9月10日《科学》杂志精选

2010-9-14 08:32 来源: 科学时报
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随着时间的进展观察人脑

  当一个孩子从他狂乱的青少年时期成长到成年时期,其大脑是如何变化的呢?根据一项新的研究,对脑部进行为时5分钟扫描的一个详尽的分析就足以对脑的成熟水平提供某种测度。为了得出这一结论,Nico Dosenbach及其同事用复杂的模式分析软件对238幅来自志愿者(他们的年龄为7岁~30岁)的功能连接核磁共振成像(fcMRI)脑扫描进行了分析。明确地说,他们的结果显示,脑中的长距离神经元连接倾向于随着年龄的增长而增加,而短距离连接则会随着时间的推进而变得较弱。研究人员提出,脑中短距离神经元连接的丧失看来比任何其他因子都更能指示年龄的增长。他们还提出,一个成熟的脑会以整个脑子中更稀少但更为准确的神经元连接为特征。Dosenbach及其同事甚至提出,一个快速的、5分钟的功能连接核磁共振成像(fcMRI)脑扫描应该在将来成为辅助医生筛检、诊断和治疗脑功能失常病人的例行措施。

使用化石燃料造成的后果

  如果不再修建新的排放二氧化碳的设施(如发电厂及汽车等)的话,这将会给地球的二氧化碳浓度及地球平均温度带来什么变化呢?研究人员披露,全世界现有的发电基础设施在未来50年中仍然会排放出大约4960亿吨的二氧化碳。但这会使大气中的二氧化碳浓度稳定在百万分之430以下,并仅会将地球的平均温度推到比工业化前的平均温度高约1.3摄氏度的水平。这些预测值可能会避免许多气候变化所带来的重大冲击;许多专家预测,这些重大冲击会在地球温度比工业化前的温度增加整整2摄氏度,而大气二氧化碳浓度增加至百万分之450时发生。但是,Steven Davis及其同事说,他们的发现表明,各国政府要想维持全球温度上升低于该2摄氏度的分水岭值会是多么的困难,因为这需要人们通过几十年的艰苦努力来使我们尽量不使用那些排放二氧化碳的技术。

  为了估测二氧化碳排放对大气的影响,研究人员编撰了由发电厂、机动车以及工业、住家和运输所直接排放的二氧化碳数据集。但是,他们没有将生产内燃机的工厂、汽油站星罗棋布的高速公路网、炼油厂或其他会促进使用排放二氧化碳技术的基础设施考虑在内。按照他们的发现,Davis及其同事警告说,那些最具威胁性的二氧化碳排放源可能还没有修建。他们预测,如果各国政府希望维持经济增长并避免那个会带来重大气候变化的分水岭值的话,在本世纪中,人们需要有来自碳中性来源的30太瓦的电力供应。在一个观点栏目中,Martin Hoffert更为详尽地阐释了本研究可能的影响。

细胞的命运存在于“开或关”的转换中

  研究人员报告说,DNA与蛋白质一同被包裹的方式的某种改变可能会通过造成基因被错误地激活或关闭而促使一种罕见的卵巢癌的发展。这一发现为不断增加的证据增添了新的内容,即:与将基因组的某部分激活或关闭的化学反应(称作表观遗传控制)有关的蛋白质在人类癌症的发展上起一种关键性的作用。在本研究中,Sian Jones及其同事在卵巢透明细胞癌中寻找基因突变。透明细胞癌是一种罕见但却特别致命的卵巢癌。在被检验的42个肿瘤中,他们发现有57%的肿瘤含有将ARID1A基因关闭的突变(ARID1A基因所编码的蛋白质负责DNA捆绑,即所谓的“染色质重塑复合物”)。染色质重塑的变化可更改基因被激活或关闭,因此在肿瘤中丧失ARID1A大概会导致控制癌症生长基因的不适当的表达(或表达的丧失)。在人类的肿瘤中发现像ARID1A这样的具有高频突变率的基因可为人们提供有关驱动肿瘤生长的分子途径的重要线索。

记忆遵循着类似的神经模式

  当人在研究某东西或试图将其铭记住的时候,他们会产生不同的神经活动模式。如今,研究人员说,在这一记忆编码时期的类似的神经活动模式上表明,他在以后某个日子会有较大的可能性回想起该段记忆。研究人员说,那些看来不相同的神经活动模式被人们记住的可能性不大。Gui Xue及其同事用功能性核磁共振成像(fMRI)对健康志愿者的脑进行了监控,在监控的时候,这些志愿者正在从事一组实验。例如,在某个实验中,这些志愿者试图记住120个不同的人脸,其中每张脸会在4个不同的时间被展示给他们看。1小时后,研究人员向这些志愿者展示了240张脸,其中有一半是他们已经看到过的,有一半则是新的面孔。研究人员让这些志愿者找出哪些面孔是他们过去曾经见到过的。研究人员的结果证明记忆力在相同的神经性表现被再次激活时(而不是在激活模式显得不同的时候)会更容易地保留在一个人的头脑中。这一发现为心理学界的一个长期存在的争论提供了答案。