2005年1月6日《自然》杂志内容摘要,参考NATURE CHINA,如有出入以原文为准。
封面故事:为什么你不知道害怕?我们通过观察他人面部表情来判断其情绪:欢乐、忧伤、生气或害怕。大脑杏仁核区域受损的患者会失去识别恐惧表情的能力。一项新研究揭示了原因:研究对象患有罕见的双侧杏仁核损伤,研究人员测量其眼球运动,发现她识别恐惧表情和注视他人眼睛的能力均受损。但当指导她注视他人眼睛时,她识别恐惧表情的能力恢复正常。这表明大脑主动从环境中寻找重要社会线索,在自闭症等疾病中,这一机制的损伤或许可通过教导患者改变观察世界的方式得到改善。
2005年被宣布为“世界物理年”为纪念爱因斯坦撰写相对论、量子力学和布朗运动等基础论文100周年,2005年被宣布为“世界物理年”。全球范围内,物理学作为大学学科呈下滑趋势,尽管其在现代社会科技发展中至关重要。物理学家正努力提升物理学在公众和政治家眼中的重要性。Nature杂志对“世界物理年”的首个贡献是介绍新生代物理学家,后续将有更多特写和互动。
口哨语言的神经成像研究加那利群岛La Gomera岛上的牧羊人使用口哨语言Silbo Gomero进行远距离交流。这种语言曾濒临消失,但现已保留并在当地学校教授。功能性神经成像研究表明,正常情况下与口头语言相关的大脑区域在使用口哨语言的人中同样被激活,而不会吹口哨的对照组则无此现象。这表明大脑左颞叶和下额叶的语言区域具有灵活性,能适应符号语言中手势信息的处理,一旦学会口哨语言,也能处理口哨信息。
挥发性物质怎样进入早期地球来自火山喷发气体的惰性气体数据揭示了水和氮等挥发性物质在地球早期历史上的进入方式。氖同位素测量表明,原始挥发性物质是在尘埃或微行星结合形成地球之前,被太阳风吹入其中的。此前模型认为,遍布全球的岩浆海洋与早期大气层之间的平衡是主要来源。新数据还为地球地幔自形成以来的演化提供了线索。
星团核心的热量来源最新一代轨道X射线天文台的观测发现,星团核心气体冷却速度相对较慢。钱德拉X射线天文台对星团核心巨型空穴的定期观测可能是理解这一现象的关键。红移z=0.216的星团MS0735.6+7421的气体晕含有两个空穴,每个直径近200千秒差距,由射电源与周围热气体相互作用产生。这种相互作用产生已知最强大的射电爆发,并提供足够热量抵消预期冷却。最可能的加热机制是物质向超大质量黑洞的累积。
原子桥式纳米开关本期Nature介绍了一种原子尺度的机电开关,可能适用于未来纳米电子器件。将硫化银导线和铂导线以1纳米间距交叉,施加足够强的电压脉冲时,银原子被电力带入间隙形成原子桥,获得量子化传导性能。该过程可逆,第二个电压脉冲可使原子桥消失。这种“门闩”结构便于集成到实际器件中,为制造以该开关为唯一元件的可配置逻辑电路开辟道路。
土壤有机物对全球变暖的反应温度变化影响土壤有机物分解速度,是全球变暖对土壤碳储存影响的重要因素。通常假设土壤碳分为对温度敏感的“易变”部分和不敏感的“抵抗”部分,这意味着北方冻原土壤会流失大量碳,且全球变暖的影响随时间下降。但森林土壤样品实验表明,有机物分解的温度敏感性不受组成影响,两种类型土壤有机物将对全球变暖做出相似反应。
基因流动能维持甚至增强遗传差异演化理论关于自然种群适应环境的方式,在考虑人类活动影响时尤为重要,但实验证据缺乏。两个研究小组在本期Nature报告了白颊山雀种群的实验,挑战了基因流动影响演化的传统观点。通常认为种群分异是选择多样化效应与基因流动同质化效应的平衡,但实验表明,分异性扩散能维持甚至增强遗传差异。
β-内酰胺抗生素的另类作用β-内酰胺抗生素(青霉素及其半合成衍生物)广泛使用,通过抑制细菌合成通道发挥作用,对宿主影响小。然而,发现这些抗生素中许多作用于哺乳动物中枢神经系统中主要兴奋性神经递质谷氨酸的转运分子,机制涉及GLT1基因(编码谷氨酸转运蛋白)的激活。在缺血性损伤和运动神经元退化的动物模型中,头孢曲松具有神经保护作用,在肌萎缩侧索硬化症(ALS)动物模型中延长小鼠存活期。这些研究为大量高度安全的药物提供了全新作用靶点,可能导致神经疾病新疗法。
核仁蛋白及其蛋白质组核仁是制造核糖体的细胞器,参与细胞周期调节、衰老和应激反应等重要过程。Andersen等人利用最新蛋白质组学技术获得高可信度核仁蛋白组,发现超过690种蛋白,其中489种响应三种代谢抑制因子而改变表达水平。这些蛋白包括沃纳综合征解旋酶和一系列调节蛋白。通过研究不同类型转录抑制引起的核仁变化,发现核仁蛋白质组随细胞状态变化而变化。核仁或任何细胞器可能没有独特的完整蛋白质组,而是有一系列与不同细胞状态相应的重叠蛋白质组。