9月6日《科学》杂志精选

大脑众多地形图信号的真实性得到了证实

当你比较海滩上沙粒的数量和那里海鸥群的大小时，你是在运用你大脑中地形组织的部分。换句话说，与海鸥相比，对沙粒进行“多重性”评估的神经元是以一种形状分布的，这种形状允许那些关系最密切的神经元在尽可能短的距离内进行交流和互动。这种分布被称为地形图，是所有主要感官——视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉——的特征，科学家们长期以来一直认为，众多的性别评估——虽然不是主要感官(但被认为类似于主要感官)——也是由这种地形图来表征的。然而，他们尚未发现或证明这一点，甚至还没有开始怀疑评估众多特征的地形图的存在。现在，借助超高场功能性大脑扫描技术，本杰明·哈维和他的同事已经清楚地表明，许多假想的地形图可以被证明是真实的信号。当8名受试者观察随时间变化的点状图案时，研究人员使用高场功能磁共振成像来描述他们大脑中某个区域的神经元反应的性质，这些反应在过去与许多性别评估有关。然后，使用一种相对较新的数据分析技术，研究人员对这些人类功能性磁共振成像反应特性进行建模，以适应来自恒河猴的数据，并且在恒河猴中进行了许多更广泛的性别评估实验。他们的研究揭示了许多地形分布，其中少量的点(受试者观察到的)由大脑一部分的神经元编码，而大量的点由大脑的另一部分编码。这一发现证明，地形分布不仅可以出现在较低水平的认知功能，如主要感官，但也可以在较高水平的认知功能。

生物多样性需要更多保护

到2020年，能够同时实现保护地球17%的陆地表面和这些保护区60%的植物物种等独立的国际承诺吗？一项新的研究表明，研究人员和自然资源保护者只能同时做出更多努力来保护那些生物多样性的热点。

卢卡斯·约帕和他的同事认为，世界上最受保护的地区，如加勒比群岛和地中海生态系统，不一定与国家公园和保护区一致。研究人员仔细研究了英国邱园皇家植物园汇编的世界上最大的生物多样性数据库的数据，并分析了大约11万种不同植物的数据。他们应用计算机模型来识别一组植物种类最少的区域，发现世界上大约67%的植物只在地球上17%的区域是独一无二的，目前只有不到六分之一的区域受到保护。研究人员已经确定地球上物种特别丰富，包括世界上大约75%的植物物种和大多数鸟类、哺乳动物和两栖动物物种。它由许多热带和亚热带岛屿以及安第斯山脉北部、加勒比海、中美洲、非洲和亚洲组成。

人类肠道微生物改变小鼠代谢

根据一项新的研究，接受肥胖者肠道细菌的无菌小鼠比接受瘦人肠道细菌的小鼠体重增加更多，脂肪积累更多。这一发现证明了身体和代谢特征可以通过肠道中的微生物群落传播，这是由啮齿动物的饮食决定的，相关研究人员认为这可能是朝着基于益生菌的个性化肥胖疗法的发展迈出的重要一步。凡妮莎·里多拉和她的同事首次对生活在人类杂合子和同卵双胞胎肠道中的微生物进行了取样。(在这项研究中，每对双胞胎中，一个瘦弱，另一个肥胖。)然后，他们将肥胖和瘦弱双胞胎的肠道微生物移植到老鼠的肠道中，老鼠自身肠道中的微生物被去除。研究人员发现，接受肥胖双胞胎微生物组的小鼠比接受瘦双胞胎微生物组的小鼠增加了更多的脂肪。这种从人到小鼠的肠道微生物移植导致了小鼠的代谢变化，例如，增加了支链氨基酸的产量。当里多拉和她的同事将LN小鼠和OB小鼠放在一起5天时，他们发现OB小鼠会减轻体重，并且他们采用了LN小鼠的“消瘦”代谢。他们说，另一方面，LN小鼠似乎不受影响，并保持自己的代谢状态。研究人员使用了一种组合算法来发现哪些细菌可以侵入肥胖小鼠，并发现类杆菌的特定成员可以进入肥胖小鼠的肠道。为了了解更多，研究人员为这些老鼠准备了一种有代表性的现代西方饮食——低纤维含量和高饱和脂肪含量——这次结果不同。当食用典型的西方饮食时，肥胖和肥胖小鼠似乎不受其他小鼠肠道微生物的影响。研究人员的结果表明，未来应该更多地考虑人类营养对人体肠道微生物群落的影响。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》(国际版，第二版，2013年9月17日)