人体衰老最早的组织，从30岁开始加速衰老！；青少年狂饮酒与大脑的永久性变化相关 | 环球科学要闻
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每个器官都有自己的衰老节奏，这种组织早在30岁就开始加速衰老了
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多种组成器官的结构，包括细胞、血管和细胞外基质的组织，均是器官功能的基础。但有关这些结构会如何随年龄变化，我们仍知之甚少。8月31日，在一项发表于《自然·衰老》（Nature Aging） 的研究中，研究人员通过分析25 000张器官图像，绘制出一张衰老图谱，并发现每个器官的衰老进程各不相同，而激素信号可能是调控全身衰老进程的关键因素。
桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所（SBP）和美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员开发了一种名为“基于病理的结构老化率”（PathStAR）的深度学习计算机视觉模型。该模型可以从图像块中提取能反映底层组织结构的特征，然后利用这些特征揭示随时间推移结构老化的进程。研究人员分析了来自970名年龄在21至70岁的捐献者的样本，其中共包含来自40种组织的25 306份尸检活检样本。研究显示，器官结构的衰老遵循不同的非线性时间轨迹，呈现出3种主要的衰老模式：血管组织结构在30-39岁之间会加速衰老，之后减慢。子宫和阴道等组织则属于晚期衰老组织，它们在早期相对稳定，但在50-55岁之间衰老速度最快。此外，某些组织（包括食管、胃、结肠、小肠、唾液腺以及男性生殖器官）则呈现为双相加速：存在两个年龄特异性衰老时期，分别是在30岁左右和50岁左右，比如卵巢就有两个加速衰老期，分别是35-40岁和55-60岁，与生育力下降期和绝经后时期相吻合。关键的是，研究人员发现，这些结构在加速老化的时期存在一个共同的分子特征，具体为与炎症相关的基因表达增加，而控制能量产生、细胞生长和细胞质量控制的基因会受到抑制。这项研究或将为构建人体结构衰老图谱奠定基础，从而为抗衰老干预措施的设计和评估提供信息。（SBP）
· 人工智能 ·
“超人”AI可以在不到 2 秒内检测出心脏病
传统心电图虽能监测心律与心肌梗死，却无法直接识别心力衰竭与心脏瓣膜病，患者通常需等待数月的超声心动图排查。近日，在德国慕尼黑举行的欧洲心脏病学会（ESC）年会上，来自英国伦敦帝国理工学院等机构的研究团队展示了一项突破性医学AI技术。研究团队开发了一款“超人类”AI模型，它能在不到2秒内，从常规心电图（ECG）中识别出心力衰竭和心脏瓣膜病这两种最常见心脏病的征兆。
该AI模型通过对数百万张常规心电图进行深度学习训练，能够提取并分析出人类肉眼无法识别的微小信号变化。一项针对美国6.7万名患者的大规模临床试验显示，该AI成功识别出81%的心衰患者，以及90%的心脏瓣膜病患者。不过，该AI工具不能单独用来确诊或排除心力衰竭/心脏瓣膜病。它的核心价值在于快速筛查与高危分级，以便快速找出高风险患者，及早开始药物治疗。未来，研究团队计划开发集成该算法的便携式心电设备，供广大医护人员直接使用。（The Guardian）
· 天文学 ·
早期的并合事件将重写银河系演化历史
银河系被认为是通过与更小系统，如矮星系的并合，在几十亿年里逐渐组装形成的。尽管此前已确认银河系形成史上的多个此类事件，特别是约105亿年前的盖亚-香肠-土卫二（Gaia–Sausage-Enceladus）并合，但重建原银河系演化的最早阶段一直是一个难题。近日，在一篇发表于《自然·天文学》（Nature Astronomy）的论文中，科学家发现了约120亿年前帮助构建年轻银河系的一次重要并合事件，有望解释内银河系部分恒星的起源，并为银河系的早期成长史提供一条更清晰的时间线。
银河系历史上最近一次大规模合并发生在60多亿年前，对象是人马座矮星系，至今仍在进行中。更早一次是银河系吞噬了盖亚-香肠-土卫二矮星系。基于哈勃望远镜的观测，意大利国家天体物理研究所的研究人员发现大约118亿年前，也就是大爆炸后20亿年曾发生过一次更早的星系合并。
他们分析了银河系的39个密集恒星群（也称球状星团），并利用哈勃空间望远镜的观测结果以及先进的统计模型，确定了它们的年龄和化学构成，并由此发现银河系内部区域存在第三类球状星团。这些星团比盖亚-香肠-土卫二合并形成的星团更古老，但比在银河系中诞生的星团更年轻。研究人员认为，这些星团来自一次更早的独立合并事件——银河系吞噬了一个矮星系，该矮星系包含的恒星质量约为太阳的5亿倍，这在当时占银河系总质量的很大一部分。他们将这个矮星系命名为“低能克拉肯-赫拉克勒斯”（Low-energy-Kraken-Heracles，简称LKH）。该团队计划继续研究银河系的球状星团，以揭开银河系的历史，描述银河系在宇宙历史中经历的所有大规模合并事件。（NASA、《中国科学报》）
· 健康 ·
青少年暴饮酒精与大脑的永久性变化相关
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近日，一项发表于《分子精神病学》（Molecular Psychiatry）的研究揭示了青少年时期暴饮（Binge Drinking，短时间大量饮酒）对大脑功能造成长期损害的生物学机制。研究人员采用青少年间歇性乙醇暴露（AIE）的临床前大鼠模型，结合光纤记录、化学遗传学、电生理学及超高分辨率显微成像等技术，重点观察了大脑中与学习、记忆密切相关的背侧海马体。结果发现，青少年期的反复暴饮会导致海马体中星形胶质细胞与突触之间的结构和功能耦合发生持久性破坏。尤为关键的是，这种损伤在经历长时间戒酒并进入成年期后依然存在，表明青少年期的暴饮会对大脑功能造成长期的影响。
此外，到了成年期，受试动物表现出恐惧反应增强等行为异常。对此，研究团队通过化学遗传手段刺激星形胶质细胞内部的钙信号传导，成功部分缓解了成年期过度增强的恐惧反应。该研究证实，作为支持性细胞的星形胶质细胞在调控突触活性和复杂行为中发挥着关键作用。这表明，针对星形胶质细胞的药物策略未来可能成为治疗物质滥用、脑损伤及相关精神健康障碍的新方向。（Marshall University Joan C. Edwards School of Medicine）
· 行星科学 ·
在火星内部，南半球的内部温度或比北半球高400℃
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火星地壳二分性，即火星南北半球之间的这条分界线，是火星上最大的单一地貌特征。火星北部主要由广阔的低地平原组成，而南部则覆盖着大量陨石坑高地。平均来看，火星南部的地壳比北部厚约25千米。半个多世纪以来，科学家们一直在争论它的成因。为了解决这一谜团，近期在一项发表于《自然》（Nature）的研究中，研究人员测量了火星的内部温度，并推断在火星南半球深处的温度可能比北半球地下高出最高750华氏度（约400摄氏度）。
火星绕太阳运行的轨道是不对称的，且自转轴倾斜，因此太阳对火星的引力会持续发生变化。为了分离出引力信号，研究团队利用潮汐层析成像技术重新处理了NASA的三颗火星轨道探测器16年来的无线电跟踪数据，分析火星引力场可能存在的差异，并推测火星内部的结构和温度分布。研究发现，观测数据与火星内部球对称的理论预期存在明显差异。根据火星的弯曲程度，研究团队计算出火星地幔的刚度在南北半球之间应该相差20%以上，北半球地幔较为坚硬，而南半球地幔则较为柔软。他们还推测，火星南半球下方的地幔温度必须比北半球高出约390至750华氏度（约200至400摄氏度）。这一发现可能会影响科学家对火星宜居性，以及火星火山活动持续时间的理解。未来，更高分辨率的火星重力数据或许能够帮助科学家寻找这些地下结构。（Scientific American，IT之家）
撰文、整理：王怡博、clefable
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