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A brand-new colour created by lasers, a pig-liver transplant trial gets the green light, and a nugget-sized chunk of lab-grown meat

2025/4/23
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Nature Podcast

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
B
Benjamin
L
Lizzie Gibney
S
Sharmini Bundel
Topics
Lizzie Gibney:我报道了关于一种新颜色研究的新闻。这项研究通过使用激光系统激活眼睛中的特定细胞,使五名参与者感知到一种超出人类自然视觉范围的鲜艳蓝绿色。这项技术目前较为复杂,但它可以帮助我们更好地理解大脑如何感知颜色,并有望用于治疗色盲。这项研究的意义在于,它不仅创造了一种前所未有的颜色,更重要的是它能帮助我们理解大脑如何感知颜色,并有望用于治疗色盲。 这项研究的突破在于,研究人员成功地只激活了中间区域的视锥细胞,而大脑则将这种从未见过的信号解释为一种新颜色。这表明颜色并非客观存在,而是大脑对视锥细胞信号解释的结果。 这项技术目前还处于早期阶段,需要复杂的设备和技术,但它具有巨大的潜力,可以帮助色盲患者恢复部分或全部颜色感知。未来,这项技术可能会被应用于更广泛的领域,例如虚拟现实和增强现实等。 Sharmini Bundel:我报道了关于美国食品药品监督管理局批准首个利用基因改造猪肝脏治疗人类肝衰竭临床试验的新闻。这项试验将使用外部连接的猪肝脏来净化患者血液,为其自身肝脏恢复争取时间。这项试验的意义在于,它为解决器官移植短缺问题提供了一种新的途径。 这项试验的对象是那些不符合人类肝脏移植条件的严重肝衰竭患者。通过外部连接的猪肝脏净化血液中的有害物质,改善其肝功能,为其自身肝脏恢复争取时间。 这项试验的成功与否,将对未来异种器官移植技术的发展产生深远的影响。这项技术不仅可以用于治疗肝衰竭,还可以用于治疗其他器官衰竭疾病。 为了防止人体排斥猪器官,研究人员对猪器官进行了基因改造,以提高其与人体的相容性。这项技术目前还处于早期阶段,但它具有巨大的潜力,可以为更多患者提供器官移植的机会。 Benjamin:我报道了关于实验室培养肉块的新闻。研究人员利用一种新型的“循环系统”,成功培育出了目前为止最大的实验室培养肉块,这对于实验室培养肉产业发展具有重要意义。这项研究的意义在于,它为实验室培养肉的大规模生产提供了新的可能性。 这项研究的突破在于,研究人员成功地模拟了血管系统,为细胞提供了足够的氧气和营养,并带走了废物。这使得他们能够培育出比以往更大的肉块,约一个鸡块大小。 这项技术除了用于培养肉类,还有可能应用于再生医学领域。虽然目前该技术还存在一些挑战,例如培养基不可食用,但它为未来实验室培养肉的大规模生产提供了可能性。未来,这项技术可能会被应用于更广泛的领域,例如食品生产和再生医学等。

Deep Dive

Shownotes Transcript

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嗨,听众们,我是本杰明。按照每年的传统,本周的《自然播客》我们将做一些与众不同的事情。我们将深入探讨《自然简报》中的一些故事。和我一起做这件事的是一支优秀的科学记者团队。我们有沙米尼·邦德尔。沙米尼,你今天过得怎么样?嘿,非常好。

太棒了。还有丽兹·吉布尼。丽兹,你好。你好,本。感谢你的邀请。今天要谈论三个故事。丽兹,让我们从你为《自然》杂志报道的一个故事开始吧。这是一个关于新颜色的故事。是的。我认为这太神奇了,因为它完全是关于你的大脑如何解读颜色的,在我写这个故事之前,我不认为我完全理解过。布。

颜色有点错觉是我的结论。但这是一个新的颜色,它是一种蓝绿色的颜色,但根据定义,我们无法用文字来描述它,甚至无法向你展示,因为你只有在非常非常特定的条件下才能看到它。但是,是的,五个人,这项研究中的五名参与者,据我们所知,是世界上唯一见过这种颜色的人,这是一种非常非常强烈、鲜艳的,他们称之为饱和的蓝绿色。

是的,这对你来说是一个小小的改变,因为所有物理学,是的,很明显,我们如何看到颜色取决于我们眼睛中的细胞,这就是他们如何创造新颜色的,不是吗?用你眼睛里的细胞。没错。所以它涉及到光。这绝对在我的专业领域内。光和光子。是的,谢谢。但不是,它完全是关于细胞的。所以,我们看到颜色的方式,好的,你的眼睛里有三种不同的感光细胞,这些被称为视锥细胞,它们都看到不同范围的光波长,但这些范围彼此重叠。

所以,当你看一种颜色时,你看到一种颜色进来,你的大脑实际上得到三个不同的数字。它得到的是每个视锥细胞的激发程度是多少?这几乎就像这些数字,视锥细胞并不关心它们看到的是什么颜色。它们只知道我激发了这么多。正是把所有这些放在一起,你的大脑才会说,好吧,我知道我要把这种颜色称为任何它是什么。所以他们在这里所做的是,首先,他们绘制了参与者视网膜上所有这些视锥细胞的图谱。

他们得到了这项运动跟踪技术,因此他们不仅可以看到眼睛后部视锥细胞的精确地图,还可以将它们标记为这三种不同的视锥细胞类型,并且可以跟踪和跟随它们,然后可以用激光瞄准它们。

因此,利用这一点,他们可以做一些我从未见过的东西。所以在光谱的最远端,如果它是非常红色或非常蓝色,你可能只有一个视锥细胞在激发,另外两个是静默的,大脑知道如何解释这一点。但在中间,这种绿色的区域,

从来没有这种情况会单独激发,因为你总是会得到另外两种视锥细胞的激发。所以他们在这里所做的是,他们只对那些中间区域的视锥细胞进行激发,而大脑看到的是一种它从未见过的信号,这产生了这种前所未有的颜色。所以,只需要把激光绑在脸上就能看到一种绿色?是的。

我还应该说,这是你视觉中非常小的一小部分。如果你在晚上仰望夜空,它大约是你晚上看到的月亮直径的两倍。这是他们能够改变的你视觉的那一小部分。它确实需要很多技术。你不仅必须完成绘图,这非常费力,而且你必须在一个实验室里,在那里你有能力向……

你的眼睛发射这些微小的微剂量激光。但这样做有很多很好的理由,不仅仅是为了创造这种非常酷的颜色。是的,我本来想问你,这有什么实际应用吗?因为你为《自然》杂志写了一篇关于这方面的文章。

除了这五个人之外,没有人能看到这种颜色,肯定还有更多的原因,是的,完全正确,所以有一些事情,一个是纯粹的研究角度,对吧,就像我们并不完全理解你的大脑是如何解释这个信号的,正如我所说,你得到的是三个不同的,几乎就像你可以认为是数字,强度激增,它将其转化为颜色,这本身就很有趣,而这些研究将帮助我们弄清楚大脑是如何做到这一点的。

还有一些潜在的更实际和医学上的应用。所以,最常见的色盲类型涉及到人们只有两个视锥细胞。正如我所说,人们通常有三个。在红绿色盲中,你只有两个。所以,他们可以使用这种技术来挑选这些视锥细胞的一个子集。所以他们只有两种类型,但他们挑选出散布在视网膜上的一些,并决定人为地将它们制成第三种类型。

所以你可以用激光训练它们,你可以给它恰当强度的光,使其成为与其他两种不同的类别。因此,每一种类型的视锥细胞都会看到完全相同的东西,并且它们会以相同的方式上下移动,有效地使你的大脑恢复它习惯使用的三个通道来创造颜色。所以,以前你只是从两个视锥细胞那里得到两组输入,现在你有了两个真实的视锥细胞加上一组人工视锥细胞。

所以,其想法是,这有可能恢复目前色盲患者的全部颜色。我认为我最喜欢这个故事的地方是,有一种以前没有人见过的颜色,部分原因是颜色是假的,它只取决于你眼睛里哪个细胞在激发。但后来他们给它起了个名字,然后他们试图向人们展示并解释这是什么颜色,这很好。是的,它被称为奥罗或奥洛。是的。所以他们也……

确定他们确实看到了新的颜色,因为这是一个公平的问题,他们是怎么做到的?你怎么判断?所以他们向他们展示了许多单一波长的光,单色光,并试图使其与最接近的一种匹配。现在它与任何一种都不匹配,但他们可以使其匹配的方式是让参与者,他们被允许添加尽可能多的白光以使其看起来像他们可以看到的真实颜色或通常在一个人拥有的颜色调色板中的自然颜色。

所以为了使其与自然色匹配,他们必须在他们已经拥有的颜色中添加大量的白色。所以,如果你能想象我们看到的现实世界,如果我们能像这样看到所有颜色,那就像一个柔和的版本,就像你用这种新颜色可以看到的褪色版本。这就是为什么我说它就像真的超出了图表,非常强烈,字面意义上超出了图表。

一种强烈的蓝绿色,我们将不得不满足于看到我们现实世界中明显褪色和暗淡的蓝绿色,直到我们显然可以得到,你知道,也许某种装置来向我们的眼睛发射激光,这就是问题所在,它涉及到一个大型装置,你需要扫描,你需要激光,如果它实际上是某种色盲的治疗方法,你需要一种方法让它将现实世界作为输入,我猜某种哦

增强现实,然后进行计算以将其转换为激光方面的含义,你知道,对所有不同视锥细胞的微剂量,然后你必须有一种方法使你的激光不知何故变得微小,而不仅仅是在那个实验室中制造的。所以还有很长的路要走。但你可以想象一下拥有一个显示器……

所以色盲患者可能会在他们面前有一个显示器,在那里他们可以第一次看到所有颜色。你只需要举起来就能看到东西。这很酷。丽兹,研究人员对此有何评论?因为从表面上看,这是一件很有趣的事情。其他人对此有何评论?是的,人们告诉我这只是一项非凡的成就,而且技术上非常非常困难。它

几乎只有这个实验室。所以它是在加州大学伯克利分校与华盛顿大学合作进行的。正是华盛顿大学的实验室拥有这种扫描、跟踪和……

这在其他任何地方都无法获得。所以解释是,这在技术上确实非常令人印象深刻。他们也坚信这是一种新的颜色。他们进行了其他测试,他们将颜色作为背景上的线条,然后他们晃动激光。如果你晃动激光,它就不再只针对你的中间视锥细胞了。它会针对所有视锥细胞,而线条就会消失。哦,哇。

所以,再一次,他们非常有说服力地证明了人们看到了一种新的颜色,否则你可以想象这是一件很难做到的事情。所以研究人员认为,即使它最终不会成为色盲治疗方法或其他方面的应用,仅仅作为关于理解我们的眼睛和我们大脑如何工作的一点研究,

想出了我们看到的这种令人难以置信的各种颜色。是的,他们说这令人印象深刻。好吧,要了解更多信息,并且遗憾的是看不到它,除非你让激光照射你的眼睛,在一个安全的实验室环境中,请访问nature.com查看。但让我们继续讨论今天《自然简报》中报道的其他故事。沙米尼,你这次有什么要告诉我们吗?

是的,我还有另一种技术进步,旨在拥有真正重要的实际应用。这是关于异种移植的,通常是从猪身上移植器官,它可以是任何动物,但猪是人们关注的一种,

美国食品药品监督管理局刚刚批准了一项试验,将猪肝用于患有肝衰竭的人。它实际上并不是移植。它将是外部用于这些人的猪肝。这在某种程度上是在批准肾脏移植试验之后,以及在异种移植领域经过相当长一段时间的实验之后。好吧,我们已经在播客中多次报道过异种移植,因为对移植器官的需求非常关键。那么,沙米尼,请告诉我们关于这项试验的情况。这个想法是,它专门针对患有非常严重的肝衰竭的人,其死亡率约为50%。

这项试验的初步阶段将有四个人参加,他们都患有慢性肝病急性发作。所以当你患有慢性肝病突然恶化以及由肝功能受损引起的脑部疾病时。这将是第一次对多人进行试验。他们将从两个人开始,进行一些安全检查,然后是三个人。

第二组两个人,如果进展顺利,他们想扩大规模,他们在2023年之前已经做过初步的实验,一名美国人在临床上死亡后被连接到猪肝上,在这种情况下和这项试验中,这些都是体外的肝脏,所以其想法是,当你患有肝衰竭时,血液中会积聚有害的废物。

所以如果血液可以通过这个外部肝脏进行引导,它基本上可以被清洁,然后放回体内。

对于这四名患者,他们希望这种血液清洁能够让他们的肝脏有时间恢复一点。我应该说,这四个人由于某种原因不符合人类肝脏移植的条件,这显然是理想的选择。但人类移植器官的短缺是为什么每个人都对移植非常感兴趣,并且已经持续了一段时间的原因。

尝试使用猪器官。是的,我想你必须处于非常糟糕的健康状况才能有资格参加这样的试验,因为它非常具有实验性。绝对的。到目前为止,已经有一些不是试验,而是单独的实验,他们将猪的各种不同器官植入人体。它们都是出于同情的原因而获得批准的。

例如,由美国食品药品监督管理局批准,因为这些人正在死亡。在大多数情况下,这些人并没有活得很久。但他们这样做对于研究例如我们如何阻止人体排斥猪器官至关重要?这些都是经过基因改造的猪。所以最大的问题是,

你需要改变哪些基因?你需要进行什么样的基因改造才能阻止人体排斥器官并避免病毒等问题,这也是一个问题?对。当我与我们的同事马克斯·科兹洛夫谈论将猪肾植入非人类灵长类动物时,很大一部分工作是试图去除猪生殖器内发现的病毒。

这可能会在移植后重新激活。是的,这绝对也是一个问题,是的。所以这种猪的基因改造,所以这是一个正在进行的事情,对吧,试图弄清楚你需要改变哪些基因才能拥有一个与人体相容的肝脏?我认为不同的研究小组正在尝试不同的改造,不同的改造数量。这很难测试,因为有很多灵长类动物的测试,

但是将猪肝植入狒狒体内完全不同。你需要做的是弄清楚它如何在人体内工作。正如你所说,这是一个相当极端的步骤。你必须有非常具体的条件才能做到这一点。

但是是的,我们现在终于获得了美国食品药品监督管理局对实际试验的批准。所以这是一个非常重要的进步。沙米尼,这个过程的时间表是什么?所以这项使用外部猪肝的试验以及最近批准的肾脏试验都将于今年晚些时候开始。对于这项肝脏试验,参与者将连接一段时间,总共72小时,他们将连接到……

这个猪肝,血液将流经猪肝,然后他们将被监测一年,看看是否有任何变化,看看该程序的安全性。希望这能让人们活下去。也许肝脏会恢复一些功能,然后研究人员将能够在一年的时间后观察,然后也许会扩大这项试验。我想就是这样。希望的是,达到这一步花了很长时间,但是……

一旦有更多相容的肝脏并且有更多安全性的证据,它就能加速,你就能进行更大规模的试验,并且你会获得更多资金。但它也可能会引发我们以前从未见过的新的问题,特别是感染和器官排斥。因此,这可能也是发现新问题然后回到基因改造图纸上来解决这个问题的问题。好吧,感谢你阐述了时间表。我们已经多次报道过这个故事,我相信我们会继续这样做。有……

我有一些贯穿始终的故事,从表面上看这是一个有趣的故事,但我们将在最后稍微分析一下。现在,我的故事也是我们在《自然》杂志一直关注的事情,它与实验室培育的肉类有关。我选择讲述这个故事的原因是nature.com/news上有一个非常令人难以置信的标题。是的。

标题的一部分是“赢家,赢家,实验室制造的晚餐”。这是一个基于《生物学趋势》论文的故事。它讲述的是培育一小块肉,确切地说,是鸡肉,这可能是这项努力创造更多实验室培育肉类的巨大进步。那么目前的情况如何?因为我听说过人们在实验室里培育肉类,你知道,对于那些不想吃肉的人。

以及那些想要考虑环境并寻找其他获取蛋白质方法的人。但是在此之前,我们处于什么阶段?是的,实验室培育的肉类是可以买到的,你可以在一些国家买到。在英国,它被批准用于某些宠物食品,例如。但也有可供人类食用的产品。但是在这许多努力中创造的肉类,实际上只是很小块的肉。

发生的事情是,这些有时生长在支架上,或者用可食用的胶水粘在一起。在一个例子中,它们是3D打印的脂肪细胞和肌肉细胞,以创造这种更大的结构。但是如果你想要一个实际的植物,

一块,一块肉。这就是一些人想要做的。这是可取的,因为它有助于模仿它试图模仿的肉类的结构和质地。这非常非常难以做到,因为细胞在生长时需要大量的氧气。它们需要大量的营养物质。在生理学中,这就是血管的作用,对吧?它们非常擅长将氧气和营养物质以及其他所有东西输送到需要的地方。

而重建这一点一直是该领域的一个真正挑战。这就是一个团队似乎在这个例子中所做的。他们设计了一种培育细胞的方法,同时也用它们需要的东西进行灌注,我认为这是正确的词。他们的设置,从表面上看似乎很简单。它是一种……

两个块,在它们之间延伸着许多许多纤维。现在,这些是半透性的中空纤维。它们是家用滤水器和肾透析机中使用的类型。文章中有一张这方面的图片。你可以自己看看。我们将在节目说明中添加链接。这些半中空纤维确实完成了血管的工作,对吧?它们提供氧气。它们提供营养物质。它们带走废物。它使这个团队能够培育出一小块血液。

但比我们以前的大得多。比我们以前的大得多。尺寸为7厘米长,4厘米宽,2.25厘米厚,11克。对于那些在家记分的人来说,它大约相当于一个鸡块的大小。所以当我们谈论它是实验室培育的肉类时,这里有一些鸡肉。我们谈论的是鸡肉肌肉细胞。

挑战在于让它们存活下来,粘在一起,作为一个肌肉块生长。这就是所有这些管子将所有这些东西输送到鸡块深处的原因,氧气和营养物质。没错。但值得一提的是,这些纤维不可食用,目前需要手工去除。但该团队正在努力使这一过程自动化,甚至用可食用的东西代替这些管子,这可以进一步模仿其特性。

肉类的结构。但当然,在实现这一目标之前,还有许多障碍。对,所以这不是用食品级材料制成的。显然,该团队没有品尝过这种肉,这是我的第一个问题。但涉及到的问题是……

你知道,如果你想要更大的东西,你需要更多的氧气。所以你需要更多的假血管。在这个例子中,它真的很贵。该团队希望增强风味,所有这些事情。但他们说,它确实有可能用于培育其他类型的肉类,甚至可能用于再生医学。我说你的故事有一条主线,沙米尼。它可以帮助培育肉类。

器官,在某些情况下,这些器官相当大,需要大量的营养物质和氧气。现在,必须要说的是,这还有很长的路要走。这是第一个例子。但有些人说,研究人员一直在努力克服这是一个相当大的进步。我没想到实验室培育肉类的动力也会……

你知道,再生医学的潜在副作用。这很有趣。是的,但当然,围绕着这一点有很多讨论和辩论。倡导者说,实验室培育的肉类使用更少的土地,碳足迹更小。其他人说它不经济。它是真正能源密集型食品。

什么对地球和人类健康更有益,那就是转向素食,诸如此类。但这是一个有趣的领域,许多人都在关注它,学术上和商业上都是如此。我想就是这样,因为我不吃肉,我不能说我觉得这有吸引力。出于伦理上的原因,但我确实认为,哦,没关系,因为它是在实验室里培育的,因为它是在实验室里培育的,这很好,但我真的……

不想吃它,但我猜对于许多习惯在饮食中吃肉的人来说,这将是一个很好的解决方案,你可以换成一种味道……

希望几乎完全相同的东西,但如果当然你可以让所有不同的数字在能源需求和过程的成本方面加起来,它可能会有很多其他好处。是的,因为它不仅仅是关于个人应该选择什么。它关乎试图在更大范围内改变行为,例如,减少……

例如牛肉生产的碳排放,所以我当然可以看到,如果它广泛传播并且像你所说的那样足够便宜,它会产生很大的影响。同意,但正如我所说,许多人都在关注这一点,我相信这个话题会一次又一次地出现,我们将在《自然播客》上报道它,但目前,让我们结束这个特别版本的简报聊天,听众们,更多关于这些故事的信息,

以及你可以在哪里注册以将类似的故事直接发送到你的收件箱。请访问节目说明。所有剩下的就是,丽兹和沙米尼,非常感谢你们今天加入我。谢谢。非常感谢。下次见。掌控数字,使用Xero为您的小型企业注入活力。那就是X-E-R-O。

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