迈克尔·杨

正迈克尔·杨博士的研究对象是昼夜节律钟,这是一种内源性机制,能够记录和调节在大多数生物体上观察到的日常活动。杨的研究描述特定基因及其蛋白之间的相互作用在单个细胞中制造分子振荡的情况。这些细胞生物钟在大多数动物组织中表现活跃,并且在生理机能和行为上形成了明显的昼夜节律。杨博士的发现对于研究睡眠和情绪紊乱,以及     

空间里的时间:微重力等环境下的生物节律研究

生物钟是地球上的生物为适应环境周期性变化经历长期演化而来的内在机制.在分子水平上受生物钟基因及其他相关基因的调节;在组织水平上,生物钟由主生物钟和外周生物钟组成.生物钟对于各种生物的生理、认知和行为等具有重要功能,是生物适应环境的决定因素之一.空间环境下的微重力、辐射、光照条件、社会性因素等与地面存在很大差异,这些因素均可能导致节律紊乱,影响生物的生理及环境适应性.因此,对地外生命的研究也应该考虑生物钟因素.对航天员而言,节律紊乱可引起睡眠障碍,并且对骨肌系统、神经系统、心血管系统及内分泌系统等造成不利影响,导致人的认知和工效水平下降.在未来空间生命探索以及航天员健康保障研究中,生物钟是一个不可忽视的重要因素.      

揭秘生物钟

正地球上的生命适应我们星球的旋转。多年来,我们知道,生物体,包括人类,都有一个内部的生物钟,可以帮助自身预测和适应当今的正常节奏。但这个时钟实际上如何工作?杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·杨窥探到了我们的生物钟,并阐明其内部机制。他们的发现解释了植物、动物和人类如何适应自身的生物节奏,使其与地球的发展同步。     

24小时头低位卧床对人体生理功能的影响

为了探讨航天飞行初期人体生理功能的变化及“空间适应性综合症”的机理,实验观察了12名受试者在头低位6°卧床期间心率、呼吸、体温和脑电的变化。实验中所有指标均同时记录在卧床实验室配套的生理测试处理系统上,并用此系统对各生理指标的变化进行计算机分析。分析结果表明头低位卧床中人体内的一些重要生理功能如心率、呼吸、脑电的昼夜节律仍存在,但出现一定的紊乱,表现在:①心率昼夜变化双峰波消失或模糊,时相推迟。②体温昼夜节律变化不明显;额部皮肤温度无明显的昼夜节律变化,腿部皮肤温度在卧床初期明显增加,之后波动较大。③卧床中脑电α波段功率谱值下降,而δ、θ波功率谱值上升。卧床中R-R 间期频谱分析和脑电功率谱分析的结果表明卧床中心脑的调节和皮层的兴奋性也发生一定变化。     

动物的生物钟基因

动物的生物钟基因研究人员正开始明白（兽类）动物体的天然生物钟是如何起作用的，他们已经发现一种能够控制动物每天醒来和睡觉时间的基因，这种基因看来与控制体温和释放激素有关系。体温和激素的数量有时高，有时低。动物体利用这种生物化学变化帮助其测算时间。这种变...     

可以帮助人类缩短必要睡眠时间的洞穴鱼

正人类和动物都需要睡眠,睡眠几乎是所有动物共有的行为,如果破坏睡眠就会引起一系列的生理和行为方面的缺陷。尽管可能有很多因素导致睡眠缺失,但是我们对睡眠和感官处理间相互作用的神经基础还知之甚少。佛罗里达大西洋大学的神经系统科学家一直在研究墨西哥洞穴鱼,以期弄清其调节睡眠缺失的进化原理。他们在研究睡眠是如何进化的,实验以墨西哥洞穴鱼为     

关于时间时间的7大错觉

你是否觉得在等待的时候时间仿佛静止一般？是否随年龄的增长觉得时光从指尖飞逝？身处科技产品的包围中，我们几乎可以获得一切所需之物，因此，我们的生物钟和时间感很可能已经发生了改变。     

翼身结合框结构仿生设计

相似是仿生的基础,全面系统地理解工程原型的功能需求和生物体各个层次的优异结构,准确把握生物体与工程原型的相似性,是结构仿生设计的关键.为减轻翼身结合框重量,分析了竹干与翼身结合框相似的承力性能,借鉴竹干的细观结构形状和排列方式,应用结构仿生原理设计了仿生翼身结合框.有限元分析结果表明,在保证结合框强度、刚度的前提下,仿生结构与原型相比重量可减轻2.1％.     

杰弗里·霍尔和他的小果蝇

正1945年,杰弗里·霍尔出生于美国纽约。2017年10月2日,他因解开了昼夜节律机制的奥秘而获得了诺贝尔奖,当时他是美国缅因大学的退休教授。在谈到这次获奖时,他说:"是的,没错。在我还没退休的时候,我的工作内容大半的确与生物节律有关。如果说我们真的取得了一些研究成果的话,这应该是最著名的成果之一了。我和罗斯巴什在20世纪     

统一进化论

正如果没有拉马克的观点,达尔文的自然选择进化说是不完整的。现代生物学的统一主题大体上建立在查尔斯·达尔文的进化论上,即自然选择的过程。自然会选择最健康、适应力最强的生物体,让它们繁殖、生存。这个过程也被称为适应,很可能有助于个体生存的性状被当作自适性状。随着生物体变化,新变体茁壮成长,物种出现、进化。19世纪50年代,达尔文描述了自然选择的这种机制,当时人们还不了解潜在的分子机制。但是,在过去的一个     

月球:并非真正的源头

人体内的生物钟现象按照一种特定的节律在自觉地周而复始地循环着,这已经被人们所熟知.但是对于这种节律为什么能如此相对稳定地重复出现,由于和月亮的圆缺盈亏有一定的一致性,因此,自古至今所有的科学家都认为是受月球影响的作用而形成的,特别是本世纪提出的人体三节律和早被发现的妇女经期现象.然而随着自然科学的不断发展,人们认识天体的水平不断提高,发现一个连自身大气中的空     

空间小鼠实验有效载荷研究进展

啮齿动物是空间研究中常见的模型对象,已开展的空间生物实验中,小鼠表现出对飞行条件的有效适应.通过空间培养,研究者可对失重环境下小鼠的生理行为、骨骼和神经系统变化做进一步研究分析.本文对空间小鼠实验有效载荷的研究进展及其空间飞行实验进行了概述,为中国空间站上的小鼠培养箱设计提供参考.概述了地面小鼠培养技术和装置,为空间小...     

太空狗的航天服

在人类进入太空前,狗狗、猴子、猩猩、白鼠等动物便已开始为我们"试水"。上世纪50年代,为了评估太空低引力和发射时的重力加速度对生物体的影响,前苏联科学家专门为狗狗航天员制造了加压航天服,用于在实验中保护它们的生命安全。发射过程中,狗狗航天员穿上现在看起来非常简陋的航天服,而后放入火箭发射,进入距地面80千米的太空边缘,最后     

超微小外星生命体

原子、离子和电子融合后变成庞杂的生物体系统,该系统能使生命从微观水平上的相互作用转换到宏观水平上的相互作用,必要时,还可从宏观水平转换到大尺度超宏观水平.     

人体手端点到点运动的优化轨迹生成与控制

考虑肢体肌肉的生理特征和肌肉收缩的动力学行为,利用肌肉等长收缩的最小功准则研究了人体手端点到点运动的优化轨迹生成与控制问题.讨论了肌肉收缩的动力学特性,建立水平面内上肢运动的动力学模型,提出将肌肉等长收缩的最小功准则作为优化的目标函数,运用最优化理论将手端点到点的运动问题转化为最优控制问题,设计了求解手端运动优化轨迹的迭代算法,得到了手端运动的控制规律和优化轨迹.算例仿真表明该方法对手端运动优化轨迹的预测是有效的.     

确定飞机结构WFD平均行为的寿命升降法

广布疲劳损伤(WFD)问题严重威胁飞机结构的完整性和安全性,为确定支持飞机结构广布疲劳损伤评定和维修大纲的有效性限制,需要先确定飞机结构的广布疲劳损伤平均行为。以疲劳应用统计学中强度升降法的理论为基础,提出了确定飞机结构广布疲劳损伤平均行为的寿命升降法,在不同寿命级上进行疲劳试验,继而进行剩余强度试验,判断剩余强度是否满足要求,当相邻2个寿命级上出现相反结果时,取2个寿命均值为正好满足剩余强度的寿命,重复试验并统计分析得到广布疲劳损伤平均行为。以5细节多部位损伤结构为例,采用提出的寿命升降法,测得了其在指定载荷条件和剩余强度下的广布疲劳损伤平均行为。提出的寿命升降法以疲劳可靠性为理论基础,不依赖于结构的具体形式和受载情况,对多部位损伤和多元件损伤结构均适用。      

地面上的模拟失重方法

航天员在轨道飞行时,由于失重因素,产生了一系列生理、病理变化,出现了空间运动病、心血管和水盐代谢紊乱、骨质脱钙、肌肉萎缩等机能紊乱和失调。这些变化或多或少地影响了航天员的健康和工作,及返回地球的再适应能力,并可能成为长时间航天飞行的主要障碍。因此,了解失重对人体的影响、生理机能失调的机制及采取有效的防护措施是十分必要的。但是在航天飞行中航天员的人数有限,且任务繁忙不能进行大量的生理实验和测试。加之,飞行中的实验     

科学大争论——化石是怎么回事?(上)

<正>化石是保存在岩石中的古生物遗骸或遗迹,这在今天是众所周知的事实,即使是最顽固的神创论者,对此也不会有什么异议。但是对古人来说,这个事实却不是那么显而易见的,直到18世纪,科学界对化石是不是源自生物体,还充满了争议。     

生物体冻结研究

从简单的数学模型出发，利用直观的温度及浓度分布假设，对生物体冻结过程中的传热、传质进行了理论分析，并将结果与精确解及测量值进行了比较。其解法简单，省去了以往的有限差分求解的繁琐的计算过程，并且计算结果与试验数据吻合得很好。     

为什么线粒体拥有独立的DNA?

正在细胞生物学领域有许多未解之谜,其中之一就是为什么有"细胞加油站"之称的椭圆形线粒体结构拥有独立的DNA,并且不会因为细胞中大量的遗传物质而受到影响。一项最新研究有可能已经找到了这个问题的答案。科学家认为,线粒体曾经是独立的单细胞生物体,直到10多亿年前才被更大的细胞吞噬。这样,它们避免了被消化的厄运,并且与宿主建立了一种互利关系,最终使动植物等更为复杂的生命得以出现。