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英国发现的1.6亿年前的头足动物汁囊化石英国发现的1.6亿年前的头足动物汁囊化石

  两年前在英格兰发现的两个1.6亿年前的头足动物汁囊化石中包含黑色素(melanin),而这种黑色素在当代乌贼体内也是标志性色素。这是能够研究亿万年前生物体内有机物质的特殊例子,研究表明头足动物(乌贼、墨鱼、章鱼)体内的墨汁自侏罗纪之后就没有发生变化,而黑色素则能以多种有机质的形式完整保存。弗吉尼亚大学的John Simon教授说,虽然头足动物其他有机质成分经年累月已然流逝,但通过多种方法仍能找到遗存的黑色素,并且其完整程度也能保证其被详细研究。其中的一个汁囊化石是迄今为止唯一一个此类化石。

  英国地质调查局的Phillip Wilby在威尔特郡的Christian Malford发现这块化石的,他将标本送给了Simon,日本学者Shoskue Ito对于黑色素研究也很在行,因此也参与了此项研究,他们利用高分辨率的化学分析仪器来探测并最终发现了黑色素。之后,研究者将其与现代墨鱼Sepiaofficinalis体内的黑色素进行了对比并发现两者极为相似,这种墨鱼在地中海、北海及波罗的海极为普遍。Simon说,对黑色素来讲,时间仿佛停止了,进化也停滞了,或许这种状态下的墨汁已达到最优效果。

  普通的动物组织由蛋白质组成,极易被腐蚀,化石一般仅保存有骨骼及印痕,科学家通过这两种化石类型能够了解到不少信息,但与有机体相关的问题则仍然无从解决。但黑色素却是例外,它虽然是蛋白质,但对腐蚀却拥有极强的抵抗力,Simon说,黑色素是化石记录中所有有机色素中出现频率最高的色素,虽然如此,要想研究它仍然很困难,随着技术的进步,从化石中分离出黑色素成为了可能。 研究者利用各种多学科交叉的方法,对化石标本进行了研究,以期获得这些黑色素独特的特征、形貌和化学成分,这些方法都不是常规古生物学方法。Simon说,这项研究的意义不只在于提供新的方法,更在于为人们提供更为广阔的视野。

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科学家最新研制的一款机器人或将成为未来新宠

  据英国每日邮报报道,这听起来有点儿像是科幻电影,一支科学家小组建造了一款智能机器人,神奇的是这款机器人能够使用一个喷胶枪制造工具。

  这种真实版可以制造工具的机器人完全超出了人们的预料,苏黎世联邦理工大学的研究小组建造了一款机器人,它能够自己建造工具,来执行相应的任务。

  在视频演示中,这款未命名的机器人使用喷胶枪制造了一个茶杯,并用这个茶杯盛水,将水从一个器皿转移至另一个器皿。

  这项发明将带给人们惊喜和惊骇,主要取决于人们偏重于哪一方面。该机器人智能性主要表现在工具制造能力,得益于研究小组的智慧结晶,目前这款机器人现成为小型智能机器人。

  这款机器人将执行精心设定的程序指令制造工具,因此它并不是没有“思维”的机器人。但是该机器人的实效性是非常显著的,机器人能够完成既定任务,有能力设计制造工具。

  据悉,该机器人使用喷胶枪逐层制造物体,这类似于3D打印机的工作原理。最终,它很可能设计制造一系列工具,以及可以建造不同物体的蓝图,目前,苏黎世联邦理工大学仅使用一个喷胶枪来完成机器人的装配工作。

  在视频演示中可以看到,机器人使用喷胶或者热胶性胶粘剂建造了茶杯的底部和侧面,再进行逐层打印,最终制造一个茶杯的时间仅30多分钟。

  据悉,研究人员曾想像这种机器人技术能够用于自我修复,建造具有相同体积大小和功能性的机器人,甚至建造其他的机器人。(悠悠/编译)

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一份钻探样本被从洋底提取上来一份钻探样本被从洋底提取上来
这是一种细菌的照片,这种细菌的样子和此次最新研究中所描述的古老细菌样子很像这是一种细菌的照片,这种细菌的样子和此次最新研究中所描述的古老细菌样子很像

  北京时间5月24日消息,据美国国家地理网站报道,科学家们近日研究发现,由于生长极其缓慢,被深埋在海底下长达8600万年之久的一个细菌菌落竟然仍然存活着。这就意味着它们从恐龙时代存活至今。早在上世纪90年代人们便已经知道,某些微生物可以在海底沉积物中存活数百万年,但是直到最近人们一直不清楚这些微生物究竟是以什么为生的。

  为了找出这个问题的答案,科学家们在11处地点收集了栖息在淤泥中的细菌样品,每一处样品的取样地点都位于北太平洋环流覆盖下方洋底以下数十米深处的淤泥沉积物中。所谓北太平洋环流是指一个覆盖了太平洋大部分区域的洋流环流系统。

  来自丹麦奥胡斯大学的地球微生物学家汉斯·罗伊(Hans Røy)是有关这项研究论文的第一作者,他介绍说:“这个环流系统不断循环转动,构成一个相对封闭的环。其内部的海水和外部的海水交换很少。”因此在这一环流周边及其下方的沉积物淤泥,是地球上营养物质最贫瘠的区域之一。罗伊的小组使用氧探测器对这里的淤泥进行探测,他们很快发现这里的深海沉积物细菌正在狼吞虎咽地消耗氧气。除此之外小组还发现这些微生物以同样和它们一同被困在淤泥中的有机物质为食。

  罗伊说:“它们离开地表时恐龙正统治着地球,而直到现在,它们仍在慢吞吞地吃着自己的午饭。”而一项最新研究指出,这些微生物并不是孤独的:这种微生物可能是这颗星球上最常见的有机体,构成了地球上90%以上的单细胞生命体。

  神秘的深海细菌

  罗伊表示,科学家们对这些深海细菌了解不多,它们甚至连名字都没有,因为它们的DNA和任何现存的细菌种类都不匹配。这就像是警方在犯罪现场提取到了一串指纹,但是却找不到任何人可以与之对应。从基因的层面上讲,这些深海细菌“看上去和任何已知的细菌种类都不同,这制约了DNA技术发挥它的作用。”

  让事情更加复杂的是,海洋微生物学家丹尼·昂内斯库(Danny Ionescu)说他们“这些深海细菌中的大部分在实验室中根本无法培养。”昂内斯库来自德国马克斯普朗克研究所,他说:“它们已经适应了贫瘠的环境,很多时候我们是在过度喂养它们。”

  由于这些微生物生存的环境极端贫瘠,它们的繁殖已经相应地变得极端缓慢,这和其他种类的细菌非常不同,很多细菌体在短短几天之内就能从一个分裂成数百万个。相比之下,在培养皿中培养这些深海细菌,用罗伊的话来说“就像是盯着一棵树看看它是否在长高”。罗伊和他的小组的工作的相关论文将发表在本周五出版的《科学》杂志上。

  慢动作下的生命体

  然而,要想了解这些微生物的生命周期并不难,罗伊说:“大自然为我们准备了实验室。”

  首先要做的就是确定出发现这些细菌的淤泥的年代,这些沉积物是以非常缓慢的速度逐渐累积的,大约每1000年才能沉积1毫米左右。研究小组使用他们的氧探测器来考察各个沉积层中的氧气含量,由于这些微生物会消耗氧气,这种方式可以了解它们的生存情况。

  根据测量数据进行的计算显示,这些细菌大约每数百年至数千年才繁殖一次,这样的速度并不令人惊讶,其它一些生命体,如海绵,可以存活更久。马克斯普朗克研究所的昂内斯库表示:“让这项研究显得有趣的地方在于,它展示了生命竟然可以在如此贫瘠的地方生存。”他说,这种生命体的慢动作生活方式“打破了我们对于我们所知晓的生命极限的认识。”(晨风)

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最初,这些小型人造卫星并不能取代普通发电厂,却能为灾区或难以到达的偏远地区迅速提供电力。最初,这些小型人造卫星并不能取代普通发电厂,却能为灾区或难以到达的偏远地区迅速提供电力。
太阳能卫星:这些研究人员的目的是建造一“群”一天内可为整座城市提供电力的人造卫星。太阳能卫星:这些研究人员的目的是建造一“群”一天内可为整座城市提供电力的人造卫星。
英国斯特拉思克莱德大学机械与航空航天工程系的马塞米利诺-瓦西里博士负责这项新研究。英国斯特拉思克莱德大学机械与航空航天工程系的马塞米利诺-瓦西里博士负责这项新研究。
研究人员已研发了一个可把太阳能送回地球的人造卫星网。研究人员已研发了一个可把太阳能送回地球的人造卫星网。

  北京时间5月24日消息,据国外媒体报道,在地球上,由于造价高和面板效率低等因素,太阳能事业发展缓慢。但太阳能卫星的首次试验为“绿色能源”的可行性带来希望。英国斯特拉思克莱德大学研究人员已测试了太空设备,这是开发收集能量并通过微波或激光将其送回地球的太阳能电池板的第一步。

  这些研究人员的目的是建造一“群”一天内可为整座城市提供电力的人造卫星。最初,这些小型人造卫星并不能取代普通发电厂,却能为灾区或难以到达的偏远地区迅速提供电力。地球上的一个“接收器”会把精确定位的微波或激光束变成可用电源。

  在太空安置太阳能电池板的想法是一个备受争议的话题。但这项新研究至少证实了一个小型版本的可行性。英国斯特拉思克莱德大学机械与航空航天工程系的马塞米利诺-瓦西里博士是这项太空太阳能电池板研究的负责人,他说:“太空为收集太阳能提供了一个极其丰富的来源。不管一天什么时候或什么样的天气状况,我们在收集太阳能上都具备有利条件。在像撒哈拉沙漠一样的干燥地区,可以捕捉优质太阳能,却很难将其转变成电力,以供这些地区使用。但我们的新研究旨在解决这个难题,到时候我们可用太空中的太阳能电池板为这些难以到达的地区供电。”

  瓦西里表示:“通过微波或激光,我们都能将太阳能发送到地球上,甚至直接送到特定地区。这会提供一个可靠的优质太阳能来源。由于它能持续不断地提供太阳能,所以不再需储存来自地面可再生能源的能量。刚开始,较小的人造卫星能为一座小村庄产生足够电力。但我们的目标是有朝一日将这项技术应用到一个足够大的太空结构中,这样一来它所收集的能量就能为一座大型城市提供充足电力了。”

  4月份,斯特拉思克莱德大学的一个科学技术与工程学生团队开发了一个具有创新意义的“太空网”实验,它已在一艘从北极圈飞往太空边缘的火箭上进行。这个实验名为Suaineadh,苏格兰盖尔语的意思是“意外进展”。这是太空施工设计迈出的重要一步,证明了一个轻型旋转网状物上可以建造大型结构,为这个太阳能计划的第二步铺平了道路。

  瓦西里表示:“Suaineadh实验的成功意味着我们可以进行太空太阳能计划的第二步了,也就是研究用于收集太阳能的反射器。当前这个名为‘自动膨胀式可适性面板’(SAM)的计划将测试一个超轻型细胞结构展开时的情况。这个结构一旦展开,就会变形。它由真空中自动膨胀的细胞组成,可通过纳米泵改变独立的体积。这个结构能复制存在于所有生物体内的天然细胞结构。细胞的独立控制便于我们将这种结构变成一个收集日光、并将其发射到太阳能电池板的太阳能集中器。通过组装数以千计的小型个体单位,同一个结构还能用于建造大型太空系统。”

  这个计划是一个美国宇航局先进理念研究所(NIAC)研究的一部分,美国“阿耳特弥斯创新”公司的约翰-曼金斯是该研究负责人。斯特拉思克莱德大学是一个国际联盟欧洲地区的代表。该联盟由美国研究人员和一个由神户大学信行贺屋教授率领的日本科研团队组成。日本神户大学在无线电力传输方面占有世界领先地位。

  美国宇航局先进理念研究所的这项研究为大型太阳能人造卫星证明了一个新的设计方案。斯特拉思克莱德大学研究人员的任务是为结构要素提出新颖的解决方法,同时为轨道和轨道控制找到新的解决方案。(秋凌)

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  科学家在黑龙江省乌拉嘎地区晚白垩世渔亮子组地层中发现了大量的恐龙化石,其中多数骨骼化石被鉴定为赖氏龙亚科黑龙江龙,其余部分则归入鸭嘴龙亚科的董氏乌拉嘎龙。

  来自中科院古脊椎动物与古人类研究所的科研人员对原有材料和新材料进行对比研究后认定,以前归入乌拉嘎龙的部分骨骼(包括不完整的脑颅骨、上颌骨和肩胛骨)实际上应属于赖氏龙类,并相应地修订了其鉴定特征。

  同时,研究人员进行的系统发育分析显示,乌拉嘎龙是已知最基础的鸭嘴龙亚科恐龙,与在北美地区发现的短冠龙和慈母龙共同构成了鸭嘴龙亚科的一个基干支系。该支系起源于桑托期的亚洲,可能在中坎帕期之前发生分异,并通过白令陆桥向北美地区迁徙辐射。

  据介绍,乌拉嘎龙具有同短冠龙和慈母龙十分相似的骨学特征:长而楔形的前顶点位于颧骨前支的一半背腹高度处;颧骨后支呈扇形;乌喙骨的腹突相对较长且纤细;肱骨三角胸嵴较不发育,适度地向前外方扩展;髂骨髋臼上突的腹缘呈不对称U形,缺乏一条强烈的嵴连接其后部区域与髋臼后突的背缘。

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  研究人员发现,海洋沿岸水域生长的海草吸收温室气体能力超强,是陆地森林吸收能力的将近三倍。

  研究结果显示,每平方公里海草可吸收8.3万吨碳,而同等面积森林的吸碳能力通常为3万吨。海洋是碳捕捉重要场所。研究人员说,海草生长区域占海洋总面积不到0.2%,而捕捉的碳所占比例超过10%。

  这项研究由美国佛罗里达大学生物学家詹姆斯·弗奎因主持,多国研究人员参与。报告由最新一期《自然地学》杂志发表。弗奎因说,海草的根部和所生长的土壤能持续储存碳,能力独特。一些案例中,海草生长的海床储碳时间超过1000年。除捕捉碳,海草能过滤沉积物,保护海岸不受洪水和风暴破坏,为鱼类和甲壳类生物提供栖息地。

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 美国的性病实验让费德里科•拉莫斯承受了长期病痛。 

  20世纪40年代,一批美国医生在危地马拉蓄意让上千人感染性病,到今天,当年的受试者仍然饱受性病的困扰。

  撰文 马修•沃尔特(Matthew Walter)

  翻译 高天羽

  那些针,是在没有提醒或给出解释的情况下扎进去的。1948年的一个周五,危地马拉陆军的低阶士兵费德里科•拉莫斯(Federico Ramos)正要离开军营去度周末,上面却下了一道命令,要他去一家由几个美国医生经营的诊所报道。

  拉莫斯步行去了这家诊所,医生在他的右臂上打了一针,并叫他周末结束后再来打一针。作为补偿,拉莫斯的指挥官给了他几枚硬币,让他找个妓女快活快活。拉莫斯参军两年,在头几个月里,这样的事一共发生了几次。现在回想,他认为当年的医生是在故意让他感染性病。

  拉莫斯现年87岁,他说自己大半辈子都在忍受那几次注射带来的危害。退伍后,他回到家乡,那是一座偏远的村庄,坐落在危地马拉城东北的一处陡峭山坡上。即使到今天,这个名叫拉斯埃斯卡雷拉(Las Escaleras)的村子都没有通电,而且缺医少药。直到拉莫斯年届不惑、也就是接受注射近20年后,他才去拜访了一位医生,确诊患了淋病和梅毒;治疗的费用,他无力承担。

  “因为缺少资源,我一直待在老家,试着自己治好自己,”拉莫斯说,“感谢上帝,我在有些年头会感觉好点,但接着就会复发。”过去几十年里,他常常会在排尿时疼痛流血,他的病还传染给了妻小。这些,都是他上个月在家中接受《自然》杂志采访时透露的。

  拉莫斯的儿子本杰明表示,他也是一辈子受到各种症状的困扰,比如生殖器发炎;他的妹妹一出生头部就有溃疡,后来一直脱发。拉莫斯和他的子女都把美国看作他们几十年饱受性病之苦的祸首。“这是美国的一项实验,目的是检验性病对人的危害。”本杰明说。

  从1946年7月到1948年12月,美国在危地马拉开展了一系列旨在控制性传播疾病(STD)的实验,活到今天的受试者寥寥无几,拉莫斯就是其中之一。当年,美国政府派出的研究人员和危地马拉同行一起,在未经同意的情况下,对5 000多名当地士兵、囚犯、精神病人、孤儿和妓女进行了实验。他们让1 308名成人接触梅毒、淋病或软疳,有时还利用妓女来感染囚犯和士兵。这些实验在2010年披露后,拉莫斯和其他受害者对美国政府提起诉讼,奥巴马总统正式道歉,他还委派了一个生命伦理顾问委员会,要他们对当年的事件展开调查,并确认现行法规能否保障临床实验受试者的权益。

  当危地马拉实验的细节大白于天下,美国的卫生官员纷纷表示谴责,说当年的实验“可恶”、“可憎”。去年9月,生命伦理研究委员会在一份报告的结尾表示:“危地马拉实验是对人伦的肆意违反,就算以涉案研究人员对自身做法的认识,以及当年医学伦理的要求来衡量,结果也是如此。”(见“伦理的演变”)

  不过,如果将这份报告和参与危地马拉实验的研究人员撰写的文件相对照,我们就会看到一幅更加复杂的图像。当年主持实验的年轻学者约翰•科特勒(John Cutler)曾经得到美国卫生官员的鼎力支持,连卫生局长也是其中之一。

  “科特勒认为自己做的事情非常重要,而且他不是单枪匹马在做这件事,”美国韦尔斯利学院的历史学家苏珊•雷弗比(Susan Reverby)这样评说——就是雷弗比发现了科特勒撰写的几份没有公开的实验报告,从而将这项研究公之于世。

  科特勒和他的上司们明白,自己的研究受社会上的某些人士待见。但在他们眼里,这些研究在伦理上是站得住脚的,他们相信研究结果会带来广泛的益处,能帮助危地马拉改善公共卫生系统。这种种借口,都对今天的医学研究中可能发生的腐败提出了警示,因为西方的临床研究正日益转移到发展中国家,以利用那里的低廉成本和大量等待治疗的病人。生命伦理学家担心,某些国家的松散法规和低下的伦理标准会让部分研究人员乘虚而入,在那里开展本国不允许的实验。“这件事的最大教训就是,无论你身在何处,都应该遵守同样的规范、准则和伦理。”美国国立卫生研究院(NIH)临床中心生命伦理部担任代理部长、生命伦理顾问委员会成员克里斯汀•格雷迪(Christine Grady)说道。

  反梅毒战争

  在二十世纪的前几十年,美国的卫生官员都忙着和性传播疾病作战。1943年,时任美国国家研究委员会性病分会主席的约瑟夫•摩尔(Joseph Moore)估计,美国军队中每年新增的淋病感染人数将达到35万,“相当于每年让整整两个装甲师或者十艘航空母舰退役。”为了解决这个问题,美国政府在研究、治疗和宣传上花了很大力气。

  参与这场反性病战役的很多人后来当上了卫生高官——日后批准危地马拉实验的美国卫生局局长托马斯•帕伦(Thomas Parren),当年就是公共卫生服务部的性病研究实验室(VDRL)的负责人,还就这个问题写了两本书。这个实验室的副主任后来跑去管理NIH的研究经费办公室,而该办公室在1946年初为危地马拉实验提供了经费支持。

  约翰•帕拉斯坎朵拉(John Parascandola)曾经在美国公共卫生服务部担任历史学家,并撰写了《性、罪与科学:美国梅毒史》(Sex, Sin and Science: A History of Syphilis in America)。他表示,公共卫生服务部“曾经有个非常活跃的性病分部”。这个部门的研究人员在1943年就证明了青霉素能有效治疗淋病和梅毒,但他们对这两种疾病和其他性病的预防和治疗仍然有许多疑问。“那些人刚对性病有了初步了解,对这个课题还是很感兴趣。那是在上世纪40年代,性病分部的人当然不会觉得性病的问题已经解决了。”

  美国军方尤其想开发一套防病技术,以取代沿用了几十年的“专业设备”——要求士兵在性事之后,向阴茎中注入一种含银的溶液以预防淋病,还要在生殖器上涂抹甘汞油以预防梅毒。这种方法不单痛苦费事,而且不怎么有效。

  美国公共卫生服务部在1942年底提出,为了验证治病和防病技术,亟需在受控条件下让人类感染性病。官员们就这个建议的合法性和道德性展开了辩论,甚至恳请美国司法部长发表意见。最后,他们决定在印第安纳州特雷霍特市的一座联邦监狱进行实验,使用自愿的囚犯作为受试者。

  科特勒就是奉命开展实验的医生之一。这项“监狱研究”始于1943年9月,当时科特勒28岁,两年前刚从医学院毕业。研究者将病菌直接放置在囚犯的阴茎顶端,想以此引起感染。这次实验建立的方法,后来又被科特勒用到了危地马拉。然而,研究者终究没有找到有效感染受试者的手段,缺少了这个至关重要的步骤,防病技术的检验也就无从谈起。不到十个月,实验就被终止了。

  被囚的人群

  在特雷霍特的尝试之后,研究者开始规划一项规模更大的研究,就是通过所谓的“正常接触”感染受试者,具体方法是让他们和已经患病的异性性交。

  1945年,一名危地马拉的卫生官员在VDRL工作了一年,期间,他主动要求在他的祖国开展研究。这名官员叫胡安•富内斯(Juan Funes),是危地马拉性病控制部的负责人,是协助研究的不二人选。当时的危地马拉,卖淫是合法的,政府要求性工作者每周去诊所检查、治疗两次。富内斯负责一家大型诊所的监管工作,可以推荐得了性病的妓女参加美国的实验。科特勒和VDRL的其他科学家很快就接受了这个提议,他们起草的计划得到批准,并获得了110 450美元的资助。

  危地马拉方面的一份报告指出,美国的研究项目涉嫌蓄意传播性病,明确违反了当时的危地马拉法律。但在上世纪40年代中期,危地马拉正在经历一次政治动荡,该国官员对美国的计划并不反对,像危地马拉公共卫生部长路易斯•加里奇(Luis Galich)就参与了美国的研究,甚至1945年当选总统的胡安•何赛•阿雷瓦洛(Juan José Arévalo)也难逃干系,他对美国科学家在危地马拉开展梅毒研究一事,至少是有所耳闻的。对危地马拉的官员来说,美国的这次研究提供了一个机会,使他们得以利用美国的资金来提高自身落后的卫生条件,引进先进的科学技术。

  科特勒在1946年8月抵达危地马拉,开始筹备实验。他的计划是先通过验血来诊断性病,然后检验青霉素和一种名叫“orvus-mapharsen”的药剂的防病效果。起初,科特勒利用染病的性工作者来向士兵传播淋病,他和同事给这些性工作者接种了几种菌株,然后让她们与大量男性发生性关系。资料显示,有一名妓女在71分钟内与8名士兵发生了性关系。此外,研究人员还利用性工作者在一所监狱内开展了研究。

  可是,用这种“自然”的方法来造成感染也并不容易,于是研究人员改用接种法。他们用带病溶液擦拭受试者的尿道,或者用一根牙签将溶液送入受试者的尿道深处。在危地马拉的国家精神病院,科学家在男性病人接触病原体之前先将其阴茎划破,以此增加感染的机会;他们还在七名女性病人的脊髓液中注入了梅毒。

  根据美国生命伦理顾问委员会的报告,科特勒的研究组共使558名士兵、486名精神病人、219名囚犯和39名其他人士接触了淋病、梅毒或软疳。但委员会无法确定究竟有多少人受到感染,又有多少人被治愈。有些实验在精神病人、囚犯和军人之外,还用到了孤儿和麻风病人,研究人员对所有实验中诊断测试的精确性都进行了测定。

  委员会表示,没有证据表明科特勒在实验时获得过受试者的同意,虽然有几次他的确获得了军队长官、监狱官员及精神病院医生的许可。在一封写给他的上司、VDRL主任约翰•马奥尼(John Mahoney)的信中,科特勒坦白自己对精神病院的病人有欺骗行为,目的是给他们注射梅毒,然后治疗。

  科特勒和同事对待有些受试者的手段相当残忍。生命伦理顾问委员会详细描述了当时的一个案例:美国医生用梅毒感染了一个名叫伯塔(Berta)的女精神病人,但在接下来的三个月里都没有为她治疗。伯塔的身体越来越差,又过了不到三个月的时间,科特勒报告说她已濒临死亡。这时,他又一次用梅毒感染了伯塔,还把一个淋病患者的脓汁注入她的眼睛、尿道和直肠。在接下去的几天里,伯塔的眼睛里渗出脓汁,尿道里流出鲜血,不久之后就死了。

  不过,科特勒在危地马拉也做了一些好事。他致力于改善公共卫生、在军队医院里发起了一个性病治疗项目,还为陆军制定了一个疾病预防计划。他为孤儿治疗疟疾,游说上司为陆军提供青霉素(但遭到拒绝),还为当地培训了一批医生和技术人员。另外,他还帮助142位病人恢复了健康——他们可能都患有性病,但不是在他的研究中感染上的。

  他在报告监狱研究时写道:“对方很欢迎我们的团队,无论是监狱管理人员还是囚犯都是如此。我们认为,这是因为我们为他们提供了一个性病治疗项目,而这些东西是他们以前所没有的。我们因此觉得,这个治疗项目是值得的,也是完全正当的。”

  到最后,科特勒的实验并没有获得多少成功,部分原因是,他无法在不使用极端手段的前提下感染受试者。他后来获准将实验从1948年6月延期到当年12月。那年年底,他离开了危地马拉。此后,其他研究人员公布了部分验血结果,但科勒没有公布他对防病技术的研究。生命伦理顾问委员会指出,他的那些实验不仅是对人伦的肆意违反,而且在筹划和执行上都十分糟糕。

  一段显赫的职业生涯

  虽然经历了种种失败,但科特勒的履历倒是因为这些研究变得光彩起来。回国之后才几个月,世界卫生组织就委托他带队去印度,指导对性病的诊断和治疗。上世纪60年代,他又前往阿拉巴马州,在臭名昭著的塔斯基吉实验(Tuskegee experiment)中做研究带头人——在这项实验中,研究人员对数百名患有梅毒的黑人研究了几十年,却始终没为他们治疗。科特勒在美国公共卫生服务部里干得风生水起,后来又在匹兹堡大学当上了国际卫生教授。2003年,科特勒逝世,而危地马拉实验的揭露还要等到很久之后。

  迈克尔•乌吉安(Michael Utidjian)是一名流行病学家,上世纪60年代末在匹兹堡大学工作,曾和科特勒合作过两篇论文。据他描述,他的这位前同事对性病研究相当尽心,对国际研究也很有热情。“在印度,他用青霉素治疗了几种较为常见的性传播疾病,开辟了一片新的天地,”但伍提健也表示,科特勒是一位有缺点的研究者,“我觉得他不算是一流的科学家,在研究的策划上也不杰出”。两位科学家合作检验了一种局部预防技术的效果,但实验相当糟糕,结果“没有什么价值”。

  在危地马拉,那些受试者的下场比科特勒凄惨得多。在拉斯埃斯卡雷拉那所铁皮屋顶的房子里,当年的受试者拉莫斯已经皮包骨头、举步维艰,说起话来含糊不清,加上牙齿掉光,更叫人难以理解。他说,他一直拖到大约十年前、痛得无法小便时才去看病。他的儿子将他紧急送往医院,医生给他插了一根导尿管,后来又做了一次手术。

  冈萨罗•拉马雷斯•蒂斯塔(Gonzalo Ramirez Tista)和拉莫斯居住在同一个村子,他说他父亲塞尔索•拉马雷斯•雷耶斯(Celso Ramirez Reyes)也曾在军队服役的三年里参与那些实验。那些科学家要求他和感染了性病的性工作者发生性关系,还给他打几针,没过几天,他就发现自己的阴茎里流出了脓水。“他离开军队时还有那样的症状,后来还传染了我母亲,”蒂斯塔说。退伍后的雷耶斯饱受淋病的困扰,身体溃烂、视力下降,而且容易困倦。

  和拉莫斯的家人一样,蒂斯塔也对美国政府提出了赔偿诉讼。他和拉莫斯都无法用档案支持自己的主张,但危地马拉人权调查办公室的帕布罗•维纳(Pablo Werner)医生仍对这两起案件展开了调查,结果发现,拉莫斯和雷耶斯的叙述,可以由他们的参军时间和他们提供的病例细节得到证实。另外,科特勒曾在论文中列出一份档案,调查人员据此整理出了一个受试者数据库,雷耶斯的名字也在其中。

  永不再犯

  不久前,美国司法部要求将赔偿案件驳回,理由是法庭不是处理此事的“恰当平台”。不过在去年9月,生命伦理顾问委员会却建议美国政府建立一个一般性的赔偿机制,为那些在美国政府资助的研究中受到伤害的受试者提供赔偿。

  今年1月,美国健康与公共事业部(Department of Health and Human Services)拨出近180万美元的款项,专门在危地马拉改善性传播疾病的治疗,加强和人类研究有关伦理培训。但控方对此并不满意,仍坚持上诉。

  随着案件的进展,研究人员也在为如何评判科特勒及其同事的行为,以及如何防止此类事件重演而大伤脑筋。生命伦理顾问委员会认为,当初,科特勒和他的上级对自己违反医学伦理的事是清楚的,因为他们在特雷霍特征求过受试者的意见,在危地马拉也设法隐瞒了自己的研究。科特勒的一名同事还告诉他说,美国卫生局长“对我们这个项目非常感兴趣,他说过:‘你知道,这种实验在我们国家是没法做的’,说的时候还俏皮地眨了眨眼睛。”

  但话说回来,在当时,人们对于伦理的认识正处于快速变化中。美国威斯康星大学麦迪逊分校的生命伦理学家苏珊•莱德勒(Susan Lederer)指出,20世纪40年代的道德标准要比今天“模糊得多”。

  1946年末,科特勒已经开始危地马拉的工作,而在德国的纽伦堡,23名纳粹医生和军官接受了审判,罪名是第二次世界大战期间,他们在集中营里开展不人道的实验。这次审判催生了称为《纽伦堡法典》的一系列准则,它们规定,实验人员必须得到受试者的同意、受试者必须具有表达这种同意的能力,以及实验必须避免没有必要的身体和精神伤害。

  尽管这样严格的标准在纽伦堡审判之前也并非闻所未闻,但遵守它们的人却屈指可数。比如1935年,美国密歇根州最高法院就表示,研究人员从受试者的监护人那里征得同意就可以了。这一点,其实科特勒也做到了——他在实验前征求过军队指挥官和当地政府官员的意见。再说,他的许多受试者都是贫穷、没有受过教育的当地人,在科学家看来,他们根本就搞不明白这些实验的意思。

  在那个年代,美国的一些顶尖研究者也的确是在没有征得同意的情况下开展研究。比如在1943年,日后因为脊髓灰质炎疫苗而闻名于世的乔纳斯•索尔克(Jonas Salk)、流感研究的领头人小托马斯•弗朗西斯(Thomas Francis Jr),就在密歇根州的一家精神病院蓄意让病人患上流感,而有证据表明,并不是所有病人都同意参与实验。

  科特勒和他的上级显然认为,到了危地马拉,就可以跨越在美国无法跨越的伦理界限了。在西方公司日益将临床实验转移到外国(尤其是发展中国家)的今天,这种内外有别的现象也引起了人们的关注。2010年,美国健康与公共事业部调查了所有在美国境内营销药品的申请,结果发现2008年一年,就有几乎80%的获批申请是在国外进行的临床实验。

  比起发达国家,发展中国家的医学准则往往较低,对法规的执行也不那么有力。比如在印度,就有人权积极分子和国会议员表示,外国的制药公司常常在未经同意或没有解释清楚风险的情况下,在贫穷而又不识字的印度人身上开展新药实验。

  2009年,制药业巨头辉瑞公司同意支付7 500万美元的巨款,以了结尼日利亚儿童在抗生素实验中死亡所引起的诉讼。在此之前,尼日利亚的政府官员和人权人士曾经宣称,辉瑞在实验中行为失当,比如没有获得适当的批准或同意。但辉瑞否认了这些指控,也不承认在结案过程中有任何过失。

  伦理学家对一些今天看来可以接受的做法也提出了警示,比如新药实验中选择那些病入膏肓的病人,以及那些将新疗法看作唯一希望、完全无视其危险的病人。莱德勒指出,有些抗癌新药的实验中会用到毒性特强的成分。她指出:“未来的人们可能会说:‘病得那么严重的人,怎么可能签署知情同意书呢?’”

  在格莱迪看来,危地马拉实验的教训也正是出生命伦理学的基本准则:不是什么研究方法都是可以接受的,信息透明是关键,科学家要时刻牢记,自己的研究对象是人类。

  不过她也表示,在临床实验中,并非总有一条清晰的伦理底线。“当你在特定的案例中细究底线的意义,分歧就出现了。”对危地马拉实验而言,这或许才是最令人担忧的教训。在任何一个时代,都可能有许多研究者(甚至是大多数)同意,某一个做法或某一条规则是正当的、必要的;但对于后代来说,前人的野蛮又是那样显而易见。

  本文作者

  马修•沃尔特是纽约的自由撰稿人,理查德•莫纳斯特斯基(Richard Monastersky)做了补充报道。

  伦理的演变

  性传播疾病(STD)是20世纪40年代的卫生官员关注的一个焦点,当时的许多医学研究——包括美国在危地马拉开展的实验——都使用了在今天看来违反伦理的方法。尽管相关的伦理标准已经在过去几十年有所提高,临床研究者们却一直在突破科学研究的底线。

  1941年:在美国加利福尼亚州,一个12月大的婴儿被蓄意感染了疱疹。研究结果遭到一位科学编辑的拒绝,但最后还是登上了1942年的《儿科学杂志》(Journal of Pediatrics)。

  1943年:研究表明,青霉素是治疗梅毒和淋病的有效药物。

  为攻克性传播疾病,美国军方和公共卫生服务部在研究、治疗和宣传上拼尽了全力。

  1944年:约翰•科特勒在印第安纳州特雷霍特市的一所监狱开展实验,囚犯被感染性病,以测试一种防病技术的效果。

  1946年:科特勒在危地马拉的实验最终使1 308名囚犯、士兵和精神病人接触了性传播疾病。这支美国研究队伍还从1 384名儿童身上抽取血样,以评估性传播疾病的诊断测试。有证据表明,这些受试者并非是自愿参与研究的。

  1946年—47年:对德国纳粹军医的审判催生了《纽伦堡法典》(Nuremberg Code),法典规定,实验人员必须在实验前获得受试者的同意,在实验中也要避免不必要的伤害。

  1953年:科特勒在纽约的辛辛监狱开展了一项实验,他给囚犯注射梅毒,其中的一些提前接种了尚处于实验阶段的疫苗。

  1956年:研究者在纽约的柳溪州立学校(Willowbrook State School)开展了一项长达15年的研究,让那里的智障儿童感染肝炎。

  1963年:几名医生在纽约的犹太慢性病医院(Jewish Chronic Disease Hospital)将活的癌细胞注入住院的老人体内,事先没有征得对方的同意。消息传出,舆论哗然,由此引发了一场有关科研伦理的辩论,促使美国政府对科研采取了更严格的控制。

  1972年:美国政府叫停了在阿拉巴马州塔斯基吉举行的一项长达40年的实验。实验中,数百名感染梅毒的非洲裔美国人被观察了数十年,期间未得到治疗。

  2010年:历史学家苏珊•雷弗比揭露了科特勒在危地马拉实验中的腐败行为,促使美国总统奥巴马致歉危地马拉,并对此事开展调查,结果表明,这些实验是“对人伦的肆意违反”。

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  据国外媒体报道,科学家目前通过最新的研究进一步发现十九世纪爱尔兰大饥荒中出现的神秘微生物有着令人惊异的来源。在十九世纪四十年代,爱尔兰爆发罕见的食物短缺,大饥荒导致该国人口急剧下降,超过一百万人流离失所,是爱尔兰历史上最严重的民族灾难事件之一。此外,研究人员发现作为爱尔兰居民主食的马铃薯大面积不明腐烂源于一种被称为“马铃薯晚疫病”的病菌所致,这种特殊类型的致病疫霉席卷了爱尔兰全国,最终导致由1845年开始长达七年的饥荒。


横跨大西洋的环流与云系或是微生物的“特殊走廊”

  然而在150多年之后,美国国家航空航天局的科学家们一直在研究地球生物圈的神秘循环。研究结果显示,在高层大气还存在着令人惊讶的微生物循环模式,这比我们此前预期的微生物在大气中的循环高度更高,达到了十万英尺甚至更高的大气上层。根据一项名为“公民在空间”的研究工程,该工程旨在致力于普及公民科学与提高公民在太空探索中发挥的作用,研究人员发现马铃薯晚疫病病菌可能是通过高层大气的运动抵达爱尔兰。

  负责该项研究的人员认为高层大气可能作为致病微生物的“全球运输系统”,在来自宇宙空间高水平的辐射背景下,可增加病菌或者微生物的突变几率,作为一种特殊的“疾病温床”。比如,在北非和加勒比海地区的之间形成的风带,每年可卷起大约十亿吨的沙粒和尘埃,其中每克沙中含有约一百万数量级的微生物,这些被“横扫”的大量沙尘最终散布在世界各大洋中。

  根据参与本项研究的研究人员蒂娜·凯洛格(Christina Kellogg)与戴尔·格里芬(Dale Griffin)介绍:“撒哈拉大沙漠中的沙粒和尘埃也可能参与了全球性的尘埃与微生物循环,但是目前还没发现有人类感染性疾病与沙漠中的尘埃与沙粒有关。”在非洲大陆上卷起的尘土中,很有可能是导致加勒比海地区出现珊瑚疾病的原因。在克隆技术等细胞工程的高速发展下,许多现代作物的遗传多样性受到限制,有着相同的敏感性,这就使得某种疾病的爆发可以在短时间内席卷全球。

  而在灾难发生时,大多数人的第一反应是将原有归结为来自汽车尾气等人为污染排放,或者地下散逸出火山气体等,直到通过现代科学的指引,找到最终的致命病菌。传统的观点认为在地球的高层大气上,由于缺少微生物所需的营养物质,而且在长期紫外线的辐射照射下,任何细菌都很难存活。但是根据最新的研究成果,地球的高层大气中却生活着顽强的病原体,甚至是微小的生物都可以在如此极端的环境下生存。

  被喻为生命力最强的“不死生物”水熊虫可生活在接近绝对零度的超低温环境中,不仅如此,也可以生存在温度高达150摄氏度的条件下,其身长仅仅1.5mm,却可以承受住比其他动物强1000倍的致命辐射。值得一提的是,水熊虫也被称为宇宙生物,因为它们可生活在几乎真空的近地轨道上数天,也可以忍受住数十年没有水的生存环境。如果该理论是正确的,那么我们可以跟踪大气环流的运动以发现病原体的所在地。更重要的是,我们甚至可以阻止将来类似爱尔兰大饥荒的事件发生。(Everett/编译)

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研究证爱听摇滚的人容易染上吸食大麻、乱性的恶习。

  科学网(kexue.com)讯 北京时间5月23日消息,你或者你的子女是否有钟情于摇滚音乐的呢?如果有,就要引起注意了,最近一项研究表明,摇滚和毒品、乱性等息息相关,一不小心可能就越过雷池了。

  研究人员们判定,如果少年每天在听摇滚上面花上超过一个小时的时间,并且音量在89分贝以上(和剪草机的音量差不多大),那么他们的日常行为就可能“令人担忧”了。如果这样的少年仍然表现良好的话,他们一般会被同龄人们认为“怂爆了”。

  同样,根据这个理论,那些用MP3等听同类音乐的人中有三分之一都和前面所说的行为令人担忧的少年一样,而其中有一半会在夜店里,派对中较为疯狂。那些派对疯狂的人和喜欢看现场演出的人又比最先所说的用音箱放音乐的人更加容易酗酒(高出他们6倍的几率),也更容易乱性(高出2倍的几率)。

  那些较为“危险”的用MP3听摇滚的人比用音箱听摇滚的要高出两倍的几率吸食大麻。研究者指出,现在很多家长都没有意识到听摇滚会让他们的孩子沾染大麻和毒品以及酗酒,乱性的几率更高。你要骗自己说自己的儿子会穿着青春洋溢的运动装去夜店喝可乐了,现在的孩子们很清楚自己想要的是什么。

  这项研究并没有说明到底哪种风格的摇滚才最危险,最容易引人犯罪,所以让我们大胆地假设所有比较吵闹的音乐都会让年轻人变坏吧,而且会让他们听力下降,所以年轻人们,如果你喜爱听摇滚,好好斟酌一下吧。(科学网kexue.com 维森)

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科学家对不同体型老鼠进行测试

  几周之前,我曾看到一项有关快餐消费与抑郁症之间联系的调查。就在几天前,我又参与了一个关于高脂肪含量饮食和预防心脏病发作的研讨会。今天,我们又见到了一项与高脂肪含量饮食有关的研究,这次研究的对象是:老鼠和它们的抑郁症行为表现。高脂肪含量饮食究竟对生物有何不良影响?看起来,名目众多的各种新研究,已经把这个问题变得越来越复杂了。

  但是本次研究至少表明,饮食引起的肥胖有可能导致老鼠出现疑似抑郁症的行为。不过,饮食习惯究竟是如何产生这些影响的,目前仍不清楚。

  一些研究已经发现,对于人类来说,肥胖症确实与抑郁症状有一定联系。但值得注意的是,两者之间并不存在直接的因果联系。一些患有肥胖症的人也可能因为其他因素导致出现抑郁症状,比如经济状况,遗传,或其他并发症等。为了确定肥胖症本身是否会导致抑郁,首先必须人为制造出一些患肥胖症的群体,做为研究对照。

  所以,我们选择了老鼠作为实验研究对象。夏尔马和富尔顿给实验组的老鼠连续提供12周的高脂肪、高热量食物,最终使它们的体重远远超过控制组的老鼠。然后,他们对这些老鼠进行了3项焦虑和抑郁方面的行为测试。

  上图便是3项行为测试的结果。第一组图为“十字迷宫实验”的测试结果,该实验中的迷宫被设计成十字形,其中有两端是开放的,另外两端则是密闭的。一般来说,老鼠喜欢呆在密闭的两端,因为它们更加偏爱黑暗和狭小的空间。如果老鼠呆在密闭两端的时间越久,则说明它越焦虑。在本次实验中,我们发现投喂高脂肪食物的老鼠呆在迷宫密闭两端的时间更久。

  在第二组的“空地”测试结果图中,研究人员得到了类似的实验结果。该实验中,老鼠被放置于开放的空地中,一般情况下,老鼠总是远离空地的中心,而更喜欢呆在较安全的空地边缘和角落处。如果老鼠越偏向于呆在空地边缘,则说明它越焦虑。同样,投喂高脂肪食物的老鼠比正常老鼠更加喜欢呆在空地边缘,表明它们更加容易焦虑。

  然而,焦虑测试并不能指示抑郁程度。在最后一组抑郁测试中,研究人员对老鼠进行了“强制游泳测试”。该实验中,老鼠被放入装满水的桶里。刚开始,它们会游上几分钟,但是当它们发现逃不出去之后,便停止了游动,开始采取消极的行为——任由自己在水面上漂浮。正常情况下,服用过抗抑郁药物的老鼠会游动得更久,而表现出抑郁症行为的老鼠会漂浮得更久。就本次实验结果来看,进食高脂肪食物的老鼠比正常老鼠漂浮的时间更长,表明它们的抑郁程度更深。
 
由高脂肪食物饲养的老鼠还有其他一些异常。疑似抑郁症的行为和压力应激反应的变化总是会被习惯性地联系起来,所以,研究人员还对老鼠体内与压力有关的荷尔蒙——皮质酮(类似于人体内的皮质醇)进行了检测。食用高脂肪食物的老鼠体内的皮质酮含量比正常水平略高,但是在感受到压力之后,它们体内的皮质酮含量会大幅升高。说明与正常老鼠相比,它们对压力更加敏感。此外,研究人员还研究了老鼠大脑内奖赏机制回路(比如伏核和终脑皮层)中的变异,结果发现,虽然这些变异通常并不能直接导致出现疑似抑郁症的行为,但是这些变异已经在其他关于高脂肪饮食的研究中被普遍发现,并且被认为与食用高脂肪食物的动物处理奖励的机制所发生的变化有关。
 
根据以上这些实验数据,研究人员总结道,由高脂肪饮食引起的肥胖症能够导致老鼠的疑似抑郁症行为。虽然这些原始数据非常有价值,但我还是认为该研究仍有需要改进的地方。

  首先,研究人员并没有对老鼠进行其他类型的抑郁行为测试,比如“饮用蔗糖水”或“新环境导致食欲减退”等。肥胖的老鼠在游泳时更加费劲,这可能会影响“强制游泳测试”的结果。

  其次,目前已经证实了一些因素与抑郁症表现有关,我希望能够看到更多涉及这些因素的研究。比如,长期的精神紧张已被证实与抑郁症行为和神经形成减缓有关,抗抑郁药物对这些症状都有一定的积极作用。为什么不研究一下,高脂肪饮食是否可能引起神经形成减缓呢?与奖励机制有关的脑区所发生的变化,虽然也是引起抑郁行为的一个因素,但并不是其中最重要的方面。

  再者,我认为该研究有必要在老鼠增肥前先进行一次测验。研究人员连续12周让老鼠进食高脂肪食物并让它们增肥,这样确实可行。但是这样的饮食也可能引起问题,比如因胰岛素无法分泌导致老鼠患上2型糖尿病。而此前的研究已经证明,2型糖尿病也与抑郁行为有关。毫无疑问这也将干扰本次实验的结果。其实,我更想知道,食用高脂肪食物6周之后老鼠们的情况,而那时正好是它们吃了很多食物但还没有出现肥胖症的前夕。

  最后,和其他优秀的科学家一样,我不禁要问,这些实验现象背后的机理是什么?高脂肪含量饮食或肥胖症究竟是如何导致抑郁行为的?是否与皮质酮和紧张程度有关?如果真是这样,那么高脂肪饮食又是如何影响到“下丘脑-脑垂体-肾上腺轴”(HPA轴)的?如果不是这样,又是因为什么其他原因?或许是多巴胺系统和奖励机制发生了改变,但这绝不能解释全部现象。真相到底如何,我想未来会给出答案的。但现在,我迫切想知道的是,那些高脂肪、高热量的饮食到底会给我们带来什么影响?其背后的原理又是什么?

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