医学科学技术进展「第40期」
男孩还是女孩？ 这是父亲的基因纽卡斯尔大学的一项涉及数千个家庭的研究正在帮助未来的父母确定他们是否有儿子或女儿。
该大学的研究科学家科里·盖拉特利（Corry Gellatly）的研究表明，男性继承了父母中有更多儿子或更多女儿的倾向。这意味着一个有很多兄弟的男人更有可能生儿子，而一个有很多姐妹的男人更有可能生女儿。
该研究涉及对927个家谱的研究，其中包含来自北美和欧洲的556,387人的信息，可追溯到1600年。
“家谱研究表明，你是否有可能生男孩或女孩是遗传的。我们现在知道，如果男人有更多的兄弟，男人更有可能生儿子，但如果有更多的姐妹，他们更有可能生女儿然而，在女性中，你无法预测它，“格拉特利先生解释道。
男性根据他们的精子是否带有X或Y染色体来确定婴儿的性别。 X染色体与母亲的X染色体组合形成一个女婴（XX），Y染色体将与母亲组合形成一个男孩（XY）。
纽卡斯尔大学的研究表明，一个尚未被发现的基因控制着一个男人的精子是否包含更多X或更多的Y染色体，这会影响他孩子的性别。在更大范围内，与具有更多Y精子的男性相比，具有更多X精子的男性的数量影响每年出生的儿童的性别比例。
儿子还是女儿？
基因由两部分组成，称为等位基因，一部分遗传自每个父母。在他的论文中，Gellatly先生证明，男性可能携带两种不同类型的等位基因，这导致控制X和Y精子比例的基因中有三种可能的组合;
第一种组合的男性，即mm，产生更多的Y精子并且有更多的儿子。
第二个，称为mf，产生大约相等数量的X和Y精子，并且具有大约相等数量的儿子和女儿。
第三种，称为ff产生更多的X精子，并有更多的女儿。
“从父母双方传下来的基因，导致一些男人有更多的儿子，一些人有更多的女儿，这可以解释为什么我们看到男性和女性在人口中大致平衡的原因。例如，如果人口中的雄性太多，女性将更容易找到配偶，那么拥有更多女儿的男性将传递更多的基因，导致更多的女性在后代出生，“纽卡斯尔大学研究员盖拉特利先生说到。
战争结束后出生的男孩更多
在许多参加过世界大战的国家中，随后出生的男孩人数突然增加。第一次世界大战结束后的一年，与战争开始前一年相比，英国每100名女孩中就有两个男孩出生。 Gellatly先生在他的研究中描述的基因可以解释为什么会发生这种情况。
由于有更多儿子看到儿子从战争中返回的男性支持这种可能性，这些儿子更有可能自己生男孩，因为他们从他们的父亲那里继承了这种倾向。相比之下，拥有更多女儿的男性可能在战争中失去了他们唯一的儿子，而那些儿子更有可能成为女儿的父亲。这就解释了为什么在战争中幸存下来的男性更有可能生育男孩，这导致了男孩 - 婴儿潮。
在大多数国家，只要保留记录，就会出生的男孩多于女孩。例如，在英国和美国，目前每100名女性中就有大约105名男性出生。
有充分证据表明，更多的男性在童年时期以及在他们年龄足够生育孩子之前死亡。因此，基因可能会导致更多男孩在战争后出生，这也可能导致每年有更多男孩出生。
基因是如何工作的？
树（上图）说明了基因的工作原理。这是一个简单的例子，其中男人或者只有儿子，只有女儿，或者每个都有相同的数字，但实际上它不那么明确。它表明虽然该基因对雌性没有影响，但它们也携带该基因并将其传递给它们的孩子。
在第一个家谱（A）中，祖父是mm，所以他的孩子都是男性。他只传递m等位基因，因此他的孩子更有可能拥有等位基因本身的组合。结果，那些儿子也可能只有儿子（如图所示）。孙子有等位基因的组合，因为他们从父亲那里继承了m，从母亲那里继承了f。结果，他们有相同数量的儿女（曾孙子）。
在第二棵树（B）中，祖父是ff，因此他的所有孩子都是女性，他们有等位基因的组合，因为他们的父亲和母亲都是女性。 其中一名女孩有自己的孩子，男性患有等位基因组合。 那个男性决定孩子的性别，所以孙子都是男性。 孙子有等位基因的组合，因为他们从父亲那里继承了m，从母亲那里继承了f。 结果，他们有相同数量的儿女（曾孙子）。
来源：
材料由纽卡斯尔大学提供。
高暴露于与雄性大鼠癌症相关的射频辐射
根据今天发布的最终报告，国家毒理学计划（NTP）得出结论，有明确的证据表明，暴露于2G和3G手机中使用的高水平射频辐射（RFR）的雄性大鼠患有癌性心脏肿瘤。还有一些证据表明暴露的雄性大鼠的大脑和肾上腺有肿瘤。对于雌性大鼠以及雄性和雌性小鼠，关于观察到的癌症是否与暴露于RFR相关的证据是模棱两可的。最终报告代表了NTP和一组外部科学专家的共识，他们在2月份发布报告草案后于3月审查了这些研究。
“研究中使用的曝光不能直接与人类使用手机时的曝光进行比较，”NTP资深科学家John Bucher博士说。 “在我们的研究中，大鼠和老鼠在整个身体上接受射频辐射。相比之下，人们大部分暴露在他们拿着手机的地方附近的特定局部组织中。此外，我们研究中的暴露水平和持续时间大于人们的体验。“
研究中使用的最低暴露水平等于手机用户目前允许的最大局部组织暴露水平。在典型的手机使用中很少出现这种功率水平。研究中的最高暴露水平比允许的最大功率水平高四倍。
“我们相信无线电频率辐射与雄性大鼠肿瘤之间的联系是真实的，外部专家也同意，”Bucher说。
3000万美元的NTP研究花了10多年的时间才完成，是目前对2G和3G手机中使用调制的RFR暴露的动物的健康影响最全面的评估。研究设计时，2G和3G网络是标准的，仍用于电话和短信。
“我们研究的一个主要优势是，我们能够精确控制动物接收的射频辐射量 - 这在研究人类手机使用时是不可能的，这通常依赖于调查问卷，”Michael Wyde博士说。 D.，主要毒理学家的研究。
他还注意到暴露的雄性大鼠意外发现寿命延长。 “这可以通过观察到慢性肾脏问题的减少来解释，慢性肾脏问题往往是老年大鼠死亡的原因，”怀德说。
将动物饲养在专门为这些研究设计和建造的室中。暴露于RFR的大鼠在子宫中开始，在5至6周龄时开始接触小鼠，并持续长达两年，或大部分自然寿命。 RFR暴露是间歇性的，10分钟和10分钟，每天总共约9小时。 RFR水平在大鼠中为每公斤1.5-6瓦，在小鼠中为每公斤2.5-10瓦。
这些研究没有研究用于Wi-Fi或5G网络的RFR类型。
“5G是一种尚未真正定义的新兴技术。根据我们目前的理解，它可能与我们研究的内容有很大不同，”Wyde说。
对于未来的研究，NTP正在构建更小的RFR暴露室，这将使得在数周或数月而不是数年内更容易评估新的电信技术。这些研究将侧重于开发RFR潜在影响的可测量物理指标或生物标志物。这些可能包括暴露组织中DNA损伤等指标的变化，这些变化可以比癌症更快地被发现。
美国食品和药物管理局提名手机RFR供NTP研究，因为手机普遍使用，而且对长期接触可能造成的健康影响知之甚少。 NTP将向FDA和联邦通信委员会提供这些研究的结果，他们将继续监测有关RFR潜在影响的新研究，以审查这些信息。
NTP使用四个类别来总结某种物质可能导致癌症的证据：
明确证据（最高）
一些证据
等效证据
没有证据（最低）
编者注：为响应国家毒理学计划的新闻稿，美国食品和药物管理局（FDA）发布了美国食品和药物管理局（FDA）设备和放射健康中心主任Jeffrey Shuren在国家毒理学计划报告中的声明关于射频能量暴露。该声明部分内容如下：
“我们回顾了我们的同事们在国家毒理学计划（NTP）上进行的最新研究，该计划是美国国立卫生研究院国家环境健康科学研究所的一部分，研究射频能量暴露。在回顾研究后，我们不同意，他们的最终报告的结论是关于暴露于射频能量的啮齿动物的致癌活性的“明确证据”。
“在NTP研究中，研究人员研究了将啮齿动物暴露于整个身体极高水平射频的影响。这通常在这些类型的危险识别研究中进行，并且意味着该研究测试的射频能量暴露水平大大高于手机的当前全身安全限制。这样做有助于我们已经了解射频能量对动物组织的影响。事实上，我们只开始观察50倍高的暴露对动物组织的影响。超过FCC为射频能量暴露设定的当前全身安全限值。
“我们在NTP的同事在今年早些时候的一份声明中回应了这一点，他们的最终报告草案，包括重要的说明，'这些发现不应该直接推断人类手机的使用。'
“我们同意这些调查结果不适用于人类手机的使用。”
来源：
材料由NIH /国家环境健康科学研究所提供。
治疗瘫痪的突破
许多年前患有颈脊髓损伤的三名截瘫患者现在能够借助拐杖或助行器行走，这要归功于新的康复方案，该方案结合了针对腰脊髓的有针对性的电刺激和体重辅助治疗。
这项名为STIMO（STImulation Movement Overground）的最新研究建立了一种新的治疗框架，以改善脊髓损伤的恢复。参与该研究的所有患者恢复了对已经瘫痪多年的腿部肌肉的自主控制。与最近在美国发表的关于类似概念的两项独立研究的结果不同，即使电刺激被关闭，神经功能也会持续超出训练期。由瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士洛桑大学医院（CHUV）领导的STIMO研究发表在2018年11月1日的“自然与自然神经科学”杂志上。
“我们的研究结果基于对我们通过多年动物模型研究获得的潜在机制的深刻理解。因此我们能够实时模拟大脑如何自然激活脊髓，”EPFL神经科学家GrégoireCourtine说。
“所有患者都可以在一周内使用体重支持行走。我立即知道我们是在正确的道路上，”CHUV神经外科医生Jocelyne Bloch补充说，他将手术植入患者体内。
“电刺激的确切时间和位置对于患者产生预期运动的能力至关重要。正是这种时空巧合触发了新神经连接的增长，”Courtine说。
该研究在电刺激脊髓方面实现了前所未有的精确度。 “目标刺激必须与瑞士手表一样精确。在我们的方法中，我们在脊髓上植入一系列电极，这样我们就可以针对腿部的各个肌肉群，”Bloch解释道。 “选择的电极配置可激活脊髓的特定区域，模仿大脑传递的信号以产生行走。”
患者面临的挑战是学习如何协调他们的大脑与目标电刺激一起行走的意图。但这并不需要很长时间。 “只有一周的校准后，所有三名研究参与者都能够通过体重支持行走，并且在训练后的五个月内，随意肌肉控制得到了极大的改善，”Courtine说。 “人类神经系统对治疗的反应比我们预期的更为深远。”
帮助大脑帮助自己
基于这种有针对性的神经技术的新康复方案通过允许参与者在实验室中长时间主动训练自然地上行走能力而导致改善神经功能，而不是像外骨骼辅助踩踏这样的被动训练。
在康复训练期间，三名参与者在有针对性的电刺激和智能体重支持系统的帮助下，能够在超过一公里的范围内免提走路。而且，它们没有表现出腿部肌肉疲劳，因此踩踏质量没有下降。这些更长，更高强度的训练对于触发依赖活动的可塑性至关重要 - 神经系统重新组织神经纤维的内在能力 - 即使在电刺激关闭时也能改善运动功能。
以前使用更多经验方法的研究，例如连续电刺激方案，已经表明，选择性的几个截瘫患者确实可以在助行器和电刺激的帮助下采取步骤，但只能在短距离内并且只要刺激开始。一旦关闭刺激，患者立即恢复到先前的瘫痪状态并且不再能够激活腿部运动。
下一步
由Courtine和Bloch联合创办的初创公司GTX medical将利用这些研究结果开发出量身定制的神经科技，旨在将这种康复模式转变为各地医院和诊所的治疗方案。 “我们正在建造下一代神经技术，这种神经技术也将在伤后很早就进行测试，当时恢复的可能性很高，神经肌肉系统尚未经历慢性瘫痪后的萎缩。我们的目标是开发一种广泛可用的治疗方法。 ，“Courtine补充道。
来源：
材料由EcolePolytechniqueFédéraledeLausanne提供。 原文由H. Sanctuary和E. Barraud撰写。
人工智能系统揭示了宗教冲突的根源：人类不是天生的暴力
根据牛津大学的一项新合作，人工智能可以帮助我们更好地了解宗教暴力的原因，并可能对其进行控制。该研究是首批发表的研究之一，该研究采用的是心理现实的AI - 与机器学习相反。
该研究发表在“人工社会与社会刺激杂志”上，将计算机建模与认知心理学相结合，创建了一个能够模仿人类宗教信仰的人工智能系统，使他们能够更好地了解宗教暴力的条件，触发因素和模式。
这项研究的基础是人们是否天生暴力，或宗教等因素是否会导致不同群体之间的仇外紧张和焦虑，这可能导致或可能不会导致暴力？
研究结果表明，人类本质上是一种和平的物种。然而，在广泛的背景下，他们愿意支持暴力 - 特别是当其他人违背定义其身份的核心信念时。
虽然研究侧重于具体的历史事件，但研究结果可以应用于任何宗教暴力事件，并用于理解其背后的动机。特别是激进的伊斯兰教事件，当人们的爱国身份与其宗教信仰发生冲突时，例如波士顿爆炸事件和伦敦恐怖袭击事件。该团队希望结果可用于支持政府解决和预防社会冲突和恐怖主义。
该论文由来自牛津大学，波士顿大学和挪威阿格德大学等大学的一组研究人员进行，并未明确模拟暴力，而是侧重于能够导致两个特定时期的仇外社交焦虑的条件，然后升级为极端的身体暴力。
这场冲突通常被称为北爱尔兰的麻烦，被认为是爱尔兰历史上最暴力的时期之一。这场冲突涉及英国军队和各种共和党和保皇派准军事集团，跨越三十年，造成大约3,500人死亡，另有47,000人受伤。
虽然紧张时期短得多，但2002年印度古都拉特骚乱同样具有破坏性。印度西部古吉拉特邦的印度教徒和穆斯林社区之间为期三天的社区间暴力事件开始时，一辆装满印度教朝圣者的Sabarmarti特快列车停在以穆斯林为主的穆罕默德镇，并以死亡结束超过2000人。
Justin在研究中使用了心理上真实的人工智能，他说：'99％的普通公众最熟悉人工智能，它使用机器学习来自动执行人工任务 - 例如将推文分类为正面或负面等，但是我们的研究使用了一种叫做多智能体AI的东西来创建一个人的心理现实模型，例如 - 他们如何思考，特别是我们如何识别群体？为什么有人会认定基督徒，犹太人或穆斯林等。基本上我们的个人信仰如何与一个群体如何定义自己？
为了创造这些心理上现实的AI代理人，该团队使用认知心理学中的理论来模仿人类如何自然地思考和处理信息。这不是一种新的或激进的方法 - 但它是第一次在物理上应用于研究。有一整套理论文献将人类思维与计算机程序进行了比较 - 但是没有人将这些信息和物理程序编程到计算机中，这只是一个类比。该团队为他们的AI计划中的认知互动编制了这些规则，以显示个人的信念如何与群体情况相匹配。
他们通过观察人类如何根据自己的个人经历处理信息来做到这一点。结合一些AI模型（模仿人），这些模型与来自其他信仰的人以及其他有过消极或中立遭遇的人有过积极的经历。他们这样做是为了研究暴力随着时间的推移升级和降级，以及它如何能够或不能被管理。
为了代表日常社会以及不同信仰的人们如何在现实世界中互动，他们创造了一个模拟环境，并用数百或数千（或数百万）人类模型代理填充它。唯一的区别是这些“人”都有不同的变量 - 年龄，种族等。
模拟环境本身具有基本设计。个人有一个存在的空间，但在这个空间内，他们有可能与环境危害相互作用，例如自然灾害和疾病等，并且在某些时候彼此相互作用。
调查结果显示，当社会危害（例如否认群体的核心信仰或神圣价值的群体成员）压倒人们以至于他们无法再处理它们时，最常见的条件会导致长期相互升级的仇外紧张。只有当人们的核心信仰体系受到挑战，或者他们认为自己对自己信仰的承诺受到质疑时，才会出现焦虑和骚动。然而，这种焦虑只会导致20％的情景中出现暴力 - 所有这些情景都是由群体外部或内部人员引发的，违背了该群体的核心信念和身份。
有些宗教倾向于鼓励极度表现出对所选信仰的奉献，然后这可能采取针对另一个信仰的团体或个人的暴力形式，或者已经脱离群体的人。
虽然其他研究尝试使用传统的人工智能和机器学习方法来理解宗教暴力，但他们提供了混合的结果，并且机器学习中针对少数群体社区的偏见问题也引发了道德问题。这篇论文标志着多智能体AI第一次被用来解决这个问题，并创造出心理真实的计算机模型。
贾斯汀说：“最终，使用人工智能来研究宗教或文化，我们必须考虑人类心理学的建模，因为我们的心理学是宗教和文化的基础，所以宗教暴力等事物的根本原因在于我们的思想如何处理我们的世界所呈现的信息。
了解宗教暴力的根本原因使人们能够使用该模型来包含和最小化这些冲突，并增加它们。然而，有效地使用，这项研究可以成为支持稳定社会和社区融合的积极工具。
在该项目的背后，该团队最近在挪威克里斯蒂安桑社会系统建模中心获得了一项为期两年的新项目的资金，用于研究与斯洛伐克的罗姆人在欧洲的移民和融合有关的人口变化，以及将莱斯博斯的叙利亚难民重新安置到挪威，以帮助挪威政府优化一体化进程。
来源：
材料由牛津大学提供。
大脑如何决定学习内容
为了了解这个世界，动物需要做的不仅仅是关注周围环境。它还需要了解环境中哪些景点，声音和感觉是最重要的，并监控这些细节的重要性如何随时间而变化。然而，人类和其他动物如何跟踪这些细节仍然是一个谜。
现在，斯坦福大学的生物学家在10月26日的“科学”杂志上报告说，他们认为他们已经弄清了动物如何对细节进行梳理。大脑的一部分称为室旁丘脑（PVT），作为一种看门人，确保大脑识别并跟踪情况中最突出的细节。虽然这项研究部分由吴仔神经科学研究所的Neurochoice计划资助，目前仅限于老鼠，但结果有朝一日可以帮助研究人员更好地了解人类如何学习甚至帮助治疗吸毒成瘾，资深作者，陈晓珂，助理生物学教授。
陈说，结果令人感到惊讶，部分原因是很少有人怀疑丘脑可以做一些如此复杂的事情。 “我们发现丘脑细胞在追踪刺激的行为意义方面发挥着非常重要的作用，这是以前没有人做过的，”陈先生说，他也是斯坦福生物X和吴仔神经科学研究所的成员。
决定学习什么
在最基本的形式中，学习归结为反馈。例如，如果您头痛并服用药物，您预计该药会使您的头痛消失。如果你是对的，你会在下次头痛时服用这种药物。如果你错了，你会尝试其他的东西。心理学家和神经科学家已经广泛研究了这方面的学习，甚至将其追溯到处理反馈和推动学习的大脑的特定部分。
陈说，尽管如此，学习的图景仍然不完整。即使在相对简单的实验室实验中，更不用说现实世界中的生命，人类和其他动物需要弄清楚要学习什么 - 基本上，什么是反馈和什么是噪音。尽管有这种需要，心理学家和神经科学家仍然没有给予足够的重视。
为了开始解决这个问题，Chen及其同事教小鼠将特定的气味与好的和坏的结果联系起来。一股气味标志着一口水涌来，而另一声则标志着老鼠即将获得一股空气。
后来，研究人员用温和的电击取代了吹气 - 这可能会引起更多关注。该团队发现PVT中的神经元跟踪了这种变化。在空气抽吸阶段，三分之二的PVT神经元对两种气味都有反应，而另外30％的PVT神经元仅通过气味信号水激活。换句话说，在这个阶段，PVT对好的和坏的结果做出了回应，但对好的反应更好。
然而，在电击阶段，平衡发生了变化。几乎所有PVT神经元都对休克产生了反应，而其中约四分之三的神经元对好坏结果做出了反应。
当老鼠喝水时发生了类似的转变。现在水对老鼠的影响较小，PVT对水的反应较小，对空气喷雾的反应更强，这意味着它对不良结果的反应更快，对好的结果反应更少。总的来说，结果显示PVT跟踪当下最重要的东西 - 当它超过坏的时候的好结果，反之亦然。
一个新的地方，以及调整
陈说，结果指出了几个更广泛的结论。也许最重要的是，其他研究人员现在有一个地方 - PVT - 当他们想要研究如何关注不同的细节影响动物的学习方式和动物。
陈说，神经科学家现在也有了一种控制学习的新方法。在进行基因改造的小鼠的其他实验中，研究小组可以通过光线控制PVT活动，研究人员发现它们可以抑制或增强学习 - 例如，他们可以更快地教老鼠气味不再可靠地发出水的信号，或者说另一种气味从信号水转变为发出电击信号。
这些结果可以指出调节学习的新方法 - 在小鼠中，暂时 - 通过适当刺激或抑制PVT活动。从长远来看，他们还指出了帮助治疗吸毒成瘾的方法，chen说，通过帮助吸毒者忘记服用药物与随后的高剂量之间的联系。
来源：
材料由斯坦福大学提供。 原作由Nathan Collins撰写。
肥胖小鼠使用天然蛋白质减掉三分之一的脂肪
令癌症研究人员大吃一惊的是，他们研究的一种蛋白质在癌症中的可能作用被证明是一种强大的新陈代谢调节剂。以乔治敦大学为首的研究发现，这种蛋白质在肥胖小鼠实验室菌株中的强制表达显示，尽管遗传易感性，但它们的脂肪量却显著减少。
这项发表在“科学报告”上的研究表明，蛋白质FGFBP3（简称BP3）可能提供新的疗法来逆转与代谢综合征相关的疾病，如2型糖尿病和脂肪肝疾病。
研究人员表示，由于BP3是一种天然蛋白质而非人工药物，重组人BP3的临床试验可在最后一轮临床前研究后开始。
“我们发现8天内8次BP3治疗足以将肥胖小鼠的脂肪减少三分之多以上，”该研究的高级研究员，医学博士，医学博士，Georgetown Lombardi综合癌症中心的肿瘤学和药理学教授Anton Wellstein说。 。
这些治疗方法还减少了小鼠中与肥胖有关的一些疾病，如高血糖症 - 通常与糖尿病有关的过量血糖 - 并消除了曾经脂肪肝的脂肪。研究人员表示，对小鼠进行临床和显微镜检查均未发现副作用。
影响全世界超过6.5亿人的肥胖症是代谢综合征的主要驱动因素，其包括诸如胰岛素抵抗，葡萄糖耐受不良，高血压和血液中升高的脂质等疾病。
BP3属于成纤维细胞生长因子（FGF）结合蛋白（BP）家族。 FGF存在于从蠕虫到人类的各种生物中，并且涉及广泛的生物过程，例如调节细胞生长，伤口愈合和对损伤的反应。一些FGF就像荷尔蒙一样。
BP1,2和3是“伴侣蛋白”，可以锁定FGF蛋白并增强其在体内的活性。 Wellstein长期以来一直在研究BP1基因，因为它的产生在一系列癌症中升高，这表明某些癌症的生长与FGF的过量传递有关。直到最近，Wellstein才将他和他的实验室及其同事的注意力转向BP3以了解其作用。
研究人员发现，这种分子伴侣与三种参与新陈代谢控制的FGF蛋白（19,21和23）结合。 FGF19和FGF21信号传导调节碳水化合物（糖）和脂质（脂肪）的储存和使用。 FGF23控制磷酸盐代谢。
“我们发现BP3对代谢控制有显著贡献，”Wellstein说。 “当你有更多的BP3伴侣可用时，FGF19和FGF21的作用会通过增加它们的信号而增加。这使得BP3成为碳水化合物和脂质代谢的强大驱动力。就像在纽约市有更多的出租车可以获得所有 需要搭便车的人。“
“随着新陈代谢的加速，血液中的糖和肝脏中加工的脂肪被用作能量并且不被储存，”Wellstein说。 “并且脂肪仓库也被挖掘。例如，FGF21的工作是控制脂肪的分解，无论是储存还是仅仅是吃掉。”
他说，虽然研究结果令人兴奋，但在将BP3蛋白作为代谢综合征的人类疗法进行研究之前，还需要进行额外的研究。
来源：
材料由乔治城大学医学中心提供。
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