4月28日《自然》雜誌精選

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封面故事: 大腦皮層的語義圖

人們認為，單詞和語言的意思表達在一個語義系統中，該系統則分布在整個大腦皮層的大部分地方。然而，我們對這一網路的詳細功能組織和解剖組織卻知之甚少。Alex Huth、Jack Gallant及同事利用對在實驗對象聽自然語言敘述時獲得的功能性MRI （fMRI）記錄所做的基於voxel的模擬來獲取人腦中語義的功能表達圖。他們發現，每個語義概念被表達在多個語義區域，而每個語義區域則代表多個語義概念。然而，所獲取的語義圖在不同實驗對象之間基本上是一致的，從而為獲得可被用於關於語言處理方式的未來研究工作的一個語義圖集提供了基礎。本期封面所示為一個實驗對象的皮層表面，上面覆蓋有被預測會在相應皮層位置引起特彆強的反應的單詞。

準備行動的皮層網路

皮層中持續的準備活動是工作記憶和運動規劃的基礎，但我們對其背後的機制還不是很了解。顯示這種活動的網路模型對擾動很敏感。Karel Svoboda及同事發現，在小鼠活體運動前皮層中，預測即將發生的運動方向的準備活動對單邊擾動非常穩定，但對雙邊擾動卻不穩定。準備活動的這種恢復需要來自未受擾動的、對側運動前皮層的輸入。與這些發現相一致的是，網路模擬也顯示，不同耦合模塊之間的冗餘使網路具有穩定性。這一原理可能也適用於其他皮層網路，並且對於光遺傳實驗結果的解讀也可能會有意義。

一個可繞過時間不確定性問題的

數據分析方法

當從冰芯來重建氣候史或從X射線自由電子激光（XFEL）實驗重建超快動態時，不確定的時間標記會將事件的次序搞混，使得恢復準確的動態信息有困難。本文作者介紹了基於非線性拉普拉斯光譜分析的一個數據分析方法，該方法可繞過這一問題，能夠在即便存在計時不確定性的情況下從噪音數據提取動態信息。他們利用XFEL數據以300飛秒的計時不確定性演示了對幾飛秒動態的重建。原理上，這一方法可用於受時間不確定性困擾的所有測量工作，所以從地球科學到引力物理也許都能找到應用。

地殼岩漿庫中揮發物的流動

大量晶體含量少的酸性岩漿會存儲在地殼淺層。通過火山噴發，這些岩漿有可能向大氣中釋放大量氣體，包括硫（造成全球變冷的一種可能物質）在內。Andrea Parmigiani 等人對在富含晶體和晶體含量少的岩漿中控制岩漿揮發相運輸的流體動態進行了模擬。他們揭示了岩漿揮發相與主熔融體之間的毛細管壓力與黏度對比之間的互動何以會導致反直覺的動態——揮發物傾向於在一個岩漿庫的富含晶體的部分高效遷移，並在晶體含量少的地方積累。揮發物的低密度氣泡在晶體含量少的岩漿中的積累有可能解釋晶體含量少的酸性岩漿相對來說容易噴發的觀測結果，也有可能解釋在爆炸性噴發過程中所釋放的過量硫的來源。

有孔蟲是海洋生態系統中的重要成員

海洋生態系統中生活著身體大小相差很大的浮游生物，其中較大的浮遊動物以較小的浮遊動物為食，從而為海洋食物鏈和碳循環作出貢獻。然而，我們對脆弱的大型浮遊動物所起作用及其對海洋生態系統的貢獻的認識卻是有限的。利用在 「Tara Oceans」全球調查期間通過一個原位成像系統收集的數據，Tristan Biard等人對有孔蟲（一個範圍很大的海洋原生生物系統發生類群）和大於600微米的其他浮遊動物各自的貢獻進行了量化，發現它們所代表的生物質要比以前所認為的大得多，對海洋生物圈碳庫總量的貢獻近5.2%。這些發現突顯了有孔蟲對海洋中的浮游生物生物質、初級生產力和其他生物地球化學過程的重要貢獻。

（田天/編譯 更多信息請訪問www.naturechina.com/st）

《中國科學報》 (2016-05-09 第2版 國際)

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