腦機介面的時代：用意念操控機器

封面故事 COVER STORY

用意念操控機器

美國人埃里克 · 索爾托坐在輪椅上，用大腦指揮機械臂端起杯子，喝了一口啤酒——索爾托遭到槍擊而癱瘓 10 年後，第一次用自己的意志完成了這個動作，這也是他癱瘓以來最想做的一件事。未來，這個場景必定會出現在全世界的更多地方，因為腦機介面技術已經開始走出實驗室了。

經過20年的發展，腦機介面技術已經可以真正改善許多神經疾病患者的生活質量。

醫學 MEDICINE

讓心臟再生

在人體中，絕大多數細胞的再生能力都被限制在很低的水平，甚至被完全關閉，因此一些重要器官或組織在受到損傷後無法再生。但科學家在鯊魚身上找到了一種特殊分子，在斑馬魚和小鼠身上成功增強了細胞或心臟的再生能力。如果人體試驗獲得成功，這種分子將為再生醫學帶來革命。

公共健康 PUBLIC HEALTH

登革熱的免疫陷阱

依靠蚊蟲傳播的登革熱已經在全球多個地區肆虐，每年的患病人數高達 4 億。這種疾病有一種其他傳染病所沒有的特徵 ：第一次感染往往很少造成不良後果，但第二次感染卻可能致命。到目前為止，科學家尚不明確導致這種特殊的感染癥狀的原因是什麼，因而這也導致了一個兩難的問題 ：在不明確孩子是否感染過登革熱的情況下，該不該給孩子接種登革熱疫苗？

物理學 PHYSICS

桌面上的量子引力實驗

雖然有許多物理學家在尋找量子引力理論，但也有人認為引力的本質不是量子的，根本無法納入量子理論框架中。因此，一些物理學家希望通過實驗來解決這個爭議。不同於需要巨大加速器的高能物理實驗，他們設計了可以放在桌面上開展的小型實驗，嘗試測量處於量子疊加態的微小物體產生的引力。

社會學 SOCIOLOGY

微積分戰勝艾滋病

在對抗艾滋病的漫長鬥爭中，微積分曾發揮過關鍵作用 ：畢業於加州理工學院物理學系的何大一正是利用數學計算，糾正了生物醫學界對艾滋病的錯誤認識，他和同事的計算結果讓醫生們認識到，HIV 並不存在什麼休眠期，而是從感染開始，免疫系統就在激烈地與 HIV 搏鬥，因此越早用藥越好。而且，著名的雞尾酒療法，也就是 3 種藥物聯用才

環境 ENVIRONMENT

生物海岸線：抵禦超級風暴

隨著全球變暖，世界沿海城市不僅需要面對不斷攀升的海平面，還需要面對越來越嚴重的風暴和水災，以及上千億美元的損失。用混凝土建造的防禦工事在很長一段時間內都是沿海城市的首選，但最新研究卻發現，由鹽沼、紅樹林、牡蠣礁等天然結構組成的生態系統或許可以更好地保護海岸安全。

動物 ANIMAL

電鰻如何殺死一匹馬

電鰻能產生多高的電壓？答案是驚人的 600 伏特。它們不僅懂得使用電場來探測、追蹤獵物，還會在攻擊時釋放高壓電，讓獵物無法動彈，進而輕鬆進食。電鰻在受到威脅時，甚至會從水中躍出，增強施加在潛在威脅者身上的電流——曾經，有兩匹馬被電鰻電死。

動物 ANIMAL

海豚社會

30 年來，一批鯨類動物學家一直在觀察野外和海豚館中的海豚群體，記錄每個個體的生活和行為。研究結果表明，海豚有著驚人的認知能力，它們可以環境中獲取、處理和傳遞信息，還有著很強的、與猴子相當的短期記憶力。甚至，海豚還有著自我意識，能夠分辨自己身體的某個部分，認出鏡子中的自己。最令人驚嘆的是，它們可以通過聲音、視覺和化學信號建立社會聯繫——動物的世界，也許超乎我們的想像。

訪談 INTERVIEW

新粒子與新對撞機

2018 年底，大型強子對撞機（LHC）結束了第二輪運行，開始為期兩年的維護、升級。升級後的 LHC 能否為我們找到新粒子？歐洲核子研究中心加速器與技術部主任博爾德里在接受《環球科學》採訪時，談到了 LHC 的現狀與未來。

《環球科學》5月刊現已上市

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