剑桥科学家确认其开发的"第三拇指"可被人们轻松掌握与应用

剑桥科学家确认其开发的"第三拇指"可被人们轻松掌握与应用 剑桥大学的研究人员开发出了一种可控的假肢大拇指，人们可以很快学会使用它来拿起和操作物体。在英国皇家学会夏季科学展上进行的测试表明，该装置适用于广泛的人群，98%的参与者在一分钟内就能成功使用。这项研究强调了包容性设计在技术方面的重要性，确保所有用户，包括边缘化群体都能无障碍使用。图片来源：Dani Clode 设计公司和可塑性实验室未来技术的一个新兴领域是运动增强技术利用外骨骼或额外的机器人身体部件等可穿戴电动装置来增强我们的运动能力，使其超越目前的生物限制。这些设备可以改善希望提高生产力的健康人的生活质量，而同样的技术也可以为残疾人提供与环境互动的新方式。第三根拇指帮助用户打开瓶子。图片来源：Dani Clode Design / The Plasticity Lab剑桥大学医学研究委员会（MRC）认知与脑科学组的塔玛尔-马金（Tamar Makin）教授说："技术正在改变我们对人类的定义，机器正日益成为我们日常生活的一部分，甚至成为我们身心的一部分。"这些技术开辟了令人兴奋的新机遇，可以造福社会，但至关重要的是，我们要考虑这些技术如何平等地帮助所有人，特别是往往被排除在创新研发之外的边缘化群体。为了确保每个人都有机会参与并受益于这些令人兴奋的进步，我们需要在研发过程的最初阶段就明确纳入并衡量包容性"。马金教授实验室的合作者达尼-克罗德（Dani Clode）开发出了"第三拇指"，这是一种额外的机器人拇指，旨在增加佩戴者的活动范围，增强他们的抓握能力，并扩大手的承载能力。这样，用户就可以完成单手可能难以完成或无法完成的任务，或者在无需与其他人协调的情况下完成复杂的多手任务。第三根拇指的发展和功能第三拇指佩戴在与生物拇指相反的手掌一侧，由放置在每个大脚趾或脚掌下方的压力传感器控制。右脚趾施加的压力将拇指拉过手掌，而左脚趾施加的压力则将拇指向上拉向手指。拇指的移动幅度与施加的压力成正比，释放压力后，拇指会回到原来的位置。2022 年，该团队有机会在一年一度的英国皇家学会夏季科学展上测试了"第三拇指"，各年龄段的公众都可以在不同的任务中使用该设备。测试结果发表在今天的《科学机器人学》（Science Robotics）杂志上。在五天的时间里，团队对 596 名参与者进行了测试，他们的年龄从 3 岁到 96 岁不等，来自不同的人口背景。其中，只有四人无法使用"第三只拇指"，原因要么是"第三只拇指"与他们的手不匹配，要么是他们无法用脚控制"第三只拇指"（专门为展览开发的压力传感器不适合体重很轻的儿童）。不同使用者佩戴的第三根拇指。图片来源：Dani Clode Design / The Plasticity Lab参与者有最多一分钟的时间熟悉设备，在此期间，团队会向他们解释如何执行两项任务中的一项。第一项任务是用第三根拇指从钉板上逐个拾起钉子，并将其放入一个篮子中。参与者被要求在 60 秒内尽可能多地移动钉子。共有 333 名参与者完成了这项任务。第二项任务是使用第三拇指和佩戴者的生物手一起操纵和移动五六个不同的泡沫塑料物体。这些物体形状各异，需要使用不同的操作方法，从而增加了任务的灵活性。同样，参与者被要求在最长 60 秒内将尽可能多的物体移到篮子里。246 名参与者完成了这项任务。几乎所有人都能立即使用该装置。98% 的参与者都能在使用的第一分钟内成功使用"第三拇指"操控物体，只有 13 名参与者无法完成任务。参与者的能力水平参差不齐，但男女之间的表现没有差异，尽管第三拇指始终戴在右手上，但手型也没有改变他们的表现。没有确切的证据表明，那些可能被认为"手巧"的人例如，他们正在学习演奏一种乐器，或者他们的工作涉及手的灵活性在完成任务时表现得更好。老年人和年轻人在使用新技术时的能力水平相似，但在对老年人年龄段的进一步调查中发现，随着年龄的增长，他们的能力有所下降。研究人员说，这种影响可能是由于随着年龄的增长，感官运动和认知能力普遍下降，也可能反映了一代人与技术的关系。年幼儿童的表现普遍较差。在无法完成任务的 13 名参与者中，有 6 名年龄在 10 岁以下，而在完成任务的参与者中，年龄最小的儿童往往比年龄较大的儿童表现更差。但是，即使是年龄较大的儿童（12-16 岁）也比年轻成人更难完成任务。达尼说："增强技术就是要设计出一种与技术的新关系创造出一种不仅仅是工具的东西，而是身体本身的延伸。鉴于身体的多样性，可穿戴技术的设计阶段必须尽可能具有包容性。同样重要的是，这些设备要能为广大用户所使用，并具有实用性。此外，这些设备还应该便于人们快速学习和使用。同样来自英国皇家研究理事会认知与脑科学研究组的合著者露西-道达尔（Lucy Dowdall）补充说："如果运动增强技术甚至更广泛的人机交互技术要想取得成功，就必须与用户的运动和认知能力完美结合。我们需要考虑到不同年龄、性别、体重、生活方式、残疾状况，以及人们的文化、经济背景，甚至对技术的喜好或厌恶。要实现这一目标，必须对大量不同人群进行身体测试。"缺乏包容性设计考虑导致技术失败的例子不胜枚举：事实证明，将口语转换成文本的自动语音识别系统在聆听白人声音时比聆听黑人声音时表现更好。有些增强现实技术对肤色较深的用户效果较差。由于在碰撞测试中，汽车座椅和安全带的设计主要是为了适应"平均"男性体型的假人，因此女性在车祸中面临的健康风险更高。专为右手使用或握持而设计的危险电动工具和工业工具，在左撇子被迫使用非惯用手操作时，导致了更多的事故。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

科学家发现瞳孔大小与工作记忆之间存在联系

科学家发现瞳孔大小与工作记忆之间存在联系 德克萨斯大学阿灵顿分校的研究人员知道工作记忆因人而异，但他们并不清楚具体原因。为了更好地理解这个问题，心理学助理教授马修-罗比森和博士生劳伦-D-加纳做了一个实验，观察研究一个人的瞳孔（眼睛的中心）是否是工作记忆的一个好指标。马修-罗比森 图片来源：UT 阿灵顿分校提供正常情况下，人在弱光环境下瞳孔会自然扩大（或散大），以便让更多光线进入眼睛。然而，在发表于同行评审期刊《注意力、知觉与心理物理学》（Attention, Perception & Psychophysics）上的最新研究中，研究人员发现，人在专心完成任务时，瞳孔也会放大。特别是，他们发现，一个人在完成任务时瞳孔放大得越厉害，他们在工作记忆测试中的表现就越好。UT阿灵顿分校博士生兼研究员劳伦-加纳（Lauren Garner） 图片来源：UT 阿灵顿分校提供罗比森说："我们发现，在任务中表现最差的人瞳孔放大的程度较低。对于表现最好的参与者来说，他们的瞳孔扩张总体上更大，而且他们对要求他们回忆的信息也更有辨别力"。在这项研究中，他和加纳在UT阿灵顿大学招募了179名本科生。参加者完成了几项工作记忆任务，即向他们展示信息，然后要求他们在几秒钟内记住这些信息。在完成任务的过程中，参与者的瞳孔会被眼球追踪器持续测量，这与验光师在眼科检查时使用的仪器类似。罗比森说："我们发现，注意力更集中、更持久的人在记忆任务中表现得更好，他们的瞳孔放大得更厉害。重要的是，我们发现与表现不佳的参与者相比，表现出色的参与者也表现出更高的瞳孔敏感度。这是一项令人兴奋的研究，因为它为我们理解为什么工作记忆因人而异增添了另一块有价值的拼图。" ... PC版： 手机版：

日本科学家发现克服拖延症的潜在关键

日本科学家发现克服拖延症的潜在关键 相信未来不会比现在更紧张，可能会帮助拖延者完成更多的工作。根据东京大学的最新研究，对未来保持乐观看法的人不容易出现严重的拖延症。虽然拖延症患者经常批评自己的"坏习惯"，但他们对未来的担忧似乎是更重要的因素。一项涉及近 300 名年轻人的调查显示，与过去或现在相比，那些预计未来压力水平会降低的人，不太可能有严重的拖延症。对个人幸福的看法似乎没有影响。改善人们对未来的展望和准备，可以帮助他们克服拖延症，实现压力较小的生活方式。有多少次，你列了一个"待办事项"清单，虽然最重要的任务排在最前面，但你似乎一直在从最下面往上做，或者完全被其他事情分散了注意力？虽然我们可能会责备自己拖拖拉拉，但有时我们越是想克服它，就越会感到压力山大，周而复始。东京大学艺术与科学研究生院的研究生柏仓纱也就是这样，因此她决定研究一下原因。按时间顺序排列的压力视图、按时间顺序排列的幸福视图的总体平均值，（A）按时间顺序排列的压力视图的总体平均值；X 轴从左到右依次为：过去 10 年、过去 1 年、过去 1 个月、昨天、现在、明天、未来 1 个月、未来 1 年和未来 10 年。y 轴代表 x 轴时间轴上的应力值。(B) 按时间顺序排列的福祉视图的总体平均值。y 轴代表幸福感水平。误差条表示参与者之间的 SE。(A) 严重拖延症患者（拖延症得分最高的 25%，深蓝色）与低拖延症患者（拖延症得分最低的 25%，浅蓝色）的按时间顺序排列的压力观和按时间顺序排列的幸福观的比较。x 轴从左到右依次为过去 10 年、过去 1 年、过去 1 个月、昨天、现在、明天、未来 1 个月、未来 1 年和未来 10 年。y 轴为压力得分。(B) 严重拖延症患者（拖延症得分最高的 25%，深蓝色）与低度拖延症患者（拖延症得分最低的 25%，浅蓝色）按时间顺序排列的幸福感比较。y 轴为幸福感得分。(C) 拖延症患者（拖延症得分最高的 25%，深蓝色）和低拖延症患者（拖延症得分最低的 25%，浅蓝色）的总平均压力值比较。忽略时间轴上的差异，计算每个受试者压力值的总体平均值，然后计算组内平均值。(D) 拖延症患者（拖延症得分最高的 25%，深蓝色）与低拖延症患者（拖延症得分最低的 25%，浅蓝色）的总体平均幸福感比较。误差条表示每组参与者之间的 SE。(*p < 0.05, **p < 0.01)。按时间顺序排列的压力观的聚类及其与拖延症的关系，（A）按时间顺序排列的压力观的聚类标签（标准化）。(B) 按时间顺序排列的压力观点的聚类（标准化）。深紫色线代表群组内的平均值，误差条代表群组内参与者之间的 SE，浅灰色线代表单个参与者的数据。(C) 严重拖延者（拖延得分最高的 25%，深蓝色）、低度拖延者（拖延得分最低的 25%，浅蓝色）和中度拖延者（拖延得分居中的 25%，中间蓝色）在不同组群中的比例比较。(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001)。研究细节和结果"我从小就有拖延症。当我需要复习考试时，我会打扫房间；当我需要进行研究生研究时，我会优先考虑合气道练习。这种拖延重要任务的习惯一直是个挑战，"柏仓说。"我想改变我的行为，因为我意识到我没有正视我的行为对未来的影响。"这启发柏仓研究拖延症与拖延者对时间的看法，尤其是对未来的看法之间的关系。当她开始研究拖延症时，她惊讶地发现，受拖延症困扰的人比她想象的要多得多。以往的研究表明，拖延症的一个特点是漠视未来，或难以将现在的行动与未来的结果联系起来。然而，造成这种情况的原因尚不清楚。柏仓和合著者、同样来自东京大学的平木和夫教授提出，这可能是因为严重拖延症患者的前景更加悲观。研究人员对日本 296 名 20 多岁的参与者进行了调查，以了解他们对压力和幸福感的看法，重要的是这些看法随着时间的推移发生了怎样的变化。其中包括询问他们从过去 10 年到现在的经历，以及对未来 10 年的预期。根据调查结果，参与者被分为四组（例如，他们认为自己的情况会改善还是会保持不变），然后每组又被分为严重拖延者、中度拖延者和低度拖延者。影响和未来方向柏仓解释说："我们的研究表明，乐观的人那些认为压力不会随着我们走向未来而增加的人不太可能有严重的拖延习惯。这一发现帮助我对未来采取了更轻松的视角，使我对未来有了更直接的看法，减少了拖延症。"在所讨论的 20 年时间里，影响人们拖延习惯的不仅是他们所经历的压力程度，还有他们对压力的看法是如何变化的。令人惊讶的是，人们并没有发现拖延症与消极的幸福观（如对自己的态度，或尚未找到生活的目的和目标）之间的关系。利用这些结果，研究小组希望开发出一些方法，帮助人们培养更乐观的心态去克服拖延症。"我们希望我们的研究结果对教育部门特别有用。"柏仓说："我们相信，如果学生能够科学地理解自己的拖延倾向，并积极努力加以改进，而不是自责，那么他们将取得更好的成绩，体验到更多的幸福。""思想可以通过观看几分钟的视频而改变，也可以通过多年的积累而形成。我们下一步要研究的是，这次哪种方法是合适的，以及如何培养'正确'的心态，从而过上更幸福美满的生活。"DOI: 10.1038/s41598-024-61277-y编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现两种益生菌能促进狗狗减肥

科学家发现两种益生菌能促进狗狗减肥 美国微生物学会期刊《微生物频谱》（Microbiology Spectrum）最近发表的一项研究显示，研究人员发现两种益生菌株能有效减轻肥胖犬的体重。在这项新研究中，研究小组调查了伴侣动物的代谢疾病，并着手确定适合长期安全治疗的益生菌。这项研究的主要研究者、韩国首尔国立大学农业与生命科学学院农业生物技术系教授、博士生导师金英勋（Younghoon Kim）介绍说，最初的挑战是选择特定的代谢疾病进行研究，这让他们把重点放在了'宠物肥胖症'这一普遍问题上。值得注意的是，全球老年宠物的肥胖症发病率较高，约占各年龄组宠物总数的 50%。这些宠物中有很大一部分正在接受治疗，包括饮食干预。Kim说："在这种情况下，我们团队启动了实验，主要目标是找出能够降低宠物体内脂肪比例的益生菌。主要目标之一是提高人们对进一步研究宠物专用益生菌的迫切需要的认识，同时强调潜在应用的益生菌种类繁多。"益生菌在宠物健康中的作用除了认识到益生菌在解决特定问题方面的作用，金还主张认识到益生菌在治疗伴侣动物多种疾病方面的广泛可能性。Kim说："通过提高人们的这种认识，我的愿望是促进科学界更多的关注、资助和合作，以探索益生菌在宠物健康中的广泛应用。"为了确定适合伴侣动物的候选益生菌，Kim 及其同事仔细研究了幼犬和老龄犬肠道微生物群组成的变化，发现老龄犬体内乳酸菌、双歧杆菌和肠球菌的数量有所下降。在这一洞察力的指导下，他们决定采用这些特定菌株。特定益生菌株的成功实验在实验阶段，他们将这些选定的菌株、粪肠球菌IDCC 2102 和乳双歧杆菌IDCC 4301 与高脂肪饮食一起喂给一组小猎犬。结果令人信服，证明了这些菌株在减少体内脂肪和纠正肥胖引起的肠道微生物菌群失衡方面的有效性。Kim说："我们精心挑选的菌株在降低狗的体脂率方面取得了显著的成功。这些菌株的与众不同之处在于，它们不仅能限制饮食摄入或促进排泄以减轻体重，更重要的是，它们还能激活能量代谢。即使暴露于高热量饮食中，我们也观察到体重下降、皮下脂肪堆积减轻以及能量代谢增加。这证实了人体新陈代谢的方向已转向脂肪消耗，而不是脂肪堆积。"重要的是，由于脂肪堆积通常会导致全身炎症和激素代谢紊乱，这项研究揭示了值得注意的改善。在摄入选定菌株的小组中，研究人员观察到炎症水平降低，胰岛素分泌等基本代谢活动增强。此外，研究人员还成功地增加了共生细菌的比例，这些细菌通常驻留在人体内，起到抵御有害细菌和提高免疫力的作用。尤其令人鼓舞的是，这些变化并非转瞬即逝。相反，它们会在狗的体内持续存在，确保观察到的积极变化能够长期保持。这种持久的影响强调了将这些益生菌株纳入伴侣动物健康方案的潜在长期益处。随着饲养伴侣动物的人越来越多，人们对健康功能食品，尤其是针对宠物益生菌的认识也在不断提高。尽管人们对益生菌的兴趣与日俱增，但与针对人类的研究相比，针对所有伴侣动物（包括本研究中的狗类）的定制益生菌研究仍然明显不足。"虽然适合人类消费或商业牲畜的益生菌类型已经确定和确立，但伴侣动物缺乏标准化指南是一个明显的缺陷，"Kim 说。"我们的研究旨在解决这一不足，努力扩大适用于各种环境下宠物的益生菌范围。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现芒果的新益处：有利于怀孕期间的健康

科学家发现芒果的新益处：有利于怀孕期间的健康 新的 NHANES 研究表明，含有芒果的饮食与改善营养和提高健康饮食指数得分有关，有利于健康怀孕。正在备孕、怀孕或哺乳的妇女有独特的营养需求，而目前的饮食往往无法满足这些需求。最近发表在《营养素》杂志上的一项研究揭示了一个重大发现：在育龄妇女（WCA）的饮食中加入芒果，能显著提高她们饮食的整体质量，以及对健康怀孕至关重要的必需营养素的摄入量。在孕妇的膳食中，这些营养素的摄入量往往不足10%-30%，而食用芒果后，这些营养素的摄入量会大幅增加。该研究的合著者克里斯汀-富尔戈尼（Kristin Fulgoni）说："孕妇有可能患上妊娠糖尿病和高血压等多种疾病，从而危及她们和胎儿的健康。饮食是预防计划的关键组成部分，而芒果是一种有益健康的水果，能提供许多与降低妊娠相关疾病风险有关的营养素包括纤维、叶酸、镁、钾和维生素 E。"研究人员收集了 16744 名 15-44 岁女性的信息，这些女性参加了 1988-1994 年和 1999-2018 年的全国健康与营养调查（NHANES）。调查采用了健康饮食指数（HEI），这是一种经过验证的饮食质量测量方法，用于评估参与者在多大程度上遵循了《2020 年美国人膳食指南》（DGA）的建议。与不含芒果的饮食相比，饮食中含有芒果的 WCA 的 HEI 分数高出 16%。膳食质量较高的部分原因是各组之间的营养摄入量不同。当 WCA 在膳食中添加芒果时，有益营养素的摄入量明显增加，而不良营养素的摄入量则明显减少。值得注意的差异包括鼓励摄入的营养素维生素 C 高出 70纤维增加 31维生素 E 高出 30叶酸高 26镁高出 16钾含量增加 11应避免的营养素添加糖降低 17饱和脂肪降低 11总脂肪减少 9这项研究还包括第二组 60 岁及以上的美国老年人，他们是另一个需要特别营养关注的人群。研究结果显示，吃芒果的人与不吃芒果的人相比，HEI 分数高出 13%；纤维和维生素 C 的摄入量较高；胆固醇、烟酸、磷、蛋白质、核黄素、饱和脂肪和维生素 B12 的摄入量较低。研究人员发现，较年长的芒果消费者中有较高比例的人认为自己是素食主义者，这可能是营养素摄入量较低的原因，因为其中许多营养素通常在动物产品中含量较高。研究主任莱昂纳多-奥尔特加（Leonardo Ortega）博士说："越来越多的研究表明，在多样化饮食中添加芒果具有积极的影响，这些发现为这一研究成果锦上添花。作为一种与每 4 个美国人中就有 1 个以上有文化联系的传统食品，芒果可以成为改善营养公平以及我们这个多元文化国家的饮食和营养质量的重要桥梁"。食物和营养素摄入量是根据两次 24 小时膳食回忆确定的，膳食成分来自 NHANES 和"我们在美国吃什么"调查。第一次膳食回收是亲自进行的，大多数参与者通过电话完成第二次膳食回收。芒果消费者被定义为在第一次或第二次膳食回收中报告食用任何数量生芒果的人。营养摄入量来自两次访谈，通常摄入量根据美国国家癌症研究所的方法确定。膳食质量采用 HEI-2020 进行测量，该指标根据 13 个分项给出最高分 100 分，每个分项反映了《2020 年膳食营养指南》中强调的一种食物或营养素组。该研究的优点包括使用了多个周期的 NHANES 数据，从而获得了更多的芒果消费者样本。此外，该研究还存在一些局限性，包括 NHANES 分析具有观察性质，无法进行因果关系评估；依赖于膳食回顾；以及芒果消费在美国人口中所占比例较小。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现防止我们迷路的大脑活动模式

科学家发现防止我们迷路的大脑活动模式 这项研究确定了大脑中精细调整的头部方向信号。这些结果与在啮齿类动物身上发现的神经密码相当，对理解帕金森症和阿尔茨海默氏症等疾病具有重要意义。测量人在运动时的神经活动具有挑战性，因为现有的大多数技术都要求参与者尽可能保持静止。在这项研究中，研究人员利用移动脑电图设备和动作捕捉克服了这一难题。第一作者本杰明-J-格里菲斯博士说："掌握前进方向非常重要。在估计自己的位置和方向时，即使是很小的错误也会带来灾难性的后果。我们知道，鸟类、大鼠和蝙蝠等动物的神经回路可以让它们保持方向，但我们对人类大脑在现实世界中如何管理这一点却知之甚少，令人惊讶。"一组 52 名健康参与者参加了一系列运动跟踪实验，同时通过头皮脑电图记录了他们的大脑活动。通过这些实验，研究人员可以监测参与者在根据不同电脑显示器上的提示移动头部以确定方向时发出的大脑信号。在另一项研究中，研究人员监测了 10 名参与者的信号，这些人已经因癫痫等疾病接受了颅内电极监测。所有任务都会促使参与者移动头部，有时甚至只移动眼睛，脑电图帽和颅内脑电图（iEEG）记录了这些动作产生的大脑信号，前者用于测量来自头皮的信号，后者用于记录来自海马体和邻近区域的数据。在考虑了肌肉运动或参与者在环境中的位置等因素对脑电图记录造成的"混淆"后，研究人员能够显示出一种微调的方向信号，这种信号可以在参与者头部方向发生物理变化之前被检测到。格里菲斯博士补充说："分离这些信号使我们能够真正关注大脑如何处理导航信息，以及这些信号如何与视觉地标等其他线索一起发挥作用。我们的方法为探索这些特征开辟了新的途径，对神经退行性疾病的研究，甚至对改进机器人和人工智能中的导航技术都有意义"。在今后的工作中，研究人员计划将他们的学习成果应用于研究大脑如何在时间中导航，以找出类似的神经元活动是否对记忆起作用。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：