新华社二月国外科技新动态汇总（一）
2018-2-7 青野云麓
美研究揭示大脑如何学习语言
美国一项新研究表明，人类用于学习语言的大脑回路还能“兼职”其他用途，而非此前认为的是专门用于学习语言的模块。
发表在最新一期美国《国家科学院学报》上的这项研究显示，儿童学习母语及成年人学习外语时使用的大脑回路还有记住购物清单或学习开车等多种用途。论文共同作者、州立肯特大学的菲利普·哈姆里克说，动物也拥有这类大脑回路系统，例如大鼠学习如何走出迷宫时就会用到。
研究发现，人们记住单词的能力与大脑的“陈述性记忆”能力相关，陈述性记忆指用于记忆购物清单和晚餐菜谱等具象事物的能力。组词成句的语法能力则与大脑的“程序性记忆”相关，程序性记忆用于学习驾车和弹奏乐器等。研究还表明，成年人学习外语之初，语法学习与陈述性记忆相关，后期则转为与程序性记忆相关。研究人员说，这种关联存在于英语、法语、日语等多种语言以及听说读等各种任务中，表明这种相关性是可靠的。
研究人员认为，这一研究对人们理解语言进化及其生物学基础具有重要意义，有望帮助人们改进外语学习，以及治疗自闭症、失语症和诵读困难症等语言障碍。
研究高级作者、乔治敦大学医学院神经科学教授迈克尔·阿尔曼说，目前对语言的基因学和生物学原理知之甚少，但对上述两个大脑系统了解颇多，并已发现其背后发挥作用的许多基因，而这些基因可能也在语言方面发挥作用。
阿尔曼说：“我们希望并且相信这一研究将深化我们对语言的理解，促进外语学习和改善语言障碍。”
美研究称高剂量手机辐射可致大鼠心脏肿瘤
美国一项新研究说，高剂量手机辐射可导致雄性大鼠心脏出现恶性肿瘤，但研究人员强调这些大鼠接受的辐射剂量远高于人们日常使用手机时所接触到的，因此相关结果不能直接推广到人类。
美国国家卫生研究院下属机构国家毒物管理局1月2日发布了相关报告。研究人员以3000只雄性及雌性大鼠和小鼠为实验对象，让它们每天接受总计超过9个小时不同强度的2G和3G信号辐射，时间长达两年之久。它们接触的最低辐射量就已相当于人们使用手机时所接受辐射的最高允许量，它们接触的最高辐射量则远高出手机对人体的日常辐射量。
结果显示，有6%的雄性大鼠出现了心脏神经鞘瘤，但雌性大鼠和所有小鼠均未发现病变。
国家毒物管理局的科学家约翰·布赫在新闻发布会上说，研究中的辐射水平和持续时间远高于人们日常使用手机时所接触的强度，而且实验鼠接受了全身照射，因此该调查结果不能简单推广到人类身上，“但该研究发现的肿瘤与此前某些研究中手机频繁使用者长的肿瘤类似”。
美国食品和药品管理局设备与放射卫生中心主任杰弗里·苏瑞在一份声明中指出，目前尚无足够证据表明在现有标准下，手机辐射会对人体健康造成负面影响。
2011年，世界卫生组织下属的国际癌症研究机构曾宣布手机为“可能的致癌物”，引起世人关注。但在此前后的多项研究都不支持这一看法。例如，对丹麦手机使用者的长期跟踪调查就认为手机不致癌;美国国家卫生研究院也声明，此前基于大量人口的观察研究数据显示，使用手机增加癌症风险的说法“证据有限”。
人类首次发现银河系外行星
据物理学家组织网3日报道，美国科学家借助微引力透镜现象——也是现有行星探测方法中能发现距地球相对遥远地方天体的方法，并对其进行创新，首次发现了银河系外RX J1131-1231星系的一群行星，并确定这些行星的质量介于月球和木星之间。研究人员表示，最新研究将开启新的太空探索领域。
现有的行星探测方法，都只能探测到银河系内行星。RX J1131-1231星系距离地球38亿光年，因此，即便现在最先进的望远镜也无法直接观测到它们。科学家一般使用微引力透镜找到银河系内的行星，但在最新研究中，科学家创新微引力透镜方法，首次发现了这些系外行星。
最新研究负责人、俄克拉荷马大学物理学与天文学系戴新宇教授在接受记者采访时解释说：“现有观念认为，绝大多数星系中存在超大质量黑洞，行星的微引力透镜效应一定会导致黑洞附近的辐射被放大，而这种辐射变化能被现有望远镜观测到。美国国家航空航天局(NASA)的钱德拉X射线天文台探测到了这种辐射变化，我们对其提供的数据进行分析，认为微引力透镜效应可以对此作出解释，从而确定了这些银河系外行星。然后，通过建模数据来分析特征信号出现的频率，确定了这些行星的质量。”
戴新宇表示：“这是首次在银河系外发现行星，借助我们的新方法，现在可以研究这些行星，揭示它们的存在，甚至获得它们的质量，这将开启新的探索领域。”
不过，戴新宇也强调称，尽管新发现还需进一步确认，但他们提出的行星微引力透镜效应导致黑洞附近辐射观测变化的方法是可行的。这项研究发表于最新一期的《天体物理学杂志快报》。
利用植物叶子中“高速路”有望提高作物产量
澳大利亚一项新研究说，一些植物叶子中影响光合作用效率的“高速路”——胞间连丝的数量较其他植物高很多，在这个发现基础上有望开发出提高粮食作物产量的方法。
胞间连丝是植物细胞之间由质膜围成的一种通道，可在细胞间传输各种物质。它的尺寸很小，一根人类头发的剖面上能放2.5万多根胞间连丝。
澳大利亚国立大学日前发布的声明说，该校研究人员弗洛伦丝·丹尼拉等人发现，胞间连丝在植物中起着类似“高速路”的作用，正如在城市中更多道路能够使交通更顺畅，一些胞间连丝数量多的植物，进行光合作用的效率更高。比如玉米是一种光合作用效率高的植物，其叶子中胞间连丝数量是光合作用效率较低植物的10倍。
丹尼拉说，农作物的光合作用通常采用名为C3或C4的方式，玉米、高粱等作物采用C4方式，光合作用效率高，利用同样的太阳能可有更高产量。水稻、小麦等作物采用C3方式，光合作用效率相对较低，而它们却是世界上非常重要的作物。
澳大利亚研究理事会光合作用研究中心副主任苏珊·冯·克默雷尔说，新发现有助于人们找到将C3类植物转化为更高产的C4类植物的方法，从而帮助提高粮食产量和解决饥荒问题。
人造病毒可用于杀灭细菌
英国国家物理实验室发布的一项新研究说，一种完全由人工合成的病毒可高效杀灭细菌，并且不容易引起细菌的耐药性，有望帮助医学界解决日益严重的一些致病细菌对抗生素耐药的问题。
随着许多地方对抗生素的滥用，不少细菌已开始呈现耐药性，一些所谓“超级细菌”甚至对现有大部分抗生素都具耐药性，一旦感染人类就很难治疗。因此医学界一直在研发新型抗生素，但研发速率严重落后于细菌出现耐药性的速率
英国国家物理实验室等机构研究人员在新一期英国《自然·通讯》杂志上发表的研究报告说，他们在实验室中人工合成了一种病毒，能像微型无人机一样，在微观世界中发现细菌细胞并发起攻击，它可以通过接触并破坏细胞膜而将整个细菌摧毁。相比而言，此前一些抗生素需要进入细菌细胞，并击中里面的某个目标才能产生效果。
这种人工合成病毒摧毁细菌细胞的方式意味着细菌不容易对它产生抵抗性，从而有助于解决细菌耐药性问题。报告作者之一、国家物理实验室学者马克思·里亚德诺夫说，这项研究或许能给治疗感染类疾病带来长期有效的新方法。
研究人员说，这种人工合成病毒未来还可用于基因编辑等领域。目前一些基因编辑技术常用某种病毒为载体，将所需基因运送至细胞内部。
新负极材料让充电电池容量高寿命长
日本物质材料研究机构(NIMS)日前公布，他们的一个研究小组成功合成了氧化锰纳米片和石墨烯交替重叠的材料。该复合材料作为锂及钠离子充电电池的负极材料，可将电池充放电容量提高两倍以上，且能延长重复使用寿命，解决了容量和寿命不可兼得的问题。
高容量化是二次电池的目标之一，目前其负极使用的是碳材料，理论上过渡金属氧化物具有高容量，有望成为碳材料的替代物。特别是具有分层结构的氧化锰，将其剥离制成单分子厚的纳米片，作为负极使用，表面全部呈活性，可大幅提高容量。但氧化锰的难点在于反复充放电容易破坏结构，纳米片也易于凝聚成团状。
研究小组在溶液中分散氧化锰纳米片并与石墨烯混合，合成了交互多层的层压复合材料。氧化锰与石墨烯都带负电，通常情况下会互相排斥。研究小组早在2015年通过化学修饰石墨烯使其带正电，解决了排斥问题，并实现了当时金属氧化物负极材料中最高容量和最长寿命。
此次通过把两种物质从分子水平复合，得到了单独材料难以实现的高特性。复合材料除用于充电电池之外，还可大幅提高超级电容器、电极催化剂等能量储存及转换系统的效能。
研究成果发表在近期美国化学协会杂志《ACS纳米》网络版。