通过光定义边界控制活性物质的组织和作用力

通过光定义边界控制活性物质的组织和作用力

nature封面：组成活性物质系统的基础的微管，与这些微管相连的是旁边的分子马达（橙色）。nature杂志第7768期封面文章报道了光可以用来指导经过改造的活性物质系统的行为，并产生一系列可以动态操控的结构和性质。从鸟群到分子马达，活性物质系统是由能消耗周围能量，并将其转换成机械功的个体单元组成的。对这类系统的实验演示被广泛用于研究它们自发形成结构并产生流动的能力。这些分子马达会在光照下形成二聚体，拉近微管之间的距离，让研究人员可以控制自发形成的结构。

成像Fermi–Hubbard掺杂模型中的磁极化子

nature封面：中心球体代表极化子，锉屑表示周围磁环境的可变性质。nature杂志第7769期封面文章报道了对单个磁极化子的实验观察结果。这些极化子预计会形成具有反铁磁背景的2D晶格。研究团队使用量子气体显微镜成像极化子及其内部结构，以捕捉局域磁环境的变化。在固体中，移动的载流子（如电子）可以与周围的晶格环境巧妙地相互作用，轻微地扰乱其格序。这种畸变局域在载流子周围，载流子与这种畸变共同形成一种被称为极化子的准粒子。极化子被认为在描述许多具有奇异特性的材料时起着重要作用。

野火频发威胁到北方森林土壤的传统碳汇

nature封面：加拿大阿尔伯塔省2016年的一场野火。nature杂志第7770期封面文章报道了加拿大西北地区干燥幼林（60年左右）在发生野火后的遗留碳损失情况。结果显示，随着北方野火的规模、频率和强度不断增加，幼林可能会在连续林火后变成向大气释放碳的一个净碳源，或将北方森林从碳汇变成碳源。北方森林自然发生的火灾以燃烧有机土壤的方式为主，向大气中释放大量的碳。但是在每场林火中，一定比例的土壤会躲过燃烧，并在后续林火中形成一个“遗留”碳的碳储库。这些森林也会因此成为净碳汇，储存约30%？40%的陆地碳。

荧光标记揭示癌转移初期的细胞环境变化

nature封面：转移性乳腺癌细胞（黄色）将荧光蛋白传递给周围健康细胞（红色），从而与非周围组织细胞（白色）区别开来。nature杂志第7771期封面文章报道了一种可以探索促肿瘤形成的转移微环境构成的技术。到目前为止，一直难以确定癌细胞扩散初期在转移微环境中发生的细胞过程。研究人员开发出了一种会被周围细胞吸收的细胞穿透荧光蛋白。通过改造癌细胞，使之表达这种蛋白，研究人员就能研究癌转移初期转移微环境中健康细胞的特性。时间尺度上的转移微环境分析可以揭示癌细胞周围不断变化的细胞组成。

（本页期刊封面图来自nature官网）

使用多功能便携式外穿服降低步行和跑步的新陈代谢率

Science封面：附在腰部和大腿上的便携式外套，通过为穿着者的臀部伸肌提供髋部伸展辅助，减少了步行和跑步所需的能量。Science杂志第6454期封面文章揭示了与没有外衣的运动相比，可协助髋关节伸展的便携式外衣可以将跑步机以每秒1.5米的速度代谢速度降低9.3%，将跑步机以2.5米的速度跑步的代谢速度降低4.0%。根据估计的穿戴者质心的潜在能量波动，外衣会在两个步态的驱动曲线之间自动切换。单人实验表明，可以降低不同跑步速度和上坡步行的新陈代谢速度，这进一步证明了外穿服的多功能性。

應对自杀带来的挑战

Science封面：保护弱势群体的安全。Science杂志第6455期科学专刊探讨了研究人员如何应对自杀带来的毁灭性公共健康挑战。自杀是一个严重的公共卫生问题，困扰着个人、家庭和社会。世界卫生组织不断努力加强预防自杀的努力正在取得成果。在最近几十年中，全球每年的自杀死亡人数从100万下降到80万。丹麦采取了一些主动行动，如成立了自杀预防诊所，精神病应急服务团队每周7天召集精神病医生和救护车，为处于严重危机中的人们提供帮助，加强为从精神病院出院的患者提供家访和家庭支持。

适用于多人扑克的超级人工智能

Science封面：一款新的扑克人工智能。Science杂志第6456期封面文章报道了适用于多人扑克的超级人工智能Pluribus。在包括扑克在内的此类基准测试中，过去的成功仅限于两人游戏。但是，传统上玩扑克的人不止两个人。除了两人游戏之外，多人游戏还带来了其他基本问题，而多人扑克是公认的人工智能的里程碑。在这篇研究文中，科学家介绍了一款新的人工智能AI，Pluribus，它比六人无限制德州扑克游戏中的顶级人类专业人员要强，德州扑克是人类最流行的扑克形式。

产卵同步的瓦解：对珊瑚持久性的无声威胁

Science封面：红海珊瑚。Science杂志第6457期封面文章报道了珊瑚同步产卵的方式瓦解，威胁其群体存活。人类和自然对珊瑚礁的干扰通常通过可见的损害来量化（例如，由于漂白事件导致珊瑚覆盖率降低），但环境条件的变化也可能以不太明显的方式对其造成伤害。人类和自然对珊瑚的干扰往往通过可见损害而量化，但是环境变化也会引起不可见的损害。该期封面文章量化了4个繁殖季节的珊瑚产卵强度，结合实验室分析，证明与历史数据相比，来自红海的一些物种已经失去繁殖同步性，可能会减少成功受精的可能性，从而导致群体衰老甚至灭绝。

（本页期刊封面图来自Science官网）