欢迎收看一周科技。本周你将看到：①用手汗发电；②透明章鱼；③吸力强劲的昆虫；④从脑中读取人想说的话；⑤菜花如何长出分形。

本周发表于《焦耳》的一项研究展示了能用手汗发电的装置[1]。与过去的同类设备相比，它效率更高，而且不需要任何运动来额外增加出汗就可以使用。

从手汗中获取电能 | Lu Yin

这种生物燃料电池装置可以贴在人的手指肚上，能量来源是汗液中的乳酸盐。一侧电极通过酶催化乳酸盐氧化，另一侧则通过铂催化氧气还原成水，由此产生电能。选择手指肚来发电，是因为这里皮肤出汗量可以持续保持在高水平。即使是完全不运动的睡眠时间，这种装置也能持续从手汗中收获电能，每平方厘米10小时可以获取能量300毫焦耳。这听起来不多，但已经可以为小型医疗传感器供电，使它们不再需要额外的电池。

研究者演示用手汗发电驱动一个小型维生素C传感器，以及低能耗的电致变色显示器 | Lu Yin

本周动物视频：一只通体透明的章鱼优雅地漂浮在太平洋深海。

视频：如玻璃般透明的章鱼 | Schmidt Ocean Institute

这段视频来自施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）近日结束的一个科考项目[2]。在为期34天的科考中，研究者通过遥控潜水器对位于太平洋中部的凤凰群岛海域进行了探索。

在探测期间，研究者难得地两次记录到了“玻璃章鱼”Vitreledonella richardi的身影。这是一个几乎完全透明的物种，身体中能够清晰看到的不透明结构仅有眼球、视神经和消化道。目前，人们对这种神秘生物的了解还很少，研究记录主要都来自在捕食者消化道内发现的死亡个体。

这种昆虫拥有动物界首屈一指的强大吸力：它的吮吸能够产生超过1兆帕斯卡的负压，这大约相当于站在100米的高空通过超长吸管从地面处吸水。

拥有超强吸力的牧草长沫蝉Philaenus spumarius | Charles J. Sharp/Wikipedia

这种吸力超强的昆虫是一种沫蝉（Philaenus spumarius）。它们演化出强大吸力是为了应付吸起来很困难的食物：这些昆虫以植物木质部的汁液为食，这些树汁自带负压，而且营养含量少，因此必须花大力气长时间吸取才能填饱肚子。

在本周发表的一项研究中，科学家们利用显微CT扫描分析了沫蝉的头部结构，并计算了它吸取树汁时能产生的压强数值[3]。结果显示，沫蝉的强大吸力完全足够克服树汁自身负压，它们吮吸时产生的负压最大可达1.3 ± 0.2兆帕斯卡。尽管过程费力，但代谢分析显示，这些昆虫确实可以从难吸的树汁中获取足够多能量。

从一位失去说话能力的瘫痪患者脑中，研究者直接读取出了他想说的句子。

瘫痪被试“试图说出”的话被读取出来并打在屏幕上 | UC San Francisco 

这项研究本周发表于《新英格兰医学期刊》[4]。研究者在患者控制说话的脑区植入了电极阵列，并要求被试“试图说出”特定单词，同时记录下对应的脑部活动。接下来，深度学习算法负责分析这些脑部信号，把它们与单词对应起来。当被试再次“试图说出”同样的词句时，程序就可以读取脑部信号，并把他想说的话还原出来、打在屏幕上。

这项技术首次在人类身上进行测试，现在程序还只识别了50个单词，被试可以用它们组合成超过1000个句子，进行简单的日常交流。目前，这种方法每分钟平均能输出15.2个词，平均正确率为74%。接下来，研究者仍会继续改进识别准确率与速度。

罗马花菜是著名的“分形蔬菜”：它每个宝塔状的小侧芽，看起来都是大侧芽的缩小版。这种独特的造型是怎么诞生的？最近，研究者探究了它背后的基因调控机制[5]。

罗马花椰菜也叫宝塔花菜，它具有独特的分形造型 | Jon Sullivan / Wikimedia Commons

研究者找来了实验室的常客——拟南芥，它与花菜同属十字花科，结构上有相似之处。通过数学模型与拟南芥突变试验，研究者找到了3个导致“分形结构”的关键基因。一旦改变这三个基因的表达，拟南芥茎顶端的分生组织生长速度加快，就会形成与花菜类似的“分形”结构。

花菜上的螺旋结构 | Eugenio Azpeitia et al.

由此，研究者理解了罗马花菜的生长原理。由于基因调控，花菜虽然“尝试”开花但不能成功，原本要开花的部位长成了芽；但尖端的分生组织却被这段短暂的开花尝试蒙骗，以为自己开过了，于是进入开花后的疯狂生长流程。同时，在另一个基因的调控下，芽有了更多的生长区域，能够容纳更多级的分形结构。在这些基因的共同作用下，罗马花椰菜的花序不开花，却不断长出新芽，它们挤在一起至少能形成7级螺旋。

作者：麦麦，窗敲雨

编辑：窗敲雨

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