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1 研究發現運動會降低基礎代謝水平
BMI指數是國際上常用的衡量人體胖瘦程度以及是否健康的一個標準。一般來說，當BMI指數在20至25之間為正常值，超過25為超重，30以上則屬於肥胖。中國科學院深圳理工大學（籌）藥學院講席教授、中國科學院深圳先進技術研究院醫藥所能量代謝與生殖研究中心首席科學家John Roger Speakman（約翰·羅傑·斯彼克曼）聯合國際團隊透過分析國際原子能機構（IAEA）雙標水資料庫收集到1750名成年人的資料，這些人的BMI值（身體質量指數）分佈在12.5到61.7之間。分析發現，肥胖者（BMI較高）運動燃燒的熱量約一半均被“抵消”掉了，靜息代謝減少了49%。相比之下，BMI正常的個體只有28%的運動耗能被“抵消”。人一天的總能耗由基礎代謝和日常活動能耗構成，當一個胖的人運動消耗每消耗100卡時，他的靜息代謝會減少49卡，總能量支出只增加了51卡；而一個不胖的人運動消耗每消耗100卡，其總能量支出會增加72卡，即與不胖的人相比，肥胖者的運動效果更差。
研究表明，造成運動效果個體差異的原因可能是運動的補償效應所致，即運動增加了能耗，但機體會從其他方面補償總能耗的增加。在日常生活中，運動是人們保持健康生活狀態重要方式之一，而“運動反而變胖”的現象卻時有發生。對於肥胖者來說，減肥難度則更大，這跟補償機制的差異性有關。研究人員對BMI進行了分層研究，發現胖的人比瘦的人補償效應更大。此外，還在不同BMI人群中，把脂肪量作為連續變數進行了互動分析，發現脂肪量確實與補償效應有互動作用，即脂肪量影響了補償效應的程度。該成果表明，對個體人群和補償機制理解的不斷加深可以進一步幫助在針對減肥的公共衛生策略進行修訂，並對不同人群之間能量補償機制的實質性差異進行更多研究。該研究為未來針對減肥的個性化運動計劃的制定提供了重要參考。
來源：
http://www.cas.cn/syky/202108/t20210830_4803839.shtml
2 電磁超構表面臨床磁共振成像取得新進展
磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）為廣泛應用的高階影像醫療技術，追求高信噪比的優良影象是其首要目標。不同於使用表面線圈、延長成像時間和裝置更新等傳統方法，利用電磁超構表面理論上不但可有效提升信噪比，且具有極高的效價比。但是，由於不能克服磁場增強不均、干擾射頻發射場等關鍵問題，電磁超構表面尚不能應用於臨床磁共振成像中。
清華大學機械工程系趙乾副教授、孟永鋼教授團隊與清華大學臨床醫學院鄭卓肇教授團隊、材料學院賙濟院士團隊密切合作，在電磁超構表面臨床磁共振成像中獲得突破性進展。合作團隊設計了全新的圓柱形電磁超構表面，提出了部分調諧諧振模態控制思想，獲得了智慧、無線、無源的MRI超構表面線圈。而且該線圈無需與主機有線連線，因此該線圈適用於不同廠商生產的磁共振儀。該項技術不但可以大幅度提升1.5T MRI的成像效能，同時也提供了一種全新的MRI影象信噪比增強方法，並可推廣應用至其餘場強的MRI裝置中，對提高我國高階醫學影像技術的國際競爭力具有積極意義。
來源：
https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/86395.htm
3 大腦神經元動力學建模與分析最新研究成果
大腦中神經元具有複雜的空間樹突結構，並透過整合來自樹突各處的時空輸入訊號實現資訊處理。理解神經元樹突訊號整合是理解神經資訊處理的基礎。由於經典的神經元電纜模型不能解析處理具有複雜空間結構、包含非線性離子通道以及狀態依賴的突觸電流輸入的真實生物學場景，因此如何定量刻畫具有空間結構的神經元樹突計算法則及其動力學性質是神經科學中的一個重要難題。
上海交通大學自然科學研究院和數學科學學院的李松挺和周棟焯課題組透過建立具有空間樹突結構的神經元膜電位動力學的偏微分方程組模型，並利用擾動理論推導得到了方程的解析解，藉此可以準確描述神經元接收狀態依賴的突觸電流輸入時膜電位的變化。並進一步推導得到了具有樹突分枝結構的神經元整合時空突觸輸入訊號所滿足的雙線性整合法則，該法則在符合真實生物學場景的神經元模擬模型中得到了驗證。在此基礎上，透過降維分析將原高維偏微分方程組動力學模型降維至僅描述細胞體處膜電位變化的一維常微分方程約化動力學模型。該約化模型可以有效刻畫原偏微分方程組描述的神經元模型在胞體處的資訊整合以及樹突計算功能，從而為設計包含樹突計算功能的神經元網路模擬快速演算法和人工神經網路模型奠定了基礎。
來源：
https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20210830/157445.html
4 聲學降噪領域取得最新研究進展
隔音降噪在很多領域中具有重要意義，包括建築設計、城市規劃、交通運輸等。但是傳統的隔音降噪方法或多或少存在限制。在日常生活中，通風透氣的需求也同樣重要，無論對於散熱、或保持室內的空氣流動都有著不可替代的意義。然而，不同於可用於電磁波遮蔽的金屬法拉第籠，一般來說，硬質籠子結構無法抵擋聲波的穿透。這是因為低頻聲波具有衍射效應，可以“擠”進縫隙和孔洞，可以說是無孔不入。有趣的是，近年來基於聲學超構材料讓隔音降噪和通風透氣同時實現成為了一個熱點研究方向。
南京大學物理學院賴耘教授合作團隊將各向異性的概念引入到三維摺疊空間的系統中，提出了一種開啟低頻、寬頻聲子帶隙的方法，並設計了既能隔音降噪，又能通風透氣的三維聲學超構籠子。該機制將為低頻降噪領域提供了新的思路。
來源：
https://www.nju.edu.cn/36/f0/c3674a538352/page.htm
5 高聚物及其奈米複合材料取得重要進展
高聚物材料中約2/3為結晶性高聚物，其可形成豐富多彩的結晶形態，如球晶、橫晶、串晶等；這些結晶形態強烈地影響著高聚物製品的力學效能、光學效能等；因而，高聚物結晶形態的解析及其形成機理的認知是高分子物理的重要研究內容之一，同時對高聚物製品的工業生產也有重要的指導意義。但是，目前幾乎所有的高聚物結晶形態都只能從二維的視角去解析，其在真實三維空間的結構資訊一直缺乏直觀的實驗證據。
為了揭示三維空間中高聚物結晶形態的演變規律，西安交通大學功能軟材料創新團隊的Goran Ungar教授基於雙光子顯微成像技術開發了針對高聚物及其奈米複合材料體系的三維成像技術，成功獲得了高聚物球晶的三維影象，並且揭示了納米粒子在結晶性高聚物中的分散狀態。該發現不僅豐富了高聚物結晶理論，對於高聚物產品的成型加工也有重要意義。
來源：
http://news.xjtu.edu.cn/info/1004/170373.htm
排版 | 弢弢
稽核 | 六朵 蒼翼蝴蝶 隕石
