鼠鼠我啊，被压平了…… | 一周趣科学vol.80

鼠鼠我啊，也不知道自己是怎么鼠的

“芝加哥老鼠洞”是2024年美国社交网络上爆火的一个梗，说的是芝加哥附近的一个奇特形状的洞，看起来像是某个可怜的老鼠在过马路时不小心被压路机压进了路中，然后腐烂风化，留下了一个剪影。

2024 年初，这个洞被发现后迅速走红网络，吸引了大批游客前来朝圣，他们留下硬币、鲜花、小雕像甚至芝士等供品。据考证，这条路是二十多年前修的，但这个“老鼠”剪影很快就成为了当地的标志，附近的一个垒球队甚至把老鼠作为吉祥物。2024年4月，芝加哥交通局将该石板拆除后，将其运送至市政厅县政府大楼，目前就在那里陈列展览。

世上无难事，只怕无聊人。一个来自美国田纳西州诺克斯维尔大学的研究团队，对究竟是什么物种留下了这个洞感到好奇，并且试图研究这个问题。

研究人员收集了芝加哥八种啮齿动物（性别和体型各异）各50个博物馆样本的测量数据。然后，他们将博物馆数据与鼠洞本身进行了统计比较。由于鼠洞是市政府去年挖出并存放起来的，科学家们无法接触到实际的痕迹，因此研究人员通过包含硬币的图片来估算鼠洞的尺寸。

分析很快排除了各种老鼠，因为它们的前肢、后爪和脚趾都太短。相反，剪影的形状与东部灰松鼠几乎完全吻合。从行为学角度来看，白天时混凝土通常是湿的，而那时松鼠最活跃，老鼠却还在睡觉。团队对事故发生的原因的猜测是，一只松鼠从附近的树枝上滑落后，不幸被“封印”进了地面。

研究团队表示，虽然他们承认这项调查的趣味性，但他们更广泛的目标是强调科学探究始于好奇心和观察力：这些品质并非专业科学家独有，任何对了解自然世界感兴趣的人都可以拥有。

图片突然专业了起来（图片来源：参考文献）

课代表总结：鼠鼠：这次不是我！

参考文献：

Granatosky Michael C., Guilhon Gabby, Chernik Noah D., Kantonis Stratos J., Lee Christine J. and Dickinson Edwin 2025Rodent indent not self-evident: a case of mistaken identity of the ‘Chicago Rat Hole’Biol. Lett.2120250343

http://doi.org/10.1098/rsbl.2025.0343

身体慢性疼痛怎么办？

科学家：可能饿着就不疼了

疼痛虽然难以忍受，但它通常是生命的守护者，作为一种短暂的负面感官体验，帮助我们规避危险。当你触碰滚烫的炉灶、踢到脚趾或撞上低矮树枝时，神经系统就会拉响警报。

慢性疼痛则截然不同，危险已经解除，但警报却持续轰鸣，此时疼痛本身就成了问题。例如手术后，明明伤口已经被处理好了，但人们仍然会感到疼痛。这实际上是大脑输入信号后变得过度敏感和亢进的状态。

那有没有方法能够平息这种信号、从而带来更好的治疗方案呢？近日，美国匹兹堡大学的研究团队在《自然》杂志上发文，报告了他们发现的调控长期疼痛的关键细胞：位于脑干外侧臂旁核（lPBN）的一组神经元。这些神经元在持续疼痛状态下会被激活。

研究人员运用钙成像技术实时观测小鼠的急性和慢性疼痛临床前模型中的神经元活动。他们发现了一组神经元，不仅对急性疼痛产生短暂反应，在持续疼痛期间也保持稳定放电。这类细胞有一个共同的特点——它们细胞表面都有一种称为Y1R的细胞受体。

深入研究这些神经元后，科学家发现，有一些其它的刺激可以抑制这些神经元，比如饥饿或者口渴。当存在寻找食物、逃避天敌等更迫切需求时，臂旁核的神经回路能过滤感觉输入，从而阻断长期疼痛。

这说明大脑必然存在优先处理紧急生存需求而非疼痛的内置机制，其中关键在于神经肽Y（NPY），这种信号分子帮助大脑权衡竞争性需求。当饥饿或恐惧占据优先级时，NPY作用于臂旁核的Y1受体来抑制持续疼痛信号。

研究人员还解析了lPBN中Y1R神经元的分子和解剖学特征。他们发现这些神经元并未形成规整的解剖或分子群落，而是分散在其他多种细胞类型中。

慢性疼痛生物标志物在药物研发和临床上是长期缺失的，这项发现则为该类标志物的研究提供了启发。许多时候我们明明已经疼痛难忍，去看医生的时候却发现并没有任何损伤或病变。有了这项研究，我们未来就有希望检查病人体内的疼痛标志物，来判断病人为什么疼、到底有多疼了。

研究者尝试利用饥饿、口渴和恐惧来抑制小鼠疼痛

（图片来源：参考文献）

课代表总结：头疼不想上班，饿一顿就好了？

参考文献：

Goldstein, N., Maes, A., Allen, H.N. et al. A parabrachial hub for need-state control of enduring pain. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09602-x

我国研发二维材料存储芯片突破摩尔定律瓶颈

复旦大学的研究人员成功研制出全球首款完全功能性二维材料存储芯片，并将其与传统硅电路成功集成。近日发表在《自然》杂志上的这项成果，将二维材料近乎极限的压缩性能与当代芯片制造技术的工业实力完美结合。简单来说，这款芯片将存储器理论存储上限提升了上千倍。

计算机的芯片是硅片上承载的电路的集合。虽然电路的宽度最细可以达到几纳米，但是硅片再怎么薄也有几千甚至几万纳米。想要进一步提升电路的集成程度，卷电路宽度已经不现实了，科学家开始尝试开发一些新的材料来代替厚厚的硅片，其中就包括二维材料。

二维材料是指有一个维度（通常是厚度）被缩小到单个或几个原子层尺寸的晶体材料。近年来研究较多的二维材料是二硫化钼（MoS2）或石墨烯制成的超薄薄片。它们能高效导电，理论上实现堆叠或组合，但如何将其制成实用芯片一直是现代材料科学中最棘手的问题之一。

此前的尝试仅能制造出在光滑的实验室表面上工作的简单器件。问题在于表面纹理：硅芯片表面远非完美平整。在显微尺度下，它就像山脉起伏，过于粗糙导致原子级薄片无法稳固附着，很容易撕裂或短路。

研究者称，这就像从太空俯瞰上海，看似平坦，但城市中矗立着高低不一的建筑。如果在城市上空覆盖薄膜，薄膜本身也无法保持平整。"

为解决这一难题，复旦团队开发了名为ATOM2CHIP的制造工艺，使二维存储层能够附着在传统芯片凹凸不平的表面而不破损。研究人员在现有CMOS电路（几乎所有现代处理器都采用的技术）之上构建了原子级闪存，并通过微型玻璃互连结构连接两者。

研究团队通过精心设计的三步工艺实现了突破：首先开发出使超薄二维层能平滑附着粗糙硅表面的技术；接着构建通过微型玻璃通道连接各层的三维堆叠结构；最后采用温和封装方法，在组装过程中保护脆弱材料免受热力和静电影响。

他们还重新设计电路消除电信号串扰，并证明该芯片能可靠处理复杂数据。测试中，芯片的良率达到93.55%，已经满足商用生产标准。

二维材料的厚度只有几个原子，是传统硅材料的千分之一，这种新器件的存贮能力理论上可比传统器件提升一千倍。研究人员认为，这种存储设备有望成为首个实现商业化的二维电子器件。

二维-硅基混合架构闪存芯片光学显微镜照片

（图片来源：复旦大学）

课代表总结：很难想象课代表的小时候使用3.5寸软盘，当时号称“一张就能装下学富五车”，现在再看……

参考文献：

Liu, C., Jiang, Y., Shen, B. et al. A full-featured 2D flash chip enabled by system integration. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09621-8

维生素C可以延缓灵长类卵巢衰老

卵巢是女性独有的器官，也是人体中最早出现衰老现象的器官之一。卵巢的衰老不但会导致生育受到影响，更会引起激素紊乱，进一步增加各种慢性病的发生概率。能否通过单一的抗氧化干预策略有效延缓灵长类卵巢衰老进程，仍是生殖医学领域面临的重要挑战。

日前，中国科学院动物研究所的研究团队等，通过一项长达3.3年的食蟹猴干预实验，首次在灵长类模型中系统证实，口服临床安全剂量的维生素C可显著延缓卵巢衰老，并揭示了其通过激活NRF2信号通路发挥保护作用的分子机制。

研究团队设计了系统的灵长类动物实验，对处于绝经前年龄阶段的中老年食蟹猴进行了长期维生素C口服干预。实验结果表明，维生素C的补充显著增强了卵巢组织中抗氧化蛋白表达，减轻了氧化损伤及组织纤维化程度，并在逆转与年龄相关的卵泡数量下降、提升抗穆勒氏管激素水平、增强卵母细胞中线粒体功能等功能层面实现了多重改善。这些发现从结构与功能两个维度共同证实，维生素C在灵长类模型中具有明确的卵巢衰老延缓作用。

为精准量化衰老逆转效应，研究团队基于机器学习算法，构建了灵长类卵巢单细胞转录组衰老时钟。分析表明，维生素C使卵母细胞生物学年龄平均年轻1.35年，其中初级与次级卵泡中的卵母细胞逆转幅度最为显著，分别达到3.80年与3.04年；而卵巢体细胞整体逆转幅度高达5.66年，尤其以颗粒细胞、内皮细胞、基质细胞“年轻化”程度最为突出。这一发现提示，维生素C或通过优先改善卵巢微环境，进而延缓卵泡衰老进程。

研究进一步解析了卵巢血管系统在衰老过程中的关键作用，发现维生素C可有效逆转内皮细胞中累积的衰老与炎症相关表型，使其生物学年龄回调近7年。在机制层面，研究人员证实维生素C通过激活关键抗氧化转录因子NRF2，在人类卵巢细胞中发挥延缓衰老、抑制炎症、维持染色质稳定及提升线粒体功能等多重保护作用。后续遗传学实验证明，NRF2是维生素C实现其抗衰老效应的关键分子介质。

这一研究首次在灵长类模型中，实现了单一化合物延缓卵巢衰老的概念验证，并同步构建了一套系统的卵巢衰老精准评估体系，为开发针对女性生殖衰老的营养干预、药物研发及细胞治疗策略奠定了理论与实验基础，标志着该领域已迈入可量化干预的新阶段。

维生素C可以延缓灵长类卵巢衰老

（图片来源：参考文献）

课代表总结：看来抗氧化真的是衰老研究中的永恒主题。

参考文献：

Ying Jing, Huifen Lu, Jingyi Li, Zan He, Liyun Zhao, Chen Zhang, Ziqi Huang, Lixiao Liu, Shuhui Sun, Shuai Ma, Concepcion Rodriguez Esteban, Xiaobing Fu, Guoguang Zhao, Juan Carlos Izpisua Belmonte, Weiqi Zhang, Jing Qu, Si Wang, Guang-Hui Liu, Vitamin C conveys geroprotection on primate ovaries, Cell Stem Cell, 2025, ISSN 1934-5909,https://doi.org/10.1016/j.stem.2025.09.008.

线虫利用静电捕捉果蝇

一项新的研究表明，一种微小的线虫能够跃升至25倍自身长度的空中，并借助静电吸附在飞行昆虫身上。这项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究成果以斯氏线虫（Steinernema carpocapsae）为研究对象，由埃默里大学和加州大学伯克利分校的科学家合作完成。

斯氏线虫是一种寄生虫，当它感知到头顶上有昆虫时，它会卷成一个圈，然后跃起，高度可达其体长的25倍。这相当于一个人跳到比10层楼还高的地方。

如果寄生虫击中目标，它会通过昆虫的自然开口进入体内，然后释放共生细菌，并在48小时内杀死昆虫。宿主死亡后，寄生虫会以繁殖的细菌以及昆虫组织为食，并大量产卵。寄生虫可能会在昆虫尸体中繁殖数代，直到幼虫破壳而出，将细菌感染给其他昆虫。

但问题在于，这种跳跃不但消耗大量能量，而且由于昆虫飞的速度很快，所以理论成功率并不高。但事实上，线虫每次跳跃基本都能精准命中。这当中一定有其他机制在起作用。

研究人员发现，昆虫的翅膀在空中飞行时会产生数百伏的电场。因此他们推论，这种电场会在附近的线虫体内感应出相反的电荷，从而产生一种吸引力，将两者拉近。

要通过实验验证这个推论充满着挑战：首先，物理学家需要知道实验模型中使用的果蝇的确切电荷。这要求在每只果蝇的背部连接一根连接到高压电源的细电线来控制其电压。另一个挑战是确定合适的条件，以便在实验装置中诱导线虫跳跃。团队使用了湿纸作为基质。纸必须足够湿润，但不能太湿。最后，线虫需要轻轻吹动或轻微的机械干扰来推动，才能跃向悬浮的果蝇。

研究者进行了数十次实验，并用一种特殊的高速摄像机记录下来，这种摄像机能够以每秒 10,000 帧的速度捕捉亚毫米蠕虫的空中轨迹，而这些蠕虫基本上是人眼看不见的。

利用计算机软件，他们从大约60个实验视频中提取了线虫的运动轨迹，并将其数字化。

结果发现，在没有静电的情况下，19 条蠕虫轨迹中只有一条成功到达目标。另一方面，几百伏的电压（飞行昆虫中常见的电压）会在跳跃的蠕虫体内产生相反的电荷，从而显著增加其击中空中昆虫的概率。电压如果仅有100伏，就会导致击中目标的概率不到10%，而800伏的电压则能将击中目标的概率提升到80%。

我们生活在一个电的世界，电无处不在，但小型生物体的静电仍然是个谜，这项工作为进一步研究静电在生态学中的作用提供了新的依据。

视频 线虫跃起并附着在果蝇上（图片来源：埃默里大学）

课代表总结：相当于一个人跳上十层楼，扒上了一架直升机……

参考文献：

Ranjiangshang Ran, Justin C. Burton, Sunny Kumar, Saad Bhamla, Adler R. Dillman, Victor M. Ortega-Jimenez. Electrostatics facilitate midair host attachment in parasitic jumping nematodes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025; 122 (42) DOI: 10.1073/pnas.2503555122

牧心，科普作者。