本期专题：计算神经科学

神经科学家越来越多地依赖计算机和模拟，因为他们研究的系统过于复杂，无法采集所有数据。如何用概念上有意义的参数，而不是简单地添加更多细节，成为模拟现实的挑战。在本期计算神经科学专题中，三位计算神经科学家综述了该领域的最新进展，并展望了未来发展方向，包括模拟单个神经元以及利用基于生物的计算模型来理解人类智力等高级认知功能。专题还包含一组新闻报道。

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（ALS）在内的神经退行性疾病相关的蛋白。Manuela Neumann及其同事确定TDP-43是人们长期寻找的与痴呆相关的疾病蛋白，这种痴呆由大脑额叶退化引起，并可延伸至颞叶。这是仅次于阿尔茨海默病的导致65岁以下患者痴呆的第二大常见原因，通常影响四五十岁的人群。TDP-43此前在神经退行性疾病患者的错误折叠蛋白中缺失。识别该蛋白将有助于痴呆和运动神经元疾病的研究。

与焦虑和抑郁相关的基因

科学家培育了一个小鼠品系，它们表现出与人类焦虑和抑郁相关的经典行为特征。尽管人们尚不清楚哪些基因与抑郁和焦虑有关，但BDNF是一个可能的候选基因，因为它对大脑神经元的存活、发育和可塑性至关重要。Zhe-Yu Chen及其同事生成了携带BDNF突变（该突变存在于20%至30%的白人中）的转基因小鼠。他们发现，转基因小鼠表现出与携带该突变的人类相似的大脑解剖和记忆变化，并表现出焦虑相关行为。出人意料的是，抗抑郁药氟西汀治疗并未减轻小鼠的焦虑行为。作者提出，该药物可能对仅携带一个突变基因拷贝的人无效，该基因突变或可作为预测个体对抗抑郁药反应的生物标志物。他们还提出，增加神经元间突触BDNF蛋白的释放或延长其寿命，可能改善携带BDNF突变个体对氟西汀类药物的反应。

物种多样性来自热带

通过分析1100万年的双壳类化石，Jablonski及其同事澄清了一个古生物学长期争论：热带究竟是新物种生成的“摇篮”，还是旧物种得以持久的“博物馆”？答案是两者皆是。过去100年中，研究人员认识到热带物种数量最多，向两极递减。研究人员一直在思考这种生物多样性纬度梯度的进化动力学，而Jablonski团队首次全面分析了记录物种起源、灭绝和迁移模式的化石记录。研究表明，生物多样性起源于热带，然后向两极迁移。研究人员强调，在未来气候变化中保护这一“全球多样性引擎”至关重要。

大脑中的共享与自私

研究人员报告，在“最后通牒博弈”中，暂时关闭大脑某一区域会使自私战胜公正。Daria Knoch与瑞士及美国同事对志愿者使用了一种名为“重复经颅磁刺激”的非侵入性技术，通过弱电流脉冲刺激大脑。他们用该技术暂时扰乱背外侧前额叶皮层（DLPFC）的左侧或右侧，此前研究提示DLPFC参与最后通牒博弈中的决策。在该博弈中，两名玩家需就如何分配一笔钱达成一致，一方提出方案，另一方接受或拒绝，若拒绝则双方均无所得。研究人员发现，扰乱右侧DLPFC使志愿者更可能接受不公平方案，而不会为了惩罚提议者的不公而拒绝。因此，DLPFC正常情况下似乎抑制自私冲动。

基因组反映进化爆发

新研究提出，进化树上20%的遗传变化可由与新物种形成相关的进化爆发解释。间断平衡论是近几十年来进化生物学中最具争议的理论之一，其代表性工作基于化石记录研究，但化石记录不完整，难以评估其重要性。Mark Pagel及其同事通过分析基因组中的核苷酸替换（单个DNA字母的交换）来研究该问题。他们发现，进化爆发可解释这些替换的20%，而渐进进化解释其余80%。