要20分钟的处理时间,意味着扫描过程中无法对进一步成像评估做出决定。加速这类扫描,就能在患者接受扫描的同时完成实时评估,不仅能节省临床医师的时间,还能减少患者的不适。

  瑞士苏黎世联邦理工学院的Valery Vishnevskiy和同事开发了一种深度学习AI模型,可以在几秒之内对经过心脏的血流进行四维重建。研究人员用11个扫描案例训练了一个神经网络,发现这个网络可以准确重建正常患者和血流异常患者的主动脉血流,且准确度与传统方法一致。这个AI系统还能在20秒左右的时间里重建一次扫描,比目前尖端的传统方法快30倍,比之前的深度学习方法快4.2倍。

  相关论文信息:http://doi.org/10.1038/s42256-020-0165-6

打印 责任编辑:侯茜

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