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        科技日报北京11月16日电(记者刘霞)据美国加州大学河滨分校官网近日消息,该校科学家利用“基因剪刀”工具,培育出了多个特征发生改变的埃及伊蚊,这些黄色蚊子拥有三只眼睛、翅膀发育畸形。他们希望这些由基因编辑工具改造出的蚊子,能帮助预防和控制蚊媒传播疾病。研究发表在最新一期的美国《国家科学院院刊》上。        埃及伊蚊是登革热病毒、黄热病病毒和寨卡病毒等的主要传播媒介,对常用杀虫剂有不同程度的抗药性。此前不少研究试图通过基因编辑来阻断蚊子传播疾病,但存在基因变异率低、改造后的蚊子存活率低、被破坏的基因无法稳定遗传等问题。        现在,研究人员对埃及伊蚊进行了基因改造,使其生殖细胞系能稳定地表达Cas9酶,这种酶在目前流行的基因编辑工具“CRISPR/Cas9”中发挥了关键的“剪刀”作用。之后,研究人员使用CRISPR技术,对伊蚊的DNA(脱氧核糖核酸)进行了有针对性的高效编辑。研究人员对蚊子体内与表皮、翅膀和眼睛发育有关的基因进行干预或破坏,最终培育出了黄色的、拥有三只眼睛、翅膀畸形的蚊子。比如,基因编辑工具对与表皮色素有关的基因进行干预后,蚊子从黑色变成了黄色;与眼部色素相关的基因被破坏后,蚊子眼睛的颜色也从黑色变成了白色。        研究人员表示,这是通过基因编辑改变蚊子特征的第一步,他们的长期目标是以体内稳定表达Cas9酶的蚊子为载体,插入和扩散目标基因——比如会破坏繁殖能力的基因等,从而控制蚊虫数量,减少疾病传播。这种方式不仅环保,而且成本更低。数学建模结果表明,他们的“倍增”(Multiplexing)技术能让目标基因的遗传几率增加到100%。

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        据物理学家组织网20日报道称,最近一期《认知科学趋势》杂志上的新理论认为,新的神经学证据表明,人的智慧是应对变化时大脑结构网络间灵活转换脑区连接能力的反映。        数百年的研究已经产生了许多关于大脑智慧如何形成的理论。一些神经科学家认为,智慧源自单一脑区或神经网络;另一些人认为,新陈代谢或脑细胞利用率是关键。但美国伊利诺伊大学心理学教授阿隆·巴贝说,当我们说某人聪明时,通常指的是他们在做出决定和解决特定类型的问题方面很好。但最近,神经科学开始从生物学角度探索普遍性智慧的产生机制。        科学家已知,大脑功能是“模块化”的,如大脑背部枕叶内脑区可处理视觉信息,但解释所看到的东西,需要整合来自其他脑区的信息。也就是说,要识别一个对象,必须对它进行分类,除了处理视觉信息,还需要其他脑区支持,理解概念知识和进行信息处理。        科学家一直努力理解大脑如何组织和运作。此前人们认为,前额皮层驱动了包括规划和组织行为在内的一般智慧。但实际上,整个大脑的结构及低高级机制之间的相互作用,是普通智慧所必需的。        大脑模块提供了组成更大“内在连接网络”的基本架构,每个网络包括多个大脑结构,当一个人从事特定认知技能时,这些大脑结构会一起激活。例如,当注意力集中于外部线索时,前额网络被激活;当注意力集中于相关事件时,突触网络被激活等等。        巴贝说,神经网络有两种连接机制:一种是在神经通路上磨合获得的称为“晶体智能”的强连接;另一种是适于推理和解决问题的被称为“流体智能”的灵巧连接。然而,在不断更新知识、形成连接过程中,应对变化的需求越多,大脑结构之间越容易建立连通性,且效果越好。        虽然“灵活性”一直被认为是人脑功能的重要特征,但直到最近“灵活性为人类智慧提供基础”的想法才成熟起来。

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        高品质的单光子源是实现光量子信息技术的基础。20日,记者从浙江大学获悉,该校光电学院方伟与化学系金一政、彭笑刚合作,首次实现了室温下基于胶体量子点的电驱动高纯度单光子源,为研发实用化、集成化的单光子源开辟出一条新路。该成果研究论文日前发表于《自然·通讯》杂志上。        太阳光、电灯等发出的都是“抱团”的光子,而单光子源在确定的时间内最多发射一个光子。方伟介绍,光子“单行”,才能实现量子通信、光量子计算机等新一代技术实现所必须依赖的量子效应。设计制造出可集成化、使用方便的理想的单光子源一直是科学家们追求的目标。2014年起,方伟等学者就尝试用胶体量子点来制造新型的单光子源。        胶体量子点是一种已知的发光性能极好的纳米晶体材料。科学家要实现的目标是:如何让单个量子点在室温下通过电激发,高效地发出一个光子。在量子点中,如果电子与空穴复合,就会发出光子。由于通常状态下,半导体材料中的电子比空穴“跑”得快得多,想要在单个量子点中制造和谐的“复合”,必须想办法平衡两者速率。        在浙江大学现代光学仪器国家重点实验室里,记者看到了一片片指甲盖大小的透明器件,厚度不到一毫米的结构中,包含了巧妙的设计:他们将单个的胶体量子点用绝缘层包裹起来。这个绝缘层放慢了电子的“步伐”,同时也阻止了电子与空穴的直接复合而产生“杂光”。在2.6V电压的驱动下,单个的胶体量子点成功被激发,屏幕上看到的针尖大小的亮点,正是胶体量子点发出的一个个“单行”的光子。

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        20日,我国北方首个大型无人机专业试飞基地在天津开发区签约建设。试飞基地由天津开发区、央企中信海直和一飞智控无人机公司三家共同建设,12月底前,第一批大型无人机就将正式进场试飞。        据介绍,随着无人机技术迅猛发展,我国2020年无人机市场规模将达到584亿元以上。大批无人机“黑飞”干扰民航飞行事件,让无人机的安全问题饱受争议,也使相关部门意识到,要采取更多举措,加强对无人机的监管。与此同时,许多无人机公司的一批大型无人机由于缺乏专业化试飞场地和空域服务,面临着无法顺利完成实验和测试的窘境。        此次在天津建设的专业化大型无人机试飞基地,依托中信海直塘沽机场,基地试飞场地半径5公里,高度空域600米,可基本满足国内目前的大型无人机测试飞行需求。同时,机场方面还将以专业化的飞行管控服务,对试飞进行全程保障,增加了试飞安全系数,避免出现意外。大型无人机进行试飞,只需提前一天向基地提出申请,即可按照约定进场试飞。        此外,无人机在试飞过程中,基地管控还将借助专业化的数据服务,对试飞飞机进行动态监管,全程进行数据监测,所有的飞行参数将实时回传地面,自动进行分析整理,帮助无人机后期进行性能方面的提升。        这一基地的建成投用,不仅可为无人机应用和管控科学研究提供专用规范化的场地,有效促进低空安全产业健康有序发展,未来还将向无人机生产研发企业和爱好者提供飞行服务,以及开展无人机相关的培训、科普教育等。

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