汇编|周·舒伊（Zhou Shuyi），旺格安格（）
梵高的“星月之夜”中的动荡的天空与科学理论一致
据信，“星光之夜”中斑驳的星光和旋转的云层反映了文森特·梵高动荡的心态。一项新的研究表明，“星月之夜”中的湍流天空与科学理论一致，而梵高对湍流的数学结构有着深入的直观理解。相关论文发表于9月17日。
文森特·梵高（ Van Gogh）的《星际与月亮之夜》（Star and Moon Night）是1889年创建的。
湍流是一种自然现象，在水流，洋流，血流，滚动风暴云和烟柱等流体中广泛存在。湍流本质上是一种混乱状态，在这种状态下，较大的涡流继续形成并分解为较小的涡旋。在这项研究中，科学家使用了《星月之夜》中的数字图像来分析绘画中14个主要旋转形状的尺度，以研究它们是否符合大规模涡流和小规模的涡流相撞并相互作用时，它们是否符合物理理论。
“星夜”中的涡旋/涡流
由于未直接测量绘画中天空的气流运动，研究人员可以准确地测量刷子的笔触，并将这些笔触的大小与湍流理论中预测的数学量表进行了比较。为了分析物理运动，他们利用了不同色素颜色的相对亮度或发光度。发现在流体动力学中，“星月之夜”中14个涡旋的大小，相对距离和强度遵循了理论。这一理论是由苏联数学家安德烈·科尔莫格罗夫（Andre ）在1940年代提出的，并描述了流速波动与能量耗散率之间的数学关系。该研究还发现，按照湍流理论预测中的某些背景涡流，颜料遵循定律的统计模式，将颜料与某些背景涡流混合在一起 - 该法律从数学上描述了小颗粒（例如，藻类在海洋中漂移或风中的尘埃）被湍流被无线电混合。
“星光之夜”中一些典型涡流的典型笔触的空间尺度
“当然，梵高可能不了解这些方程式，但是他可能花了很多时间观察自然界的动荡。我相信这种身体关系深深地嵌入了他的脑海中，所以当他创建著名的《星际月之夜》时，他自然地模仿了真正的流程。”对湍流的深入了解将有助于改善天气预测，减少飞行颠簸和许多其他过程。长期以来，科学家在描述流体动力学中的湍流方面面临困难，并且还没有发现有效的预测这种现象的有效方法，并且完整的解释仍然是物理学的主要谜团。
这项新的研究揭示了梵高的杰作《星际与月亮之夜》中神秘而奇妙的天空，该杰作与湍流理论相似，显示了艺术与科学之间的微妙联系。梵高表现出他对潜意识中动荡的独特看法。在1889年的那天晚上，他看到的不仅仅是星空的激情和孤独。 （AIP）
为了了解人类的进化，科学家大约3500年前为奶酪“测试了DNA”。
谁移动了我的奶酪？在数百万年的人类进化中，粮食发酵本身是一种古老而聪明的“兄弟”：不同的群体和文化对食品发酵具有自己的偏好，商业模式和农业发展的转变也与发酵技术的发展密切相关。一项新的研究大约3500年前对三组开菲尔奶酪进行了古组微生物基因组研究，揭示了人类应用的历史，开菲尔乳酸菌的传播和驯化的历史，为了解人类进化及其与环境的相互作用提供了新的想法。相关论文于9月25日在牢房发表。
将的小公墓发掘出的青铜时代奶酪样品与外径约1.8厘米的玻璃管瓶盖进行了比较。 |中国科学院人文学院杨Yimin
这项研究的样本是从的Tarim Basin的小公墓出土的三组开菲尔奶酪。它们源自开菲尔酸奶，并在牛奶中被开菲尔谷物（类似于葡萄酒小葡萄酒）发酵。乳制品发酵技术的传播在很大程度上伴随着人类的迁移和相互作用，并且该过程促进了乳酸细菌的演变，在发酵中起着重要作用。
研究小组独立设计了乳酸细菌的整个基因组基因瘤探针，以从样品中从高质量的古代开菲尔奶酪中提取乳酸细菌基因组。通过系统发育关系分析，研究发现用于发酵的开菲尔乳酸细菌具有两个分化的分支。一个分支与从高加索到欧洲，亚洲和东南亚沿海地区的主流路线一致，而另一个分支主要包括分布在内陆东亚（包括西藏）的菌株。新疆塔里姆盆地古代人口使用的菌株来自该分支，处于基本位置。这表明还有另一条传输路线通过技术和文化交流将开菲尔酸奶的生产过程从新疆到内陆。
（a）中的小公墓计划； （b）从公墓发掘出的木乃伊样本（称为“小河公主”，奶酪样品包围着他们的脖子）； （c）这项研究中从微生物基因组获得的三个青铜年龄奶酪样品； （d）奶酪样品中的微生物DNA成分
该研究作者认为，由于人口的不同迁移路径，其共同祖先在不同人群中的传播，开菲尔乳酸杆菌的两个分支的分化很可能是引起的。这表明，在应用和驯化发酵微生物的过程中，不同的古代人群迁移和交换了不同的途径。
此外，该研究还发现，人类的长期应用和驯化也可能影响开菲尔乳酸菌的演变。与新疆青铜时代的开菲尔乳酸细菌相比，在西藏现代开菲尔乳酸细菌菌株中出现了两个与减轻肠道炎症反应相关的水平转移基因簇。这些基因簇不仅有利于人类肠道中的乳杆菌存活，而且还促进肠道功能。这可能与种群对携带开菲尔乳酸菌不同分支的开菲尔颗粒的偏爱有关。
相关专家评论说，这项研究是该领域的一项罕见的古老DNA研究，它发掘了全新的数据，为中部欧亚草原的迁移交流和微生物驯化历史带来了新的理解。
在太空中呆一个月，人心会显示出衰老的迹象
长时间停留在太空中时，低重力环境会对身体产生什么影响？ 9月23日在PNAS上发表的一项研究发现，在空间呆了一个月后，人类心脏组织开始变得虚弱，跳动的节奏变得不规则，并且经历了类似于衰老的分子遗传变化。
研究人员培养了人类诱导的多能干细胞（IPSC），以将其区分成心肌细胞，然后将所获得的心肌组织样品安装在模拟人类心脏环境的心脏融合中。该设备允许样品像跳动的心一样收缩和放松，并通过传感器实时监测其收缩强度和脉动节奏。 2020年3月，登机的48个龙航天器样本进入了国际空间站，然后每30分钟将10秒钟的心肌组织监测数据返回到地面。
分析发现，与地面上的对照组相比，在国际空间站停留12天后，心肌组织的收缩强度几乎减半了，即使在返回地球9天后，这种弱点仍然很明显。在太空中，随着时间的流逝，心律变得更加不规则。到第19天，组织的每个脉冲之间的间隔增加了5倍以上。但是，这种不规则性在返回地球后消失。
对回收组织的微观观察结果表明，负责肌肉收缩的肉瘤变得更短，更加无序。线粒体也肿胀和破裂。 RNA测序表明与炎症和氧化损伤有关的组织中基因表达的上调。同时，存在下调基因表达的迹象，这些迹象会产生正常心脏收缩和线粒体功能所需的蛋白质。研究人员说，第二批心肌组织样品于2023年被送到国际空间站，以筛选潜在的药物，以保护宇航员免受低重力环境的不利影响。
重写教科书？该碳碳键只有一个电子
在9月25日发表的一项研究达到了两种碳原子之间的第一个单一电子共价键，该研究首先提出了“仅1个电子的共价键”将近一个世纪。这一发现不仅对于对化学键理论的深入了解至关重要，而且还为进一步理解化学反应提供了新的见解。
在分子中，通过共享电子对形成两个原子共价键。大多数共价键是由一对共享电子组成的单键，或由两对电子组成的双键和三键。在1931年，化学家莱纳斯（Linus）提出，也许是由单个未配对电子形成的单电子共价键，这些键非常不稳定 - 容易折断，并且具有释放或捕获电子以恢复电子对电子的强烈趋势。该键称为单个电子σ键。
为此，研究人员试图通过碘氧化从现有的碳碳双电子共价键中去除电子。基于六苯甲烷（HPE），他们设计了修饰螺旋环链苯甲烷（DBCHT）的化合物HPE 1。由于周围芳基产生的空间阻碍效应，中央碳碳单键被极大地伸长，导致分子均能量水平增加，这意味着分子中其他地方的电子很难替换去除的电子。
该论文的作者来自日本东京大学的作者说，过去试图去除电子的实验留下的化学键太弱，因此对于精确的化学分析而破裂了，这次它们使用的分子在去除电子后仍然足够稳定。研究人员使用X射线衍射和拉曼光谱法分析了它，在通过密度功能理论计算后，他们确定它具有稳定的共价键，由单电子组成，最终证实了碳碳单电子σ键的存在。
该结果构成了单电子碳碳σ键的第一个实验证据。一些化学家说，这是一个重大发现。可以预期，碳中单电子σ键的实现将有助于更好地了解化学键的基本特性，并可能促使化学家创建全新的分子家族。
在巨大压力下异常吗？猴子会
我的大脑在检查室里是空白的吗？您在防守期间说什么吗？我想在球场上赢得蜂鸣器，但我发现我无法举起双腿？放松，每个人都是一样的 - 甚至猴子。 9月12日发表的一项研究表明，在重压下的“崩溃”与脑神经元活动的减少有关，以准备运动，并且不是人类所独有的。
研究人员设置了任务，以使恒河猴能够尽快，准确地将计算机光标移至指定位置，然后给予奖励。在每个任务开始之前，研究人员将促使猴子奖励是小，中等，大还是“启动奖”。头条新闻罕见且极富富裕，是一种高风险和高回报的情况。他们还将电极植入猴子大脑的额叶区域，该电极控制运动以观察不同奖励情景中神经元活动的变化。
发现随着奖励量的增加，猴子的神经活动变得活跃，病情也更好。但是，在奖励是一等奖的情况下，与运动制备有关的神经元活动被削弱。 “运动准备”和“运动执行”与“运动执行”相反，该行动涉及个人的认知活动过程，例如注意力，组织和锻炼前的计划 - 类似于在拉动触发之前瞄准目标。相关的神经元活性削弱意味着猴子准备不足，因此性能较差。研究认为，随着潜在奖励的增加，神经活动将达到顶峰。在此之后，无论奖励多么丰富，神经元活动都会开始削弱，从而导致大脑偏离其最佳状态。
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