原来星空是“甜”的？银河系中心首次探测到糖类 | 一周论文新鲜读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 在星际空间中探测到糖

2. 冥卫一自转变化

3. 欧洲各地粉尘污染加剧

4. 瘫痪后恢复手部运动和感觉
   

发表在《自然-天文学》上的一项研究显示，在银河系中心附近发现了一种由四个碳原子组成的糖类，名为赤藓酮糖。这一发现表明，复杂且与生物相关的分子可以在太空中形成，并可能为早期的新陈代谢和复制过程提供了化学原料。

糖类是生命系统中的重要分子，有助于提供能量、构建重要的生物结构，以及形成遗传物质的组成部分。在地球上，赤藓酮糖常见于覆盆子和免晒美黑化妆品中。科学家们长期以来一直想知道这些分子最初是如何在地球上形成的，因为实验表明，在早期地球条件下，它们并不容易形成。此前在陨石和小行星样本中发现的核糖和葡萄糖表明，某些糖类可能来自太空，但直到现在，尚未在星际介质中直接检测到糖类。

西班牙国家研究委员会-国家航空航天研究所（CSIC-INTA）的Izaskun Jiménez-Serra和同事报告，他们在位于银河系中心附近、名为G+0.693-0.027的大型气体和尘埃云中检测到了赤藓酮糖。他们利用西班牙的耶贝斯40米射电望远镜和IRAM 30米射电望远镜对该星云进行了观测。研究人员通过将数据中的信号与实验室测得的赤藓酮糖谱图进行比对，共发现了12组匹配结果，确认了该糖的存在。他们还发现，该气体云中赤藓酮糖的丰度至少是类似三碳糖的八倍，而后者在同一位置并未被检测到。

这一发现表明，赤藓酮糖可能由太空中尘埃颗粒上的简单分子合成，随后成为更复杂化学体系的一部分。

根据《自然-通讯》发表的一项建模研究，冥王星的冰卫星冥卫一（Charon，卡戎）其表面构造特征记录了它的自转周期减慢（自旋减速）的证据。这些发现为冥卫一和外层太阳系中的其他冰卫星早期热演化过程提供了新的见解。

太阳系天体普遍被认为会经历一种称为“自旋减速”的过程，其中潮汐力会减缓天体的自转速度，改变其形状和温度。尽管理论上很早就认为冥卫一存在这一机制，但一直缺乏明确的地质证据。冥卫一是提供这类证据的一个理想候选天体，因为其表面年龄约为40亿年，并且与其他冰卫星相比，其经历的表面重塑相对有限。

美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的Hanzhang Chen和同事调查了冥卫一北半球Oz Terra区域山脉构造特征的类型和走向变化。这些特征绵延超过200公里，其不对称坡表明是受压而非拉张作用所致。建模表明，在这些构造形成时存在至少30-36公里厚的冰壳，并表明赤道附近的地壳在这段时间缩短了约1%，这种挤压作用沿现有断层线被吸收，形成了如今观察到的山脊。作者根据建模估计，冥卫一早期自转周期约14.3小时，明显快于目前约153.3小时的潮汐锁定周期。这些为冥卫一发生自转逐渐减速（即自旋减速）提供了证据。

这些发现表明，冥卫一可能在相对低温状态开始演化，较早形成了坚厚的冰壳。尽管建模的假设和应力估算仍存在不确定性，但这项研究提供了少有的自转演化地质记录，有助于理解其他冰卫星的热历史和轨道历史。

据《自然》发表的一项研究显示，2012年至2021年间，欧洲大部分地区的粉尘浓度持续上升，其中南欧和地中海地区的增幅最为显著。这一趋势可能与大气环流的变化以及北非长期荒漠化有关。研究作者警告称，日益严重的粉尘污染可能会对空气质量和公众健康造成越来越大的影响。

矿物性沙漠粉尘是空气中颗粒物的主要成分，会对健康造成危害，包括增加哮喘风险和死亡率。尽管欧洲部分地区已报告粉尘事件频发，但这一趋势是否遍及整个欧洲大陆以及其驱动因素尚不明确。

瑞士保罗谢勒研究所的Petros Vasilakos、Imad El-Haddad、Kaspar Daellenbach和同事汇总了来自欧洲103个城乡监测点的约18,500条与沙尘相关的金属（铝、钛、硅、钙和铁）日观测数据，并据此构建了2012年至2021年期间日沙尘浓度的机器学习模型。他们发现，在研究期间，欧洲大部分地区的粉尘浓度均呈上升趋势，其中意大利、亚得里亚海和爱琴海地区的增幅最为显著。到2021年，在欧洲南部，飘入的粉尘占世界卫生组织年度PM10（直径10微米或更小的颗粒物）指导值的31%。该地区居民平均每年经历约46次粉尘事件，这些事件期间的粉尘水平与每日死亡率上升约0.67%相关。

作者发现，尽管沙尘污染事件的发生频率并未增加，但在南欧部分地区，其严重程度却有所加剧。对阿尔卑斯山冰芯的分析还表明，自工业革命前以来，沙尘沉积量增加了约110%，这表明沙尘的长期增加与北非日益干旱以及大气环流模式的变化有关。

作者总结，粉尘污染可能成为公共卫生和空气质量目标面临的一个日益严峻的挑战。不过，他们指出，欧洲部分地区（包括东北欧、巴尔干半岛和斯堪的纳维亚半岛）的监测覆盖范围有限。

《自然-医学》发表的一项研究报告，在一种神经假体系统的帮助下，一名脊髓损伤致瘫痪的男子可以活动手部并恢复了一些触觉。该系统的部分益处即使在设备关闭后仍能持续，表明它或许不仅能帮助实时运动，还可能可以支持长期康复。

脊髓损伤是导致瘫痪的主要原因，超过一半病例为四肢瘫痪，影响手臂和腿的运动。完全性脊髓损伤患者（损伤平面以下没有自主运动和感觉）的治疗尤为困难。此前，脑机接口系统已能帮助恢复一些运动功能，但还不能恢复触觉或支持长期康复。

美国诺斯维尔健康（Northwell Health）的Chad Bouton和同事开发了一个名为“双重神经旁路”（double neural bypass）的系统，能读取与患者运动意图有关的脑信号。随后该系统利用这些信号，通过向脊髓及负责触觉感知的脑区（初级体觉皮层）发送定向刺激，帮助患者控制手部。在临床试验中，一名42岁的男性患者参与测试了这一系统。这名患者因脊髓损伤导致完全性四肢瘫痪。仅对脊髓进行刺激就能改善他弯曲肘部的能力，使他能够将手抬至面部。完整系统还帮助他完成张握手部、用杯子喝水、自主进食等动作，并能在抓取易碎物品时更好地控制抓握力。该系统持续识别患者的手部运动意图超过5个月，无需重复的再训练。参与者还恢复了腕部部分触觉，这种感觉在刺激停止后仍持续了两个月以上。

作者认为，这一方法可能有助于严重瘫痪患者恢复有用的手部运动和感觉。不过，还需要在更多不同损伤患者中开展进一步测试。而且这一系统仍高度专业化，目前需要受过训练的工作人员才能操作。