9月4日外媒科學網站摘要：地震可能促進地殼中黃金的形成
9月4日（星期三）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
人工智能正在幫助我們進一步理解氣味
我們理解氣味所面臨的一個主要問題是，分子的化學結構幾乎不能揭示它的氣味。兩種結構非常相似的化學物質聞起來卻截然不同，而兩種完全不同的化學結構卻可能產生幾乎相同的氣味。另一個難題是理清氣味之間的關聯。視覺有一個簡單的光譜調色板：紅、綠、藍和所有的中間顏色；聲音有頻率和音量。而氣味卻沒有明顯的參數，這使得預測嗅覺成爲一項挑戰。
然而，隨着結構生物學、數據分析和人工智能（AI）的進步，這一局面開始發生改變。許多科學家希望，通過破解嗅覺密碼，可以幫助他們瞭解動物如何利用這種基本的感覺來尋找食物或配偶，以及它如何影響記憶、情緒、壓力、食慾等。
另一些科學家正試圖將氣味數字化，開發新技術：用於根據氣味診斷疾病的設備；更好、更安全的驅蟲劑；以及爲價值300億美元的香精和香水市場提供價格更爲親民或更加有效的香氣分子。至少已有20家初創公司正嘗試製造可用於健康和公共安全的電子鼻。
研究人員已經提出了一些計算模型，試圖將化學結構與氣味聯繫起來，但現有模型往往基於相當狹窄的數據集，或者只能在氣味被校準爲相同的感知強度時做出預測。2020年，一支研究團隊報告了一種模型，該模型能夠預測現實世界中混合氣味的相似度，併成功識別出玫瑰與紫羅蘭氣味的相似性。
《科學》網站（www.science.org）
地震可能促進地殼中黃金的形成
長期以來，科學家們一直對地殼中如何形成大塊黃金感到困惑。最近發表在《自然地球科學》（Nature Geoscience）上的一項研究表明，地震可能會使石英產生電荷，從而使自由懸浮的金顆粒聚集在一起，形成勘探者夢寐以求的金塊。
這一效應目前只在實驗室中被觀察到，是否能在現實條件下形成大量金礦仍需進一步研究。
大多數大塊金塊都是在石英礦脈中被發現的，石英是地殼中常見的礦物。科學家們早已知道，富含金的熱液通過數千次地震造成的裂縫滲透進石英脈中。
然而，黃金並不易溶解，意味着它在熱液中的含量很低。科學家們一直無法解釋，這些金粒是如何在一個地方開始聚集，最終形成重達數百公斤的金塊的。
澳大利亞莫納什大學的研究人員猜測，電可能是答案。石英是一種壓電材料，當受到機械應力時，它會產生電荷——這一特性使它在手錶和電子設備中有重要應用。電荷也可以使流體中的金離子獲得電子，從而生成固態金。
這些固體金可以在石英的電場中作爲導體，吸引更多金離子聚集在同一位置，最終形成金塊。實驗顯示，即使對石英施加適度的壓力，也會導致金在晶體表面積聚。研究人員指出，隨着時間的推移，這些金粒會逐漸聚集變大。
此外，研究人員指出，積累的黃金會加強電反應，促進金塊形成過程。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
研究人員開發了一種工具，可測量人體腸道微生物羣的健康狀況
美國妙佑醫療國際（Mayo Clinic）的一組研究人員開發了一種創新的計算工具，可通過分析腸道微生物羣來評估人體的整體健康。腸道微生物羣是消化系統中由數萬億細菌、真菌、病毒及其他微生物構成的複雜生態系統。
在《自然通訊》（Nature Communications）上發表的最新研究中，該工具能夠以至少80%的準確率區分健康個體和患病個體。該工具通過分析來自不同疾病、地理區域和人口羣體的8000多個糞便樣本開發而成。
這一工具名爲“腸道微生物羣健康指數”，可以檢測腸道健康的細微變化，幫助判斷個體是否患病或處於康復狀態。
研究人員通過識別關鍵的微生物種類、選擇最相關的特徵並優化機器學習模型，開發了這一工具。最終結果是一個能夠篩選腸道樣本並量化其健康程度的指數。
該團隊還在各種臨牀情況下測試了其工具，包括接受過糞便微生物羣移植的人，以及改變膳食纖維攝入量或接觸抗生素的人，以證明其檢測腸道健康變化的能力。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、突破性超聲設備在臨牀試驗中成功治療慢性疼痛
疼痛是人體重要的生物預警系統，但多種原因可能導致這些信號失靈。對於慢性疼痛患者，問題常常源於大腦深處錯誤的信號，這些信號引發了對已癒合的傷口、截肢或其他複雜難解情況的錯誤警報。
患者們一直在尋找新的治療方案。如今，美國猶他大學開發的一種名爲 Diadem 的新型生物醫學設備，可能爲這種長期問題提供了一個實用的解決方案。
Diadem 利用超聲波非侵入性地刺激大腦深層區域，潛在地阻斷導致慢性疼痛的錯誤信號。該方法基於神經調節技術，直接調控特定大腦回路的活動。相比之下，傳統的神經調節方法，如電流或磁場，難以有效地作用於研究人員當前實驗中的大腦結構——前扣帶皮層。
研究人員在初步功能性核磁共振掃描後，調整了Diadem的超聲波發射器，以修正聲波在頭骨及其他大腦結構中的偏離。該研究成果發表在《自然通信工程》（Nature Communications Engineering）雜誌上。
目前，研究團隊正準備進入三期臨牀試驗，這是美國食品和藥物管理局（FDA）批准 Diadem 用於大衆治療的最後階段。
2、大自然的意外法則：過多和諧會導致混亂
達爾文曾困惑於自然界的合作行爲——這種行爲似乎違背了自然選擇和適者生存的觀念。然而，過去幾十年裡，進化數學家們利用博弈論更好地理解了進化爲何在支持自私行爲的同時，仍然保留了合作的存在。
在基本層面上，合作只有在成本低、收益大的情況下才會興盛。當合作變得過於昂貴，它便會消失——至少在純數學領域如此。物種間的共生關係，如傳粉者與植物間的相互依賴，也遵循類似的模式。
不過，發表在《PNAS Nexus》期刊上的新模型爲這一理論增加了一個新的複雜維度。研究表明，哪怕在理論上適宜繁榮的環境中，物種間的合作也可能會崩潰。
加拿大不列顛哥倫比亞大學的一組進化動力學數學家開發了這一模型。他們表示：“當我們在模型中優化合作條件時，兩個物種的互惠行爲頻率如預期增加。”
“然而，在我們的模擬中，當合作頻率接近50%時，突然出現了分裂。在一個物種中，更多合作者集中，而在另一個物種中，不對稱性隨着條件改善而加劇。”
雖然先前已經有“合作對稱性破壞”的模型存在，但這一新模型首次允許每個羣體的個體以更自然的方式互動和聯合。
3、科學家開發新的分子策略，突破電子小型化障礙
隨着電子設備越來越小，物理尺寸的限制開始阻礙摩爾定律的持續應用，即硅基微芯片晶體管密度每兩年翻一番。分子電子學利用單個分子作爲電子器件的基本組件，爲進一步縮小電子設備提供了可能。
分子電子設備需要精確控制電流流動，但單分子組件的動態特性會影響器件的性能和一致性。
美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員提出了一種獨特的策略，通過使用具有剛性骨架的分子——即形狀持久的階梯型分子，來控制分子的電導。此外，他們還展示了一種簡單的“一鍋法”合成這些分子。此策略也成功應用於蝴蝶狀分子的合成，展示了其在控制分子電導上的普遍適用性。
階梯型分子由不間斷的化學環序列構成，環之間至少有兩個共享原子，使分子“鎖定”在特定構象中。這一結構提供了形狀的持久性，並限制了分子的旋轉運動，從而最小化了電導的變化。
爲了優化此類分子的電導特性，研究小組開發了一種“一鍋”合成方法，能夠產生化學上多樣化的帶電階梯分子。與傳統的合成方法相比，該方法所需的起始材料更簡單且易於商業獲取。
此外，研究團隊還通過設計、合成和表徵蝴蝶狀分子，驗證了這種形狀持久分子的廣泛應用性。（劉春）