近期，中国高校科研成果大爆发，中国科学技术大学/安徽医科大学、南方科技大学和南京大学的研究团队先后在国际顶级学术期刊Science发表最新研究成果。
中国科学技术大学/安徽医科大学
7月7日，中国科学技术大学张智，安徽医科大学陶文娟及国家卫生研究院 (NIH)Liu Yuanyuan共同通讯在Science在线发表题为“Sound induces analgesia through corticothalamic circuits”的研究论文。这是安徽医科大学首次以通讯单位在Science 发表研究成果。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4663
该研究发现声音的镇痛作用取决于小鼠中相对于环境噪声的低（5 分贝）信噪比 (SNR)。病毒追踪、显微内窥镜钙成像和自由移动小鼠的多极记录表明，低信噪比声音抑制了从听觉皮层 (ACxGlu) 到丘脑后核 (PO) 和腹后核 (VP) 的谷氨酸能输入。
ACxGlu→PO 和 ACxGlu→VP 回路的光遗传学或化学遗传学抑制分别模拟了发炎的后爪和前爪中的低 SNR 声音诱导的镇痛作用。这两个回路的人工激活消除了声音诱导的镇痛作用。总之，该研究通过破译听觉系统在疼痛处理中的作用，揭示了声音促进镇痛背后的皮质丘脑回路。
南方科技大学
7月8日，南方科技大学物理系讲席教授何佳清团队在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为“具有高热电性能和高发电效率的高熵碲化锗基热电材料”（High figure-of-merit and power generation in high-entropy GeTe-based thermoelectrics）的高熵热电材料研究论文。
何佳清团队研究副教授江彬彬（现为电子科技大学研究员）和研究助理教授王戊为本论文的共同第一作者，何佳清为本论文的唯一通讯作者，合作者包括南科大物理系副教授黄明远课题组。南科大是论文第一单位，合作单位包括电子科技大学。
论文链接:
http://dx.doi.org/10.1126/science.abq5815
本工作中，研究团队将高熵稳定的策略扩展应用到p型碲化锗基热电材料中。在碲化锗基材料中，通过高熵策略在锗原子位置上引入多种元素，导致晶格发生扭曲，引起电子发生重排，从而改变了电子的局域化程度。研究团队采用DPC-STEM技术来表征这种材料中电子的转移和重排，发现在纯的碲化锗材料中，锗和碲原子之间的电子存在很强的耦合效应，而通过多元素固溶的高熵碲化锗能够稳定晶体结构，锗原子会从菱形的偏离中心位置向几何中心位置移动，从而实现不同原子之间耦合电场的解耦效应。这种由于高熵稳定现象导致的电场解耦效应能够避免电子的局域化现象，通过将共价键的局域电子转变为超价键的非局域电子来促进电子长程传输，从而实现对电性能的提高。基于对碲化锗基高熵热电材料电传输性能的测定以及由于高熵稳定导致的电子非局域现象，研究团队发现材料的功率因子不仅没有下降，反而在中低温区获得了大幅提升。
这种高熵稳定现象在大幅提升中低温区电传输性能的同时，仍然能够大幅降低晶格热导率。其具体机制除了晶格扭曲以外，还包括由于高无序度存在所导致的声子局域现象。基于拉曼光谱和声速测定，研究团队发现碲化锗基材料中的声子长程输运被限制，也即声子被局域在分立的频率模式，难以相互共振交换热量。同时，横波声子对这种局域效应更为敏感，而纵波声子则相对不敏感，这将会造成横波声子的软化。基于格林奈森参数的数学表达形式，横波声子的软化导致了强非简谐效应，表明声子散射的倒逆过程将会大幅增强，这是高熵稳定碲化锗基材料晶格热导率大幅降低的一个重要原因。
以上研究获得了国家自然科学基金、广东省领军人才计划、粤港澳光热电能源材料与器件联合实验室、深圳市科技创新委员会的资助，同时得到了南科大校长亮点项目的大力支持。
南京大学
7月8日，南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授课题组和中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员领导的“地球-生命系统早期演化”研究团队密切合作的研究成果，确认了我国5.18亿年前澄江动物群中的云南虫是脊椎动物最原始类群。该成果以“Ultrastructure reveals ancestral vertebrate pharyngeal skeleton in yunnanozoans”为题发表在Science。Science新闻中心（SciPak）将该论文作为亮点文章进行了推广。
论文第一作者是南京大学姜宝玉教授和中国科学院南京地质古生物研究所赵方臣研究员共同指导的博士研究生田庆羿，姜宝玉教授和赵方臣研究员为共同通讯作者。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm2708
这次研究的另一个重要新发现是，云南虫的7对咽弓在腹背两端被成对的水平软骨连接，组成了一个类似于篮状的咽颅（咽颅是指脊椎动物头部消化道周围的一组骨片，起到支撑和保护作用，现生脊椎动物的咽颅由颌弓、舌弓和鳃弓等咽弓的骨骼构成）。篮状咽颅是现生无颌类脊椎动物和化石无颌类真显鱼（Euphanerops）的典型特征，然而寒武纪后斯普里格鱼和有颌类脊椎动物的咽颅是由一系列彼此分离的软骨棒组成。后斯普里格鱼的这种咽颅特征引起了关于脊椎动物祖先咽颅形态的争议。出现更早、位于脊椎动物最基干位置的云南虫咽颅特征支持篮状咽颅是更古老的祖先特征。
由此可见，作为现生脊椎动物最古老的近亲，云南虫为揭示脊椎动物的起源和早期演化提供了关键证据，对脊椎动物颌和其他关键特征演化的探索均将产生深远的影响。从另外一个角度来看，该项研究再一次展示了澄江动物群化石具有保存微纳尺度精细生物学结构的潜力。正如评审人对这项研究的评价那样：“这是对科学的重大贡献，将成为古脊椎动物学的一篇关键论文，展示了人们期待已久的、最可信的解剖结构化石证据，解决了寒武纪干群脊椎动物争议问题。他们所展示的信息是一个里程碑，在未来的许多年里，即使更高分辨率的研究也难以超越"，"分析这些化石解剖结构的分辨率达到了最先进技术的极限，这是一个里程碑式的工作”。
该成果得到了中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委、现代古生物学和地层学国家重点实验室等基金的大力支持。
来源 | 中国科学技术大学、南方科技大学、南京大学
转自：科研城邦
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