3D打印软体心脏

日前，瑞士联邦理工学院的博士生尼古拉斯·科尔斯领导的团队，运用3D打印技术制造出了世界上第一个软体人工心脏。（见本报2017年7月20日第2版）

据报道，目前用于泵送血液的人工心脏泵等装置仍存在许多缺点，比如金属和塑料材料难以与器官组织相融合，其不自然的运动方式也会给血液造成一定损伤。因此，科学家们一直在努力寻找新的解决方案，比如寻找塑性泡沫等生物相容性材料，以创造出更接近人类心脏的人工心脏泵，用更安全、舒适的方式来保持血液泵送。

3D打印技术的发展，使得科学家能够用柔软坚韧的材料制造出复杂的内部结构，打造性能更加优越的人造心脏。

尼古拉斯团队创造出的软体人工心脏，其硅心室中的泵送机制与人类极其相似。不过它的结构和人类心脏并非完全一致——心室之间不是瓣膜，而是充气和放气以便产生抽吸作用的心室。除了供血液进出的输入和输出端口，整个心脏基本是个密闭的整体，所以不需担心不同的内部机制如何组合。

尼古拉斯团队用类似血液的液体对这颗人工心脏进行了测试，结果很理想。不过这颗人造心脏还是一款概念产品，无法用于临床植入。因为用于制造这款心脏的材料不够坚韧，大约只能支撑半个小时，具体使用时间取决于心率的快慢。

不过，这项研究成果的意义仍然十分重大，研究人员正计划使用更好的材料和设计打造出一颗更加强悍的心脏。或许用不了多久，医生就能使用这种软体人工心脏帮助心脏病患者重获健康。

胜利者效应

在心理学上，有一种现象叫作“胜利者效应”，即先前的获胜经历会使之后的胜利变得更加容易。浙江大学胡海岚研究组通过动物实验破解了背后的神经科学机制，首次发现哺乳动物大脑中“胜利者效应”的神经环路。

研究成果发表在《科学》杂志上，报告大脑内的中缝背侧丘脑—前额叶皮层这一神经环路介导“胜利者效应”，刺激大脑内侧前额叶的神经活动可显著增加小鼠与其他小鼠争斗获胜的机会，提高它们在社会竞争中的地位。

胡海岚研究组曾于2011年在《科学》杂志上发表文章，提出钻管测试能体现小鼠的社会等级关系，即两只小鼠在一根管子里狭路相逢时，地位低的小鼠将后退，为地位高的小鼠让路。

在最新工作中，研究人员对小鼠参与钻管比试时的前额叶皮层神经活动进行了记录，发现前额叶皮层神经元的活动在小鼠消极后退时没有变化，但当小鼠推挤和抵抗时则显著增强。

当研究人员利用药物降低这些小鼠的前额叶皮层活动，他们观察到小鼠在钻管测试中的推挤行为显著减少，社会等级地位降低。反之，利用光遗传学方法刺激前额叶皮层，将使小鼠在钻管测试中主动地进行更多的推挤，使原先低等级小鼠战胜高等级对手，实现“逆袭”。

为进一步探索“胜利者效应”的神经环路机制，研究人员利用光遗传学等方法记录了神经环路在重复胜利经历前后的变化，发现重复胜利显著增强了该神经环路的突触连接强度，从而影响后续竞争中的表现。突触是神经细胞间传递信息的关键结构。反之，长时间诱导突触连接减弱使胜利者效应完全消失。

为观察竞争优势能否迁移到其他行为，胡海岚研究组又做了小鼠热源争夺测试，让同笼4只小鼠在寒冷环境中争夺温暖的窝。他们发现，通过钻管测试获得重复胜利经历的小鼠，在热源争夺中也更容易获胜。这一结果首次说明“胜利者效应”能从一种行为学范式迁移到其他行为。

胡海岚研究组指出，这一发现为研究社会行为相关的疾病提供了治疗思路，并且为在竞赛中提高选手成绩的行为训练策略提供了理论依据。比如，拳王泰森曾经锒铛入狱，出狱后重新摘得拳王桂冠并非易事。因此，他的经纪人为他安排了两场与实力较弱对手的对抗赛。在赢得这两场比赛后不久，泰森又战胜了实力强悍的对手，重获拳王称号。

（北绛整理）