2009年6月7日

國際期刊傳真--2009.6(474)

雙語環境大不同
生於雙語家庭的小孩,除了自然而然學會兩種語言,還可能有早期學習的優勢。義大利第里雅斯特國際高等研究學院的科學家Koács和Mehler發現,成長於雙語環境七個月大的嬰兒,他們在認知控制(cognitive control)上的能力發展,比單一語言家庭中的嬰兒來得快。

研究人員先訓練寶寶們將聲音與影像作連結,當他們聽到特定的聲音後,會轉向某一側的螢幕,去看顯示的木偶圖像。之後改變聲音與木偶出現的螢幕位置,在雙語環境成長的嬰兒,比較快學會轉換注意力,發現木偶出現的新位置,但是單語家庭的嬰兒則無法做出較快的反應。

研究者認為雙語環境可能會加速嬰兒大腦抗拒分心的能力(executive function)發展,不過科學家也表示贏在起跑點,並不代表長大後智商就會高。

鯊魚渡長假
每年到了冬天,全世界第二大的魚類——姥鯊(Cetorhinus maximus)都會消失無蹤,半個世紀以前,人們以為這種巨大鯊魚會潛到深海冬眠。新的研究推翻了這個說法,現在科學家終於發現鯊魚渡假避寒的祕密基地。

姥鯊分布在溫帶海域,體長可達近10 公尺,其1.2公尺寬的大嘴能濾食水中的浮游生物。美國麻塞諸塞州海洋漁業部的水生生物學家Gregory Skomal與他的同事,標記了25隻當地的姥鯊,利用衛星追蹤,發現牠們在冬天會向南潛游到加勒比海的深海,甚至遠達巴西海岸。之前英國的團隊也追尋過大西洋東北海域姥鯊的季節性遷移,但範圍只侷限於溫帶海域,而這是第一次發現姥鯊出現在熱帶海域。

科學家推測牠們的遷徙可能與繁衍後代有關,不過這趟旅行究竟是為了什麼,還不得而知。

奈米碳管平面化
石墨烯(graphene)又稱單層石墨,是由碳原子構成的二維晶體,只有一個原子厚,兼具金屬與半導體的特性,而奈米碳管本質上就是捲成圓筒狀的石墨烯。

美國萊斯大學James Tour的團隊研發出一種新技術,可將奈米碳管「拉開」(unzip)成為石墨烯奈米帶(graphene nanoribbons, GNRs),產生不同的電子性能,應用潛力無窮。研究團隊將多層奈米碳管(multiwalled carbon nanotubes)置於室溫下(22℃)懸浮在濃硫酸中1~12小時,再以高錳酸鉀(KMnO4)處理使其氧化,奈米碳管的碳架就會像拉鏈一樣被直直地拉開,筒狀的奈米碳管因此變成平坦具筆直邊緣,且可溶於水的石墨烯奈米帶。

這種技術使得大量製造超薄奈米帶成為可能,將來可應用於平面顯示器、觸控面板與太陽能電池等,有助提升人類生活。

金屬滲透蛛絲強
一般人大概想像不到,看起來又細又軟的蜘蛛絲,它的自然特性比鋼鐵還要有韌性。如果可以再增強這種蛋白結構生物材料的強韌特性,對於人工組織材料的發展,將是一大福音。而最近德國馬克斯普蘭克微結構物理研究所Seung-Mo Lee 與他的同事,找到了一個讓蜘蛛絲更加強韌的方法。這個祕訣在於——讓金屬成功地滲透入蛛絲蛋白。

讓金屬滲入蛛絲蛋白的技術是非常不容易的。在這個研究中,科學家利用以往用在原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)技術的多重脈衝汽相滲入法(multiple pulsed vapor-phase infiltration, MPI),讓鋅、鈦和鋁等金屬成功地和蛛絲蛋白結合,大大提高了蜘蛛絲的強度。而這樣的方法還可以應用在其他的生物材料上,例如鳥蛋中的膠原蛋白膜(collagen membrane)。

暴風雨前的閃電
每年夏秋之際,我們最提防的天然災害,無疑就是強烈的熱帶氣旋——颱風,而在大西洋沿岸的熱帶氣旋則被慣稱為颶風(hurricane)。以現代氣象科技,預測熱帶氣旋的路徑和到訪的時間已不是問題,然而還無法精準預測氣旋的強度變化。以色列特拉維夫大學的科學家Colin Price與他的研究團隊,在一共分析了2005~2007年間,全球58個颶風後,發現暴風強度和閃電兩者之間的有趣關係。

在這個研究中,科學家發現颶風的最大風速與閃電發生率有顯著相關(兩者的相關係數平均為0.82)。且這58個颶風中,有56個的最大風速時間,約發生在閃電後30小時。雖然颶風在閃電後約一天的時間發展出最大風速的機制尚待釐清,然而這樣的發現,足以使人從觀察閃電,便能更精確地掌握颶風的變化。

神經分化條碼
多巴胺是重要的神經傳導物質,這些物質是由多巴胺神經元(dopaminergic neurons)製造分泌,負責大腦的情慾、感覺、認知等訊息傳遞。

多巴胺神經元雖然是由不同的前體細胞分化而來,但是這些神經元細胞都會表現出相同的基因,以產生調控多巴胺訊息的酵素及運輸蛋白。美國哥倫比亞大學的Nuria F.和Oliver H.研究發現,在線蟲(C. elegans)中,這些與多巴胺訊息相關的基因,都具有著多巴胺模體(dopamine motif),而ETS轉錄因子家族中的AST-1可結合至此模體,以控制基因表現。此外,小鼠的ETS轉錄因子Etv1對於基因表現及神經分化,也具有相同的作用,代表AST-1的功能在小鼠身上保留了下來。這些研究結果提供多巴胺相關疾病(如帕金森氏症)新的治療方向。

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