Schwarzes Plastik, in dem Drogen versteckt sind, löst Panik aus? Die Quelle ist eine verwandte Forschung, bei der eine Null fehlt. Wissenschafts- und Technologiewoche

Zusammengestellt von Zhou Shuyi und Pingsheng

Algorithmen können Aroma und Herkunft von Whisky „riechen“

Die Forscher hielten Whiskys in der Hand. | Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung

Eine am 19. Dezember in Communications Chemistry veröffentlichte Studie verwendete einen Algorithmus für maschinelles Lernen, um zu bestimmen, ob ein Glas Whisky in den Vereinigten Staaten oder in Schottland hergestellt wurde. Dabei wurden sogar die fünf stärksten Aromen jedes Whiskys mit höherer Genauigkeit identifiziert als menschliche Experten.

Das Aroma von Whisky ist eine Mischung aus vielen komplexen Aromastoffen. Daher ist die Bewertung der Aromaeigenschaften von Whisky ausschließlich auf Grundlage seiner molekularen Zusammensetzung sehr schwierig und erfordert normalerweise ein Gremium menschlicher Experten. Dies erfordert jedoch viel Zeit, Geld und Schulungsaufwand, und die menschliche Bewertung ist subjektiv und es kommt häufig zu Meinungsverschiedenheiten zwischen den Teilnehmern.

Die Forscher entwickelten zwei Algorithmen, darunter einen Algorithmus zur Vorhersage molekularer Gerüche namens OWSum und einen Algorithmus für neuronale Netzwerke, um die molekulare Zusammensetzung von sieben amerikanischen und neun schottischen Whiskys zu bewerten. Die Daten zur molekularen Zusammensetzung stammen aus vorhandenen Ergebnissen der Gaschromatographie und Massenspektrometrie, zwei Techniken, mit denen Komponenten in einer Mischung getrennt und identifiziert werden können. Die Autoren verwendeten einen Algorithmus, um das Herkunftsland und die fünf stärksten Aromaeigenschaften jedes Whiskys zu identifizieren, und verglichen dann die Ergebnisse des Algorithmus mit denen eines Gremiums aus 11 Experten.

Studien haben gezeigt, dass OWSum mit einer Genauigkeit von über 90 % feststellen kann, ob ein Whisky in den USA oder in Schottland hergestellt wird. Menthol und Citronellol wurden am stärksten mit amerikanischem Whisky in Verbindung gebracht, während Methyldecanoat und Heptansäure am stärksten mit schottischem Whisky in Verbindung gebracht wurden. OWSum identifizierte Karamell als das charakteristischste Aroma des amerikanischen Whiskys, während Apfel-, Lösungsmittel- und Phenolnoten (oft als rauchig oder medizinisch beschrieben) als charakteristisch für Scotch Whisky gelten. Die durchschnittliche Leistung dieser beiden Algorithmen ist genauer und stabiler als die menschlicher Experten.

Langfristiges intermittierendes Fasten kann Haarausfall verursachen

Wie kann ich das Beste aus beiden Welten haben, ohne den Tathagata und ohne Sie zu enttäuschen? Freunde, die über einen längeren Zeitraum intermittierendes Fasten betreiben, müssen möglicherweise Entscheidungen zwischen Haaren und Gewicht treffen. Eine am 14. Dezember in Cell veröffentlichte Studie wies darauf hin, dass intermittierendes Fasten (leichtes Fasten) die Apoptose aktivierter Haarfollikelstammzellen induzieren und dadurch die Regeneration der Haarfollikel und das Haarwachstum hemmen kann.

Heutzutage ist intermittierendes Fasten auf der ganzen Welt zu einem gesunden Trend geworden. Beispielsweise ist die beliebteste Methode der zeitbeschränkten Ernährung 16/8: Essen Sie nur innerhalb von 8 Stunden eines Tages und essen Sie in den restlichen 16 Stunden nichts. Andere gängige Methoden des intermittierenden Fastens sind das Fasten jeden zweiten Tag und das Fasten an zwei Tagen pro Woche. Viele Studien haben gezeigt, dass intermittierendes Fasten nicht nur beim Abnehmen hilft, sondern auch die Stoffwechselgesundheit verbessert, Entzündungen im Körper reduziert, die Aufmerksamkeit des Gehirns steigert und das Leben verlängert. Über die negativen Auswirkungen auf den Körper wird jedoch selten gesprochen.

Das Forschungsteam untersuchte die Reaktion von Haarfollikelstammzellen (HFSCs) auf intermittierendes Fasten. Im Hautgewebe werden HFSCs regelmäßig aktiviert und Haarfollikel durchlaufen einen Zyklus aus Wachstums-, Regenerations- und Ruhephasen, wodurch kontinuierlich neues Haar produziert wird. Das Forschungsteam rasierte den Mäusen zunächst das ursprüngliche Fell ab und entwickelte dann zwei gängige intermittierende Fastenschemata für diese Mäuse – 16/8 zeitbeschränkte Fütterung (TRF) und Fasten an jedem zweiten Tag (ADF, abwechselnd 24-stündiges Fasten und 24-stündige unbegrenzte Fütterung) – und verwendete eine normale Diät (AL) als Kontrollgruppe. Sie stellten fest, dass sich das Haar der Mäuse in der Gruppe mit normaler Ernährung nach 96 Tagen wieder in seinem ursprünglichen Zustand befand, während sich das Haar der Gruppe mit eingeschränkter Ernährung (16/8) und der Gruppe mit Fasten an jedem zweiten Tag nur in einigen Bereichen erholte und das Haar spärlich erschien. Dies zeigt, dass intermittierendes Fasten eine erhebliche hemmende Wirkung auf die Regeneration der Haarfollikel bei Mäusen hat.

Vergleich der Haarwiederherstellung bei drei Mäusegruppen | Westlake Universität

Weitere Studien zeigten, dass intermittierendes Fasten selektiv die Apoptose aktivierter HFSCs induzieren und so die Regeneration der Haarfollikel hemmen kann. Dieser hemmende Effekt der Haarfollikelregeneration steht jedoch nicht im Zusammenhang mit der Kalorienreduktion, den Veränderungen des zirkadianen Rhythmus und dem Nährstoffsensormechanismus der mTORC1-Zellen, die durch intermittierendes Fasten verursacht werden. korreliert aber positiv mit der Länge der Fastenzeit. Intermittierendes Fasten aktivierte die zelluläre Kommunikation zwischen Nebennieren- und dermalen Adipozyten und löste die schnelle Freisetzung freier Fettsäuren (FFA) in die Nischenmikroumgebung aus, was wiederum den normalen Stoffwechsel der HFSCs störte und deren zelluläre reaktive Sauerstoffspezies (ROS)-Werte erhöhte, was letztendlich zu oxidativen Schäden und Zellapoptose führte.

Um festzustellen, ob intermittierendes Fasten das Haarwachstum beim Menschen beeinflusst, führte das Forschungsteam außerdem eine randomisierte klinische Studie mit 49 gesunden jungen Erwachsenen durch, die nach dem Zufallsprinzip einer 16/8-Diät mit zeitbeschränktem Essen (TRD), einer energiebeschränkten Diät (ERD) und einer normalen Diät (ND) zugeteilt wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die durchschnittliche Haarwachstumsrate in der TRD-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe um 18 % zurückging, was darauf hindeutet, dass die Auswirkungen des intermittierenden Fastens auf HFSC und Haarwachstum auch beim Menschen bestehen.

Die Forscher sagten, dass aus evolutionärer Sicht die Sättigung für die Vorfahren des Menschen möglicherweise ein Zufall und der Hunger die Norm war. Angesichts der Realität von Hunger und Sättigung haben Lebewesen ausgeklügelte Bewältigungsstrategien entwickelt. Sogar im selben Hautgewebe haben epidermale Stammzellen und Haarfollikelstammzellen unterschiedliche Überlebensstrategien. Intermittierendes Fasten scheint einen uralten Bremsmechanismus auszulösen, der die regenerative Aktivität einiger Gewebe und Organe im Körper aussetzt, um sich an Schwankungen in der Nahrungsversorgung anzupassen.

Schwarzes Plastik, in dem Drogen versteckt sind, löst Panik aus? Die Quelle ist eine verwandte Forschung, bei der eine Null fehlt

Am 15. Dezember veröffentlichte die Fachzeitschrift für Umweltwissenschaften und -technik Chemosphere ein Erratum. Darin hieß es, man habe bei einer im September veröffentlichten Studie über die Freisetzung giftiger Flammschutzmittel aus schwarzem Kunststoff eine Null in der Berechnung übersehen und sei fälschlicherweise zu dem Schluss gekommen, dass schwarze Haushaltsprodukte aus Kunststoff dazu führen würden, dass der menschliche Körper giftige Flammschutzmittel in einer Menge aufnimmt, die nahe der Sicherheitsgrenze liegt. Diese Forschung hat bereits große Aufmerksamkeit erregt und wurde in den Medien mit Schlagzeilen wiedergegeben, in denen direkt darauf hingewiesen wurde, dass schwarzer Kunststoff eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt.

Decabromdiphenylether (BDE-209) ist ein bromiertes Flammschutzmittel, das häufig in elektronischen Produkten verwendet wird und reproduktions-, entwicklungs-, endokrine und neurotoxische Wirkungen hat. Schwarzer Kunststoff, der in alltäglichen Haushaltsgegenständen wie Küchengeschirr, Behältern zum Mitnehmen, Spielzeug und Haarschmuck verwendet wird, kann die giftige Substanz enthalten, unter anderem, weil er aus recyceltem Elektroschrott hergestellt wird.

Die Forscher analysierten, wie viel BDE-209 beim Kochen mit schwarzem Kunststoffkochgeschirr freigesetzt wird und in den menschlichen Körper gelangt. Sie testeten 203 Haushaltsprodukte aus schwarzem Kunststoff, darunter 109 Küchenutensilien, 36 Spielzeuge, 30 Haaraccessoires und 28 Essutensilien. Die Ergebnisse zeigten, dass 14 von ihnen BDE-209 enthielten; Die mittlere tägliche Belastung pro Person durch schwarze Küchenutensilien aus Kunststoff betrug 34.700 ng. Um zu messen, ob diese Menge sicher ist, verglich das Papier sie mit der von der US-Umweltschutzbehörde (EPA) festgelegten Sicherheitsobergrenze (7000 ng pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag). Basierend auf einem Erwachsenengewicht von 60 kg berechnete die Studie eine sichere Obergrenze von 42.000 ng, und 34.700 ng liegen deutlich nahe an dieser Grenze.

Das klingt ziemlich gefährlich. Das Problem besteht jedoch darin, dass 60 mal 7000 nicht 42000, sondern 420000 ergibt. Auf diese Weise beträgt die Belastung tatsächlich weniger als 1/10 der oberen Sicherheitsgrenze. Joe Schwarcz, Direktor des Office of Science and Society an der McGill University in Kanada, wies auf den Fehler hin. „Ich beschäftige mich mit allem, was mit Kunststoffen zu tun hat, das ist eines meiner Spezialgebiete“, sagte er in einem Interview. „Ich bin gut in Mathe.“

In den Korrekturen schrieben die Autoren: „Wir haben die Referenzdosis für einen 60 kg schweren Erwachsenen falsch berechnet, indem wir 420.000 ng pro Tag statt 420.000 ng pro Tag angegeben haben. Daher haben wir erklärt, dass wir ‚die berechnete tägliche Aufnahme wird nahe an der US-Referenzdosis für BDE-209 liegen‘ in ‚die berechnete tägliche Aufnahme ist immer noch um eine Größenordnung niedriger als die US-Referenzdosis für BDE-209‘ geändert haben. Wir bedauern diesen Fehler und haben ihn in der Arbeit korrigiert.“ Die Autoren sind jedoch der Ansicht, dass der Fehler keinen Einfluss auf die Gesamtschlussfolgerung des Papiers hat. Megan Liu, die korrespondierende Autorin des Artikels, sagte in einem Interview, dass es sich dabei um einen „Tippfehler“ gehandelt habe und betonte, dass die Verschmutzung durch Flammschutzmittel ein großes Problem darstelle und dass weiterhin empfohlen werde, die Verwendung von schwarzen Küchenutensilien aus Kunststoff so weit wie möglich zu vermeiden.

Am 16. Dezember, einen Tag nach der Veröffentlichung der Errata, entfernte das Datenunternehmen für wissenschaftliche Veröffentlichungen Clarivate Chemosphere aus dem SCI mit der Begründung, dass „die redaktionelle Qualität nicht den Standards entsprach“.

Joe Schwarcz sagte, dass die Verwendung von „Nanogramm“ als Einheit die Daten wahrscheinlich übertreiben würde und es sinnvoller wäre, stattdessen das gebräuchlichere „Mikrogramm“ zu verwenden. „Dies kommt in der wissenschaftlichen Literatur sehr häufig vor, insbesondere wenn versucht wird, auf ein Gift aufmerksam zu machen“, sagte er. „Das ist sicherlich alles beachtenswert, aber man muss vorsichtig sein und sicherstellen, dass die Zahlen stimmen, bevor man den Leuten Angst macht.“

Die ersten Informationen über das Magnetfeld der Mondrückseite

In einer am 20. Dezember in Nature veröffentlichten Studie nutzten chinesische Wissenschaftler Proben von der Rückseite des Mondes, die von Chang'e-6 gesammelt wurden, um die ersten Informationen über das Magnetfeld auf der Rückseite des Mondes zu erhalten. Damit schlossen sie die Datenlücke zur mittleren und späten Entwicklung des Mondmagnetfelds. Durch die Analyse der vor etwa 2,8 Milliarden Jahren in den Proben aufgezeichneten Magnetfeldinformationen stellte das Forschungsteam fest, dass die Stärke des Mondmagnetfelds in diesem Zeitraum möglicherweise wieder zugenommen hat. Dies widerspricht der bisherigen Annahme, dass das Mondmagnetfeld vor etwa 3,1 Milliarden Jahren stark abfiel und sich in einem Zustand niedriger Energie befunden hatte. Diese Studie schließt eine Milliarden Jahre alte Lücke in der paläomagnetischen Aufzeichnung des Mondes und liefert die ersten Messungen des paläomagnetischen Felds von der Rückseite des Mondes.

Die Bewegung der leitfähigen Flüssigkeit im flüssigen äußeren Erdkern wirkt wie ein „Generator“. Das von ihm erzeugte Magnetfeld umhüllt die Erde wie ein Schutzschirm, schirmt die kosmische Strahlung ab, schützt die Erdatmosphäre, das Wasser und andere bewohnbare Elemente und schafft eine Umgebung, die für die Entstehung von Leben geeignet ist. Untersuchungen zeigen, dass der Mond kein globales Dipolmagnetfeld mehr besitzt, sondern einst über einen „Magnetfeldgenerator“ ähnlich dem der Erde verfügte.

Die Magnetfeldaufzeichnungen der Chang'e 6-Basaltproben enthüllen die Existenz eines relativ aktiven Mondmagnetfeldgenerators vor 2,8 Milliarden Jahren | Chinesische Akademie der Wissenschaften

Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass der Mond vor 4,2 bis 3,5 Milliarden Jahren ein relativ aktives Magnetfeld besaß, dessen Intensität dem heutigen Magnetfeld der Erde nahe kam. Das Magnetfeld nahm vor etwa 3,1 Milliarden Jahren dramatisch ab und befindet sich seither in einem Zustand niedriger Energie. Bisher veröffentlichte Daten zur Stärke des Mondmagnetfelds in der Frühzeit konzentrierten sich jedoch hauptsächlich auf die Zeit vor drei Milliarden Jahren, und Daten zur mittleren und späten Entwicklung des Mondmagnetfelds fehlten schon lange. Die von den Mondproben von Chang'e-6 aufgezeichneten Magnetfeldinformationen stammen aus der Zeit vor etwa 2,8 Milliarden Jahren. Forscher führten magnetische Untersuchungen an vier millimetergroßen Basaltgesteinssplitterproben durch und fanden heraus, dass das Magnetfeld des Mondes vor etwa 2,8 Milliarden Jahren eine Erholung verzeichnete, was deutlich von bisherigen Erkenntnissen abweicht. Als Grund für den Rückprall vermutet die Studie, dass sich die Hauptenergiequelle des „Mondmagnetfeldgenerators“ vor etwa 2,8 Milliarden Jahren geändert hat oder der ursprüngliche Antriebsmechanismus erneut verstärkt wurde. Die Forscher erklärten, dass das Team in Zukunft weitere Forschungen zum „Mondmagnetfeldgenerator“ auf dieser Grundlage durchführen werde.

US-amerikanische FDA aktualisiert Standards für gesunde Lebensmittel: Weißbrot und gesüßter Joghurt sind nicht gesund

Am 19. Dezember gab die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) bekannt, dass sie ihre Standards für gesunde Lebensmittel neu definieren werde. Nur Lebensmittel, die den Standards entsprechen, dürfen auf der Verpackung als „gesund“ gekennzeichnet werden, um den Verbrauchern dabei zu helfen, gute Essgewohnheiten zu entwickeln. Daten der FDA zeigen, dass mehr als 75 % der Amerikaner nicht genügend Milchprodukte, Obst und Gemüse zu sich nehmen, 77 % zu viel gesättigtes Fett, 63 % zu viel zugesetzten Zucker und 90 % zu viel Natrium.

Auf der Website der FDA wurde am selben Tag bekannt gegeben, dass Lebensmittel, die als „gesund“ gekennzeichnet werden können, die folgenden Bedingungen erfüllen müssen: Sie müssen mindestens eine Art von Lebensmitteln enthalten, die in den Ernährungsrichtlinien der USA empfohlen werden, wie etwa Obst, Gemüse, Getreide, Magermilchprodukte oder fettarme Milchprodukte und proteinhaltige Lebensmittel; und der Gehalt an zugesetztem Zucker, gesättigten Fettsäuren und Natrium in den Lebensmitteln den Standard nicht überschreitet. Die genaue Menge der empfohlenen Lebensmittelarten oder verwandter Zutaten, die ein Lebensmittel enthalten sollte, variiert je nach Produkt.

Neue gesunde Lebensmittel in der neuen Verordnung | FDA

Laut Associated Press ist dies das erste Mal, dass die Vereinigten Staaten Grenzwerte für die Menge an zugesetztem Zucker in im Inland verkauften Lebensmitteln festgelegt haben. Nach den neuen Standards dürfen einige Lebensmittel nicht mehr wie bisher auf der Verpackung als „gesund“ gekennzeichnet werden, etwa Weißbrot, Joghurt mit zu viel Zucker, Müsli und Fruchtmixgetränke. Avocados, Olivenöl, Lachs, Eier und einige gemischte Nüsse werden in die Liste der gesunden Lebensmittel aufgenommen, und sogar einfaches Wasser kann als „gesund“ gekennzeichnet werden. Die oben genannten neuen Standards treten innerhalb von zwei Monaten in Kraft und die betreffenden Lebensmittelhersteller müssen rechtzeitig entsprechende Anpassungen vornehmen.

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