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互联网搜索和社交媒体的“数字痕迹”能否预测2019冠状病毒病的爆发?
你的谷歌搜索和推特账户提醒营销人员你可能想购买的物品——当COVID-19水平即将起飞时，它们是否也可以作为预警系统?
包括东北大学机器学习专家在内的一组科学家raybet雷竞技雷竞技app最新版Mauricio Santillana他说，互联网用户的“数字痕迹”可以用来提醒公共卫生官员，在重大疫情爆发前一到六周，县级COVID-19病例会急剧增加。
在1月18日星期三发表在《科学进展》杂志上的一篇论文中，Santillana和其他作者说数字数据将有助于缩小信息差距现有的监视方法留下的。
东北大学网络科学研究所改善健康和环境的机器智能小组主任Santillana说，对数据流的分析将使政策制定者能够在诸如是否重新发布屏蔽建议或增加疫苗接种和促进运动等决策方面取得进步
桑蒂拉纳说:“我们渴望做的是使用b谷歌或亚马逊或任何这些大公司用来向你发送广告的相同信息”，以便在疫情爆发的早期告知公共卫生决策。
与COVID-19相关的数字流包括互联网上对发烧的搜索、临床医生对COVID-19治疗方法的搜索以及推特用户关于病得不能工作的评论等。
研究人员还使用机器学习方法，从2020年1月1日和2022年美国97个县的疫情中获取历史信息，并将它们结合起来创建一个单一的预测指标。
“我们的目标不一定是量化有多少感染，而是量化感染何时会急剧增加，”Santillana说，他与来自波士顿儿童医院、哈佛医学院、俄克拉荷马州立大学和其他组织的科学家一起参与了这项研究。
研究人员发现，州一级和县一级的预测能力大致相似——县一级的预警系统提前一到六周部署，州一级的预警系统提前四到六周部署。
该研究称，数字数据将有助于填补疾病控制与预防中心的重要缺失信息，该中心未能可靠地预测“报告病例和住院趋势的快速变化”。
桑蒂拉纳说:“当疾病预防控制中心与公众分享COVID-19预测时，他们经常错过疫情开始的时间。”他说，当实际病例数字被统计出来时，激增已经在进行中。
“下一阶段，疾病预防控制中心可能会说，‘我们知道这是预测疫情爆发的一种替代和补充方式。我们将在内部实施它，我们将把它作为我们工具箱中的一个额外工具，”桑蒂拉纳说。
“他说，这项研究是拜登总统发起的一项新的疾病预防控制中心倡议的一部分，该倡议被称为疾病预防控制中心的预测和疫情分析中心。”
Santillana说:“正是在这种努力下，我们完成了这篇发表在美国科学促进会(American Association of the Advancement of Science)开放获取期刊上的论文。”
他说，他和他的团队已经与疾病预防控制中心合作了三到四年，预测流感发病率和流感住院情况，但他认为疾病预防控制中心没有能力将新的基于互联网的信息来源纳入他们的预测系统，他对此并不满意。
“当新冠疫情爆发时，他们打电话说，‘我们需要所有人齐心协力。所以请尽你所能。’”
“我问他们是否可以灵活，因为我和我的团队对创新感兴趣，而不仅仅是继续执行完全相同的模式，”桑蒂拉纳说。
“这个模式并不完美，”他说
根据这篇关于利用数字痕迹建立前瞻性和实时县级预警系统的论文，被研究的县只是美国3006个县中的一小部分。
“我们基于互联网搜索的方法可能很难在识字率低和互联网资源有限的地区发挥作用，”该论文说。
这组科学家说，对于互联网接入差或读写能力差的县来说，一个可能的解决方案可能是使用州级预警系统来指导县级的疫情决策。
“当我们在电脑或手机上浏览互联网时，它会留下痕迹，”桑蒂拉纳说。
他表示:“不管我们喜欢与否，现实情况是，大多数公司都在利用这些信息来增加利润或利润率。”
“相反，我们希望利用这些信息通知政府官员下一次爆发的时间。”
本文最初发表于《东北环球》新
马修·莫多诺/东北大学摄raybet雷竞技雷竞技app最新版
HBO电视剧《最后生还者》(The Last of Us)中的真菌僵尸是基于真实的、可怕的生物
在HBO的大制作视频游戏改编电影《最后生者》(the Last of Us)的首演中，一位科学家在上世纪60年代的一个类似迪克·卡维特(Dick cavette)的脱口秀节目中提出了一个观点，即真菌感染，而不是病毒感染，将导致人类的终结。从表面上看，这很可笑，主持人和观众都对这个想法感到困惑。
但当科学家解释他的理论时，房间里的能量慢慢地从娱乐变成了恐怖。他说，只要真菌中的一个基因发生突变，它就会突然“变得有能力钻进我们的大脑，控制我们几十亿人，而不是几百万人”。“数十亿思想中毒的傀儡，永远都有一个统一的目标:不惜一切手段将感染传播给每一个活着的人。”
这位科学家接着说，目前还没有治疗这种感染的方法。只有一个可能的结论:“我们输了。”
在《最后生还者》的世界里，这句话是预言性的。2003年，一场真菌感染肆虐世界，把人类变成了贪婪的、被精神控制的僵尸。HBO的最新的打击，而它所基于的游戏，可能听起来像纯粹的科幻小说，但它实际上是基于真实的，可怕的科学。
《The Last of Us》的开发商Naughty Dog从虫草真菌中获得了真菌僵尸的灵感。一种寄生真菌，可以感染昆虫，在某些情况下，也可以感染植物，它是自然界的僵尸制剂
虫草散播的孢子在土壤中附着在昆虫的身体上。在24到48小时的过程中，寄生虫在昆虫体内生长，然后在几周内扩散到全身。
“它已经开始改变宿主的神经生物学，所以它基本上使宿主成为僵尸生物，这意味着这种寄生虫接管了宿主，产生某种神经毒素或神经调节剂，改变宿主的行为，”他说Rebeca Rosengaus他是东北大学海洋与环境科学副教授。
这种寄生虫围绕在昆虫的肌肉周围，影响它的运动神经元，把宿主变成牵线木偶。《最后生还者》游戏的顾问昆虫学家大卫·休斯(David Hughes)说，在虚构的感染者和他研究的蚂蚁体内寄生虫的运作方式之间，有明显的相似之处。
起初，在《最后生还者》中被感染的人不会立即表现出感染的迹象。然而，这种情况很快就会改变。他们开始抽搐，变得过于激进和精力充沛。《最后生还者》中的幸存者称在这一阶段被感染的人为“跑者”。
休斯说，这种行为在某种程度上是基于现实的。虫草寄生虫会释放一种化合物，使昆虫抽搐和抽搐。
休斯说:“它们不会进入大脑，但它们所做的是通过血脑屏障将化学物质推入大脑，这样它们就可以远距离控制大脑。”
感染虫草寄生虫的蚂蚁也开始变得更加反社会，这在高度社会化的蚂蚁群体中是一个显著的转变，它们会从蚁群的其他地方流浪出去。同样，剧中被感染的人类失去了说话的能力，取而代之的是愤怒和痛苦地尖叫。
但寄生虫不仅仅是强迫宿主漫无目的地游荡。受感染的蚂蚁——以及它们虚构的同类——漫游的地方背后是有意图和目的的。
蚂蚁非常擅长通过改变化学物质和气味来探测被感染的蚁群成员。如果一只蚂蚁生病了，它会被杀死，它的尸体会被放置在蚁群外面。为了避免这种情况，如果寄生虫有希望感染更多的宿主，就需要让它的宿主死在群体之外。
这表现在一种叫做“顶峰”的行为上。被感染的寄主会爬到一定的高度，然后将下颌骨放在树枝、茎或叶子上。直到此时，宿主还活着，但完全无法控制自己的运动。然而，在这一点上，真菌开始从内部活着吃掉宿主，然后长出长长的卷须状茎，茎上有一个“子实体”，可以传播孢子。从高处，孢子随风传播，可以感染更大的区域。
休斯说:“蚂蚁每天都被迫出去寻找食物，所以当它们出去的时候，它们会走在它们死去的兄弟姐妹的狙击巷下面，这些兄弟姐妹挂在叶子的下面，产生孢子。”“你可以想象，蚂蚁每天都要经过的蚁群周围有一个死亡的圆顶，这就是真菌获胜的原因。”
尽管这部2013年的视频游戏将孢子作为一种感染方式，但HBO改编的《最后生还者》(the Last of Us)却采用了这种方式消灭它们这标志着它与科学灵感的最大背离。
至于我们是否会面临真菌僵尸的爆发，休斯说没有理由担心。蚂蚁和人类的运动系统非常不同，虫草无法进入人类体内，但这并不意味着真菌不能影响我们的行为，甚至感染我们的身体。
当然，LSD是从致幻真菌中提取的。但其他种类的真菌可能会产生更危险的影响。这种球虫真菌被吸入后会引起一种叫做谷热的疾病，特别是在美国加州监狱。
2022年，世界卫生组织发布了第一份威胁健康的真菌清单，其中包括19种“对公众健康构成最大威胁”的真菌。根据这份报告在美国，真菌感染每年造成约160万人死亡，对已经免疫功能低下的重症患者尤其危险。由于全球变暖和国际旅行和贸易的增加，真菌疾病的频率和地理范围也在上升。
”从细菌抗微生物药物耐药性大流行的阴影中走出，真菌感染正在增长，并且对治疗的耐药性越来越强，成为全世界的一个公共卫生问题，”世卫组织抗微生物药物耐药性助理主任Hanan Balkhy博士说
虽然真菌感染变得越来越普遍，但真菌末日的想法仍然是科幻小说的内容，休斯和罗森格斯同意。然而，罗森格斯说，真菌寄生虫仍然可以提供一个新的视角，通过它来观察更常见的病毒感染，比如流感甚至COVID-19。我们得了流感时打喷嚏和咳嗽是有原因的。
“我们称之为‘症状’这个词，是的，它们是这种疾病的症状，但我认为有趣的问题是，这些症状真的是(病毒)操纵我们的生理和行为的反映，以便更有助于传播疾病吗?”Rosengaus说。“这些寄生虫能够控制宿主的行为，这种来回进化的方式令人惊讶。
本文最初发表于《东北环球》新闻。
图片来源:HBO Max
什么是大气河?气候变化会使它们变得更糟吗?
在加州上空，被称为“大气河”的流动蒸气流引发了创纪录的降雨和致命的洪水，数百万人被迫撤离。
下周，该州将迎来另一轮大气河流，来自东北大学的专家解释了这一天气事件背后的科学原理，以及气候变化和全球变暖是否会增加与天空中这些河流相关的降雨强度。raybet雷竞技雷竞技app最新版
大气河流负责将淡水从温暖的热带向东输送到美国西部，在那里，相关的蒸汽凝结成雨，有时还会下雪。
“菠萝快车”
“这些充满水分的空气带从热带延伸出去，”他说塞缪尔·穆尼奥斯他是东北大学海洋科学中心海洋与环境科学助理教授海岸可持续发展研究所。
他说:“当它们与海岸相撞时，这是加利福尼亚和美国西部大部分地区以及加拿大太平洋西北地区降雨的主要机制。”
拥有气象学学士和硕士学位的东北大学博士生林赛·劳伦斯(Lindsay Lawrence)说，由于大气河起源于夏威夷等太平洋热带地区，气象学家称它们为“菠萝快车”。
劳伦斯说:“一般来说，大气河流在冬季、12月、1月和2月最为极端。”
即使在正常季节，大气河流也会造成严重破坏。
这些河流有300英里宽，数千英里长，富含水分，其水量是密西西比河的许多倍Auroop Ganguly他是可持续发展与数据科学实验室在东北。
“当这些巨大的滨水区——地球上最大的淡水运输者——撞击陆地时，通常会导致大规模的雨雪事件，导致毁灭性的洪水。”
并不是所有的大气河流事件都是灾难性的，但像菠萝快车这样的事件有能力在短时间内倾倒大量的雨雪国家海洋和大气管理局。
“过去两周，我们遭遇了六场风暴。据报道，加州副州长埃莱尼·库纳拉基斯(Eleni Kounalakis)周三说:“这种天气一年才会出现一次，我们把它压缩到了两周。美国有线电视新闻网该报告称，下周左右将有四条大气河流袭击该州。
在此之前，已经发生了5起与19人死亡有关的事件，其中包括一名被洪水冲走的5岁男孩。
“他们一个接一个地来了，”穆尼奥斯说。“这导致大量的水一下子被输送出去。”
气候变化的影响
科学家们说，未来大气河流可能会带来更多的降雨。
“正在进行的研究表明，它们在气候变化中可能会变得更加强烈，”甘古利说。
穆尼奥斯说，随着大气变暖，它会保持更多的水分。与飓风一样，一些研究将湿度的增加与更强的降雨联系起来。
穆尼奥斯说，其他科学家正在研究气候变化是否与大气河流登陆地点的变化有关，可能是向南移动。
劳伦斯说，大气河流有冷锋和暖锋，它们位于低压中心附近。
她说，当河流向西流动时，冷锋试图赶上暖锋，形成一条狭窄的水汽带。
Lawrence说，如果低压的位置发生变化，整个系统就会移动。“不幸的是，现在还很难说他们会搬到哪里去。”
穆尼奥斯说，灾难性的大气河流事件似乎每100到200年发生一次，这种现象导致了1862年的大洪水。据报道，洪水已造成加州4000人死亡《今日美国》还有其他来源。
野火和干旱使洪水更加严重
与气候变化本身有关的历史性野火和干旱加剧了加州目前的洪水。
穆尼奥斯说:“当你燃烧森林时，有机化合物的燃烧会产生疏水化合物，这种化合物会以灰烬的形式排斥水。”
他说，当雨水落在火山灰上时，雨水不太可能渗入土壤并补充到地下水中，而更有可能流入溪流、河流和湖泊。
穆尼奥斯说，径流导致洪水泛滥。
他说，干旱还会带来洪水风险，因为土壤会变得非常干燥，失去吸收水分的能力，有点像过于干燥的海绵。
“当它们非常干燥时，它们吸收水分的能力就会降低。”
规划未来
“加州是一个极端的世界，”穆尼奥斯说。
“他们确实有长时间的干旱，而且越来越严重。但它们也有造成洪水的严重大气河流事件的历史。未来这类事件可能会变得更加严重。”
穆尼奥斯说，由于加州的用水问题如此严重，他认为官员们需要找到在洪水期间收集和储存水的方法，作为未来规划的一部分。
目前，加州州政府和当地官员关心的是拯救生命和基础设施。
但穆尼奥斯表示，在风暴结束后，官员们将面临有关供水的重要而持续的问题。
“我们有没有办法储存一些目前储量丰富但很快就会回流大海的水?”他问。“有什么方法可以捕捉到这一点吗?”
本文原载于(电子邮件保护)
大卫·麦克纽/盖蒂图片社摄
为什么科学家把南极洲的标本借给别人而不是扔掉是至关重要的
并不是每个人都能一次去南极洲旅行几个月，研究这片大陆独特的生态、动植物。
现在，东北大学(雷竞技app最新版raybet雷竞技Northeastern University)的两位教授呼吁建立南极生物储存库，以确保任何想要研究南极鸟类、动物、植物和微生物的严肃研究人员都有机会这样做。
根据丹尼尔Distel他是海洋基因组遗产中心的主任h·威廉·德特里希他是东北大学的名誉教授海洋科学中心该储存库将有助于保存南大洋和大陆丰富的生物多样性的记录，而南大洋和大陆特别容易受到全球变暖的影响。
Distel说，南极洲是地球上最冷的地方，也是变暖最快的地方。他说，研究人员需要获得该地区的生物样本，以了解“全球变暖如何影响南极物种，并更好地了解如何保护它们。”
“生物储存库将有助于科学的民主化，尤其是生物科学，”德特里希说，并补充说，“想要研究南极洲物种的科学家比实际能够到达那里的科学家多得多。”
南极生物储存库网络将作为一个网络运作，人们可以从中借用美国各地收集的冷冻组织样本和干燥生物标本
“人们将能够进入一个中央数据库，找到材料在哪里，”迪斯特尔说。
Detrich和Distel是为12月8日做出贡献的近20多名科学家之一PNAS评论他呼吁美国国家科学基金会资助一个南极生物储存库网络。
目前，宝贵的标本分散在几十个私人收藏和大学实验室中。其中一些也被收藏在博物馆里。
Detrich说，这些标本不仅难以追踪，而且当科学家退休时，它们也有被丢弃的危险。
在德特里奇的例子中，他的冰箱里装满了生物样本——这些样本是他在南极进行的20多次探险中收集的——当他和迪斯特尔想到在南极洲建立一个极地基因组学收集站时，他从垃圾堆中拯救了出来海洋基因组遗产中心马萨诸塞州纳汉市海洋科学中心和海岸可持续发展研究所的研究员。
“美国南极计划已经在我的冰上研究项目上投入了数百万美元。那几百万美元现在就在我东北大学的冰箱里，”德特里希说。
海洋基因组遗产中心现在收藏了3万多份海洋DNA样本，这些样本不仅来自德特里希的南极探险，还来自世界各地海洋科学家的研究。
Distel和Detrich说，研究人员已经能够从OGL借来样本，但是建立一个国家南极生物储存库将使借出过程更容易，也更统一。
迪斯特尔说:“目前，研究人员自己收集资料，用自己的方式存储材料，用自己的方式存储数据。”统一的标准将使借出过程更容易，并增加对标本和数据可靠性的信心。
Distel说，今年2月，阿拉斯加大学的克里斯汀·m·奥布莱恩(Kristin M. O 'Brien)在2019冠状病毒病(COVID-19)大流行之后召集了一个为期三天的虚拟研讨会，与会者认识到，缺乏生物储库是“失去了一个机会”。
迪斯特尔说:“他们意识到，那里有大量的资源没有得到充分利用。”研讨会上发表的一篇白皮书发表在了《美国国家科学院院刊》上，作者是俄亥俄大学的O 'Brien和Elizabeth L. Crockett, Distel和Detrich也为这篇文章做出了贡献。
作为一个研究对象，南极洲是独一无二的，它拥有关于地球健康的重要线索。
南极大陆的冰鞘是地球上最大的，包含了世界上90%的冰和70%的淡水。
Distel和Detrich说，由于大陆及其海洋变暖的速度比地球上任何其他地方都快，研究其生物多样性的机会越来越少，其中大部分由海洋生物组成。
“我们需要能够预测生态系统的生物学会发生什么样的变化，”德特里希说。
“我们能对南大洋食物网的未来做出什么样的预测?”是否有些动物或浮游植物比其他动物或浮游植物更敏感?如果我们有基因组资源，我们可以非常密切、非常仔细地研究这些过程。”
迪斯特尔说，关于南极洲的生命形式，还有很多有待发现的地方。
他说:“我们知道所有这些生物都面临着威胁，但我们还没有对那里的威胁进行完整的分类。”
“很多东西都是未知的，所以在我们知道它们存在之前，就有可能失去它们。”
教学责任和研究经费的缺乏使许多想成为南极研究人员的人——尤其是那些年轻人或来自代表性不足的社区的人——无法研究极地南部“在冰上”的动物，正如德特里希所说的那样。
德特里奇的南极探险始于1981年，由于他的研究需要，以及乘船穿越未结冰的海洋到达他在帕尔默站的主要基地的时间有限，通常持续两到三个月。
“帕尔默站在6月初关闭，进入冬季运行，并在11月初再次开放，”这是南半球的春天，德特里希说。
德特里希深知前往南极洲的挑战。
在2018年的最后一次旅行中，他的臀部和骨盆骨折，当时大浪击中了他所乘坐的结冰的船只，并将他从双层床上抛了下来。
小组的其他成员，包括东北大学的一名合作学生，都完成了这次探险，但德特里希不得不飞回美国做手术。
“穿越德雷克海峡不是一件容易的事，”德特里希说。“大多数人都会晕船。”
南极生物储存库网络的建立意味着，不能或不想前往南极大陆的研究人员可以获取从软体动物和冰鱼的基因组数据到活体鲸鱼和企鹅的组织塞等任何信息。
迪斯特尔说，下一步是让奥布莱恩和克罗克特写一份提案，向美国国家科学基金会(National Science Foundation)申请资金，以支付建立连接不同藏品的软件、雇用协调员、建立目录和运输协议的费用。
Detrich说:“使科学民主化和拯救退休人员的收藏品是生物储存库背后的两大理念。”
本文原载于(电子邮件保护)
马修·莫多诺/东北大学摄raybet雷竞技雷竞技app最新版