全球第二例人类移植猪心脏手术完成，患者已能自主呼吸；小行星贝努样本顺利返回地球，为迄今最多 | 环球科学要闻

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降落在美国犹他州测试训练场内的贝努样本返回舱。图片来源：NASA

美国航空航天局（NASA）的奥西里斯王号小行星探测器（OSIRIS-REx）于2016年发射，并于2018年抵达小行星贝努（Bennu）。此后它花了近两年的时间观测、研究贝努，在2020年通过机械臂在贝努表面采集了约250克的岩石和尘埃。2021年，OSIRIS-REx开始返航。据NASA新闻报道，当地时间9月24日上午4:42（EST），OSIRIS-REx在距离地球约10万千米处，向地球大气层释放了装有贝努岩石碎片的样本舱。上午10:42（EST），样本舱以约44 500千米/小时的速度穿过大气层，不到十分钟后，它就通过降落伞稳定地降落在美国犹他州测试训练场内。这次任务采集到了有史以来最多的小行星样本，它们将加深科学家对于太阳系起源及形成过程的理解。

样本舱着陆后，被直升机运送到训练场机库内的便携洁净室，并通入连续的氮气流，以保证样本不会被地球环境污染。随后，这些样本将被转移至美国休斯敦的约翰逊空间中心。科学家会在那里拆开罐子，提取样本并称重，建立样本清单后，将一部分碎片分发给世界各地的科学家。这些岩石样本与陨石有很大的不同，陨石在穿越地球大气层时，高温烧蚀过程会改变它的成分，但经样本舱保护的贝努样本则会保留太阳系最原始的状态。通过地球上各种尖端的实验技术，科学家将得以探索这些岩石碎片的各种性质，从而帮助人们更好地理解行星的形成以及导致地球上出现生命的有机物和水的起源，并更多地了解具有潜在危险的小行星来避免可能的影响。与此同时，OSIRIS-REx在释放样本舱后会继续在太空中飞行，它将于2029年抵达小行星毁神星（Apophis），并开启对这颗小行星的研究。（NASA, Nature News）

第二例成功的猪-人心脏移植手术。图片来源：University of Maryland Medicine

据MedicalXpress报道，当地时间9月20日，美国马里兰大学的团队为一名患有晚期心脏病的58岁男子——劳伦斯·福塞特（Lawrence Faucette）做了手术，将一颗转基因猪的心脏移植入他的体内。由于血管疾病和内出血并发症，这名心脏病患者没有资格接受捐赠的人类心脏。因此，如果不接受实验性的猪心脏移植，他将死于心力衰竭。目前，该患者已经能自主呼吸，新的心脏也能在没有任何机械支持的情况下正常工作。

2022年1月，这个研究团队还为57岁的大卫·本内特（David Bennett）进行了转基因猪心脏移植手术。然而，本内特在移植后两个月因心力衰竭死亡。后续研究发现，这可能是由于患者术前的健康状况使有效的抗排斥方案使用受限，术后护理中所使用的静脉注射免疫球蛋白（IVIG）可能导致了较严重的排斥反应，移植物中潜伏的猪巨细胞病毒（PCMV）也可能引发了患者的炎症反应，对移植物造成了损害。

马里兰大学的研究人员表示，他们从去年的第一次尝试中学到了很多，因此可以再尝试一次。他们现在有了更好的手段检测猪心脏中潜伏的病毒，并改变了用药方案。目前，福塞特正在服用抗排斥药物，并接受一种新的抗体疗法，避免机体损伤或排斥新器官。（MedicalXpress）

当粒子振动与光子发生强耦合时会形成一种被称为极化激元的准粒子。调控极化激元可以改变材料的化学特性及电子特性，但这些变化的机制仍是未知的。近日，一项发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的研究发现了一种相互作用机制，其中光子与物质的耦合强度显著高于此前实验中观察到的强度。

光子-物质耦合实验通常在光腔捕获的分子系统上进行，研究人员已经探索了这类系统与可见光及微波频段的耦合，但检测使用红外光产生的极化激元始终很困难。为此，研究人员开发了一种技术，他们不再将光耦合到光腔中的分子，而是改为与金属光栅中的分子耦合，这样可以将中红外极化激元的波长调整为可见光范围，使探测器更好地接收它们。通过这种技术，研究人员发现系统中某些特定位置的光-物质耦合强度比整个系统的平均耦合强度高350%。这项发现或许可以增加研究人员对极化激元如何改变材料特性的理解，并能更广泛地探索这些准粒子。（Physics）

· 动物行为学 ·

加勒比箱水母（Tripedalia cystophora）的视觉系统。图片来源：Jan Bielecki, Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

近日，一项发表于《当代生物学》（Current Biology）的研究显示，即使没有中央大脑，水母也能像人类、小鼠和果蝇一样从过去的经验中学习技能。这项研究挑战了先前认为高级学习需要中央大脑的观点，并揭示了学习和记忆的进化根源。

研究人员在一个圆形水箱上装饰了灰色和白色条纹，以模拟水母的自然栖息环境。他们发现，加勒比箱水母（Tripedalia cystophora）起初会游向这些看似遥远的条纹，并经常撞到它们。但在实验结束时，水母与箱壁的平均距离增加了约50%，成功避免碰撞的次数增加了4倍。这说明，水母可以通过视觉和机械刺激从经验中学习。

研究人员还将灰色条纹向静止水母的感觉棍（rhopalium）移动，以模仿动物接近水母的过程。起初，感觉棍并未对条纹产生反应，但用微弱的电刺激训练水母后，条纹靠近时，感觉棍也开始产生躲避障碍物的信号。这些结果表明，水母的联想学习需要结合视觉和机械刺激，而感觉棍是它的学习中心。

· 医学 ·

科学家再生神经元，恢复瘫痪小鼠行走能力

尽管目前的医疗水平能使神经元轴突再生，但当小鼠和人类出现完全性脊髓损伤（spinal cord injury）后，运动功能的完全恢复仍是奢望。近日，一项发表于《科学》（Science）的研究中，来自瑞士洛桑联邦理工大学、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校和哈佛大学医学院的研究团队合作开发了一种新的基因疗法，成功刺激小鼠完全性脊髓损伤后的神经再生，使其行走能力得到实质性恢复。

研究人员首先利用单细胞 RNA 测序技术分析并确定了参与小鼠部分脊髓损伤后脊髓自然修复的神经元亚群及其分子特征。他们发现，只有将选定的神经元亚群轴突定向再生到其天然靶区，才能更好地促进神经功能的恢复。因此，研究人员多管齐下，用基因疗法激活小鼠体内休眠的特定神经元再生程序，进而上调特定蛋白质，支持神经元轴突穿过病变区，而后使用化学诱导剂引导再生神经纤维到达损伤下方的天然靶区。经治疗后，原本完全性脊髓损伤的小鼠行走能力得到极大改善，表现出与部分脊髓损伤后脊髓自然恢复相似的行走步态。（科研圈）

撰文：不周、黄雨佳