9月10日《科學》雜志精選

日期：2010-09-15 10:33:07

隨著時間的進展觀察人腦

當一個孩子從他狂亂的青少年時期成長到成年時期，其大腦是如何變化的呢？根據一項新的研究，對腦部進行為時5分鐘掃描的一個詳盡的分析就足以對腦的成熟水平提供某種測度。為了得出這一結論，Nico Dosenbach及其同事用復雜的模式分析軟件對238幅來自志愿者（他們的年齡為7歲～30歲）的功能連接核磁共振成像（fcMRI）腦掃描進行了分析。明確地說，他們的結果顯示，腦中的長距離神經元連接傾向于隨著年齡的增長而增加，而短距離連接則會隨著時間的推進而變得較弱。研究人員提出，腦中短距離神經元連接的喪失看來比任何其他因子都更能指示年齡的增長。他們還提出，一個成熟的腦會以整個腦子中更稀少但更為準確的神經元連接為特征。 Dosenbach及其同事甚至提出，一個快速的、5分鐘的功能連接核磁共振成像（fcMRI）腦掃描應該在將來成為輔助醫生篩檢、診斷和治療腦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設施（如發電廠及汽車等）的話，這將會給地球的二氧化碳濃度及地球平均溫度帶來什么變化呢？研究人員披露，全世界現有的發電基礎設施在未來50年中仍然會排放出大約4960億噸的二氧化碳。但這會使大氣中的二氧化碳濃度穩定在百萬分之430以下，并僅會將地球的平均溫度推到比工業化前的平均溫度高約1.3攝氏度的水平。這些預測值可能會避免許多氣候變化所帶來的重大沖擊；許多專家預測，這些重大沖擊會在地球溫度比工業化前的溫度增加整整2攝氏度，而大氣二氧化碳濃度增加至百萬分之450時發生。但是，Steven Davis及其同事說，他們的發現表明，各國政府要想維持全球溫度上升低于該2攝氏度的分水嶺值會是多么的困難，因為這需要人們通過幾十年的艱苦努力來使我們盡量不使用那些排放二氧化碳的技術。

為了估測二氧化碳排放對大氣的影響，研究人員編撰了由發電廠、機動車以及工業、住家和運輸所直接排放的二氧化碳數據集。但是，他們沒有將生產內燃機的工廠、汽油站星羅棋布的高速公路網、煉油廠或其他會促進使用排放二氧化碳技術的基礎設施考慮在內。按照他們的發現，Davis及其同事警告說，那些最具威脅性的二氧化碳排放源可能還沒有修建。他們預測，如果各國政府希望維持經濟增長并避免那個會帶來重大氣候變化的分水嶺值的話，在本世紀中，人們需要有來自碳中性來源的30太瓦的電力供應。在一個觀點欄目中，Martin Hoffert更為詳盡地闡釋了本研究可能的影響。

細胞的命運存在于“開或關”的轉換中

研究人員報告說，DNA與蛋白質一同被包裹的方式的某種改變可能會通過造成基因被錯誤地激活或關閉而促使一種罕見的卵巢癌的發展。這一發現為不斷增加的證據增添了新的內容，即：與將基因組的某部分激活或關閉的化學反應（稱作表觀遺傳控制）有關的蛋白質在人類癌癥的發展上起一種關鍵性的作用。在本研究中，Sian Jones及其同事在卵巢透明細胞癌中尋找基因突變。透明細胞癌是一種罕見但卻特別致命的卵巢癌。在被檢驗的42個腫瘤中，他們發現有57%的腫瘤含有將 ARID1A基因關閉的突變（ARID1A基因所編碼的蛋白質負責DNA捆綁，即所謂的“染色質重塑復合物”）。染色質重塑的變化可更改基因被激活或關閉，因此在腫瘤中喪失ARID1A大概會導致控制癌癥生長基因的不適當的表達（或表達的喪失）。在人類的腫瘤中發現像ARID1A這樣的具有高頻突變率的基因可為人們提供有關驅動腫瘤生長的分子途徑的重要線索。

記憶遵循著類似的神經模式

當人在研究某東西或試圖將其銘記住的時候，他們會產生不同的神經活動模式。如今，研究人員說，在這一記憶編碼時期的類似的神經活動模式上表明，他在以后某個日子會有較大的可能性回想起該段記憶。研究人員說，那些看來不相同的神經活動模式被人們記住的可能性不大。Gui Xue及其同事用功能性核磁共振成像（fMRI）對健康志愿者的腦進行了監控，在監控的時候，這些志愿者正在從事一組實驗。例如，在某個實驗中，這些志愿者試圖記住120個不同的人臉，其中每張臉會在4個不同的時間被展示給他們看。1小時后，研究人員向這些志愿者展示了240張臉，其中有一半是他們已經看到過的，有一半則是新的面孔。研究人員讓這些志愿者找出哪些面孔是他們過去曾經見到過的。研究人員的結果證明記憶力在相同的神經性表現被再次激活時（而不是在激活模式顯得不同的時候）會更容易地保留在一個人的頭腦中。這一發現為心理學界的一個長期存在的爭論提供了答案。