自然

当你置身于天安门广场上,面对天安门时,左边是人民大会堂,右边是历史博物馆。你若转个身,右边成了人民大会堂,而历史博物馆则“转”到了左边。然而,当我们以大会堂为坐标来描述天安门广场时,“变数”就没这么多了。
人类的高级指挥部——“大脑”每天都在繁忙而高效地进行着,诸如:东南西北、左右上下等等很多不同的空间坐标系信息处理。科学界认为,在灵长类动物和人类大脑的半球额部有一块皮层,叫大脑前额叶,它与灵长类高度发达的智力有明显的关系,被称为“脑中之脑”。然而,关于前额叶的功能,尽管人们已进行了近一个世纪的研究,但对其功能仍然不十分清楚。虽然科学家对于前额叶与灵长类高度发育的智力、心理过程和认知功能关系密切,这一点毋庸置疑,但是这块皮层的具体功能,与其他皮层之间的关系等等细节问题,仍是一个未解之谜。
探秘“脑中之脑”
为了揭开这一谜团,中科院昆明动物研究所的研究人员2004年开始,在自然界与人类最相近的动物——猴子身上进行了研究。如今,该研究团队取得较大的进展,发现了灵长类大脑前额叶背侧部涉及到了以“自我”为中心的空间记忆相关信息的处理。而这可能是人类自我意识产生的神经基础。目前,该研究结果得到了国际相关研究领域的重视,最近,英国著名的神经科学杂志《神经科学与生物行为评论》特邀请该研究团队对其系列研究工作撰写了一篇综述文章,这篇论文现已经在网上正式发表。
中国科学院昆明动物研究所教授马原野是这一项目课题组的主要研究者。他告诉记者,被称为“脑中之脑”的大脑前额叶,占大脑皮质总表面积的比例是随动物的进化程度而逐渐增加的。在食肉目动物中,前额叶的面积仅占皮层表面积的5%~7%,在黑猩猩脑部,面积增加到17%左右。到了现代人类,其面积增加到33%。在个体发育中,前额叶成熟也是最晚的,要到25岁后才完成最后的发育。很可能,这块皮层会改变灵长类与环境的相互关系,使得灵长类神经系统的发育与环境的关系更密切,大脑的可塑性更强,从而让人不仅能主动适应环境,还能主动改造环境。因此,对这块皮层功能的探讨是脑科学研究的最重要领域之一。
实验证明:大脑前额叶是自我意识形成的神经基础
为了证明前额叶的作用,马原野设计了两个游戏。
游戏一:当猴子用手去按操作按钮时,在位于其前方的计算机屏幕的左边或右边便闪现出一个小圆点,这个小圆点呈现时间约为500毫秒。小圆点消失后,暂停1秒左右,为猴子的记忆延缓期。1秒后,小圆点再次出现,如果还在相同的位置,猴子就要继续压按操作按钮2秒钟。而如果小圆在相反位置,那么猴子需要立即释放操作按钮。如果猴子做对了这个游戏,它就可以得到糖水作为奖励。
另一个游戏类似,但是在屏幕上多了一个大圆形,而小圆点会出现在大圆形的某个位置。在重复动作时,如果小圆点出现在相同位置,猴子要继续按压操作按钮2秒钟,反之则要立即放开按钮。
马原野说,通过这两组实验,课题组发现,切除了前额叶主沟区的猴子都无法完成第一个任务,但却能完成第二个任务,而且能达到90%的正确率。这是因为在第一个任务中,动物只能用它自己作为参照物。而在第二个任务中,猴子可以用大圆作为参照物。这一结论清楚地表明,前额叶背侧部在以“自我”为中心的空间过程中扮演了重要的作用。
你如何认出镜子中的自己
这么做的意义是什么呢?马原野表示,我们知道,在动物界数千种动物中,只有人、大猿、海豚、大象和鸽子少数几种动物能认识自己的镜像,这种能力被认为是自我意识产生的萌芽。而在自我意识的形成过程中,前额叶在其中扮演了重要角色。
马原野举例说,如果一个人从头到脚,除了眼睛外,都用相同的布盖住。当站在镜子前,他怎么判别镜子里的就是他自己呢?显然,他可以挥挥手,晃晃头,看镜子里的谁和他做同样的动作。这实际上是一个自我感觉信息和视觉信息的整合过程。显然,小脑和前额叶共同参与了这个整合过程。而他们的研究表明,在前额叶背侧部,一些神经元可能与动物的体态语言和“精神”有关,而语言和“精神”则在自我意识的产生中有着十分重要的作用。
这样看来,前额叶背侧部以自我为中心的空间功能可能不仅仅同工作记忆有关,而更可能与“自我意识”的产生有着相当密切的关系。在临床研究中也有证据,比如:一些前额叶损伤的病人让其完成从两根水平杆之间穿过,这样的任务就很困难。
马原野说,有了这一研究,我们就可以勾画出背侧前额叶与以自我为中心的空间过程的关系。并且由于自我意识是人的意识的最高形式,自我意识的成熟是人的意识的本质特征,它对人的认识活动起着监控作用,能实现大脑对信息的输入、加工、储存、输出的自动控制系统的控制,这样,人就能通过控制自己的意识而相应地调节自己的思维和行为。未来,希望通过进一步深入研究,能治愈一些前额叶损伤的病人,并且能搞清楚人类“自我意识”的起源。
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我国著名地震工程专家,中国科学院院士,国家级有突出贡献专家,享受政府特殊津贴专家,中国建筑科学研究院顾问总工程师、研究员、博士生导师,北京工业大学教授、博士生导师周锡元因病医治无效,于2011年5月29日16时01分在北京逝世,享年73岁。
周锡元院士1938年5月24日出生于江苏省无锡县。1956年毕业于苏州建筑工程学校,曾先后在中国科学院土木建筑研究所和北京市地震队工作。1978年后一直在中国建筑科学研究院工作,历任工程抗震研究所室主任、副所长、院顾问总工程师、研究员、博士生导师,1997年当选为中国科学院院士。2000年后同时受聘北京工业大学建筑工程学院教授、博士生导师。
周锡元院士遗体告别仪式定于2011年6月4日上午10:30在八宝山殡仪馆东礼堂举行。
 
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如果系外行星表面被发现存在植物,它们可能会和地球上的植物非常不同。一些宇宙生物学家认为那些星球上的植物颜色或许非常不同,而不一定是绿色。
 
北京时间5月29日消息,据美国太空网报道,在对外星生命的搜寻中,科学家们正在开始尝试跳出单细胞生命结构的限制,去寻找那些多细胞的生物。在最新一期出版的《天体生物学》杂志上,研究人员们发表了一篇论文,提出了一种独特的数学方法,用以搜寻存在于系外行星表面的树木类多细胞生物。
这项研究的首席作者克里斯多夫·道忒(Christopher Doughty)说:“这项技术将允许我们识别出那些可能拥有复杂高级生命的星系,并将这些生命与简单生命体区分开来。”克里斯多夫是英国牛津大学环境变化研究院的高级研究员,其研究的方向是热带森林。
换句话说,科学家们认为他们能够观察一颗远在太阳系之外,甚至在望远镜中也只有一个模糊光点的行星,然后判断其表面是否存在森林。他们认为这些行星反射的光能够让科学家们识别出这些信息。
去除阴影效应
到目前为止,科学家们已经设计出多种方法来探测系外行星表面可能存在的生命。
一些科学家主张对系外行星的大气成分进行探测,重点寻找氧气的线索,因为在地球上,氧气主要是植物光合作用的副产品,被视作一种生物“签名”。另外一些专家则主张对光谱中的“红边”信号进行检测。反射光谱中的“红边”特征可以让研究人员识别出植物进行的光合作用。
对地球气候进行研究时,了解地表的亮度非常关键。而为了确定地表亮度值,首先必须去除由于地表各种结构造成的阴影效应。
在数学上,用于估算阴影效应程度的方法是“双向反射分布函数”,简写为BRDF。它主要描述从不同的角度观察物体,看到的不同阴影效果。这种方法已经在现有的地球卫星图像分析中采用。
克里斯多夫解释说:“想象在一个阳光明媚的日子外出,当太阳高高在上时,你看不到自己的影子。此时如果有人在你的正上方给你拍张照,他就会发现没有阴影干扰,图像亮度高。然后过了几个小时之后,你就会发现由于太阳偏西,开始出现影子了。现在再从你头顶上给你拍张照片的话,亮度相对就会低一些,因为有了影子的影响。”
地球上的树木在进化中发展出了伞状的外形,这是因为长期以来树木对阳光的竞争,以及对水和营养物质的需求所导致的。据此,研究人员们预计,如果外星球同样存在树木类的生物,并且同样依赖光和作用,那么出于同样的理由,它们也必定会进化出伞状的形态,并投下阴影。
克里斯多夫和研究合作者,来自美国普林斯顿大学的亚当·沃尔夫(Adam Wolf)运用BRDF模型来模拟不同光照角度下行星反光的特征,以及在有无植被覆盖的情况下行星亮度上将出现的细微差异。研究人员们认为,在一颗拥有森林的行星上,当你的观察视线和当地“太阳”的光照角度一致时,你看到的行星亮度将最大。这一位置内称为“热点”,因为在这一位置没有阴影存在。
克里斯多夫解释说:“即便由于分辨率限制,整个系外行星看上去仅仅是一个不足一像素的光点,在某些条件下,在它围绕恒星公转过程中,如果它表面存在植被,你总能察觉出它出现有特征的亮度变化。”
当然还有其他会影响行星亮度的因素,比如是否存在水。一颗被水面或冰面覆盖的行星,其反射亮度将远远大于一颗没有水或冰面的行星。
搜寻生命线索
随着越来越多的系外行星被发现,学界对于发展用以探测类地行星表面生命的技术越发感兴趣。为了做到这一点,天文学家们需要依靠找到“生物学签名”,即证明这些行星在过去或现在存在生命现象的证据。
除了对氧气信号的探测,科学家们还考虑了对行星表面反射光谱进行分析,并从中了解不同波段放射特征的技术
“科学界现在已经有成熟的技术能在岩石行星的表面寻找生命的化学线索,但是这需要发射探测器实际登陆这颗行星表面进行直接取样检测才行,就像火星车做的那样。”南希·蒋(Nancy Kiang)说。她是美国宇航局戈达德空间技术研究院的科学家,主要专业领域是地球生物气象学以及生物地球化学。“而天文学上的探测技术则需要依靠望远镜。目前我们对于生物签名的探索主要依赖对于大气成分以及地表反射特征的光谱学信号分析。”
但是此次论文中提出的方法与南希所说的,是两种不同的技术。
克里斯多夫表示:“这种技术(BRDF)可以区分出这颗行星上存在的是单细胞生物还是树木类型的多细胞生物。”
而南希则认为这项研究是“一个良好的开端,对于生物签名的概念是一种原创性的贡献”。但她也同时指出,运用BRDF函数方法需要事先知道另一种生物学签名,即植物叶片的反射光谱信号,从而允许选择正确的波段进行函数计算。
南希说:“这种方法将有助于研究人员将复杂的高级生物体和那些低等生物,如黏菌,区别开来。”(来源:新浪科技 晨风)
 
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来自美国马里兰大学,新加坡南洋理工大学,香港中文大学等多国研究人员组成的研究团队开展了一项包含33个国家,7000多人的大调查,从中寻找环境灾难,人口密度,疾病大流行等情况之间的联系,这一研究报告公布在Science杂志上。
文章的通讯作者是马里兰大学心理学系教授Michele J. Gelfand,他曾进行过多项心理学调查,剖析人类行为,并提出了一些指导性建议。参与这项研究的研究人员来自世界各地,其中包括香港中文大学的Darius Chan等人。
据报道,这项研究透过在全球33个国家及地区,以6项指标访问6823名不同阶层的市民,分析他们对不同问题的回应。指标包括“人们须遵守许多社会规范”、“若某人行为举止不当,其他人会强烈反对”、“人们是否了解行为属社会期望”等。研究人员会通过事例,包括“你认为在银行骂脏话、在公园接吻、在课室吃东西或阅报是否恰当?”,再就受访者的答案评分。
这项研究把以上的这些回答与这些国家在当今和历史上的生态、社会灾难数据,人口密度,疾病大流行情况联系在一起。结果发现,一个社会经历的越多,无论是生态还是人为的灾难,就越容易形成“严控型”社会。
从中研究人员分析了各国的情况,结果表明最受社会规范、人民最拘谨的国家前三位分别为巴基斯坦、马来西亚及印度。香港刚好相反,市民较少受社会规范约束,排名第15,而从宽容度来看,香港在亚洲地区仅次以色列,排第二。香港学者指出,研究反映在多元化的民主城市,市民生活方式更自由。
结果显示号称最大民主国的印度,显然受根深柢固的社会规范影响,人民拘谨排名仅次于巴基斯坦和马来西亚,总的结果显示社会大部分群众难以容忍他人的“异常行为”,部分亚州大国,如新加坡、日本和中国亦分别排第30、第26和第25位。香港排第15,从宽容度来看,更是亚洲第二,反映港人较少受规范或自我规范。
负责研究的美国马里兰大学教授Michele Gelfand指出,人口密度高、长期受战争或天灾影响的国家,倾向有较紧密的规范,而且文化亦会随时代转变,好像美国自911后,政府对部分地方亦加强控制,加入更多规矩要求市民遵守。(来源:生物通)
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雌性铜色小灰蝶会合拢翅膀避免被不必要雄性注意

  科学网(kexue.com)讯 北京时间5月26日消息,在人类社会中,当一名女性被一名男性追求而她根本不感兴趣时,女性会有很多的方法来“回避”,或避免过度引起注意。而科学家们发现,这种现象在一种蝴蝶的身上也有所体现。

  据国外媒体报道,日本福冈市久留米科技研究院(Kurume Institute of Technology in Fukuora)的研究团队发现,当雌性铜色小灰蝶(small copper butterflies)想要避免被不必要的雄性所注意时,它们会合拢自己的翅膀。该项研究结果已经在《动物行为学》期刊(journal Ethology)中发表。


雌性铜色小灰蝶一生中只交配一次

  研究项目的领导Jun-Ya Ide表示,研究团队发现铜色小灰蝶在其它蝴蝶飞近时,经常会合拢翅膀,于是决定要对这个现象进行进一步的调查。研究人员用雄性蝴蝶的模型来测试雌性反应,起初它们认为合拢翅膀只是简单的希望避开一些雄性。

  而在细致的研究后发现,当模型靠近那些有过一次交配经历的雌性铜色小灰蝶时,它们会合拢翅膀。而在靠近那些从未有过交配经历的雌性时,它们则会主动的张大翅膀。Jun-Ya Ide表示,这可能是由于雌性铜色小灰蝶不需要更多次的交配,一旦有过一次交配行为后,它们在遇到雄性时就会合拢翅膀来避免自己被“盯上”。

  (科学网-kexue.com 大平)

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  新华网沈阳6月1日专电(记者李克瑶)辽宁省文物考古研究所在刚刚完成的旧石器考古调查中发现旧石器时代手斧,这是在庙后山遗址中第一次发现该器型,也是目前为止在辽宁地区发现的最精美的一件手斧。

  该手斧长14.2厘米,宽9.5厘米,厚4.0厘米,此手斧为角岩质地,呈灰色,表面布满钙质结核。

  发现此器型的辽宁省文物考古研究所考古队员李霞说:“庙后山遗址发现的这件手斧无论从原料还是器型都要比小孤山的精美、规整,这说明庙后山遗址的手斧加工技术目前在东北地区是最先进的。”

  庙后山古人类遗址位于本溪县小市镇山城子村庙后山南坡天然洞穴,是我国至今发现的版图中最北部的旧石器时代早期遗址,享有“东北第一人”的美誉。

  辽宁省文物考古研究所此次旧石器考古调查在庙后山周围的河流三级阶地上发现了4处旧石器地点,从采集的遗物来看,与庙后山遗址的遗物属同一文化系统,调查组推断,应该是庙后山人在洞外活动的产物。

  李霞说,从遗物可以推断,庙后山人不仅仅依靠山洞而活,在气候相当温暖之时,他们已经走出了山洞,在周围较高的河岸边搭建简易的窝棚遮风挡雨、打制石器从事狩猎采集活动,与自然与猛兽斗争,生存能力大大提高。

  参与此次调查的吉林大学边疆考古研究中心陈全家教授认为,在庙后山遗址发现的遗物都是当时人们生活行为的一部分,从当时庙后山人的生活产物来推测他们的活动范围、生存能力、加工工具技术等,对研究庙后山人的生活行为有重要作用。

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  世界卫生组织下属的国际癌症研究中心5月31日称,使用手机或其他无线通信设备“可能增加人类患癌症的几率”,这一声明受到了无线通信行业组织的激烈反驳。由此,使用无线通信设备是否会诱发脑瘤的老争论再次升温。

  使用无线通信设备对于人体影响的科学研究目前集中在两个方面:

  一是微波加热现象对人体组织的危害。使用过微波炉的人会注意到,当特定的电磁波辐射到含有水分的食品上时,食物温度将上升。部分科学家怀疑,在使用手机时,辐射出的电磁波会加热人体组织,并造成伤害。

  二是非加热情况下电磁波的伤害。对此,科学家曾做过的具体研究又分两种。首先是电磁波可能引起血管收缩。瑞典林雪平大学物理学家塞内里乌斯发现,细胞内的水分子带有极弱的电性,并由此构成了细胞之间的引力。这种引力通常极为微弱,但在手机电磁场的影响下会急剧增强。塞内里乌斯推测,这种变化足以引起人体血管收缩,并造成伤害。

  另外一种潜在危害就是手机诱发脑瘤等癌症的风险。对此,一些国家的学术机构和国际组织已进行了多次大规模长期调查。例如,2000年,《美国医学会杂志》报告认为,使用手机和患脑癌之间的联系不大。次年,日本总务省发表的科研报告称手机辐射与脑肿瘤发病之间无因果关系。2006年,丹麦癌症流行病学研究所报告说,对超过42万名手机使用者的长期跟踪调查表明,使用手机不会增加人们患癌症的风险。2008年,德国联邦辐射防护局报告说,在一项长达10年的研究中,没有发现使用手机对成年人有致癌风险。去年,国际癌症研究中心说,不能确定使用手机会引发脑瘤。

  采用不同的方法、针对不同的样本,各项研究可能得出不同的结论。所以到目前为止,使用手机是否致癌仍是一道未完全解开的谜题。

  虽然部分调查结果认为,使用手机与癌症之间没有因果关系,但面对潜在威胁,最好的应对方法之一还是作好预防。在诸多预防措施中,世界卫生组织和多国政府都特别强调的是,青少年应该慎用手机。青少年的耳朵和颅骨比成年人更小、更薄,他们在使用手机时,脑部吸收的辐射比成年人要高出50%。

  为健康着想,为安全着想,青少年应该尽量减少使用手机。(张小军)

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日前,宜宾县档案馆在清理历史档案时,一份清代嘉庆年间民间的房屋买卖契约文书(如图)被意外发现,这份珍贵的契约虽历经200余年的岁月仍完好无损。

  记者看到,这份完好无损的房屋买卖契约为白色宣纸,因年代久远,纸张已泛黄,它长约70厘米,宽约60厘米,楷书体,字迹工整、文笔流畅、条款分明,相当于现在民间使用的租赁合同。

  契约详实地记载了清代嘉庆九年(公元1805年)十二月十八日,卖房人李某因家中缺钱、经济困难,通过见证人杨某和徐某,自愿将位于仁寿街(约现在的横江镇)的一九柱瓦房,以白银73两整的房价成交卖于卢某的事实经过。契约不仅清楚地写明了立约人、立约内容、立约时间、房屋边界、成交价格等条款,而且还有卖房人儿孙、堂侄、邻居等十多位见证人的签字画押。

  这份房屋买卖契约,真实地再现了200年前川南的民间民事和民风,也对研究清代宜宾的社会经济很有帮助。

  “这张契约文书是我们宜宾县档案馆,目前馆藏年代最久远的一张历史档案。这张历史档案,反映了宜宾县横江镇当时民间房屋买卖的一张契约文书,记录了当时房产买卖的程序和文书格式。对研究清代房产买卖有极大的历史研究价值。”宜宾县档案局副局长邱鹏飞介绍。

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  经过近2个月的艰苦奋战,内蒙古文物考古研究所考古人员如期完成了元上都遗址2011年的发掘任务,出土的珍贵文物,为元上都遗址保护与展示工程顺利进行提供了大量的实物和数据资料。

  元上都遗址位于锡林郭勒盟正蓝旗上都镇东北约20公里处的草原上,是元代建立的第一座草原都城遗址。元上都遗址作为我国北方草原地带保存最完好的都城遗址,已被列入2012年申报世界文化遗产提名名录之中。

  为做好元上都遗址申报世界文化遗产工作,配合好遗址的保护与展示工程,揭示出元上都的历史文化面貌,经国家文物局批准,内蒙古文物考古研究所抽调业务骨干组成4支考古队,于今年4月7日奔赴元上都遗址,开展对明德门、御天门、大安阁和穆清阁4处遗址的考古发掘工作。截至目前,4处遗址的考古发掘工作已完成,元上都遗址考古工作暂告结束。(记者 咏梅)

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  一项研究显示,尽管美国汽油价格波动很大,人们腰围也不断增长,而且有大量研究显示积极运动对身体有益,但美国人还是不愿意走路和骑自行车。

  研究显示,在过去十年,走路的美国人略微增加,骑自行车的美国人则没有变化,而在女性、儿童和老年人中间,走路和骑自行车的人都减少了。

  美国罗格斯大学普施尔(John Pucher)教授表示,这两项活动增加的人数主要发生在有工作、受过良好教育和没有车的男性中。

  普施尔教授说:“让我惊讶的是这种社会差别。”“增加的大多数是中年男性。”

  他认为美国人不愿意进行这类积极运动更多的是担心安全。

  普施尔教授在罗格斯大学规划与公共政策学院工作,15年来他一直在研究交通和让走路及骑自行车变得普及的方法。

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