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大脑皮层的语义图等

2016-08-16

科学中国人 2016年7期
关键词:纤毛疟原虫语义

Nature封面:一个实验对象的皮层表面,上面覆盖有被预测会在相应皮层位置引起特别强的反应的单词。单词颜色表示语义类别:例如,绿色单词大多是视觉和触觉概念,而红色单词大多是社会概念。白色线条描绘出了人们以前就知道的兴趣区域。Nature杂志第7600期封面文章报道了大脑皮层的语义。人们认为,单词和语言的意思表达在一个语义系统中,该系统则分布在整个大脑皮层的大部分地方。每个语义概念被表达在多个语义区域,而每个语义区域则代表多个语义概念。然而,所获取的语义图在不同实验对象之间基本上是一致的。读者可在http://gallantlab.org/huth2016这个网址体验该图集的一个互动版。

不成功的化学反应方法所具有的价值

Nature封面:从失败中学习。Nature杂志第7601期封面文章报道了不成功的合成反应方法广泛传播所具有的价值,也显示了利用机器学习等比传统手段更快的速度得到潜在合成路径的可能性。很多化学反应从未进入过期刊文章的“方法”部分,因为它们被认为是“不成功的”。然而,这种反应仍能为产物形成所需反应条件的界线提供有价值的信息。Alexander Norquist等人从实验室笔记本中抽出了一组这种“暗反应”(特别是有关模板化的亚硒酸钒之形成的这种反应),通过化学信息和性能丰富了这方面的数据。然后,他们采用这个暗反应数据集训练过的一个机器学习算法来预测反应结果。该算法能够以比人类直觉更大的准确度来预测一个反应是会成功还是失败。

易于再生的高性能活性碳替代材料

Nature封面:一种高表面积介孔β-环糊精。Nature杂志第7585期封面文章报道了一种易于再生的高性能活性碳替代材料。水体净化和修复经常是用各种形式的活性碳进行的,这种方式成本低,但只能将很多有机污染物部分清除。然而,活性碳的再生利用能耗高,需要高温,而且再生之后性能也会下降。现在William Dichtel、Damian Helbling及同事研发出一种用于水体修复的活性碳替代产品:一种基于交联环糊精的多孔材料。这种材料不仅在吸附一系列药物、杀虫剂和其他污染物方面性能超过活性碳,而且还容易通过在室温下冲洗来再生。

远古时代人类群体内的暴力冲突

Nature封面:肯尼亚北部Nataruk的一个男子头骨。Nature杂志第7586期封面文章的头骨图显示造成该男子死亡的创伤。暴力和战争数千年来都在改变着人类社会,但考古记录中所记载的群体内冲突的根源却是有争议的,取决于这些冲突是怎样被定义和识别的以及相关考古发现的保存状况。化石发现表明,在全新世早期,狩猎/集采者中间存在群体内暴力。在过去曾经是一个小环礁湖的地方附近所发现的12个人体骨架中,10个都显示了经历暴力死亡的证据。没有迹象表明他们是被特意掩埋的,其中几个人有多处大创伤。这可能为距今大约1万年前发生在图尔卡纳湖肥沃湖畔上的一次群体内暴力冲突所造成的结果。

疟疾战争

Science封面:柬埔寨Palin农场蚊帐里的外籍劳工。Science杂志第6284期封面文章报道了柬埔寨严峻的抗疟工作。灾难降临了柬埔寨和大湄公河地区,导致新一轮疟疾的疟原虫对所有青蒿素复方制剂产生了抗性。这场疫情会扩大到何种规模,以及它会横扫哪些区域,目前仍然不得而知。疟疾是经按蚊叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染疟原虫所引起的虫媒传染病。寄生于人体的疟原虫共有四种,即间日疟原虫,三日疟原虫,恶性疟原虫和卵形疟原虫。青蒿素的抗疟机理主要在作用于疟原虫的膜系结构,使其泡膜、核膜以及质膜均遭到破坏,线粒体肿胀,内外膜脱落,从而杀灭疟原虫。

微生物组特刊

Science封面:努力工作的肠道微生物们。Science杂志第6285期封面文章报道了人类肠道内的微生物影响人类健康的许多途径,以及这样的关系转而会如何塑造这一复杂的群体。包括了3篇特写报告、3篇综述及1篇《视角》。来自于2个迄今为止最大的群组的肠道微生物数据就微生物组提供了前所未有的解读,揭示了可影响微生物组成分的一般组成和因子。某些被一般认为会影响成年人微生物组组成的生命早期事件与微生物组组成变异间没有相关性,这些事件包括出生模式(剖腹产或顺产)及婴儿营养(母乳喂养)。某些肠道微生物种类与疾病相关,这些数据对不同个体的微生物组变异提供了众多且重要的见解。

微管二联管是细胞纤毛内转运蛋白的双轨通道

Science封面:真核细胞纤毛内转运蛋白的双轨通道。Science杂志第6286期封面揭示了微管二聚体几何结构作为方向特异性轨道协助纤毛组件双向运输。纤毛是一种对多数真核细胞的运动,信号转导,感知起关键作用的大分子机器。轴丝是其保守的核心结构,包含9个微管二联体,每个包括一个完全A型微管和一个不完全B型微管。迄今为止这个二联管几何结构的功能尚未清楚。科学家构建一种时间分辨相关荧光和三维电子显微镜技术,用以研究纤毛组装和拆卸过程中沿微管运输纤毛构件的纤毛内转运蛋白的动态情况。发现每个微管二联体都可作为双向双轨通道:正向沿B型微管运输,逆向沿A型微管运输。

气候变化的哨兵,北极变暖让候鸟在热带付出代价

Science封面:迁徙中的红腹滨鹬。Science杂志第6287期封面文报道了红腹滨鹬迁徙的困境。红腹滨鹬Canutus亚种(Calidris canutuscanutus)每年在苔原带的繁殖地和非洲的越冬地之间迁徙。卫星图片显示,在过去的33年,红腹滨鹬的繁殖地的融雪时间平均每年提早了半天,即在30多年内一共提前了2周多。融雪提前也导致了昆虫数量高峰期的提前,而昆虫是这些鸟类在极地最主要的食物。研究发现出生在较为温暖的年份的滨鹬身体更小,因为它们出壳时间与食物高峰期不匹配。当这些体型较小的个体飞至非洲的越冬地时,它们的生存率又会因为喙部较短、不能取食到埋在泥滩较深处的高质量贝类而降低。这一过程也许会让红腹滨鹬向着体型更小、喙部更长的方向演化。endprint

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