常用手機安撫小孩？注意了；中國多年生水稻入選《科學(xué)》2022年度十大突破｜熱點回顧

“熱點回顧｜一周科技大事件”為學(xué)術(shù)頭條推出的圖文新欄目，旨在幫助讀者快速了解最近一周的科技熱點新聞。由于篇幅（和知識）有限，歡迎大家多多補充～

馬桶不蓋蓋，后果很嚴(yán)重

此前研究發(fā)現(xiàn)，沖馬桶時有些微小的、看不見的顆粒會釋放到空氣中。這些顆粒會運輸大腸桿菌、艱難梭菌、腺病毒等病原體，給公共衛(wèi)生間使用者帶來暴露風(fēng)險。

近日，美國科學(xué)家利用綠色激光和攝像設(shè)備，揭示了人們在公共衛(wèi)生間沖無蓋馬桶時，肉眼看不見的微小水滴是如何迅速噴射到空氣中的。

圖｜沖馬桶產(chǎn)生的氣溶膠羽流。（來源：Scientific Reports）

該研究發(fā)現(xiàn)，沖馬桶時產(chǎn)生的顆粒以 2 米/秒的速度快速射出，在 8 秒內(nèi)能到達(dá)馬桶上方 1.5 米高處。雖然最大的顆粒往往會在幾秒內(nèi)沉降至馬桶表面，但小于 5 微米或百萬分之一米的氣溶膠顆粒，可以在空氣中懸浮幾分鐘或更長時間。噴射形成的羽流可能會上升到實驗室天花板，由于無處可去，顆粒會沿著墻壁向外移動，擴散至其他房間。

該研究首次使沖馬桶產(chǎn)生的氣溶膠羽流可視化，并測量其顆粒飛濺速度和擴散軌跡，以全新視角揭示了沖馬桶的影響。這種對潛在疾病暴露的可視化研究，為減少疾病傳播提供了新方法。

此外，了解這些顆粒的運動軌跡和速度，對于通過消毒通風(fēng)策略或改進(jìn)馬桶沖水設(shè)計以降低暴露風(fēng)險非常重要。

內(nèi)容來源：《中國科學(xué)報》

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41598-022-24686-5

中國多年生水稻入選《科學(xué)》2022年度十大突破

近日，《科學(xué)》雜志公布了本年度十大科學(xué)突破榜單。其中，中國的多年生水稻品種的開發(fā)入選榜單。

圖｜多年生水稻可以省去農(nóng)民每年數(shù)周的辛苦勞動。

2022 年 11 月，中國云南大學(xué)胡鳳益團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外相關(guān)團(tuán)隊在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·可持續(xù)性》發(fā)表了題為“多年生稻的可持續(xù)生產(chǎn)力與生產(chǎn)潛力”的研究論文，并同步發(fā)表了題為“多年生稻變革促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)”的研究簡報。

該團(tuán)隊多年生稻23（PR23），種植一次可連續(xù)免耕收獲 3-4 年，即自第二季起便無需買種、育秧、犁田和移栽等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，僅需田間管理和收獲兩個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，節(jié)約生產(chǎn)成本，減少勞動力，是基于種間雜交培育多年生糧食作物領(lǐng)域的里程碑事件。

年度突破榜單還包括：

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）成功發(fā)射；

發(fā)現(xiàn)一種比許多細(xì)菌細(xì)胞大近 5000 倍的巨大微生物；

對黑死病如何改變歐洲人基因的新見解；

由格陵蘭永久凍土中保存的 200 萬年前的環(huán)境 DNA 重建的古老生態(tài)系統(tǒng)；

呼吸道合胞病毒疫苗的進(jìn)展；

美國國家航空航天局成功實施 DART 衛(wèi)星任務(wù)；

通過具有里程碑意義的氣候法案；

創(chuàng)意人工智能的快速發(fā)展；

識別可能導(dǎo)致多發(fā)性硬化癥的病毒。內(nèi)容來源：《科技日報》

Nature 發(fā)布“2022十大科學(xué)人物”

近日，頂級科學(xué)期刊《自然》（Nature）公布了 2022 年度十大人物榜單（Nature’s 10）。

在今年的十大人物榜單上，有一些名字與氣候變化和其他全球危機的發(fā)展息息相關(guān)。聯(lián)合國秘書長安東尼奧·古特雷斯（António Guterres）呼吁各國積極應(yīng)對氣候變化等危機；Saleemul Huq 是位于孟加拉國達(dá)卡的國際氣候變化與發(fā)展中心的主任，他在上個月的國際氣候談判大會上幫助爭取到了富裕國家承擔(dān)由氣候變化造成的“損失與損害”（losses and damages）的承諾。

此外，《自然》還評選出了在全球公共衛(wèi)生問題上有突出貢獻(xiàn)的幾位人物。新冠疫情進(jìn)入第三年，北京大學(xué)的基因組學(xué)研究員曹云龍幫助追蹤新冠病毒的演化，并預(yù)測了導(dǎo)致新變異株產(chǎn)生的部分突變；Lisa McCorkell 是一位患有“長新冠”（long COVID）的研究員，作為 Patient-Led Research Collaborative 的創(chuàng)始成員，她幫助提高了公眾對該疾病的認(rèn)識，并籌集到了研究經(jīng)費；Dimie Ogoina 是尼日利亞尼日爾三角洲大學(xué)的傳染病醫(yī)生，他對尼日利亞猴痘傳染病的研究工作提供了有關(guān)抗猴痘疫情的關(guān)鍵信息。

美國馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校的外科醫(yī)生 Muhammad Mohiuddin 帶領(lǐng)團(tuán)隊完成了首次轉(zhuǎn)基因豬心臟的人體移植；美國國家航空航天局（NASA）戈達(dá)德航天中心的天文學(xué)家 Jane Rigby 在韋伯太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)入太空并正常工作的任務(wù)中起到了關(guān)鍵作用，讓人類探索宇宙的能力邁上了更高的新臺階。

原文鏈接：

https://www.nature.com/immersive/d41586-022-04185-3/index.html

為什么高淀粉飲食會加重非酒精性脂肪肝？

非酒精性脂肪肝是以肝內(nèi)脂質(zhì)大量堆積為特點的肝臟脂代謝異常類疾病，當(dāng)前全球患病率超過 25%，在中國的部分地區(qū)更是高達(dá) 30%，極大威脅人們的生命健康，給社會經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。

近日，清華大學(xué)藥學(xué)院王釗課題組首次系統(tǒng)論證了高淀粉飲食對非酒精性脂肪肝（NAFLD）的影響，并探究發(fā)現(xiàn)了高淀粉飲食通過介導(dǎo) NOX2 高表達(dá)，以增加脂肪酸轉(zhuǎn)運的獨特代謝方式介導(dǎo)了 NAFLD 的惡化。

該研究首次在小鼠水平系統(tǒng)性地探究并得到，長期高淀粉飲食會介導(dǎo)非精性脂肪肝發(fā)生，并進(jìn)一步促進(jìn)其惡化。機制上，闡明 NOX2 作為該過程的特異性調(diào)控因子，通過增加脂肪酸轉(zhuǎn)運介導(dǎo)非酒精性脂肪肝的進(jìn)一步惡化，揭示淀粉類碳水化合物不同于游離糖的獨特代謝特點。

此外，該研究系統(tǒng)性的闡釋了淀粉這一重要營養(yǎng)物質(zhì)對機體生理病理的影響及其代謝機制，為精準(zhǔn)營養(yǎng)措施改善非酒精性脂肪肝提供了新的思路，同時為 NAFLD 患者提供了科學(xué)的膳食營養(yǎng)指導(dǎo)和參考。

內(nèi)容來源：清華大學(xué)

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213453022002452

常用手機安撫小孩？這些后遺癥了解一下

使用電子設(shè)備安撫兒童似乎是一種無害的臨時工具，可以緩解家庭壓力，但如果這變成一種經(jīng)常性的安撫策略，可能會對兒童產(chǎn)生長期后果。

近日，一項發(fā)布在《美國醫(yī)學(xué)會雜志-兒科》的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常使用智能手機和平板電腦等電子設(shè)備安撫 3-5 歲兒童，反而會增加兒童的情緒失調(diào)，尤其是男孩。

對兒童來說，電子設(shè)備鎮(zhèn)定與情緒后果之間的關(guān)聯(lián)尤其高，這一點在男孩中尤為明顯。這些兒童可能經(jīng)歷過多動癥、沖動和暴脾氣，這使他們更有可能對憤怒、沮喪和悲傷等情緒作出強烈反應(yīng)。

“特別是在幼兒時期，這些設(shè)備可能會阻礙兒童獨立和自我調(diào)節(jié)。” 研究主要作者、密歇根大學(xué)莫特兒童醫(yī)院的發(fā)育行為兒科醫(yī)生 Jenny Radesky 說。

她指出，學(xué)齡前到幼兒園時期是一個特殊的發(fā)展階段，兒童可能更容易表現(xiàn)出難以相處的行為，如發(fā)脾氣、反抗和強烈情緒。這可能會讓很多父母選擇電子設(shè)備作為育兒策略。但電子設(shè)備使用得越頻繁，孩子及其父母使用其他應(yīng)對策略的機會就越少。

Radesky 建議，有許多其他的安撫方法可以幫助建立情緒調(diào)節(jié)技能。比如感官技巧類，包括搖擺、擁抱、在蹦床上跳躍，以及聽音樂或看書等。如果看到孩子煩躁不安，可以把這種能量轉(zhuǎn)化為身體運動。

內(nèi)容來源：《中國科學(xué)報》

論文鏈接：

https://jamanetwork.com/journals/jamapediatrics/article-abstract/2799042

科學(xué)家揭示2020年大氣甲烷濃度飆升的機制

甲烷是一種重要的溫室氣體。近 15 年大氣甲烷濃度呈現(xiàn)增長加速的趨勢，2020 年甚至達(dá)到了 1984 年以來有站點觀測記錄的最大值。如果未來大氣甲烷濃度持續(xù)加速增長，將會對減排和《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)的實現(xiàn)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院彭書時研究員團(tuán)隊與多所國內(nèi)外研究機構(gòu)合作，基于大氣甲烷濃度觀測、能源和農(nóng)業(yè)清查數(shù)據(jù)、氣象和遙感等多源數(shù)據(jù)，利用濕地過程模型、大氣化學(xué)傳輸模型和大氣反演模型，結(jié)合溫室氣體源匯評估方法，探究了 2020 年大氣甲烷濃度飆升的原因。

研究發(fā)現(xiàn)，2020 年大氣甲烷濃度增長加速一半歸因于由濕地主導(dǎo)的自然排放增加，另一半歸因于對流層 OH 自由基濃度的降低。該研究為理解全球的甲烷收支提供了新見解，揭示了濕地甲烷排放對實現(xiàn)全球溫控目標(biāo)不可忽略，并認(rèn)識到未來甲烷減排計劃需要同時考慮氮氧化物等人為污染物排放趨勢變化所導(dǎo)致的大氣甲烷壽命變化，為《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)實現(xiàn)和全球甲烷減排承諾提供了科學(xué)依據(jù)。

內(nèi)容來源：北京大學(xué)

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05447-w

科學(xué)家發(fā)明新型人體熱管理織物

保持舒適的新陳代謝溫度對維持人體的基本生理功能至關(guān)重要。在戶外，靜止的成人通過紅外輻射消耗大約 50% 的熱量，而傳統(tǒng)的紡織材料（如棉和滌綸）具有高紅外發(fā)射率（~90%），導(dǎo)致大量輻射性熱量損失。因此，對織物表面進(jìn)行加工，實現(xiàn)人體熱管理將會彌補這些缺陷。

目前，已報道的熱管理織物吸收率并不理想，在寒冷的天氣下不能有效加熱人體，而現(xiàn)有的選擇性吸收涂層技術(shù)在普通棉布表面由于高粗糙度會失去光譜選擇性。因此，研究零能耗熱管理織物具有重要意義。

近期，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實驗室研究員高祥虎、劉剛團(tuán)隊等通過磁控濺射方法在普通棉布表面制備了基于高熵氮化物（ZrNbMo-Al-N）的多層薄膜，實現(xiàn)了具有較高光譜選擇性的人體熱管理織物。

研究人員通過建立穩(wěn)態(tài)傳熱模型發(fā)現(xiàn)織物高吸收率和低發(fā)射率對人體在低溫環(huán)境下保溫都有貢獻(xiàn)，特別是吸收率的優(yōu)化，能夠有效增加在戶外光照環(huán)境下的保溫能力。

據(jù)此，研究人員通過理論計算結(jié)合實驗驗證的方法對多層薄膜光學(xué)性能進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的選擇性吸收涂層在金屬鋁修飾的棉布上實現(xiàn)了 92.8% 的高吸收率和 39.2% 的低發(fā)射率，具有優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)化效率，相比于已報道的太陽能加熱織物具有明顯優(yōu)勢。研究人員對織物的加熱能力進(jìn)行實驗驗證。由于織物較低的發(fā)射率，使得室內(nèi)空調(diào)的設(shè)定溫度降低 3.5℃，從而減少了能源消耗。

內(nèi)容來源：中科院蘭州化學(xué)物理研究所

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202204817

科學(xué)家在視頻對抗攻擊方面取得新進(jìn)展

深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易受到對抗攻擊，通過給圖像或視頻疊加極小擾動就可以造成分類系統(tǒng)的誤分類，研究視頻分類系統(tǒng)的對抗攻擊將有助于發(fā)現(xiàn)分類模型的脆弱性，并成為提高模型魯棒性的重要基礎(chǔ)。

學(xué)術(shù)界當(dāng)前的對抗攻擊方法均考慮范數(shù)限制的擾動，而這種方式需要消耗大量的查詢次數(shù)，造成攻擊過程中巨大的計算成本，所生成的對抗樣本還會被去噪或?qū)褂?xùn)練等方法有效防御，對于提高查詢效率和抵抗防御能力的方法研究鮮少涉及。

為此，清華大學(xué)深圳國際研究生院肖喜副教授團(tuán)隊提出了一種基于風(fēng)格遷移的黑盒視頻對抗攻擊方法（StyleFool）來攻擊視頻分類系統(tǒng)。該方法采用語義不變的無限制擾動，旨在不改變視頻語義信息的前提下，對抗擾動不做范數(shù)限制。

圖｜StyleFool 攻擊示意圖

與同類方法相比，StyleFool 能夠顯著提高攻擊的成功率并降低查詢次數(shù)。同時，在抵御視頻對抗防御方法的性能方面，由于 StyleFool 考慮了前后幀間一致性約束和語義不變的無限制擾動，它所生成的對抗樣本可以輕松繞過先進(jìn)的視頻防御方法。

StyleFool 在不改變語義信息的情況下產(chǎn)生無限制的擾動，跳出了傳統(tǒng)的范數(shù)限制攻擊的束縛，并在攻擊性能、抵御防御性能等方面優(yōu)于現(xiàn)有對抗攻擊方法，大大降低了攻擊成本，是對抗攻擊邁向非語義化的一大突破。

內(nèi)容來源：清華大學(xué)深圳國際研究生院

論文鏈接：

https://arxiv.org/abs/2203.16000

美式足球運動員或遭受多種慢性“職業(yè)病”

近日，來自哈佛大學(xué)陳曾熙公共衛(wèi)生學(xué)院、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊及其合作者發(fā)現(xiàn)，與具有相似人口特征的普通人群相比，美式足球運動員往往會更早地罹患高血壓、糖尿病等與年齡相關(guān)的疾病，甚至嚴(yán)重者的健康壽命也會縮短近十年。

該研究基于對近 3000 名退役后的美式足球運動員的跟蹤調(diào)查，是迄今為止最大的前職業(yè)美式足球運動員數(shù)據(jù)樣本。研究團(tuán)隊表示，退役后的足球運動員的身體狀況對足球運動與健康的關(guān)系有著重要的指導(dǎo)意義。

然而，這一發(fā)現(xiàn)并沒有確定美式足球運動員過早出現(xiàn)慢性病的原因，但揭示了這些運動員和慢性病發(fā)作這兩個事件的相關(guān)性，對未來研究細(xì)胞、器官特異性病理生理學(xué)有潛在價值。

論文鏈接：

https://bjsm.bmj.com/content/early/2022/12/12/bjsports-2022-106021