摘自外媒科学网站10月23日消息：视觉假肢技术取得突破。等待光明的500万人能否得救？

科学研究表明，人体有一个“代谢上限”。对高水平运动员的长期研究证实，人类可持续能量消耗的上限约为基础代谢率的2.4倍。这种限制可能是由于身体处理营养物质的能力所致。除此之外，身体开始分解肌肉获取能量，为人类的耐力设定了明确的生理极限。
抗生素阿奇霉素在非洲的大规模分布引发了激烈的科学争论。尽管这一措施可以显着降低目前较高的婴儿死亡率，但也可能促进耐药性，为未来的公共卫生危机埋下隐患。这反映出拯救眼前生命与维护长期安全之间深刻的道德困境，正在考验全球公共卫生的智慧。
斯坦福大学研发的微视网膜芯片与智能眼镜的结合取得成功使一些因黄斑变性而失明的患者恢复了功能性视力。该系统通过刺激视网膜神经元的芯片将光信号转换为电信号。在临床试验中，大多数患者恢复了阅读理解能力，并实现了从光识别到形状识别的飞跃。这是视觉假肢领域的一大进步。
为了克服计算能力瓶颈，科学家们开发出了第一个自组装光学器件。该技术基于光热力学理论，允许光在给定系统内自动找到正确的路径，无需外部控制。这项创新预计将简化光学系统，提高计算和通信的效率和速度，并为下一代光子芯片技术开辟新途径。
据10月23日（周四）消息，国外著名科学网站主要内容如下。 “自然”网站（www.nature.com） 人体体力有一个“天花板”：科学证实，人体长期的能量消耗极限有一个生理极限，称为“代谢天花板”，即使是最优秀的运动员也无法长时间超过这个极限。马萨诸塞大学文学院发表在《CURRENT BIOLOGY》上的一项研究发现，在持续超过 30 周的周期中，这个上限大约是个人基础代谢率的 2.4 倍。基础代谢率是指人体维持日常心跳、呼吸等基本生命活动所需的最低能量。短期内，人体可以达到非常高的能量消耗，大约是最大基础代谢率的10倍。然而，对14名精英耐力运动员（包括超级马拉松运动员、自行车运动员和铁人三项运动员）的长期观察证实，他们的长期平均能量消耗从未超过d 其 BMR 的 2.4 倍，无论训练强度如何。本研究采用了“双标水法”，这是能量测量领域的金标准技术。研究人员通过分析运动员在尿液、汗液和呼出气中摄入的稳定同位素（氘和氧18）的代谢特征，首次实现了实际比赛和训练期间能量消耗的准确量化。还观察到了补偿性分配机制。能量消耗。当运动员增加主要运动中的能量消耗时，他们会无意识地减少日常活动（步行、不自主运动等）中的能量消耗。这种限制可能是由于身体处理营养物质的能力所致。先前的研究表明，一个人消化和吸收能量的能力上限约为其基础代谢率的2.5倍。当长期能量消耗超过这个阈值时，营养摄入就无法再满足为了弥补缺陷，必须分解肌肉等组织来提供能量，最终导致运动成绩下降。科学网站 (www.science.org) 定时炸弹还是救命稻草？非洲广泛使用抗生素背后的科学依据 在撒哈拉以南非洲的一些贫困地区，儿童死亡率仍然很高，平均十分之一的儿童活不过五岁。造成这一现象的主要因素包括饮用水污染、营养不良、疟疾流行和初级卫生保健资源缺乏。近年来，每年给儿童服用两次阿奇霉素这一简单的公共卫生干预措施已显示出显着的效果。临床数据显示，该方案可降低婴儿死亡率约15%，对婴儿的保护作用尤其明显。基于此，世界卫生组织（Seki）于2020年发布了指南，推荐对宝宝进行这种干预重点关注婴儿死亡率高地区1至11个月大的婴儿，同时强调需要关注抗生素耐药性问题。阿奇霉素是一种广谱抗生素，除了治疗感染外，还被证明可以抑制疟原虫复制。在埃塞俄比亚之前的一次实施中，研究人员意外地发现吸毒地区的婴儿死亡率下降了近50%。随后在三个国家进行的一项研究进一步证实，对1至59个月的儿童进行干预可以将死亡率降低13.5%。虽然疗效明确，但耐药风险也不容忽视。监测数据显示，抗生素耐药基因不仅在大规模用药地区加强，而且在整个社区蔓延。然而，一些人认为耐药性是可逆的，倡导项目包括监测耐药性。与此同时，专家警告说，阿奇霉素等基本药物流失的影响在西非等医疗资源匮乏的地区会更加严重。一些科学家指出，仍需要采取综合措施从根本上改善儿童的健康。贫困社区不得不依赖大规模的药物干预措施，实际上反映出未能解决清洁水、基本营养和疫苗接种率等基本问题。如何平衡当前救灾与长期公共卫生安全，是国际社会面临的重要问题。 《科学日报》网站（www.sciencedaily.com） 智能眼镜和视网膜芯片让一些盲人重新看到了世界。近日，美国斯坦福大学医学院研发的一款名为PRIMA的小型无线视网膜植入芯片，与配备的智能眼镜相结合，是一种特殊的摄像头，可以部分恢复渐进性年龄相关性患者的视力。黄斑变性（AMD）。该研究结果发表在《新英格兰医学杂志》（NEJM）上。 PRIMA系统由两部分组成。智能眼镜配备小型摄像头，并在 Retinam 太阳能发电芯片中植入 2×2 米的植入物。眼镜捕捉到的外界图像通过红外光投射到芯片上，芯片将它们转换成电信号，刺激视网膜中剩余的神经细胞，取代受损的感光器的功能，恢复“形状视觉”。在临床试验中，大多数植入芯片并接受几个月训练的患者视力都有显着改善。结果显示，在完成为期一年的试验的 32 名参与者中，27 人恢复了阅读理解能力，其中一些人的最佳矫正视力接近 0.48。该系统允许患者同时使用自然周边视力和人工中心视力，改善他们的视力日常活动中的经验。该设备目前处于早期阶段，仅支持黑白图像，并且分辨率有限（每个芯片 378 像素）。研究团队已开始研发新一代芯片，计划将像素尺寸缩小至20微米，并将每个芯片的像素数量增加至1万个，希望能达到0.5或更高的视觉水平。未来，还将探索将该技术应用于其他因光感受器损伤引起的视觉障碍。这一突破为全球超过 500 万晚期 AMD 患者带来了新的希望，代表着未来迈出的重要一步。视觉假体从概念验证到功能恢复的年表。科技日报网站（https://scitechdaily.com）打破算力壁垒。自组装光技术可能是下一代芯片的关键。南加州大学的一个研究小组发表了突破性的研究成果从事自然光子学研究，成功研制出第一个基于光热力学原理的自组装光学器件。该技术有望为面临计算能力瓶颈的现代计算和通信系统提供新的解决方案。在当前的技术背景下，电子芯片的集成度和计算速度正在逐渐接近其物理极限。光互连技术以其高速度、低功耗和节能等特点成为业界关注的焦点。然而，传统的光路由系统依赖于复杂的控制电路，限制了系统性能的进一步提高。南加州近大学团队提出的光热力学理论将光的传播行为与热力学平衡过程进行了比较。研究表明，特殊设计的非线性系统中的光通过类似于热膨胀的过程达到热平衡。气体并最终自发地汇聚到预定的出口通道中。这一发现允许设计不需要外部控制的光路由设备。与需要精确控制每个传输节点的传统解决方案不同，新设备利用系统独特的物理特性来实现自组织光路由。其运作机制类似于标签自组织的大理石仪式。无论初始位置如何，弹珠始终通过系统独特的结构到达目标位置。该技术的潜在应用涵盖许多领域，包括高性能计算、数据中心互连和通信系统。其自组装特性可以显着降低系统复杂性和功耗，同时提高信号传输效率。这一发展为寻求克服计算能力和电子技术障碍的行业提供了一条新的技术路径。能源效率。研究小组指出，光热力学框架的建立代表了理解非线性光学系统的重大进步。未来，这一理论有望促进新一代光学器件的发展，给信息处理技术带来根本性的变革。 （刘纯）