8月30日《科学》杂志精选

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科学家发现与抑郁症有关的分子

最近的发现表明，患有抑郁症的患者其大脑的一个部分会运作失常，研究人员发现了大脑中这个部分的分子触发器。这一脑部区域被称作外侧系带（LHb），它会向中枢神经系统的许多部位发送信号。最近，研究人员认识到，LHb的神经元在抑郁个体中过度活跃，但他们不知道是什么触发了它们。怀着对抑郁个体LHb中的分子尺度活动的好奇，Kun Li及其同事用一种叫做定量蛋白质组学筛选的技术非常仔细地观察了在正常大鼠及那些自出生后就已经患有抑郁症的大鼠的LHb组织中的蛋白质的表达。他们发现了一种叫做βCaMΚⅡ的蛋白，与正常大鼠的丰度相比，这种蛋白在抑郁大鼠中的丰度是前者的近2倍。当研究人员给予抑郁的大鼠抗抑郁药物时，这一蛋白的表达有了明显的降低。为了了解在LHb中可能需要什么浓度的βCaMΚⅡ才会引起抑郁症行为，研究人员用病毒载体在正常大鼠和小鼠的外侧系带内注射了不同浓度的这种蛋白；这两种动物中的LHb神经元活动皆出现剧增。10天后，研究人员对该经过设计的动物对糖的关注力进行了测试——糖是一种啮齿动物通常感兴趣的物质，并同时对这些动物进行强迫游泳测试以观察它们有多大的意愿为保持上浮而奋力。有着非常高浓度的βCaMΚⅡ的动物与它们的对等者相比对糖的兴趣较小，并在游泳测试中展现出了较少的“奋力”——这两者都是抑郁的症状。这些症状会在研究人员用RNA干扰来减少βCaMΚⅡ的表达时被逆转。这一发现——在外侧系带中βCaMΚⅡ的浓度是一个关键性的抑郁相关行为的决定因素——可能会为研究人员研究情绪障碍疗法提供新的见解。

可拉伸的离子导体

研究人员设计出了可伸展的、透明的人造肌肉（促动器）和能够产生跨越整个可听范围的扬声器，而且他们不是用硬的电子元件，而是用软的、离子水凝胶来作为电极。当今大多数的可伸展的导体——用于机器人、生物电子器件及能量收集——是经过设计的电子装置，它们在被拉伸时无法像它们的离子对等物那样维持导电或透明。离子导体同时也常常比电子导体更具生物兼容性，使得它们更可能在能附着于皮肤、心脏或脑子的软性机器中找到生物—医学应用。Christoph Keplinger及其同事如今介绍的是具有顺应性的、透明的导体——与电子性导体不同——它们仍然可以在被拉伸到极薄的情况下很快地传输高电压。据研究人员披露，这些离子导体可在超越10千赫的频率时及在高于10千伏的电压时工作；研究人员想象，例如，他们的附着在窗子上的透明扬声器可在房子内进行有源消声。由John Rogers撰写的一篇文章对这些新型的离子导体进行了更为详细的讨论并提出，它们可能被用于制造软性机器，而后者能用于可精确匹配生物组织的移植物、手术工具及诊断系统。

社交学习对迁徙的鸣鹤至关重要

鸟的迁徙路线——常常有几千英里的长度——究竟有多少受到遗传的控制及有多少是从经验中学到的？这是一个研究人员多年来一直在设法弄清的谜团。在北美鸣鹤于上个世纪近乎灭绝之后所启动的一个强力的恢复其种群的保护措施现在正给人们提供有价值的见解。Thomas Mueller及其同事分析了为期8年的来自美国威斯康星州Necedah国家野生动物保护区的一个具体的鸣鹤种群的数据，这些鸣鹤完全是在圈养中繁殖的。他们的发现清楚地显示，得自年长鸣鹤的社交学习在保持迁徙路线中扮演着一个重要的作用。研究人员解释说，在这些圈养繁殖的鸣鹤生活于该保护区度过第一个秋天时，这些鸟由一个人类驾驶的超轻型飞机引导至它们的目的地——佛罗里达Chassahowitzka野生动物保护区。然而，在此次最初的训练之后，这些鸣鹤可成群地自由迁徙——即没有任何飞机来引导它们。


Mueller和他的团队发现，在某个迁徙鹤群中如有年长、有经验的鸣鹤存在可帮助该鹤群保持一个直线的路程飞往它们的繁殖地。具体来说，他们指出，如果在某迁徙鹤群中年龄最大者为1岁时，该鹤群会偏离它们的路线约47.3英里（76.1公里），而如果鹤群中年龄最大者为8岁时，它们偏离其路线的距离仅29.1英里（46.8公里）。

据这些研究人员披露，这意味着7年的迁徙经验可转化为迁徙表现得到约38%的改善。他们的发现并没有揭示任何有关鸣鹤的基因遗传，但它们确实显示这些鸣鹤会在多年的时间里了解它们的迁徙路线——年长的鸣鹤可帮助年幼的鸣鹤改善其在迁徙中的表现。这些结果对保育措施也有重要的含义，因为迁徙表现与繁殖表现似乎是关联的。

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）

《中国科学报》 (2013-09-10 第2版 国际)