迈克尔 哈比(Michael Habib):揭示翼龙起飞的秘密
化石中的信息几乎不能解释远古时期的动物如何生活。例如翼展有如校车般长的翼龙,为何能够飞行?南加州大学的迈克尔 哈比利用生物学、物理学以及计算机建模的方法对于此类问题进行了回答。
他猜测翼龙起飞的姿态不同于现代鸟类的双足站立,而更像蝙蝠那样通过四足站立来起飞。哈比通过CT扫描两种动物的腿骨并利用仿真数据来支持这样的假设。虽然他的理论最初引发了一些争议,但最新的发现的证据却给予了其较为充分的支持。于此同时,哈比和同事还进行了意义更为深远的研究,他们通过模拟翼龙的四肢设计了特殊的翼结构,这种结构可以减少飞行振动从而避免滑翔机和降落伞的飞行故障。
凯蒂亚 科勒尔(Katia Koelle):模型揭示传染病是如何传播的
杜克大学的进化生物学家凯蒂亚 科勒尔利用数学来揭示传染病的发展与传播。
多年来流感病毒都保持着相对稳定的态势,但突然之间它就会以一个致命的变种开始传播,科勒尔的模型表明,随着时间的推移,这类病毒就会有一个重大的变化。同时,该模型也可以探索为什么某些地区会成为疫情爆发的热点地区。
同时,科勒尔还有一些违反直觉的发现,当蚊子数量减少时,登革热的发病数量并不会减少反而会有所增加。她希望这些知识能够指导公众在应对新兴疾病时能够有更清晰的策略,并且始终在迅速进化的病毒面前,保持领先一步。
克里斯多夫 梅森(Christopher Mason): 让测序无处不在
遗传学家梅森完成了从纽约地铁的细菌,到生长在切尔诺贝利附近的孩子们肿瘤的测序。
很快,遗传学家梅森将会调查极端条件下的遗传结果:NASA选中他来对比孪生航天员Scott 和 Mark Kelly在斯科特在太空服役一年后的DNA和RNA。虽然目前很少有人经历如此严苛的航天飞行,但是梅森将目光放在了更远的未来。他制订了一个五百年的研究计划,包含在其他星系建立殖民地。
虽然他没法活到那一天亲眼见证那些事件,梅森希望能够利用他在地球的时间做更多研究。“我希望能在任何地方,为每一段DNA进行测序”,他说,“我们有太多未知,不仅关于人类的基因,更关于这个世上所有的遗传信息” 。
马努 普拉卡什(Manu Prakash):廉价材料制造高科技设备
孩提时代的普拉卡什偷来哥哥的眼镜片,照着显微镜的图纸搭建了自己第一台显微装置。如今,作为斯坦福大学物理学家的他,依然坚持使用廉价材料来实现高科技含量的设备,他称之为廉价的科学。
在诸多约束的困扰下,他仍然以五十美分的成本设计出了足以观察到血液中疟疾寄生虫的便携式纸质显微镜。他的诸多设计发明不但可以用来解决复杂问题,其低廉的成本和简单的设计使得每个人都能得到。将科学的工具交给大众,始终是他开发设备的动力。
凯瑟林娜 瑞贝卡(Katharina Ribbeck):体内粘液将作为抗生素的替代者
多数人认为人体每天产生的粘液是一种无用的浪费,但麻省理工学院的生物学家凯瑟林娜 瑞贝卡则认为这些粘液是一个复杂的过滤器,它可以帮助人们避免病毒感染并抑制有害微生物,为人们的健康提供一种保护机制。
科学家曾经认为粘蛋白像蜘蛛网一样,会捕获任何试图穿过的物质,但瑞贝卡的研究表明粘蛋白的功能不仅如此,人体可以改变其组成并且建立具有不同特征的胶体。去年,她们发现高危产妇往往会比较容易早产,因为粘蛋白更容易穿过宫颈刺激子宫,使得人体过早进入分娩状态。瑞贝卡还希望能开发出人造粘蛋白来代替抗生素改变细胞表面微生物行为。
乔纳森 维温迪(Jonathan Viventi) :制造解锁思想的仪器
作为一名纽约大学理工工程学院的生物工程师,维温迪设计了一款电极阵列,可以异常详细的记录大脑的活动。他们正准备改造科学家认知神经系统疾病的方法。
现有的大脑植入物需要有独立的电极连接到外部设备来进行数据处理。维温迪的阵列包含的晶体管,使信号可以在本地进行处理,同时它们像一片塑料薄膜一样即薄且柔软,可以贴合到大脑的轮廓上。在动物试验中,这可使研究人员识别出极微的大脑信号而这一极微的信号似乎是引起癫痫发作的原因,他希望这种能力可以帮助医生更好的理解人类的癫痫病。
这些阵列拥有巨大的潜力,来提高人们面对多种疾病时的生活质量。例如,这可以让截肢者用自己的大脑控制假肢,或恢复听觉神经受损之人的听力。
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