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2006年10月17日《科学》杂志内容精选: 计算神经科学 |
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2006年10月17日《科学》杂志内容精选: 计算神经科学
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作者：佚名 文章来源：科学 点击数： 更新时间：2006/11/3 20:03:19  |
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计算神经科学
神经科学家越来越多地依靠计算机和模拟，因为他们研究的系统太复杂，不可能采集所有的数据。如何用概念上有意义的参数，而不是简单地添加越来越多的细节，成为模拟现实的挑战。在本期的计算神经科学专题部分，三位计算神经科学家综述他们领域的最新进展，展望未来的发展，包括模拟单个的神经元，以及用基于生物的计算模型来了解比如人类智力等高级任职功能。专题部分还包括了一组新闻报道。
科学家发现引起痴呆症的蛋白
研究人员发现了一个与包括肌萎缩性侧索硬化症(ASL)的神经衰退症有关的蛋白。Manuela Neumann和同事确定TDP-43是人们寻找已久的涉及痴呆的疾病蛋白，这种痴呆是由大脑额叶的退化引起的，退化能延伸到颞叶。这是仅次于阿尔茨海默氏症的让65岁以下患者痴呆的第二种最常见的原因，通常影响四十几岁和五十几岁的人。TDP-43过去在神经退化疾病患者病理的错误折叠蛋白中缺失。识别出这个蛋白应该有助于痴呆以及运动神经元疾病的研究。
与焦虑和抑郁有关的基因
科学家制造了一个小鼠系，它们似乎具有与人类焦虑和抑郁有关的经典行为特征。虽然人们还不知道哪些基因与抑郁和焦虑有关，但是BDNF是一个可能的候选基因，因为该基因对大脑神经元的生存、发育以及可塑性至关重要。Zhe-Yu Chen和同事生成了带有一种BDNF突变的转基因鼠，该突变出现在20%到30%的白种人中。他们发现，转基因小鼠有带有这个突变的人的大脑解剖和记忆的变化，而且表现出与焦虑有关的关键行为。出人意料的是，用抗抑郁的氟苯氧苯胺治疗小鼠，似乎并没有减轻其焦虑行为。文章作者提出，这个药物在该基因的两个版本中只有一个有突变的人身上也许也没有常见的效果，该基因突变也许能成为预测个体对这类抗抑郁药的响应的一个有用的“生物标志”。作者还提出，增加来自神经元之间的连接点的BDNF蛋白的释放，或延长分泌的BDNF蛋白的寿命，也许能改进带有BDNF突变的人对类似氟苯氧苯胺药物的响应。
物种多样性来自热带
通过分析1100万年中的双掰类化石，Jablonski和同事澄清了一个年代久远的古生物学争论：热带究竟是新物种生成的生物多样性的摇篮，还是旧物种得以持久存在的生物多样性的博物馆。他们的答案是两者皆是。过去100年中，研究人员认识到热带地区的物种数是最多的，物种的数量随着向极地的方向减少。研究人员一直在思考这个生物多样性沿经线的梯度的进化动力学问题，现在Jablonski的小组报告了对记载物种起源、灭绝和迁移模式的化石记录的首次全面分析。研究显示，生物体的多样性起源于热带，然后向两极迁移。研究人员说，他们的工作突出了在未来气候变化中保护这个“全球多样性引擎”的必要性。
大脑中的共享和自私
研究人员报告说，在一个叫最后通牒的交易游戏中，将大脑的一个区域暂时关闭能使自私胜过公正。Daria Knoch与瑞士和美国的同事对自愿玩游戏的人用了一种名为“重复经颅磁刺激”的非侵入性的技术，该技术涉及一个弱电流脉冲通过大脑。研究人员用这个技术暂时扰乱背外侧前额叶皮层(DLPFC)的左边或右边，过去的研究曾提示DLPFC与最后通牒的游戏中作出决定有关。在这个游戏中，两个玩游戏的人需要同意如何分一笔钱，其中一位给出一个分配方案，另一位或接受或拒绝，如果拒绝则两人都得不到钱。研究人员发现，打扰DLPFC 的右边使志愿者更可能接受不公平的分配方案，而不会为了惩罚“提案人”不平均的共享而拒绝。因此看来，DLPFC在正常情况下涉及抑制自私的冲动。
基因组反映进化爆发
新研究提出，进化树上遗传变化中的20%能用与新物种形成有关的进化爆发解释。跃变进化论是近几十年来进化生物学中最有争议的理论，该理论的代表性工作是建立在化石记录的研究之上，因此一直比较难判断其重要性，因为化石记录很不完全。Mark Pagel和同事用分析基因组中核苷酸替换来研究这个问题，核苷酸替换指单个DNA“字母”的交换。他们显示，进化爆发能解释这些替换的20%，而逐步进化能解释其他的80%。 |
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