年的春天
华东师大的科研团队都在忙什么？
近期自然科学研究工作
又取得哪些重要进展？
小编整理了今年2月-4月
部分科研成果
一起来看吧～
1、荆杰泰教授课题组实现全光量子纠缠交换
华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室荆杰泰教授课题组在量子信息研究领域取得重要进展，实现了全光量子纠缠交换协议。
《物理评论快报》刊登荆杰泰教授课题组研究成果
全光量子纠缠交换协议示意图
在连续变量领域，实现量子纠缠交换需要采用基于光电和电光转换的贝尔态测量，这极大限制了量子纠缠交换在构建宽带量子网络中的应用。为了解决这一问题，荆杰泰教授课题组提出并实验实现了一种无测量的全光量子纠缠交换协议。在该协议中，基于四波混频过程的低噪声光学参量放大器通过对输入态的高增益放大，避免了使用光电和电光转换，从而无测量地实现了传统方案中贝尔态测量的功能。该工作为实现量子纠缠交换提供了一种全光学模式，并为构建无测量的全光宽带量子网络奠定了基础。
2月11日，这项研究成果以All-OpticalEntanglementSwapping为题发表于国际物理学重要学术期刊《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters,()），华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室为第一完成单位，课题组刘胜帅研究员为第一作者，荆杰泰教授为论文的通讯作者。
2、曾和平教授团队在中红外单光子成像取得进展
华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授团队在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，可为分子光谱、天文观测、环境遥感及生物医疗等诸多领域提供有力支撑。
2月28日，相关成果以题为Wide-fieldmid-infraredsingle-photonupconversionimaging的研究论文在线发表在NatureCommunications。华东师大为论文的完成单位，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。
《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果
宽视场中红外上转换成像原理图和装置图
曾和平教授团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。
进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。
3、《细胞》封面发文：破解局部热疗减脂机制
华东师范大学科研团队在肥胖与代谢性疾病领域获重要突破，该团队发现，人类的米色脂肪（Beigefat）通过局部热疗激活产热，可大大减轻肥胖症状并改善代谢紊乱。国际顶级期刊《细胞》（Cell）杂志3月4日在线刊发这一成果，并选为封面文章。
《细胞》3月4日上线马欣然、徐凌燕课题组成果
Cell封面图：局部热疗促进白色脂肪棕色化，改善代谢健康
华东师大生命科学学院肥胖与代谢性疾病课题组马欣然、徐凌燕研究员联合上海交通医院代谢病遗传学课题组胡承教授，以及华东师大生命科学学院生物质纳米材料课题组张强研究员的这项联合研究发现：除寒冷刺激，米色脂肪可通过热休克转录因子1(heatshockfactor1,HSF1)感应局部温和热效应并激活产热，能安全有效地抵抗和治疗肥胖，并改善胰岛素抵抗和肝脏脂质沉积等代谢紊乱问题。
此外，团队首次在基因组层面发现HSF1-A2B1转录轴，进一步完善了HSF1代谢调控网络。经过对万余人的临床研究后，团队明确了HSF1与代谢性状的关联性，从而为干预肥胖提供了新靶标和新策略。
4、金鑫教授团队发现大脑计时神经机制
大脑如何跟踪并记录时间的奥秘是神经科学研究领域一个重要的根本性问题，而我们对其的了解在很大程度上仍然知之甚少。特别是计时的行为学机制，以及介导计时的大脑环路和神经计算机制更有待阐明。
金鑫教授团队通过结合对小鼠的行为分析、体内电生理学、遗传和光遗传学工具，该团队揭示了一种全新的大脑感觉运动机制，这种机制被动物运用来准确地跟踪时间和控制行为。有趣的是，研究团队发现小鼠利用等待期间自身压杆行为产生的听觉反馈，经由高级听觉皮层处理，以准确地计时。
大脑基于整合自身感觉运动信息用于计时的神经模型
金鑫教授团队提出了一个新的大脑计时神经模型，并且提出等待过程中动物自身的感觉运动信息对计时至关重要。大脑通过监控并累积动物自身的感觉运动信息，储存在工作记忆中，并与之前学习经验形成的长时程记忆相比较，以实现准确地在线计时与行为控制。在这个新的框架下，金鑫教授团队接下来的工作将进一步解析大脑计时的其它神经环路及其计算。
此项工作以“Secondaryauditorycortexmediatesasensorimotormechanismforactiontiming”为题发表在国际顶级学术期刊《自然-神经生物学》（NatureNeuroscience）上。该论文华东师范大学为通讯作者单位，金鑫教授为唯一通讯作者。
5、殷东敏团队发现嗅觉调控的外周靶点
嗅觉作为基本感觉之一，对于物种生存和适应环境具有重要作用。嗅觉障碍是多种疾病（如神经精神性疾病和新型冠状病毒性肺炎）的常见临床症状。嗅觉系统由鼻腔嗅粘膜（外周嗅觉系统）、嗅球、嗅觉中枢三部分组成，气味分子被鼻腔嗅粘膜的嗅觉神经元特异性识别后，将信号传递到嗅球-嗅觉信息传导的中转站，嗅球进一步处理嗅觉信息后，再传递给嗅觉中枢—大脑的嗅皮层。
近年来，科学家们对嗅觉调控相关神经环路的研究取得了较大进展，但对嗅觉调控的外周靶点还知之甚少。
《美国科学院院报》刊登殷东敏研究团队发现
精神分裂症病人经常伴随着多巴胺的过度释放和嗅觉障碍。抑制中枢神经系统的DRD2可能产生焦虑、抑郁或肥胖等副作用。研究结果提示，靶向抑制鼻腔DRD2可能有助于治疗精神分裂症病人的嗅觉障碍。课题组目前已经递交了相关发明专利，并通过国家知识产权局初步审查。
研究结果阐明了鼻腔中的多巴胺D2受体可作为嗅觉调控的外周靶点。上述工作以OlfactoryregulationbydopamineandDRD2receptorinthenose为题发表在《美国科学院院报》（PNAS）。
华东师范大学为该论文第一完成单位，上海交通大学和浙江大学为该论文的共同完成单位。华东师范大学博士生周海倩、浙江大学王平教授课题组博士后庄柳静、上海交通大学博士生包红强为论文的共同第一作者，华东师范大学生命科学学院脑功能基因组学教育部重点实验室殷东敏研究员为最后通讯作者，上海交通大学医学院李乾研究员为共同通讯作者。
6、斯幸峰团队在岛屿生物地理学领域取得重要进展
3月11日，国际著名期刊EcologyLetters在线发表了华东师大生态与环境科学学院斯幸峰团队题为“Phylogeneticandfunctionalclusteringillustratetherolesofadaptiveradiationanddispersalfilteringinjointlyshapinglate-Quaternarymammalassemblagesonoceanicislands”的研究成果。
该研究提出了全球尺度的岛屿群落结构理论框架，发现进化学过程导致海洋岛屿动物群落聚集的构建机制，从群落结构层面拓展了岛屿生物地理学理论。
EcologyLetters发表斯幸峰团队研究成果
本研究利用物种的功能性状和谱系关系估计物种的生态差异，结合生态学和进化学过程提出的岛屿群落结构理论框架为探究岛屿群落构建提供了新的思路。本研究因此从生物多样性的群落结构层面进一步拓展了岛屿生物地理学理论，丰富了岛屿生物地理学的模型体系，为寻找岛屿群落结构的普适性规律迈出了关键的一步。
7、刘东艳团队重建野火与海洋浮游植物的百年变化关系
全球气候变暖是近年来大众热议的现象，这一现象与地球生物有怎样的关联？华东师范大学河口海岸学国家重点实验室研究员刘东艳及其团队在国际著名学术期刊《自然-通讯》（NatureCommunications）上发表了以Wildfiresenhancephytoplanktonproductionintropicaloceans为题的研究论文，为学界理解海洋浮游植物演变规律与气候变暖的关系增加了新认知。
刘东艳研究团队通过与澳大利亚科学家及复旦大学陈颖军研究团队的合作，在野火高发的澳大利亚西北Kimberley海岸采集了大量的海洋沉积物样品，建立了指示野火信号的黑炭化学指标。他们利用古生态学技术、遥感反演与观测相结合的研究方法，重建了百年来澳大利亚西北部海岸带火灾历史与浮游植物生物量的变化关系。
浮游植物生物量与野火燃烧物黑炭在不同气候模态下的响应关系
受全球气候变化影响，年到年期间野火天气指数持续延长，野火燃烧物质黑炭可以通过大气与河流输入，进入海洋埋藏在沉积物中，成为指示野火强度的指标。
该研究从气候模态变化的角度，在十年际的尺度上指出升温次生环境效应对浮游植物演变影响的重要性。尽管陆地野火对全球海洋生态系统的影响程度仍不完全清楚，但研究结果对科学家进一步利用全球模式去模拟预测浮游植物在未来气候变暖下的发展趋势具有重要参考价值。
8、青年科学家激光结构色打印国宝《千里江山图》
华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室青年研究员朱晓龙博士在超高分辨激光结构色打印及全息成像领域获突破。
该工作通过构筑具有临界耦合共振效应的光学薄膜微腔，利用脉冲激光打破体系临界耦合状态下的对称性来生成光学超表面结构，发现在临界耦合点附近，由外场微扰产生的结构相变可使入射光的振幅和相位等产生剧烈变化，实现了光场的大范围调控。该工作对超高速、超高分辨激光打印结构色和全息成像及规模化应用具有重要意义。
朱晓龙研究员的成果以Resonantlaserprintingofopticalmetasurface为题发表在纳米领域重要期刊NanoLetters。华东师大为第一单位，合作单位包括丹麦科技大学和以色列希伯来大学。
NanoLetters刊发朱晓龙研究员的成果
纳米厚度的《千里江山图》（局部）激光结构色打印图，4cmX4cm，分辨率超过了dpi（每英寸点数），是迄今为止世界上最高的激光彩色打印分辨率。（原作藏于故宫博物院，作者：北宋王希孟）
本项研究Resonantlaserprintingofopticalmetasurface的突破在于，通过构筑具有临界耦合共振效应的铝-二氧化钛光学薄膜微腔，利用仅相当于头发丝五百分之一的厚度（约纳米）的薄膜堆栈制备实现结构色基材模板，相当于“画布”。通过调节上层5到10纳米的金膜厚度来实现不同的结构颜色，这里使用的金膜就相当于结构色的“颜料”，最薄的地方大概只有10个金原子层的厚度。基于薄膜的微腔结构适用于材料的大面积、低成本制备，不依赖任何微纳制造工艺，实现了基材规模化制造。
研究中，朱晓龙通过频率在相同的临界耦合共振频率的脉冲激光的作用，通过打破临界耦合状态下的对称性，通过调节施加的脉冲激光的能量来生成不同的表面结构及相应的结构色。这种利用共振效应的激光彩色打印方法具有超高速、低功耗和超高的分辨率的特点。激光打印生成的表面结构细微至纳米尺度，产生的金属表面等离激元结构色的分辨率突破了光学衍射极限，分辨率超过了dpi（每英寸点数），是迄今为止世界上最高的激光彩色打印分辨率。
9、周晓林教授团队在国际知名期刊Cognition发表最新研究成果
在漫长的人生中，我们不断做出各种“选择”（choice）。相对于强制选择（forcedchoice），即基于外部意志做出的决策，自主选择（voluntarychoice）是基于自身意志做出的决策。自主选择是一种基本心理需要。人们通过实施自主选择来表达意志、影响外界、获取控制感和自我效能感。如果长期选择受限，则可能导致习得性无助、抑郁等。
华东师大心理与认知科学学院博士后罗霄骁，上海交通大学心理与行为科学研究院、医学院附属精神卫生中心副研究员王立卉，华东师范大学心理与认知科学学院名誉院长、北京大学心理与认知科学学院教授周晓林的最新研究成果，揭示人们能够通过自主选择增强控制信念，提高后续认知任务的表现，即使该选择与后续任务无直接关联。更重要的是，该研究发现，只有当人们认为自己的选择有所作用时，这种促进效应才会体现出来；反之，如果人们认为自己的选择没有意义，这种促进效应就会消失，这在行为层面模拟了“习得性无助”。
该研究揭示了人类意志的心理效应及其边界——人们通过自主选择来表达自身意志，并从中获益，但这种获益也会受到限制：个体需要相信自身意志确实能够对外界产生影响（如相信自己能够控制选择的结果），只有在持有这种“控制信念”时，才能从自主选择中获益。相关研究成果3月30日以“Beliefincontrol:Voluntarychoiceenhancessubsequenttaskperformanceunderundefeatedchoice-out