封面故事：对神经细胞进行染色的新方法
一个多世纪以前，Ramón Y Cajal利用高尔基神经细胞染色打开了现代神经生物学的大门：通过对少量神经细胞进行染色，以前看不见的轴突和树突在其通过周围组织时就可以被看到。但高尔基染色只能以一种颜色标记少量细胞。现在，来自哈佛大学的一个小组开发出一种方法，该方法能够使一个脑回中的很多不同细胞同时被看到。这种被称为“Brainbow”的方法可用不同颜色对数百个神经细胞各自染色，从而生成一个详细的神经回路图。该技术不仅能推动在正常或病态脑中的测绘工作，而且还有可能应用到其他复杂细胞群中，如免疫系统中。本期封面所示为用“Brainbow”方法染色的小鼠海马体的一部分。齿状回(下部)的多颜色神经细胞在拱形的CA1区域的细胞下面，而大脑皮质的神经细胞可以看到在上面闪动。
乐观倾向的神经基础
抑郁(经常以悲观倾向为特征)的神经基础已经受到了广泛研究。然而，关于乐观的神经科学研究却是新事物。人类是非常乐观的物种，即使在没有根据的情况下也总是期待会产生积极的结果。例如，我们期待自己比一般人寿命更长、更健康，我们会低估自己遭遇车祸和离婚的可能性。一项将对健康的志愿者进行的脑成像研究和行为研究结合起来的工作，为这一现象的神经机制提供了证据。有趣的是，我们知道在抑郁症患者身上功能异常的大脑区域的活动也能预测乐观倾向。
对蛔虫神经回路的研究
蛔虫的神经系统只有302个具有已知突触连接的神经细胞，然而它却执行很多与更复杂的生物相似的功能。这使得它非常适合让神经科学家来研究神经回路是怎样组织的。Chalasani等人对一种决定蛔虫觅食行为的神经回路进行了解剖研究。该回路允许探测气味的神经元激发或抑制下游的中间神经元，它们控制一致的爬行和转身行为。将遗传学和钙成像技术结合起来，可以对信息从环境中通过传感神经元向控制趋化性和觅食的中间神经元的流动进行跟踪。这一神经回路与哺乳动物视网膜中用来探测光的神经回路具有非常惊人的同源性，这是关于信息处理的保留策略或融合策略的一个明显例子。
支持关于吸积盘的两个理论的
观测证据
两个小组在本期Nature上发表了观测证据，他们支持关于相似天体物理问题的相关理论，这些理论人们长期以来都认为是正确的，但却没有得到确认。这些理论所涉及的问题是：来自吸积盘的角动量的消耗。当星际气体云在引力影响下坍缩时恒星就会形成。当这些云开始坍缩时，由于角动量的守恒，任何转动都将被放大，就像一个滑冰者旋转一样。如果不阻止，这种转动的速度将会太快，使得恒星形成无法发生。理论工作者提出，年轻恒星会通过由磁场诱导的物质外流而损失转动能量。现在有了观测结果来支持这一理论：Chrysostomou等人利用圆形偏振测量法发现，在年轻恒星HH135-136的外流物中存在螺旋形磁场。认为活动星系核外流源于一个超大黑洞周围转动的吸积盘的盘风的观点是有理论依据的。实践证明，这一观点的确认比较困难。现在，Young等人利用光谱偏振测量断层扫描方法确定，类星体风事实上是在转动的。类星体PG 1700+158产生的风以大约每秒4000公里的速度在旋转，几乎是从吸积盘上垂直升起的。
确定FPT性质的新方法
一个随机的步行者多长时间能到达一个给定的目标点？这个数量(被称为“首次穿越时间”，英文简称为FPT)因其在真实情形——如紊乱媒介中的运输、神经激发、疾病传播以及目标搜索等过程——中所起的作用而显得很重要。以前确定FPT性质的方法仅限于一维几何或均匀媒介。Condamin等人建立了一种普适理论，它允许对复杂媒介中的平均FPT进行准确评估。该理论的预测结果被关于紊乱媒介、碎形、异常扩散和无尺度网络(包括一个酵母蛋白互动网络)的几个模型的数值模拟结果所证实。
火灾发生情况对森林地区
碳平衡的影响
气候、大气二氧化碳浓度和火灾频率的变化几十年来在高纬度(北半球北部)森林中一直在发生。以前的研究工作没有将这些变化与植被竞争在大尺度上联系起来，但一项新的研究工作正在利用计算机模型来模拟100万平方公里的加拿大森林中树木与苔藓之间的竞争。结果表明，在1948年和2005年之间，这一地区的碳平衡(土壤和植被获得或损失的碳的数量)在很大程度上是由火灾驱动的，而不是由气候或二氧化碳浓度增加驱动的。20世纪末更频繁和更大的火灾以针叶树木为代价，促进了落叶树木和苔藓的生长。较差的土壤排水条件抑制了景观碳平衡的变化，说明气候和水文变化的增加会不成比例地影响这些地区的碳动态。
(田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st) |
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