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Nature 447: 7140 3 May 2007 =================================== [自然要览] （选自英国Nature杂志，2007年5月3日出版） 封面故事：意识和思想是怎样产生的？ Intrinsic functional architecture in the anaesthetized monkey brain 对脑功能的研究往往是在特定任务过程中或在对特定刺激的响应过程中来测定脑 活动。然而脑的时间和能量的大部分都没有用于这些活动。现在，对猴子大脑进 行的功能性核磁共振成像研究表明，大脑在不断地通过一种以前与感觉、运动或 认知等现象联系起来的活动类型的精致的、分布式的模式进行循环。这种波动即 便是在由麻醉诱导的无意识过程中也是存在的，并且与其背后的解剖连接的模式 是相对应的。这些神经回路可能代表着使感知和思想成为可能的深层结构。有趣 的是，猴子和人类在这方面的模板是相似的（但并不是相同的），说明这种功能 组织方式是演化过程中在所有灵长类动物中都保存下来的。（Letter p. 83; News & Views）本期封面图片是美术家John W. Campbell所创作的反映产生意识 的神经网络之间动态的画作（是一幅通过数字技术修改过的胶彩画）。 “光系统-I”的X-射线晶体结构及所含成分（The light of the world） The structure of a plant photosystem I supercomplex at 3.4 ?resolution 被称为“光系统-I”的蛋白超级复合物在聚集能量方面是一个明星：它是自然界最高效的光-化学机器，它所吸收的几乎每个光子都被用来驱动电子的传输；而且作为植物、绿藻和藻青菌中普遍存在的光聚集器官，它为地球上几乎所有高等生物提供能量。现在，植物“光系统-I”的X-射线晶体结构已经以3.4 ?的分辨率被确定，从而显示了这种超高效率背后所存在的高度复杂性。（从豌豆植物中分离出来的）该复合物包含17个蛋白亚单元、168个叶绿素分子、2个叶绿醌分子、3个Fe4S4簇和5个类胡罗卜素分子。（Article p. 58） 火星地表下不同地方冰层深度各不相同（Digging for ice in Mars） High-resolution subsurface water-ice distributions on Mars 理论模型预测，火星地表下水冰处于稳定状态的深度，将因岩石和坡度等局部地 表特征以及水层之上地面的热惯性而有所不同。到目前为止，测量工作仅限于由 搭载在火星“奥德赛”飞船上的X-射线光谱仪在几百公里的范围内进行整体观测。现在，Joshua Bandfield利用火星地表的季节性温度变化数据（来自“奥德赛”飞船的THEMIS仪器）来在小于一公里的尺度上对水冰的分布进行测绘。结果显示，在定于今年晚些时候发射的火星“凤凰号”飞船的几处潜在着陆点上存在明显的区域和局部水-冰深度变化。“凤凰号”着陆器的机械臂将能够挖进土壤中半米左右的深度去搜索水冰，而现在的这些观测结果表明，它可能会发现冰层深度有相当大变化。（Letter p. 64） 对反铁磁体进行纳米尺度研究的新方法（Antiferromagnetism tamed?） Direct measurement of antiferromagnetic domain fluctuations 铁磁体到处都是，但铁磁性本身却是一种罕见的性质。而它们更为微妙的“表兄”反铁磁体却更为普遍，但其发现还不到100年，并且只是在过去20年才有了技术上的意义。其中的一个原因是没有与铁磁域（一个较大的铁磁体分成的磁棒）类似的结构。现在，利用一种名叫“X-射线光子相关光谱”的新方法，有可能对反铁磁体铬中的自旋和电荷密度的纳米尺度超结构（superstructure）进行分析，结果可能导致能将反铁磁体带入更广泛应用领域的磁工程方法。该新方法表明，反铁磁域壁（domain wall）事实上从来都不是静止的，而是不断在微米距离内前进和后退。而且，域壁运动是在100K以上的温度热激发的，在更低温度下不能被激发，并且当冷却到低于40K时该运动会在一个有限的数值达到饱和，这个数值与量子波动是一致的。（Letter p. 68） 112号元素的化学性质已经确定（Chemistry with element 112） Chemical characterization of element 112 112号元素是1996年在德国达姆施塔特的“重离子研究实验室”发现的。10年过去了，现在它的一些化学性质已经被确定。用强钙-48粒子束对钚-242照射三个星期，产生了两个112号元素的原子（该元素尚未正式命名，但通常被称作ununbium），如果你的动作足够快的话，这两个原子已足以让你做某种化学研 究。在化学上，Ununbium表现为元素周期表中一种典型的12族元素（在这一族中还有锌、镉和汞等元素）。它的挥发性非常强，能与一个金表面形成一种金属 键。（Letter p. 72; News & Views） 新的一类地震（A new class of ‘quake） A scaling law for slow earthquakes 有了全球定位系统和其他技术进展之后，研究人员已经发现了数量越来越多的、在相对较长时间内发生的不寻常地震现象。它们包括深层的间歇性震动、低频地 震、慢滑动事件和“无声”地震。Ide等人主要依靠来自日本西部地区的数据发现，这些“慢”地震事件遵守一种统一的缩放比例关系，这一关系将它们的行为与“普通”地震的行为明显区分开来。（Letter p. 76; News & Views） 潮湿的热带森林也可能缺水 Drought sensitivity shapes species distribution patterns in tropical forests 热带森林是地球上最为多样的植物群落之一，提供各种不同的生态系统服务。它 们因此也受到政策制定者和保护组织的广泛关注。现在，关于它们的一个普遍假 设（即潮湿的热带森林一般是水饱和的）受到了质疑。对整个巴拿马地峡的物种 分布模式所做的一项评估表明，干旱在决定这些热带森林中的植物群落结构中扮 演一个很大的角色。因此，由于气候变化和生境破碎所造成的土壤水分供应的变 化很可能对热带物种造成很大影响。（Letter p. 80） 药物PTC124用于治疗某些遗传疾病的临床试验（PTC124 on trial）PTC124 targets genetic disorders caused by nonsense mutations很多遗传疾病是由一个信使RNA（mRNA）向蛋白质内转录过程中的过早终止造成的，肌营养不良症是这样一种疾病。现在，Welch等人报告，一个名为PTC124的小分子能使这一转录机器绕开会引起过早终止的点，但仍会在mRNA的端点正常终止。在人体和小鼠细胞中，该药物能恢复在肌营养不良症中发生突变的基因的正常转录，它在该人类疾病的mdx小鼠模型中还能恢复肌肉功能。这项工作为也许可用于以无用突变（nonsense mutations）为作用目标、并在各种不同的疾病中恢复蛋白功能的类似药物提供了希望。PTC124目前正在进行治疗肌营养不良症和囊性纤维瘤的临床试验。（Letter p. 87; News & Views） 角素可能是甲壳类易引发过敏疾病的共同原因（Chitin allergy） Chitin induces accumulation in tissue of innate immune cells associated with allergy 与昆虫、甲壳类、寄生虫和真菌相关的抗原，构成与人类的过敏和哮喘相关的环 境抗原的相当大一部份。然而，将这些广泛分布的抗原联系起来的共同元素却仍 然不知道。角素（chitin）也许是一大罪魁祸首。它是自然界第二种最丰富的聚 合物，为无数细胞壁和刚性外骨骼提供渗透稳定性和张力。现在，Reese等人发 现，用角素处理过的小鼠会产生过敏反应，特征是表达先天免疫细胞的白介素-4 的积聚。用几丁质酶（或称甲壳质酶、壳多糖酶）处理后，这种反应会消失。在角素含量较高的环境（如甲壳类动物加工厂）中工作的人哮喘发病率较高，说明这一通道在人类过敏疾病的发病中也可能扮演一个角色。（Letter p. 92） |
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