加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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《自然》及子刊综览

2018-11-01 中国科学报 冯维维
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  《自然》

  通过脊髓刺激恢复人类行走能力

  据11月1日在线发表于《自然》促进的一篇论文报道,3名脊髓损伤患者在接受定向脊髓电刺激后,能够再次行走。该结果为促进脊髓损伤后的神经功能恢复确立了一个技术框架。

  脊髓损伤会扰乱神经系统内的通信,导致基本神经功能丧失和瘫痪。硬膜外电刺激(EES)——应用于脊髓的刺激可以恢复脊髓损伤动物模型的运动能力,但是因为不明原因在人类身上效果较差。

  论文通讯作者、瑞士洛桑联邦理工学院的Gregoire Courtine及其同事对3名患有慢性脊髓损伤(持续超过4年)和下肢局部或完全瘫痪的男性患者施用了定向EES。他们采用运动神经元激活图和模拟模型鉴定针对不同肌肉群的最佳刺激模式。EES借由通过无线通信实时控制的脉冲发生器提供,并且时间设定为与目标运动相协调。在开始治疗后的几天内,患者逐渐从在跑步机上踏步到借助支撑在地面上行走(同时接受EES),而且能够调整抬脚高度和步长。最终,接受EES的患者可在跑步机上行走长达1小时。复健后,3名接受EES的患者可独立行走(依靠局部支撑或步行器),并且在没有EES的情况下恢复了腿部自主运动。

  在《自然—神经科学》发表的一篇相关的论文中,同一组作者证明,先前的恢复行走的刺激方案之所以效果欠佳,可能是因为它们干扰了患者对肢体位置的感知。而短促的刺激既促进了运动,同时也保留了来自腿部的感觉信号。

  相关论文信息:

  DOI: 10.1038/s41593-018-0262-6

  DOI: 10.1038/s41586-018-0649-2

  《自然—地球科学》

  稳定陆上气候或对海洋气候造成冲击

  根据10月30日《自然—地球科学》在线发表的一篇论文,为使陆地表面温度和降雨变化最小化而向平流层注入硫酸盐气溶胶的做法,可能影响海洋循环,而且对深海和极地海洋的降温效果可能不如对大气层的降温效果。这种地球工程或许只能使海平面上升速度放缓而非停止海平面上升。

  通过增强地球的反射率控制入射太阳辐射一直被当作一种潜在的可抵消温室气体排放所造成的气候变暖的方式。但这种方法具有争议,因为它可能引起重大的副作用,比如降低陆上降雨量,改变区域性和季节性温度模式。

  美国科罗拉多州国家大气研究中心的John Fasullo及同事分析了一个气候地球工程计划的模拟结果,该计划旨在通过有策略地向南北纬15度和30度上空的平流层注入硫酸盐气溶胶稳定气候。他们发现,这种做法的确可以降低表面温度,减少温度梯度的变化,使区域性温度和降雨水平所受的负面影响最小化。但模拟显示,它同时也会造成海洋循环变化,进而导致海洋相较于当前水平持续变暖,尤其是南格陵兰岛附近的海面。作者提醒说,目前对气候地球工程影响的评估无法保证完全的可信度。

  相关论文信息:

  DOI: 10.1038/s41561-018-0249-7

  《自然—通讯》

  培养可用于皮肤移植的人体细胞

  《自然—通讯》10月31日发表了一项最新研发的人体细胞完全培养方法。新方法可产生皮肤移植所需的组织,并有望用于治疗严重烧伤以及其它皮肤问题。

  皮肤移植手术近来取得了巨大进步,最多能修复皮肤严重创伤或烧伤患者全身90%的表皮。这种治疗方式需要先从患者身上采集皮肤细胞,将细胞体外培养成一大块组织,再移植到创面上。细胞培养基中通常需要加入小鼠细胞来支持组织生长。但是,这种人体/小鼠细胞混合物会让患者面临发生感染和不良免疫反应的风险。

  杜克—新加坡国立大学医学院的Karl Tryggvason及同事发现,人体中常见的层粘连蛋白的两种特定变体能以类似方式支持皮肤细胞的生长。这一研究结果能让作者在不使用小鼠细胞的情况下,建立无动物源性的人体细胞培养系统,用于皮肤移植。作者随后证实,用这种方法得到的皮肤组织能成功移植到小鼠身上。

  相关论文信息:

  DOI: 10.1038/s41467-018-06934-3

打印 责任编辑:侯茜
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