Yearly Archive December 15, 2021

研究显示，摄取咖啡因会改变大脑结构

不论咖啡、可乐或能量饮料，咖啡因是全世界摄取量最大的中枢神经兴奋剂。近期瑞士巴塞尔大学研究指出，定时摄取咖啡因的人，大脑皮质容积会受到影响。这项研究发表在医学期刊《Cerebral Cortex》。

早前研究已证明，咖啡因若在夜间摄取，容易影响人们睡眠。而长时间睡眠品质不佳，则会影响大脑皮质。巴塞尔大学团队试图了解，要是在正常时间摄取咖啡因，是否也会对大脑造成同样影响？

研究团队找了20 名年轻咖啡爱好者。其中10 位受试者每天服用咖啡因药锭，另一组则服用安慰剂，除此之外不摄取其他咖啡因来源。透过20 天的观察期间，团队除了观察受试者脑部断层扫描外，也进行睡眠检测。

实验结果显示，习惯喝咖啡的受试者，不论什么时间睡觉，都不会受咖啡因干扰。此外，服用安慰剂的受试者，经过20天咖啡因戒断，大脑皮质容积显著增加，服用咖啡因锭的受试者则维持原本状态。

主要的差异出现在安慰剂受试者的右颞叶及海马回部分，分别控制着人类语言、听觉和记忆的功能。「我们的研究结果并不表示咖啡因对于人类大脑有负面影响。」团队主任Caroline Reichert 教授指出，「但实验结果的确显示，每日摄取咖啡因会影响大脑结构，我们希望这项成果，未来可以引发更多后续研究，尤其是比较咖啡爱好者及不常喝咖啡者的差异。」

Reichert 表示，虽然实验咖啡因摄取的确影响大脑结构，但透过戒断期间增加的大脑皮质来看，咖啡因的影响是短期的。

因此未来还需要后续研究了解咖啡因对大脑的其他影响。

Nature：越运动越聪明，躺平小鼠这样做，长出更多脑细胞

左手咖啡右手“快乐水”，上班久坐下班“葛优躺”的你，最近有没有感觉到，脑子有那么点儿不好使？似乎记忆力也在衰退？

自信点，把“似乎”去掉。

因为最新研究揭示，如果你长期不运动，大脑可能真要退步了。

近日，来自斯坦福医学院的研究团队发现，血浆中可能存在一种对大脑有益的“抗炎因子”，通过运动锻炼，这些抗炎因子的水平会显著提高。如果将这些抗炎因子注入不运动的小鼠体内，甚至能提高它们的学习能力和记忆力。

此外，他们也发现，认知损害患者在坚持锻炼 6 个月后，体内的抗炎因子也有所增加。

相关研究论文以“Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin”为题，已发表在顶级科学期刊 Nature 上。

（来源：Nature）

研究团队在论文中还提到，本次研究结果为开发阿尔茨海默病等类似疾病的治疗手段指出了新方向。

“运动有益健康”大概是全球公认之真理，无论是人还是动物，适当的运动往往能提升身体各方面素质，比如延缓认知老化和神经退化等。然而，人们目前对运动实现这些功能的潜在因素和机制仍知之甚少。

为了从分子层面搞清楚这些问题，研究人员开展了一系列小鼠实验。首先，他们将雄性小鼠分为实验组和对照组，前者被放置在带有滚轮的笼子中，以充当“跑步机”促进小鼠运动，对照组小鼠则久坐不动。在之后的 28 天中，每 3 天就将运动小鼠血浆（RP）和对照小鼠血浆（CP）分别注射进受体小鼠体内，以观察其血浆特征是否产生差异。

结果发现，被注射 RP 的小鼠整体细胞存活率升高，注射 CP 的小鼠体内则无明显变化。而与 CP 对照小鼠相比，接受 RP 的小鼠血浆中的总增殖细胞、神经母细胞和存活细胞的数量则显著增加。值得注意的是，这些特征均与运动小鼠本身的血浆变化一致。

此外，研究人员对两种小鼠进行了一项针对空间学习和记忆的测试。结果发现，注射 RP 可以提高小鼠的上下文学习能力和记忆，这与其对神经发生的影响一致。

图 | 接受 RP 与接受 CP 的受体小鼠在莫里斯水迷宫测试（Morris water maze）中的差异。将小鼠放入水中，其找到平台上岸所花的时间对比（左图）；两组小鼠与虚拟平台交互的时间、频率和潜伏期（右图）。

以往研究证实，运动对大脑认知的改善作用与海马体可塑性增加、炎症减少存在相关性，

因此，研究人员假设：经常运动锻炼的人体内可能存在这样一种“运动抗炎因子”，能够保护大脑、减少海马体炎症情况。

他们首先在患有神经退行性疾病相关神经炎症的小鼠身上注射 RP，然后观察是否可以减少神经炎症，通过检测相关基因表达发现，RP 确实可以有效对抗海马体的神经炎症反应。

这进一步印证了研究人员的这一假设。

为了确定 RP 血浆的抗炎成分，他们免疫剔除了 RP 中 4 种最主要的差异表达蛋白：簇集蛋白 CLU、FH 蛋白、糖蛋白色素上皮衍生因子 PEDF 和白血病抑制因子受体 LIFR。所有小鼠患海马体炎症，对照组小鼠全身注射完整的 RP，实验组小鼠则分 4 组，分别注射缺乏 CLU、FH、PEDF、LIFR 的 RP 血浆，8 小时后再用免疫和炎症基因表达的 DNA 测序方法分析小鼠的海马体。

最终，研究人员找出了“抗炎因子”：不含 CLU 蛋白的 RP 几乎失去了抗炎特性，而其他 3 种蛋白则几乎没有产生影响。在使用染色剂标记 CLU 蛋白的不同类别后，研究人员进一步锁定了重组簇集蛋白（recombinant clusterin，rCLU）对抗炎性的主要作用。

图｜受试者锻炼前后血浆内各项蛋白的变化，灰色三角为锻炼前，蓝色圆圈为锻炼后（来源：论文）

为了确定这些实验结果对人类是否也有用，他们还在 20 名患有遗忘性轻度认知障碍的退伍军人身上进行了实验，在进行运动 6 个月后，发现在运动的患者中，CLU 显著增加，与海马体炎症相关的蛋白则显著减少。

因此，此次研究对“抗炎因子”的发现很有希望应用于人体，甚至对阿尔茨海默病等患者的治疗带来新的希望。

无独有偶，上月底发表在 Nature 子刊 Scientific Reports 上的一篇文章也揭示了运动的重要性，来自筑波大学的研究团队发现，我们每天不需要多大强度的锻炼，只需要跑步 10 分钟，就有益于我们的心理健康。

（来源：Scientific Reports）

尽管之前已有研究证实体育锻炼能够改善我们的情绪，但那些研究通常以骑自行车作为锻炼方式。研究人员希望通过本次实验，研究跑步对控制情绪和执行多种功能的大脑区域的影响。

论文通讯作者 Hideaki Soya 教授解释道：“考虑到在跑步过程中需要协调平衡、运动和推进所需的控制程度，前额叶皮层的神经元激活增加是合乎逻辑的，并且该区域的其他功能将受益于这种大脑资源的增加。”

为了验证他们的假设，研究人员先让受试者跑步 10 分钟，再使用色词测验（Stroop Color-Word Test）观察其情绪状况，并在参与者做每项任务时获取与大脑活动相关的血液动力学变化的数据。例如，用绿色写出 red 这个词，参与者必须说出颜色而非读出这个词。此时，大脑必须同时处理两组信息并抑制无关信息。

图｜对照组与实验组进行色词测验的结果。反应时间、错误率、Stroop 干扰状态、两组在跑步前后的对照（来源：论文）

结果表明，在中等强度跑步 10 分钟后，Stroop 干扰效应时间显著减少。

此外，在色词测验任务期间，受试者双边前额叶也明显激活。跑步后，参与者也自称心情变得更好。

研究人员表示，鉴于前额叶皮层的许多特征是人类独有的，这项研究不仅阐明了“跑步十分钟，获益全身心”的好处，还暗示了运动在人类进化历史中可能发挥着更深远的作用。

听了这么多，还不赶紧动起来？

美心脏病协会发布最新饮食指南 英媒：15年来首次更新健康建议

据英国广播公司网站12月4日报道，美国心脏病协会（AHA）2021年发布最新“改善心血管健康”饮食指南。这也是该协会15年以来首次更新其健康建议。该建议是美国最具影响力的医学指引之一。全文摘编如下：

AHA说，考虑到人们目前的饮食习惯（更多的快餐选择，例如外卖、加工食品、“料理懒人包”等，新冠疫情无疑加剧了这种时尚），他们寻求调整其建议。

新建议还考虑到人们不同的饮食限制和禁忌，以及文化、种族以及宗教背景等，让它对所有人都更实用。

AHA建议人们养成健康习惯，而不是基于一些饮食时尚做出突然和大幅改变。“有利于心脏健康的饮食也有助于保护环境。”这也是AHA首次在饮食指南中提到可持续性。

1.保持健康体重

根据AHA，保持健康的体重是降低心血管疾病风险的一个重要因素。但现代人往往吃得多、动得又少。

报告称，取决于年龄、活动量、性别以及身形等个人因素，人们对能量需求的差异巨大。但通常在成年期间，对能量的需求每过10年就会减少70-100卡路里。因此，通过运动来保持卡路里摄入平衡以达到健康体重非常重要。

2.多吃不同种类的水果和蔬菜

AHA报告说，多吃水果和蔬菜有利于降低死亡风险。而所吃的果蔬种类越多越好，这样有利于摄取全面的营养素。

所有果蔬形式都可以包括在心脏健康饮食中，它们提供所需的营养素。但心脏病专家们特别推荐颜色鲜艳的水果和蔬菜，并建议整吃，不要榨汁。

3.吃全谷物食品，少吃精加工食品

AHA报告表示，多项研究再次证实全谷物食品（或全麦食品）的好处，而非加工食品。总的来说，他们推荐选择至少含51%全谷物的食品。

4.选择健康蛋白质

根据AHA研究，应该主选以植物为来源的蛋白质，例如豆类和坚果类等。其中，豆类蛋白质包括大豆、豆角、扁豆、鹰嘴豆以及豌豆等。

AHA在声明中还表示，以植物食品代替动物食品的一个额外好处是还可以减少食品的碳足迹，因此对地球也更友善。但它又对“植物肉”提出警告称，它们目前属于超加工食品，并含有添加的盐、防腐剂和稳定剂。

因此，推荐人们尝试：经常吃鱼类和贝壳类海鲜、低脂乳制品而不是全脂乳制品，如果想吃红肉或鸡肉，可以选择瘦肉并避免加工肉类。

5.选用液体植物油

AHA强调人们应该避免使用所谓的热带油（椰子油、棕榈油）、动物油脂（黄油和猪油）以及部分氢化油。

AHA推荐人们使用豆油、玉米油、红花籽油和葵花籽油、核桃油以及亚麻籽油。同时，还有芥花油、橄榄油、花生油以及大多数坚果油等。

6.少吃超加工食品，食品加工越少越好

AHA报告警告称，吃太多的超加工食品令人担忧，因为超加工食品对健康有不利影响，包括超重和肥胖症、代谢紊乱，并增加死亡率。

因此，报告建议多吃未加工或是加工最少的食品。

7.少吃含糖食品和饮料

AHA另一项建议是少吃加糖饮料和食品，无论是葡萄糖或是蔗糖，以及其他甜味剂，比如玉米糖浆、蜂蜜、枫糖浆或浓缩果汁等。同样，AHA还建议少吃低能量的甜味剂。

8.少吃盐

毫不奇怪，这是心脏病学家的经典建议。AHA建议人们少吃盐。这里，它不仅指做饭时放的盐，而且还要注意加工食品、罐头以及包装食品中的盐。

但AHA又指出，有一种选项是用富含钾的盐代替普通盐。

9.如果不喝酒最好就别开始喝，如果喝酒尽量少喝

对许多人来说这是一个难题。AHA承认酒精与心血管疾病之间的关系是“错综复杂的”，因为“风险似乎因酒精摄入量与方式、年龄以及性别的差异而不同”。

10.无论在哪里就餐都要遵循这些饮食习惯

AHA说，这些建议适用于所有食品和饮料，无论是在哪里准备、购买和消费的。

声明说，有益心脏健康的饮食有益一生，并强调健康饮食应该从早开始，并应该持续终生。

声明还指出了营养教育的重要性，称科学证明饮食质量差与心血管疾病和死亡风险增加密切相关。

什么频率范围内的声音,人感觉最舒服?

因为它是大自然的产物，是符合一定的规律的，如果不按规律来当然听起来会怪怪的吧。

音调的数目，或者一个音阶的再分细是随意的，它是受开始创造一个特殊音阶时的种种因素的影响。构成一个音阶的声音或音调每一种都有专门的频率（注：频率是每秒振动的次数。声音和它的频率数之间存在着一一对应，尽管我们的耳朵还无法辨别全部可能的声音）。正如说过的那样，分别为第八音的两个音调，其频率一个是另一个的两倍（注：拨一根弦会产生一定的音调，例如C调，每秒振动264次。当弦长减为原来的一半长度时，它就产生第八音，其振动频率为每秒528次）。一只训练有素的耳朵能听出单个音程里近300种的声音或音调。不过，传统的乐器不可能产生许多音调，那么钢琴就要有2400个琴键。你能想象一位钢琴家要怎样在这种键盘上来回奔跑？因此，可能存在的音调数目不仅受到我们耳朵生理上的限制，而且还受乐器能力的限制。那么怎样从这300种可辨认的声音中选出构成音阶的音调呢？选取一个音阶中的音调类同于选取一个计数系统，那么这种选取要基于什么，又哪一种符号可以用来表示这样的数呢？

对于一个音阶，需要由所选取单个音程弦的长度及细分的数（音调构成音阶）来确定。它就像计数系统那样在不同的文明里演化是不一样的。在古代希腊，人们是用字母表的字母来表示他们音阶里的七个音调的。这些调子是四弦（四个音调）的组合，而把这样的一组放在一起称为音阶，这种音阶是现代西方长音阶和短音阶的先驱。中国人用的是一种五声（五个音调）音阶。在印度，音乐是在特定范围内由”贱民”即兴演奏的，其音阶分为66个音级（”苏鲁提”），虽然实际上只有22个”苏鲁提”，但由它们形成了两个基本的七调音阶。波斯的音阶分为17音调或22音调。我们看到，虽然音阶是不变的，但它还是演化出许多不同的音乐体系。自然地，对某个特定文化的乐器，是不能用以演奏另一特定文化的音乐的。

乐器、花瓶、雕像等物品以及描绘声乐和器乐的音乐家的壁画在考古中被陆续的发掘和发现。其中不乏许多早期的音乐作品。例如，在伊拉克发掘的秀默人（古代幼发拉底河下游的一个种族–译者）的显示出八调音阶的泥板（约公元前1800年）；古希腊的纸草文简和雕刻在石头上的书文碎片（约公元100年）；一份音调用字母来写的希腊人手稿（约公元300年）；以及一份西班牙出土的穆斯林–阿拉伯人圣歌手稿；等等。

在公元前6世纪，毕达哥拉斯和他的信徒们最先把音乐和数学结合起来。他们坚信，数以某种方式统治着万物。可以想象，当他们发现一个调的音程、周期以及在弦构造上音调的比时欣喜的程度。他们还发现音乐的和声与整数之间的联系，认识到音调依赖于所弹弦的长度。他们发现，整个音阶能够由弦长的整数比产生（注：例如，开始时弦产生C调，然后C长度的16/15产生B调，C的6/5产生A调，C的4/3产生G调，C的3/2产生F调，C的8/5产生E调，C的16/9产生D调，而C的2/1给出低C调。此外，他们相信行星各有它们自己的音乐，天体能产生音乐的声音。上述见解以”天体的音乐”著称。就连开普勒也相信这种天体的音乐，他甚至为每个已知的行星写了谱。今天，天文学家们已从太阳风里接收到无线电讯号。这些声音包括呼啸声、爆裂声、啜泣声，在速度增大时综合的嘘嘘声则更加悦耳。科学家们还观测到来自太阳的振荡，这使得他们能够推测太阳在各种时期的振动）。

中美科学家发现长寿新规律：饭量减少1/3，运动增加2/3，坚持自律

减脂塑形一直是大多数女性所追求的目标，但往往很多人选择的方式方法却并不被提倡，要知道不正确的减肥不止影响着你的身材，对自己身体健康的伤害更是想象不到的，而且现在更多的人相比身材会更加重视健康，以此达到长寿。

现在随着生活变好聚餐或是各种聚会也随即增多，这时候的“大吃特吃”反而会给身体增加不少的负担，暴饮暴食的直接危害是消化道出现健康问题，以及消化不良的情况出现。

另外人胃部上皮细胞的寿命比较短，每2-3天就要修复一次，如果上一顿食物在消化道未消化，则下一顿饭充满整个胃，胃粘膜不易得到修复的机会，胃分泌胃液过多会破坏胃粘膜、屏障，出现消化不良症状。长期以来还可能发生胃糜烂、胃溃疡等疾病。

美国国立衰老研究所（NIA）科学家茱莉马蒂森及其同事对多项研究结果综合分析认为，只需降低进食量，就能延年益寿。

1935年，一项小白鼠实验发现，将进食量降低30%~50%后，其寿命更长，衰老性疾病发病时间更迟。

在为期20年的观察研究中，控制进食量的猴子，死亡率仅为13%，而随意进食的猴子死亡率高出前者近3倍，高达37%。

不只是暴饮暴食，现在也有越来越多的“垃圾食品”充斥着我们的生活，现代的年轻人常吃一些高脂肪和高蛋白的食物，导致消化更困难，体内积累的营养过剩，长此下去就会导致肥胖症的出现。

大量的科学研究证实肥胖会导致心血管疾病、高血脂、糖尿病、脂肪肝、动脉硬化等富贵病，并发症可能达到数百种，非常可怕。

有人会说，如果连吃饭都不能尽兴，生活还有什么乐趣呢？其实不然，只有能够克制自己的口腹之欲，活得健康，才会有更长久更持续的乐趣。

饭量减1/3，怎么个减法呢？不是说让大家不吃，而是吃七分饱。

中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授范志红解释，七分饱就是：胃里还没觉得满，但对食物的热情已有所下降，主动进食的速度也明显变慢，但习惯性地还想多吃，可如果把食物撤走，换个话题，很快就会忘记吃东西。

科学的节食是很有必要的，但是适量的运动也是不可或缺的只有饮食上的改变是做不到均衡的，坚持每日适当的锻炼对于身体的健康也是非常重要的，同时也能为爱美的女性逆袭好身材。

太突然！德囯刚刚突然宣布！DeepMACT，能够看清全身所有癌症转移灶！

01

德国刚刚宣布的这条新闻，彻底刷屏了！

刚刚来自德国组织工程和再生医学研究所的科学家们突然对外宣布，他们成功开发出了一种新型算法DeepMACT，能够看清全身所有癌症转移灶，包括单个癌细胞转移灶。

众所周知，癌症之所以被称为绝症。不仅仅是因为癌细胞强大的生命力，更主要的原因是在于它可怕的生长力，转移力，癌细胞只要脱落或粘连到哪里，哪里就会生出新肿瘤。更糟糕的是，这种转移是没有规律，难以抑制的。因此，有90%的癌症死亡是转移导致的。

而今天，人类终于能够第一次看清楚全身所有癌症转移灶，包括单个癌细胞转移灶。

消息一经披露，迅速刷屏了全球科技界、医学圈！

就连世界最顶尖的杂志封面都是用的这项技术。

▲ 封面图片（肺转移）：黄色是被抗体靶向的转移位点，红色是抗体漏掉的转移位点

据世界顶级科技杂志，美国《细胞》（CELL）出版社报道，在Ali Ertürk教授的带领下，中国青年科学家潘晨琛博士研发的这项技术，能够让科学家迅速找到转移到全身各处的癌细胞转移位点，效率提高了300倍以上。以往如此工作量，让人类来做可需要数月时间才能完成。

▲ 潘晨琛（右三）和Ali Ertürk教授（右四）

更厉害的是，这个技术平台还能显示出哪些转移位点已经被抗体药物结合了，哪些被漏掉了。让研究人员吃惊的是，竟然有23%的转移位点被抗体药物漏掉，这或许也是癌症容易复发的原因之一。

▲ 肺癌转移动图（红色的是小肿瘤）

是的，你没有看错！癌细胞终于第一次彻底全面的曝露在人类的眼光下了。这不仅仅让科学家更好的了解不同癌症的转移特征，更能让研发人员研发出效果更好的抗癌新药。

肺癌！乳腺癌！胃癌！肝癌！这些让人们谈虎色变、闻风丧胆的疾病，或许在不久的未来，将迎来历史性的突破！

日本、欧洲、美国等等国家，全都被这条消息刷屏了；“再见，癌症！”将不再是天方夜谭！

02

一场医学界的巨变即将来袭，所有人都将是见证者！

不仅是“癌症”这样的重大医学难题得到重大突破，前不久生命学、基因学等等核难度的重量级技术也被攻克！

2019年7月20日，以色列科学家宣布：以色列初创公司Aleph农场科技公司，已成功“ 种植 ”出了世界上第一个“细胞生长的牛排”。

据外媒报道，Aleph农场是以色列的一个高科技实验室，科学家首先从活牛中无痛提取几个细胞，然后运用科技的力量，自然“生长”出一块色香味俱佳的牛排。

无需养牛，无需吃草，吃饲料，直接“ 克隆繁衍 ”形成牛肉！成形后的“ 牛肉 ”不但切块后的外观，形状和质地，和真牛肉一致，就连口感也超级一流。

甚至为了证明这一款牛肉的口感，以色列拉玛特甘市的巴黎得克萨斯餐厅的主厨Amir Ilan使用该款牛肉做了一道牛排，食用者最后反应都非常好。

还有人造心脏！

2019 年 4 月 16 日早上，全球第一个完整的人造心脏在实验室正式诞生！

▲人造心脏的全过程

这项技术同样是来自以色列；由特拉维夫大学的一个团队研究人员利用取自病人自身的人体细胞组织，血液；人为“造出了”世界上第一颗人造心脏。

还有人造血液！

2019年11月4日，日本防卫医科大学突然对外宣布，他们成功开发出了一种“人造血液”！

这种“人造血”，主要由人造血小板和人造红细胞构成。更令人吃惊的是：这种新型的血液，不受任何血型限制！！并且已经在实验兔身上实验成功。

也就是说，今后人们可以无需献血，就能生产出以假乱真的新鲜血液。

短短一年不到的时间，一项又一项历史级别的医学难题，一一被攻克；甚至就连人脑这个以往无人敢尝试的“医学禁区”现在都有人开始尝试挖掘。

前不久，美国科技狂人马斯克爆出一个大料；他们正在秘密研发脑部芯片移植，相关技术也迎来了重大突破：

据马斯克介绍；目前他们已经能够做到，通过一台神经手术机器人，像微创眼科手术一样安全无痛地在脑袋上穿孔，向大脑内快速植入人工智能芯片，从而达到通过 USB-C 接口直接读取大脑信号，并实现远程遥控 控制。

是的，你没有看错！远程控制你的大脑？！

这个有什么用呢？举个很简单的例子；比如你可能不懂英语，德语，法语，等等语言；通过这个芯片植入大脑；你将可能凭空多出许多这一块的记忆；

也就是说可能一夜睡一觉的时间，你就掌握了五，六门外语；大家有没有想过如果将这门技术专门应用于“ 国家级人才身上 ”；比如5G人才、人工智能工程师、医学大师、芯片设计师、甚至顶尖科学家身上？？

这种情况可能引发的后果，没有人敢想象下去。

人造血液，人造心脏，人造细胞，脑部神经复活，记忆芯片植入。

一个又一个过去我们想都不敢想象的人类生命禁忌，正在一个个被科学家不断打破！

03

人类距离“ 永生不死 ”真的越来越近……

你们还记得五年前；美国最大的科技巨头谷歌发出的那一个惊天预言吗：

——谷歌首席工程师：Ray kurzweil

“在我看来，到了2029年左右，人类会来到一个临界点。每过一年，人类的寿命能够延长一年，这要得益于科学技术到那个时间的发展。

到了2029年左右，人类的寿命将不再是通过出生的日期到活着的时间来进行计算，那时，人类每年所延长的寿命会比已经走完的时间还要长。

到了2045年，人类将彻底改造基因的编程，在这一阶段，人类不仅能做到延缓衰老，更可以返老还童：到那时，八十岁的你，看上去只有四十岁的样子。”

五年前所有人都觉得这简直是个无稽之谈，哗众取宠。

今天你还敢嘲笑吗？！

不久的将来，或许我们将看到这样的场景：

血液！一袋又一袋提供所有人体生命循环、细胞循环的人体生命之水；正在机械化生产，恒温保存，送往各大医院供备用；

大脑！一瓶又一瓶继续维持大脑运转的营养液；一个又一个刺激大脑，加强大脑运转的小仪器；摆在楼下药店门口，就跟现在的摆地摊一样，随时供人购买；

长寿基因！从怀孕开始，到出生呱呱落地的那一刻；我们的细胞，基因就已经自带长寿基因；那些危害人体的有害病毒、基因，还没出生就已经被剔除；

当这些未来的场景，一一实现；人类或将彻底进入“ 永生 ”！

科学技术才是第一生产力！从没有哪一个时代能像今天一样“ 百花齐放 ”；一个又一个科学奇迹、医学奇迹相继在我们眼前不断诞生！

癌细胞治愈，人造万能血，人造心脏，人造细胞，脑部芯片植入，这些奇迹，只不过是科学进步的一个缩影！

今天发生的一切，其实才刚刚开始！

你的DNA时刻都在断裂，只有睡够了才能修复它

如果你还记得我们此前介绍过“学习会导致大脑DNA裂开”（点击阅读），那么恭喜你等到了它的续集。DNA断裂是一个正常的生理过程，但它也极具危害。如今，科学家终于找到了人类避免这种危害的方法——你我都熟悉的睡眠。也就是说，如果不好好睡觉，你也许就是在变相自杀。

如果将人比作一台依靠电池运行的机器，清醒时的学习、思考和运动等行为和安稳、平静的睡眠则分别对应着放电和充电的过程。类似于在手机上看视频、玩游戏会更快消耗电量，一些活动也会加速人体的“放电”过程，让人更需要休息。

比如当你生病时，你的免疫系统需要与一些病毒、细菌或癌细胞激烈作战；或者你为了考试和工作，脑袋需要不停歇地运转一整天；又或者是你外出活动了一整天……这些时候，你睡觉的时间往往会更长，睡眠也会更深。

当机器没有电时，它就不能继续工作；当身体放完“电”时，你也会感觉到该休息了。与机器不同的是，人体更复杂。虽然你可以在打“鸡血”后继续熬夜、连轴运转，但这一切都是有代价的。当你不愿意按时回到床上时，你的身体就正式进入深度“磨损”状态了。

每个熬过夜的人可能都切身体会过这种“磨损”的代价：身心俱疲，甚至某些部位隐隐作痛，对疼痛的感知力降低，注意力无法集中……很多研究已经证实，在睡眠不足时，我们的大脑首当其冲，它会无法形成新记忆和自我清洁，导致有毒物质在大脑中富集并引发炎症，进一步导致记忆减弱、脑细胞受损。

此外，缺觉还会影响我们的生物钟、加重心血管系统的负担，肠道中也会开始堆积有害物质，从而引起炎症。这些效应都在增加人类过早死亡和寿命缩短的风险。在一些极端情况下，缺少睡眠还会直接导致死亡。看到这里，你是否有个疑问：人为什么需要那么长的睡眠时间（成年人一天应当睡至少7个小时）？或者从根本上说，人究竟为什么需要睡眠？

需要睡眠的动物

近年来，科学家发现了一个现象：不只是人，所有被研究过的、有神经系统的动物都需要睡觉，小到线虫、昆虫，大到包括人在内的各种哺乳动物。但各种动物需要的睡眠时间差异很大——大象每天只要睡2个小时，夜猴（night monkey，通常在夜间活动）却需要多达17个小时。除了睡眠时长不同，各种动物的睡觉方式也不同。一些动物睁着眼也可以睡觉，例如鸟类和海豚演化出了两个半脑交替休息的方式，可以边睡觉边活动。可惜的是，人没法做到这些。

如果这些有神经系统的动物都需要睡觉，我们可以推测，也许是神经系统中发生的某些改变，促使动物需要睡眠。近期，以色列两所大学的科学家找到了答案，并将研究成果发表在《分子细胞》（Molecular Cell）上，这一发现或许揭示了生物需要睡眠的一个普遍原因——为了修复神经活动时裂开的DNA。

相比于安静的状态，在日常的活动中，或者在面对更需要脑力的学习、记忆任务或者突发情况时，大脑中的神经元需要更快地表达某些基因。为了适应各种变化，细胞不可能在冗长的DNA链上逐个找到需要表达的基因，更高效的办法是DNA双链直接断开，让大量要用到的基因先表达，并在断裂位点做好标记，过后再进行修复。除了神经元以外，人体其他细胞中的DNA也会由于各种情况出现损伤，也需要进行修复。

虽然DNA双链断裂是神经活动中一个关键且正常的过程，但如果不及时修复，这会带来很严重的后果。这种损伤也称为DNA双链断裂，是最具有细胞毒性的一种DNA损伤，通常发生在癌症、神经退化和衰老等过程中。不过，DNA双链断裂的修复过程十分复杂，需要激活多条信号通路、募集多种酶和蛋白复合体，因而需要较长的时间。

在白天，机体的活动增加，DNA的损伤也会累积，避免这些损伤的危害的唯一办法就是修复它们。但细胞在白天是没有时间的，需要将更多的资源用在其他生命活动上，最后修复工作就拖到了晚上。研究人员发现，为了能让细胞按时进行修复，随着神经元DNA损伤累积，睡眠压力（也称为恒定睡眠驱力，homeostatic sleep drive）会逐渐增加，强迫人去睡觉。在睡眠中，这种压力水平会逐渐下降、回到一个低谷，让我们醒来时感觉全身放松，充满活力。

斑马鱼也要睡觉

睡眠压力的来源有很多。如上文所述，当免疫系统、神经元和体细胞工作一段时间后，人体内有毒的代谢物和神经系统损伤都会增加，导致睡眠压力增加。在新的研究中，科学家研究了斑马鱼的睡眠活动，证实了斑马鱼在清醒时，DNA双链断裂数量会逐渐增加。

他们发现，在经过一天的活动后，斑马鱼单个神经元中DNA双链断裂位点的数量会翻倍。随后，他们给斑马鱼喂食了一种神经惊厥剂——戊四唑（可以导致神经元异常兴奋）。仅3个小时之后，斑马鱼DNA的断裂位点数量就增加到了活动一天后的水平——也就是说，神经元越容易兴奋，就越容易感觉到累。

研究人员发现与刚睡醒时（ZT4）相比，斑马鱼活动一天后（ZT14）的γH2AX位点数明显增多，也就是说DNA双链断裂数量增多。图片来自原论文。

正常情况下，在休息10小时后，断裂位点数才会降到较低的水平。暴露在戊四唑中后，这些斑马鱼需要的睡眠时间会增加。除了清醒时间更长和神经活动更兴奋外，当斑马鱼暴露在紫外线（可以损伤DNA）下时，它们也会需要更多的睡眠。

相比之下，如果只休息2个小时或者4个小时，斑马鱼DNA上的断裂位点数只会略微降低。在这种睡眠被剥夺的情况下，不仅DNA的损伤会增加，DNA损伤也会无法修复，也就是说DNA结构的溃败会越来越严重。

在沉睡中修复

生物想要继续生存下去，DNA的修复过程是必不可少的。但面对千疮百孔的DNA，修复过程从哪里开始呢？这时，DNA在断裂位点留下的标记就发挥了作用。在染色体中，DNA双链缠绕在组蛋白上，在每一次双链断裂时，一种组蛋白——H2AFX——都会被磷酸化，变成γH2AX。通过观察γH2AX，科学家就能知道斑马鱼DNA的断裂情况，也可以依此来判断修复情况。

他们进一步探究了DNA修复过程的细节，发现在夜晚，当斑马鱼睡觉时，参与DNA双链断裂修复的两种蛋白（Rad52和Ku80）才会明显增加，开始紧锣密鼓地修复DNA。除此之外，为了更好地修复DNA，染色体的活动也会增加。如果染色体活动被抑制，DNA损伤得不到及时修复，斑马鱼的睡眠时间就会延长，而且整个睡眠周期都会发生改变。

清醒和睡眠的循环：白天神经元的DNA损伤增加，留下标记，导致睡眠压力增加。晚上，染色体活动增加，Parp蛋白募集修复蛋白，促进DNA修复。

这些生理过程都与一种DNA损伤检测因子——PARP-1——有关，这个分子在多种生物体内高度保守。它是DNA结构稳定的维护者，能促进受损的DNA单链或双链的修复，保障细胞的生存。根据研究人员的观察，在白天，表达该分子的parp1基因会大量转录，增加睡眠压力。由PARP-1控制的信号通路会在白天不停地给大脑发信息，提醒它休息。到晚上，你开始休息后，parp1转录产生的mRNA会大量表达PARP-1，这些分子会通过募集修复蛋白的方式，促进DNA修复。当抑制parp1表达时，生物需要的休息时间会更少，但与此同时，DNA修复过程和染色体活动都会减少。

更多清醒时间的代价

咖啡因为什么能让我们更加清醒？根据一项发表于1990年的研究，咖啡因能在抑制DNA修复的同时，增强神经活动——也就是说，我们更有精力了，但后期或许需要更多的睡眠来补偿。

研究人员表示，实验中用到的幼年斑马鱼的神经系统虽然很简单，但和更高等的脊椎动物（包括哺乳动物）的神经系统存在一定的相似性，能用于解释动物需要睡眠的普遍原因。除此之外，PARP-1还能影响人的生物钟，在长期记忆的形成中也具有关键作用。而在睡觉时，染色体的活动不仅能促进DNA的修复，也和神经元的可塑性、记忆的形成密切相关。也就是说，睡得好能帮助我们记住新学的东西，身体也更健康。

可以说，我们每一次思考、行动和激动等，可能都在让我们的DNA冒险，让自己面临衰老和疾病的威胁。但随之而来的一场安逸、平静的睡眠，能让裂开的DNA重新拼接，将我们拯救回来。这些过程周而复始，而我们只感觉到自己在慢慢长大、变老。

如果你已经学废了，那就好好睡一下吧。

“熬夜变笨”被科学证实：你的身体正狠狠报复你

你的大脑，在睡着后被悄悄清洗！

波士顿大学科学家一项成果登上了Science，科学家们拍下了大脑在睡着后的自我“洗脑”过程。

红色的血液会周期性流出大脑，蓝色的脑脊液趁机涌入，清除“毒素”，包括导致阿尔兹海默症(俗称老年痴呆症，但并不完全等价)的β淀粉样蛋白。

而这只有在睡觉时才能实现。

如果你在熬夜，脑脊液是没办法涌入清除“毒素”的。

“熬夜会变笨”是真的！

熬夜变笨被证实

人的睡眠分为三个阶段，浅睡期、快动眼睡眠期（REM）、深度睡眠期。

脑电图会显示人的睡眠状态阶段；核磁共振机会测量血氧水平，显示脑脊液的进出量。

实验发现：只有睡着时，血液才会大规模、周期性地流出大脑，这时脑脊液也才会趁虚而入，进入大脑清洗β淀粉样蛋白等。

这也就是为什么我们总会在好好睡了一觉后觉得神清气爽。

睡眠期间，神经元会同步活动，让大脑血氧浓度呈现周期变化。

人们睡着时，脑脊液涌入大脑

而人们没处在睡眠中，大脑里的血液也不会大规模周期性流出，脑脊液没办法占领大脑，自然也无法进行“毒素”清洗。

醒来时，大脑里血氧浓度大周期变化消失！

不止如此，波士顿大学的研究还帮助发现：衰老如何影响人在睡眠时血液和脑脊液的流动。

随着实验深入，也会为预防、治疗老年痴呆、自闭症等疾病提供新思路。

熬夜的后果

你真的承受不起

被熬夜摧残的年轻人，不止“变笨”那么简单。

中国睡眠研究会发布的一组数据显示，成年人失眠率高达38.2%，超过3亿中国人有睡眠障碍。

90后的睡眠状况更糟糕。

调查显示，有六成90后存在睡眠问题。

我国有约1.74亿90后，按照这个比例，有约一亿90后，都睡不好觉。

我国每年有55万的人口死于猝死，患有各类睡眠障碍的人有38.2%。

武汉一男子为了追剧，两天三夜不睡觉。几天之后恶心、头晕，一头栽倒在地。

他发现自己听不到声音了。到医院检查之后，被诊断为左耳突发性耳聋。

医生说，睡眠不足容易导致内耳供血不足，从而影响听力，突发性耳聋的病人，大多都经常熬夜。

就像是在身体里埋了一颗不定时炸弹，平时可能并不觉得健康受到了多大威胁，但熬夜多了，也许哪一天就会爆发，毁掉你的生活。

广东一家医院收治了一个仅有24岁的脑出血病人。

他经常熬夜，感觉头昏脑胀，一天下班回到宿舍，感觉要丧失意识之前，用尽力气给表弟发了条短信求救。

当表弟和救护车赶到他家里时，他已经完全昏迷。

经诊断，他患上致命的脑干出血，还伴有轻度梗阻性脑积水，医生后来只能为他进行脑干血肿清除术。

医生在为其进行手术 来源:南方都市报

美国《睡眠》杂志的研究显示，剥夺睡眠时间，大脑会产生类似于脑部受到撞击时的化学物质，所以晚上没睡好觉就头疼不是没道理的。

在大脑紧张工作时，细胞间隙中积累的废物就会一直堆积，只有在睡眠时间，这些废物才能被清除。

就像是做家务，我们会把收拾房间放在没有工作任务的周末，如果一个月不打扫，家里就会不适合居住。

若是长时间不清理大脑的废物，后果会严重得多。

不仅是头脑不清醒，各种精神疾病都可能找上门来。

“舍不得睡”是心病

很多人睡眠不足，其实是主动选择熬夜。

白天工作学习压力大，不满意自己对时间的利用效率，所以总想着能在半夜偷点时间，找补回来。

好像只有熬夜的时候，才有自己的空间，才能感到一种满足感。

但这种让自己内心满足的心理仪式是无用的。

首先，明知道该睡了却迟迟不肯放下手机，是一种拖延的表现。

简.诺克在《拖延心理学》中认为，拖延从根本上来说不是时间管理的问题，也不是道德问题，而是复杂的心理问题。

抱着“破罐破摔”的心态，气急败坏像小孩子一样“耍赖皮”：我就是要刷手机到困得不行才去睡。

这样的做法会大大削弱一个人的自制力。

更重要的是，它非但不能让人得到安慰，反而会加重焦虑。

第二天总有既定的工作日程，而前一晚的休息欠佳，精力势必会受到影响。

惧怕第二天的到来，到了晚上接着用推迟睡眠时间来掩盖焦虑。力不从心的是，第二天如约而至时，自己早已没了力气承担晚睡的种种后果。

心理学中有种疾病叫DSPD——睡眠相位后移综合征。这是一种慢性睡眠紊乱，最突出的表现就是强迫性晚睡，与失眠患者不同，DSPD患者入眠后，照样会进入深度睡眠。

但对于需要按时工作生活的人，它就如绝症一般。

这是一个长期的慢性病症。患者常常在工作日晚上让自己少睡，但要在周末补回来。这样的“补觉”，更加强化了睡眠相位后移。

后果就是总比想象中更晚睡、也更晚起，早晨起床越来越难；长期缺觉，心脏供血不足、耳鸣、脸色蜡黄……整个人都不在状态。

在有记载的DSPD病例中，近半数患者还有抑郁症或者其他心理疾病。

如何应对晚睡强迫

多数年轻人的缺觉，还得从调整心态开始。

睡眠，应该被看作是头等重要的事。

1、制止恶性循环，从早起开始

调整时期，就算睡得晚，也要求自己七点起。因为白天精力不够，自然能制止当天继续熬夜，连续几次固定了起床时间，会让人把生物钟调到健康状态。

但这只是最简单粗暴的一种做法，正常的作息，不是困了就睡，而是要养成到点习惯性觉得困、想睡觉，从而保证充足的睡眠时间。

为了刺激自己，可以选择把一些有意义的活动安排到第二天早上。

2、强制转移注意力

睡前逼着自己关上手机、电脑，给自己五分钟，闭上眼睛，让脑袋处于空白状态。

你可能会觉得百般无聊，但进入浅眠状态后，放心去睡就没那么难了。

3、运动或放松

运动过后一段时间内人会比较兴奋，但经过适量的运动后，人体会产生需要休息的信号，对助眠有很大帮助。

4、学会取舍

熬夜其实是一种用健康赊债的赌博行为，心里应该有一杆秤，可以衡量哪边的价值更高。

晚上就是用来休息的，不要觉得“偷不到”的时间就被浪费掉了。

村上春树有篇超短篇小说《眠》。

书中的主人公“我”，是一位连续失眠17天的全职家庭主妇。

“失眠起源于一个梦，梦里一个身着紧身黑衣的老人举着水壶往‘我’脚下不停倒水，而‘我’却不能动弹。”

她看了一本有关睡眠的书：“人这东西不知不觉之间形成自己行动和思想的倾向，而一旦形成便很难消失，除非发生非同一般的情况。

换言之，人是活在此种倾向的囚笼里的，而睡眠恰是对这种倾向的偏颇加以中和、调整和治疗。”

“我一个人闷在这小箱里，哪里也去不得。”

那些晚上不肯睡觉，似乎要紧紧抓住什么东西的人，又何尝不是呢？

困不困，是生理机制问题，而熬不熬夜是心理机制问题。

现实中的我们被心里的焦虑控制，肉体和意识分离，却没有获得精神上的解放，就像被闷在盒子里，日复一日，恶性循环。

那还等什么？从现在开始，放下手机，早点睡哦！

《细胞》封面重磅：我们可把RNA想得太简单了

在对人类基因组进行解读后，科学家们曾大失所望。自诩为“万物之灵”的我们，基因组中居然只有区区两万多条基因，没比不起眼的果蝇多多少。在编码DNA的序列之外，更有约98%的基因组意义不明，看似没有任何作用。为此，也有人说我们的基因组里都是“垃圾DNA”。

然而随着生命科学的不断发展，人们也逐渐意识到自己曾经的目光短浅。即便基因组中的不少序列并不编码蛋白质，但相应产生的RNA却有着自己不可或缺的功能。先前，已经有很多研究指出非编码RNA参与了大量基因的调控，控制基因的开关，缔造了各式各样的细胞。而顶尖学术期刊《细胞》杂志最近发表的一篇封面论文，则揭示了RNA的另一项重要功能——在细胞核内划分不同空间，影响DNA之间的接触，异染色质的组装，以及基因的调控。

这项研究来自加州理工学院的Mitchell Guttman教授课题组。其官方新闻稿对该研究有个很形象的比喻：假设人类的细胞核是一个硕大无比的图书馆，两万多条基因就类似于两万多本书。就像在图书馆中，主题接近的书要放在一起那样，在细胞核里，不同的基因也需要在空间上进行整理。

但这并不是一件容易的事。如果将人类一个细胞内的DNA首尾相接，拉成一条直线，可以长达数米。而细胞核内的空间，却只有在显微镜下才能看清。这些基因要如何在狭小的空间里整理到位呢？又比如，当细胞需要调控特定基因的表达，细胞内的元件又要怎么配合到位，找到合适的基因呢？

答案可能就在RNA上。在这项研究中，科学家们开发了一种特殊的工具，能看清细胞核内的RNA。具体来说，这种工具能给不同位置的RNA打上不同的标签。事后，只要回溯这些标签，就知道RNA原本在细胞内处于什么位置。

▲本研究的图示（图片来源：参考资料[1]）

而实验结果令人惊讶。利用这一工具，科学家们发现细胞核的空间里，存在由数百条非编码RNA搭建出的一个个“人工岛”，将细胞核划分成不同的区域。这些特殊的RNA还会招募其它关键调节因子，将它们聚集到一个精准的范围内。回到前面的比方，这些RNA就好像是图书馆里的书架，将细胞核里的信息整理到位。

“这个工具改变了我们看RNA世界的方式，” Guttman教授说道，“这就像开发一种新的显微镜那样，你能够看到原来看不到的东西。发现RNA与空间组织之间的关系，只是冰山一角。未来我们将找到更多数据。”

▲细胞核内充斥着由非编码RNA组成的“人工岛”（图片来源：参考资料[2]；Credit: Courtesy of Inna-Marie Strazhnik）

研究人员们指出，理解遗传物质在空间上如何组合，是理解生命的关键一步。相应的，如果细胞核中的空间组合出现异常，就可能会引起多种疾病。未来，他们也计划对比健康细胞和疾病细胞的细胞核差异，了解它们在空间组成上是否具有不同，从而理解细胞核内的空间结构与基因表达之间的关系。

参考资料：

[1] Sofia A. Quinodoz et al., (2021), RNA promotes the formation of spatial compartments in the nucleus, Cell, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.10.014

[2] The Vast Little Library Inside of Your Cells, Retrieved November 18, 2021, from https://www.caltech.edu/about/news/the-vast-little-library-inside-of-your-cells