[导读] 最近,英国苏格兰圣·安德鲁大学一个研究小组开发出一种新奇的方法,把一种微小的共振器放入人体活细胞内,一经照射就会发出荧光。研究人员指出,这一技术在细胞传感、医疗成像等领域有着广泛应用。
“吞下”微激光器让活细胞发光
有望看到肿瘤的生长过程并揭示癌症机理
最近，英国苏格兰圣·安德鲁大学一个研究小组开发出一种新奇的方法，把一种微小的共振器放入人体活细胞内，一经照射就会发出荧光。研究人员指出，这一技术在细胞传感、医疗成像等领域有着广泛应用。相关论文发表在最近出版的《纳米快报》上。研究小组多年来一直在探索以单细胞为基础的激光，希望在活组织内造出会发荧光的细胞，以便在这些细胞工作时跟踪它们，深入揭示身体内部机制，比如癌症是如何开始的。
以往他们所用的光学共振器都比细胞要大，而新研究所用的共振器非常小，能放在细胞内。科学家曾把水母细胞中的绿色荧光蛋白引入到人类细胞中，然后用共振腔增强发光。新研究是对这一研究的扩展。
研究人员诱导细胞“吞下”一种“回音廊式”的共振器，在细胞内部形成一个微小的泡泡——当用一束激光照射时，光会在泡泡内部反射而增强，共振器内的荧光染料就会发光。发出的光波长不同，其颜色取决于泡泡的大小和折射率，就像一个微小的植入式激光器。
通过这种技术处理可以修改大量细胞。由于细胞发光可以持续一个较长的周期（几天或几周），可以在较长时间里识别和跟踪活组织内的细胞，有望为研究人员提供一种很有潜力的手段，执行细胞内传感，自适应成像，还可能真正看到肿瘤细胞的生长过程。
研究人员指出，目前这一技术还只用在实验室培养的活细胞中，但他们希望进一步研究能带来用于动物实验的细胞跟踪系统，并最终用于人类。
总编辑圈点
著名结构生物学家施一公曾在公开演讲中，将最复杂的人体与浩淼的宇宙做对比，他的观点是，“生命科学是21世纪最重要的自然及应用科学学科”。作为这门科学研究的重要对象之一，小小的生物细胞俨然就是一个个独立的星球。现在，放进去一个微型共振器，就像在火星上投放一个采集数据的探测车一样，对科学家来说，简直就是小菜一碟。这两天，NASA宣称发现了宇宙中存在“另一个地球”，其实，生命微观世界的进步和成果，丝毫不逊色！
“脑纹”比指纹和传统密码更安全
[导读] 日前,来自美国的一项发现有望把人们从这样的苦恼中解脱出来,不动手只动脑”就可完成密码输入,安全性甚至比指纹还要高得多。
原标题：丢不了也忘不了 输入只用脑
“脑纹”比指纹和传统密码更安全
科技日报北京6月5日电 （记者王小龙）“需包含大小写字母、数字或特殊字符，长度至少8位……”，在网站注册新用户或设置网银密码时，每每看到这样的提示就让人头疼不已——强密码虽好，可实在记不住！日前，来自美国的一项发现有望把人们从这样的苦恼中解脱出来，“不动手只动脑”就可完成密码输入，安全性甚至比指纹还要高得多。相关论文发表在最新一期《神经计算》杂志上。
负责此项研究的美国宾汉姆顿大学的科学家将这种独特、可回收、持久性的生物识别方式称为“脑纹”。他们研究发现，大脑对某些词汇的响应方式或可用来取代密码。
为了验证这一理论，研究人员对45名志愿者进行了实验。志愿者们需要在佩戴脑电图读取设备的情况下，分别阅读诸如FBI、DVD和WTO这样的缩略词，一共有75个之多。在这个过程中，研究人员会记录每个志愿者在阅读缩略词时大脑的反应。结果发现，在阅读这些词汇时，每个人的反应都有所不同，以至于计算机系统能够根据脑电波反应识别出不同的志愿者，准确率高达94%。这表明，脑电波可以作为安全系统来验证一个人的身份。
论文合著者、宾汉姆顿大学心理和语言学副教授莎拉·拉斯洛说，这种生物识别方法具有天然的优势，它不像指纹或者视网膜那样能被恶意窃取，并且是可取消、可更换的。如果一个人的指纹被窃，他不可能通过更换指纹的方式解决指纹泄密的问题，指纹一旦泄密，对一个人来说就是永远的。而“脑纹”存在于一个人的大脑当中，从外部无法察觉，无法窃取，不会丢失，同时在需要时也能通过更改激发词汇的方式进行更换。
宾汉姆顿大学电子计算机工程和生物医学工程学副教授金占鹏（音译）说，人们往往觉得类似的应用只会在像美国五角大楼和空军实验室这样的地方才会使用，而实际情况是，那些地方并没有那么多授权进入的用户，被授权的用户也没有不断使用这种方式来授权的需要。相比之下，像普通消费者经常会用到的电脑登陆或互联网支付，用“脑纹”则更加快捷便利。当然这种生物识别方式在被用于高安全应用时也有一定的潜力。
日本开发海藻生物乙醇新技术
日本东北大学最近与东北电力公司合作，开发出一种能有效从果囊马尾藻等海藻以及海带中提取生物乙醇的新技术，受到广泛关注。
东北大学日前发表公报说，该校教授佐藤实领导的研究小组将海藻切碎后加入酶，使其溶化为黏糊泥状物，然后加入他们新开发的特殊酵母发酵。大约两周后，每千克海藻可提取约200毫升乙醇。这种制造方法也适用于海带。
此前，日本利用海藻制造生物乙醇时，要把海藻干燥后研磨成粉末状，需要消耗能源，而新技术则可节省大量能源。不仅如此，由于在制造过程中不使用有害物质，余留溶液的处理也非常简单。
日本海带和果囊马尾藻资源非常丰富。在日本仙台火力发电站的取水口，每年流入约300吨海藻，令电力公司深感苦恼。如果利用它们生产生物乙醇，对发电站来说可谓一举两得。
佐藤实说：“今后准备扩大实验规模，并进一步提高能源转化效率。”
首个类似大脑的计算电路完成 具备自我进化等能力
据美国物理学家组织网25日报道，科学家模拟大脑的工作原理，首次在有机单分子层上制造了一个同样具备自我进化功能、能够解决复杂运算问题的电路，这是科学家首次制造出类似大脑的、能够自我进化的电路。
现有数字计算机的信息处理电路都是静态的，而人类大脑中的信息处理回路——神经细胞则会通过持续进化来解决复杂的问题。现在，由日本筑波大学和美国密歇根理工大学的研究人员组成的研究团队在一个有机分子层上，成功地制造了同样一个类似于大脑功能的、能够自我进化的电路，首次在有机分子层上实现了类脑运算。
基于这种电路的新型计算机能够进行并行运算，这一点远远胜于目前最快的超级计算机。迄今为止，世界上运行速度最快的超级计算机每一个通道一次也只能处理一个字节。
这种计算机能够为那些很难确定算法的问题提供解决方案，比如预测自然灾害和疾病的暴发等。为了证明这种独特性，研究人员在分子层面模拟了两种自然现象：自然散热和癌细胞的扩散。
另外，建立在单分子层的这台计算机也有智力，它能够解决同一个计算机网格内的很多问题。
在人类的大脑中，如果一个神经细胞死亡，另一个神经细胞就会取而代之，接手其工作。利用单分子层所具有的自我组织功能，这种新型计算机的分子处理器在出现问题时，也同样具有自我愈合能力。迄今为止，还没有人造的计算机拥有这个特性。
这项研究发表在最新一期的《自然·物理》杂志上，其作者包括密歇根理工大学物理学院的兰吉特·帕蒂，日本筑波市国立材料科学研究所的人工智能和分子电子学科学家安尼班·班德亚帕德耶。
