这些发现和发明有可能改变甚至拯救生命。它们都在波士顿大学的实验室里起步:一种可以使用光斑检测皮肤癌的设备、一个可以预测阿尔茨海默病的人工智能程序、一种更有效的新冠疫苗。《The Brink》在2024年报道了这些突破,以及其他许多成果。
我们还分享了一些大惊喜,例如在校园内发现的5000年前的埃及宝藏、扰乱地球气候的巨大太空云团,以及一项打破记录的机器人。随着一年接近尾声,我们想带您回顾一下波士顿大学研究中的一些亮点。
但在开始之前,我们还想庆祝一些其他荣誉:我们的四篇文章获得了大奖。非营利组织教育推广和支持委员会(Council for Advancement and Support of Education)授予《The Brink》关于黑人女性健康、糖尿病治疗突破以及两位分子生物学家因共同热爱科学而结缘的文章最佳地区I写作奖。我们还凭借关于帕金森病研究志愿者的感人故事赢得了最佳视频奖。
1. 年度发明利用光检测皮肤癌
一种新的非侵入性皮肤癌检测设备,使用波士顿大学开发的技术,据说可以将漏诊的皮肤癌数量减少一半。DermaSensor通过向组织发射光脉冲,追踪反射回来的颜色——恶性病变和良性病变散射光的方式不同——帮助医生决定是否将患者转介给专家。据美国皮肤病学会统计,每五个美国人中就有一个会在某个时候患上皮肤癌。这项传感技术由波士顿大学工程师Irving J. Bigio开发和完善。今年1月,食品和药物管理局批准DermaSensor进入美国市场;10月,《时代》杂志将其评为年度发明之一。
2. 波士顿大学实验室重新发现了5000年前的古埃及宝藏
波士顿大学查尔斯河校区位于城市中心,一侧有电车经过,另一侧有高速公路交通穿梭,这里似乎不太可能发现古埃及宝藏。但当埃及学家Kathryn Bard于2022年从学校退休时,她将一个长期被遗忘的装有1980年代从两个前王朝尼罗河流域定居点收集的样本的纸板箱赠给了同事。其中有一块5000年前的木炭。虽然不是镶嵌宝石的珠宝,但对于学生研究员Ranran (Angela) Zhang来说,这确实是一笔真正的宝藏。Zhang研究了古代木炭,以了解早期埃及人与其周围环境的互动,例如他们是否建造了短期或长期的住所。“我喜欢你关注的是普通人以及他们吃什么用什么,”Zhang说,“我们能够重建像我这样的普通人的日常生活。”
3. 人工智能可以通过患者的言语预测阿尔茨海默病
波士顿大学的工程师、神经生物学家和计算机及数据科学家组成的多学科团队创建了一个机器学习模型,可以预测患有轻度认知障碍的人是否会发展成阿尔茨海默病。该人工智能程序通过分析言语,准确率达到78.5%。
“我们希望,就像所有人一样,会有越来越多的阿尔茨海默病治疗方法可用,”波士顿大学Rafik B. Hariri计算与计算科学与工程研究所主任Ioannis (Yannis) Paschalidis说。“如果你能预测会发生什么,你就有更多的机会和时间窗口来干预用药,至少尝试维持病情的稳定,防止过渡到更严重的痴呆形式。”
4. 深海岩石可以在没有阳光的情况下产生氧气
这一发现如此奇怪,如此违背科学常规,以至于最初做出这一发现的研究人员都不相信。他们在太平洋深处数千英尺的地方研究数百万年前的岩石,发现矿物结核,即多金属结核,正在产生氧气。这令人惊讶,因为正如你在中学学到的那样,大多数氧气是由植物和浮游植物吸收阳光和二氧化碳产生的。但在12000英尺深的地方,非常黑暗。而且,岩石毕竟是岩石。研究人员,包括波士顿大学生物学家Jeffery Marlow,得出结论,这些岩石通过一种称为“海水电解”的过程产生了氧气。
“总的来说,我们认为深海是一个腐烂物质下沉,动物吃掉残渣的地方。但这一发现重新调整了这种动态,”Marlow说。“它帮助我们看到深海是一个生产的地方,类似于我们在甲烷渗漏和热液喷口处发现的为海洋动物和微生物创造绿洲的现象。我认为这是一个有趣的逆转,改变了我们通常对深海的看法。”
5. 一种新型改进的新冠疫苗即将问世
一种保护效果与现有选项相当但剂量更低的新新冠疫苗在一系列测试中显示出潜力。这种疫苗由波士顿大学的生物医学工程师和病毒学家团队开发,使用了一种名为自扩增RNA(saRNA)的核糖核酸。与广泛使用的基于信使RNA的辉瑞-生物技术公司和莫德纳新冠疫苗一样,saRNA版本教会身体如何对抗未来的感染。但与这些疫苗不同的是,新疫苗会不断重复其指令,给免疫系统额外的增强,确保其能够更长时间地对抗病毒。波士顿大学团队已经在小鼠身上展示了疫苗的有效性,并表示该技术甚至可能在治疗癌症方面具有潜力。
6. 巨大的太空云团可能影响了地球的气候
如果你曾经因为一片乌云而破坏了一个理想的海滩日,不妨想想我们的早期人类祖先。大约两百万年前,我们的太阳系遇到了一个密集的星际云团,可能压缩了太阳的保护性等离子体盾,即日球层,剥夺了地球的保护。根据波士顿大学领导的研究,这可能导致地球暴露在放射性粒子下,气温下降。“这篇论文首次定量地表明,太阳与太阳系外的某些东西发生了接触,这会影响地球的气候,”波士顿大学空间物理学家Merav Opher说,她是该研究的主要作者。
7. 波士顿大学有一台打破记录的机器人
认识MAMA BEAR。三年多来,这台坚持不懈的机器人一直在寻找最高效的能量吸收形状。它打印一个小塑料形状,砸碎它,测量其吸收能力,调整设计,然后重复这个过程。一次又一次。到目前为止,它已经打印了超过25000个形状,今年春天,由波士顿大学机械工程师Keith Brown领导的团队宣布MAMA BEAR打破了已知的能量吸收记录。这一发现有助于生产更好的汽车保险杠、头盔、包装和其他安全装备。尽管MAMA BEAR已经创造了历史,但它仍在打印和砸碎,试图打破自己的记录。
8. 大学生的心理健康状况有所改善
根据波士顿大学公共卫生研究员Sarah K. Lipson共同领导的一项研究,大学生的心理健康状况连续第二年有所改善。对10万多名美国大学生进行的《健康心灵研究》发现,抑郁、焦虑和自杀念头的症状有所下降,更多年轻人与心理健康护理和支持建立了联系。但研究团队的调查也突显了许多值得关注的领域,包括大学生中高发的精神疾病和大量报告感到孤独的学生。“虽然我非常希望我们会继续看到改善,”Lipson说,“但我们还需要几年的数据,显示预期方向的变化,才能有信心指出一个明确的趋势。”
9. 被捕获参与奴隶贸易的非洲社区范围比原来认为的更广
在研究圣赫勒拿岛上死去的被奴役者的遗骸后,波士顿大学生物考古学家Andreana Cunningham描绘了一幅比以前更复杂的画面,展示了他们的生活及其来源。她发现,在大西洋沿岸现有的非洲裔人口中,东南部非洲人口的影响更大。我们现有的关于被捕获者来自何处的知识大多基于(有时模糊的)奴隶主的记录。Cunningham的目标是通过结合生物考古学、非洲裔研究和档案研究,恢复被奴役者的主体性和故事。
“过去的骨骼实际上可以告诉我们很多关于个体的历史,”Cunningham说。“你经历的事情可以在你的身体上留下痕迹,字面意义上。压力、日常习惯、营养、你来自的地方——这些都是可以在某种程度上记录在你的骨骼遗骸上的事情。”
10. 波士顿大学在慢性创伤性脑病研究中改变游戏规则
在特别系列报道中,《The Brink》探讨了波士顿大学在慢性创伤性脑病(CTE)研究中的开创性工作。该大学的研究人员将反复头部撞击(尤其是美式橄榄球和冰球等接触性运动,以及军事服务)确定为这种进行性脑病的原因。除了研究CTE如何改变和损害大脑,他们还帮助塑造了全国关于体育安全和脑损伤的对话,使波士顿大学成为该疾病研究的世界领先中心。目前,CTE只能在死后诊断,但波士顿大学的研究人员正在进行一项重大新项目,可能帮助临床医生在生前发现CTE——这是开创新治疗方法的第一步。
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