常用手机安抚小孩？注意了；中国多年生水稻入选《科学》2022年度十大突破｜热点回顾

“热点回顾｜一周科技大事件”为学术头条推出的图文新栏目，旨在帮助读者快速了解最近一周的科技热点新闻。由于篇幅（和知识）有限，欢迎大家多多补充～

马桶不盖盖，后果很严重

此前研究发现，冲马桶时有些微小的、看不见的颗粒会释放到空气中。这些颗粒会运输大肠杆菌、艰难梭菌、腺病毒等病原体，给公共卫生间使用者带来暴露风险。

近日，美国科学家利用绿色激光和摄像设备，揭示了人们在公共卫生间冲无盖马桶时，肉眼看不见的微小水滴是如何迅速喷射到空气中的。

图｜冲马桶产生的气溶胶羽流。（来源：Scientific Reports）

该研究发现，冲马桶时产生的颗粒以 2 米/秒的速度快速射出，在 8 秒内能到达马桶上方 1.5 米高处。虽然最大的颗粒往往会在几秒内沉降至马桶表面，但小于 5 微米或百万分之一米的气溶胶颗粒，可以在空气中悬浮几分钟或更长时间。喷射形成的羽流可能会上升到实验室天花板，由于无处可去，颗粒会沿着墙壁向外移动，扩散至其他房间。

该研究首次使冲马桶产生的气溶胶羽流可视化，并测量其颗粒飞溅速度和扩散轨迹，以全新视角揭示了冲马桶的影响。这种对潜在疾病暴露的可视化研究，为减少疾病传播提供了新方法。

此外，了解这些颗粒的运动轨迹和速度，对于通过消毒通风策略或改进马桶冲水设计以降低暴露风险非常重要。

内容来源：《中国科学报》

论文链接：

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

中国多年生水稻入选《科学》2022年度十大突破

近日，《科学》杂志公布了本年度十大科学突破榜单。其中，中国的多年生水稻品种的开发入选榜单。

图｜多年生水稻可以省去农民每年数周的辛苦劳动。

2022 年 11 月，中国云南大学胡凤益团队联合国内外相关团队在国际知名学术期刊《自然·可持续性》发表了题为“多年生稻的可持续生产力与生产潜力”的研究论文，并同步发表了题为“多年生稻变革促进可持续农业”的研究简报。

该团队多年生稻23（PR23），种植一次可连续免耕收获 3-4 年，即自第二季起便无需买种、育秧、犁田和移栽等生产环节，仅需田间管理和收获两个生产环节，节约生产成本，减少劳动力，是基于种间杂交培育多年生粮食作物领域的里程碑事件。

年度突破榜单还包括：

詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）成功发射；

发现一种比许多细菌细胞大近 5000 倍的巨大微生物；

对黑死病如何改变欧洲人基因的新见解；

由格陵兰永久冻土中保存的 200 万年前的环境 DNA 重建的古老生态系统；

呼吸道合胞病毒疫苗的进展；

美国国家航空航天局成功实施 DART 卫星任务；

通过具有里程碑意义的气候法案；

创意人工智能的快速发展；

识别可能导致多发性硬化症的病毒。内容来源：《科技日报》

Nature 发布“2022十大科学人物”

近日，顶级科学期刊《自然》（Nature）公布了 2022 年度十大人物榜单（Nature’s 10）。

在今年的十大人物榜单上，有一些名字与气候变化和其他全球危机的发展息息相关。联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯（António Guterres）呼吁各国积极应对气候变化等危机；Saleemul Huq 是位于孟加拉国达卡的国际气候变化与发展中心的主任，他在上个月的国际气候谈判大会上帮助争取到了富裕国家承担由气候变化造成的“损失与损害”（losses and damages）的承诺。

此外，《自然》还评选出了在全球公共卫生问题上有突出贡献的几位人物。新冠疫情进入第三年，北京大学的基因组学研究员曹云龙帮助追踪新冠病毒的演化，并预测了导致新变异株产生的部分突变；Lisa McCorkell 是一位患有“长新冠”（long COVID）的研究员，作为 Patient-Led Research Collaborative 的创始成员，她帮助提高了公众对该疾病的认识，并筹集到了研究经费；Dimie Ogoina 是尼日利亚尼日尔三角洲大学的传染病医生，他对尼日利亚猴痘传染病的研究工作提供了有关抗猴痘疫情的关键信息。

美国马里兰大学巴尔的摩分校的外科医生 Muhammad Mohiuddin 带领团队完成了首次转基因猪心脏的人体移植；美国国家航空航天局（NASA）戈达德航天中心的天文学家 Jane Rigby 在韦伯太空望远镜进入太空并正常工作的任务中起到了关键作用，让人类探索宇宙的能力迈上了更高的新台阶。

原文链接：

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

为什么高淀粉饮食会加重非酒精性脂肪肝？

非酒精性脂肪肝是以肝内脂质大量堆积为特点的肝脏脂代谢异常类疾病，当前全球患病率超过 25%，在中国的部分地区更是高达 30%，极大威胁人们的生命健康，给社会经济造成严重负担。

近日，清华大学药学院王钊课题组首次系统论证了高淀粉饮食对非酒精性脂肪肝（NAFLD）的影响，并探究发现了高淀粉饮食通过介导 NOX2 高表达，以增加脂肪酸转运的独特代谢方式介导了 NAFLD 的恶化。

该研究首次在小鼠水平系统性地探究并得到，长期高淀粉饮食会介导非精性脂肪肝发生，并进一步促进其恶化。机制上，阐明 NOX2 作为该过程的特异性调控因子，通过增加脂肪酸转运介导非酒精性脂肪肝的进一步恶化，揭示淀粉类碳水化合物不同于游离糖的独特代谢特点。

此外，该研究系统性的阐释了淀粉这一重要营养物质对机体生理病理的影响及其代谢机制，为精准营养措施改善非酒精性脂肪肝提供了新的思路，同时为 NAFLD 患者提供了科学的膳食营养指导和参考。

内容来源：清华大学

论文链接：

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

常用手机安抚小孩？这些后遗症了解一下

使用电子设备安抚儿童似乎是一种无害的临时工具，可以缓解家庭压力，但如果这变成一种经常性的安抚策略，可能会对儿童产生长期后果。

近日，一项发布在《美国医学会杂志-儿科》的研究发现，经常使用智能手机和平板电脑等电子设备安抚 3-5 岁儿童，反而会增加儿童的情绪失调，尤其是男孩。

对儿童来说，电子设备镇定与情绪后果之间的关联尤其高，这一点在男孩中尤为明显。这些儿童可能经历过多动症、冲动和暴脾气，这使他们更有可能对愤怒、沮丧和悲伤等情绪作出强烈反应。

“特别是在幼儿时期，这些设备可能会阻碍儿童独立和自我调节。” 研究主要作者、密歇根大学莫特儿童医院的发育行为儿科医生 Jenny Radesky 说。

她指出，学龄前到幼儿园时期是一个特殊的发展阶段，儿童可能更容易表现出难以相处的行为，如发脾气、反抗和强烈情绪。这可能会让很多父母选择电子设备作为育儿策略。但电子设备使用得越频繁，孩子及其父母使用其他应对策略的机会就越少。

Radesky 建议，有许多其他的安抚方法可以帮助建立情绪调节技能。比如感官技巧类，包括摇摆、拥抱、在蹦床上跳跃，以及听音乐或看书等。如果看到孩子烦躁不安，可以把这种能量转化为身体运动。

内容来源：《中国科学报》

论文链接：

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

科学家揭示2020年大气甲烷浓度飙升的机制

甲烷是一种重要的温室气体。近 15 年大气甲烷浓度呈现增长加速的趋势，2020 年甚至达到了 1984 年以来有站点观测记录的最大值。如果未来大气甲烷浓度持续加速增长，将会对减排和《巴黎协定》温控目标的实现带来严峻挑战。

北京大学城市与环境学院彭书时研究员团队与多所国内外研究机构合作，基于大气甲烷浓度观测、能源和农业清查数据、气象和遥感等多源数据，利用湿地过程模型、大气化学传输模型和大气反演模型，结合温室气体源汇评估方法，探究了 2020 年大气甲烷浓度飙升的原因。

研究发现，2020 年大气甲烷浓度增长加速一半归因于由湿地主导的自然排放增加，另一半归因于对流层 OH 自由基浓度的降低。该研究为理解全球的甲烷收支提供了新见解，揭示了湿地甲烷排放对实现全球温控目标不可忽略，并认识到未来甲烷减排计划需要同时考虑氮氧化物等人为污染物排放趋势变化所导致的大气甲烷寿命变化，为《巴黎协定》的目标实现和全球甲烷减排承诺提供了科学依据。

内容来源：北京大学

论文链接：

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

科学家发明新型人体热管理织物

保持舒适的新陈代谢温度对维持人体的基本生理功能至关重要。在户外，静止的成人通过红外辐射消耗大约 50% 的热量，而传统的纺织材料（如棉和涤纶）具有高红外发射率（~90%），导致大量辐射性热量损失。因此，对织物表面进行加工，实现人体热管理将会弥补这些缺陷。

目前，已报道的热管理织物吸收率并不理想，在寒冷的天气下不能有效加热人体，而现有的选择性吸收涂层技术在普通棉布表面由于高粗糙度会失去光谱选择性。因此，研究零能耗热管理织物具有重要意义。

近期，中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室研究员高祥虎、刘刚团队等通过磁控溅射方法在普通棉布表面制备了基于高熵氮化物（ZrNbMo-Al-N）的多层薄膜，实现了具有较高光谱选择性的人体热管理织物。

研究人员通过建立稳态传热模型发现织物高吸收率和低发射率对人体在低温环境下保温都有贡献，特别是吸收率的优化，能够有效增加在户外光照环境下的保温能力。

据此，研究人员通过理论计算结合实验验证的方法对多层薄膜光学性能进行优化。优化后的选择性吸收涂层在金属铝修饰的棉布上实现了 92.8% 的高吸收率和 39.2% 的低发射率，具有优异的光热转化效率，相比于已报道的太阳能加热织物具有明显优势。研究人员对织物的加热能力进行实验验证。由于织物较低的发射率，使得室内空调的设定温度降低 3.5℃，从而减少了能源消耗。

内容来源：中科院兰州化学物理研究所

论文链接：

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

科学家在视频对抗攻击方面取得新进展

深度神经网络容易受到对抗攻击，通过给图像或视频叠加极小扰动就可以造成分类系统的误分类，研究视频分类系统的对抗攻击将有助于发现分类模型的脆弱性，并成为提高模型鲁棒性的重要基础。

学术界当前的对抗攻击方法均考虑范数限制的扰动，而这种方式需要消耗大量的查询次数，造成攻击过程中巨大的计算成本，所生成的对抗样本还会被去噪或对抗训练等方法有效防御，对于提高查询效率和抵抗防御能力的方法研究鲜少涉及。

为此，清华大学深圳国际研究生院肖喜副教授团队提出了一种基于风格迁移的黑盒视频对抗攻击方法（StyleFool）来攻击视频分类系统。该方法采用语义不变的无限制扰动，旨在不改变视频语义信息的前提下，对抗扰动不做范数限制。

图｜StyleFool 攻击示意图

与同类方法相比，StyleFool 能够显著提高攻击的成功率并降低查询次数。同时，在抵御视频对抗防御方法的性能方面，由于 StyleFool 考虑了前后帧间一致性约束和语义不变的无限制扰动，它所生成的对抗样本可以轻松绕过先进的视频防御方法。

StyleFool 在不改变语义信息的情况下产生无限制的扰动，跳出了传统的范数限制攻击的束缚，并在攻击性能、抵御防御性能等方面优于现有对抗攻击方法，大大降低了攻击成本，是对抗攻击迈向非语义化的一大突破。

内容来源：清华大学深圳国际研究生院

论文链接：

https://arxiv.org/abs/2203.16000

美式足球运动员或遭受多种慢性“职业病”

近日，来自哈佛大学陈曾熙公共卫生学院、哈佛大学医学院团队及其合作者发现，与具有相似人口特征的普通人群相比，美式足球运动员往往会更早地罹患高血压、糖尿病等与年龄相关的疾病，甚至严重者的健康寿命也会缩短近十年。

该研究基于对近 3000 名退役后的美式足球运动员的跟踪调查，是迄今为止最大的前职业美式足球运动员数据样本。研究团队表示，退役后的足球运动员的身体状况对足球运动与健康的关系有着重要的指导意义。

然而，这一发现并没有确定美式足球运动员过早出现慢性病的原因，但揭示了这些运动员和慢性病发作这两个事件的相关性，对未来研究细胞、器官特异性病理生理学有潜在价值。

论文链接：

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