超高分辨率大脑三维图谱问世

现在可用三维来显示人脑微观的旮旮旯旯，从而为科学家们在追求更好地阐释脑子的形状与功能提供了一种极为珍贵的工具。这一壮举是科学家们在创建第一个超高分辨率基准脑时的一个国际性努力的结果。尽管人们最近在神经科学方面的努力产生了若干这样的大脑——这些是能让科学家们将不同类型数据，包括脑连接性数据，整合到脑解剖中的工具——但目前可以得到的脑图谱所探索的没有进一步地超越宏观或肉眼可见的水平。然而，要取得一个跨越从基因到认知及行为的对大脑的统一认识，需要有一个纳入具有重要功能的像细胞回路等微观组分的更为详细的观察。一个更高分辨率的脑模型也是将分子数据（诸如细胞递质受体表达的数据）整合到基准脑空间内的一个前提。为了创建这样的一个图谱，Katrin Amunts及其同事利用了计算能力及成像分析上的进展。他们用一种叫做超薄切片机的特殊工具小心地将一名65岁女性的石蜡包裹的脑切成7400多片组织切片，每片的厚度为20微米。每一高度折叠的切片被染色以发现细胞体，并接着进行数字化处理。这些数字化的脑切片接着被刻意地进行排列和重建。其结果是一幅三维的基准图谱，它比目前所能得到的任何图谱都要详细50倍。这个所谓的“Big Brain”——它为人们提供了对脑解剖和组织的前所未有的了解——将使研究人员能够在细胞水平来研究脑子。这会帮助他们将分子和基因表达数据与那些先前只能在显微镜下看到的特征进行挂钩，从而最终为重要的对认知、语言、情绪及其他这类过程的神经生物学基础的了解铺平了道路。作为推进神经科学领域研究的关键，Big Brain是免费可得的，因此它能被广泛参照。Amunts及其同事最终希望建立一个分辨率为1微米的脑模型来捕捉单细胞形态学的细节。与此同时，目前版本的脑模型将帮助科学家们更好地了解某些疾病病理，并为药物研发提供资讯。

为口味和营养驯服农作物

你之所以吃水果蔬菜是因为它们对你有好处，但它们所提供的营养价值可能更大，一项新的研究对此进行了解释。你所爱吃的水果和蔬菜的野生和原始形式的口味较差，它们需要经过多年的栽培过程来根除苦味及抗营养性的化合物。我们所有最喜爱的食用作物都含有这些化合物，其中一个例子就是一组在土豆中发现的被称作配糖生物碱的毒素，它会在肠道中引起刺激。栽培过程涉及仔细选用抗营养化合物有所减少的植物的遗传变异株。通过这种方式，野生作物变成了我们今天在货架上看到的“驯化”了的且美味的水果和蔬菜。然而，即使这些植物也能得到改进，但用目前的技术来去除抗营养化合物的速度缓慢。现在，Maxim Itkin及其同事可能发现了一种更快的替代方法。为了找到在大宗蔬菜作物中发现的与某种被称作甾体糖苷生物碱（SGA）的抗营养化合物有关的基因，Itkin及其团队在番茄和土豆之间进行了一个用化学剖析来发现其共同基因的比较分析。他们的分析披露了一批这两种作物所共有的10个SGA相关基因。用RNA干扰来使这些基因中的一些变得沉默，他们发现，特别当配糖生物碱代谢4得到沉默时确实可在这两种植物组织中显著减少SGAs的积聚高达74倍。与目前的过程相比，对大宗食用作物使用RNA干扰提示了一种去除不安全、抗营养物质的有前途的捷径，而且随着对更多更好食物的要求持续地增长，它也代表了一种重要的策略。

建设更好的城市

最近的研究预测，生活在这个行星上的每个人都会在本世纪末的时候生活在某个城市中。确实，世界各地某些城市已经变得如此巨大，它们的界限开始模糊且其中的居民甚至可能不知道他们住在哪个城市中。现在，Luís Bettencourt推出了一个有关城市如何扩大其规模的理论；他说，该理论可能对未来评估土地使用及城市规划策略有用以确保工程师们会以最佳的方式建设城市。该研究者考虑了范围广泛的社会经济因素，诸如犯罪率、居民的平均收入及在某特定城市中每年提交的专利数量（这是发明和创新的一个标志）等。他还将城市基础设施——其中包括其道路、公共工程及公交路线的布局纳入考虑，并确认了世界各地的适用于数千个处在不同发展水平的城市系统的、从小镇至广阔大都市的大规模的图形和比例关系。他的理论还结合了像电信网络、不断变化的土地价格及不同人群持续不断地混合等因素。Bettencourt应用分形几何和欧式几何来描述这些比例关系并用电路等类比来解释驱动人口、货物及信息跨越这些基础设施所必需的能量的流动与耗散。他说，很明显，城市与其他诸如生物有机体或河流网络等——后者已经通过演化使能量支出最小化——复杂的系统有着根本性的差异。基于他的新理论，该研究人员提出，城市规划工作需要注意在人口密度、流动性及社会联通性之间的微妙平衡。一篇由Michael Batty撰写的文章更为详细地解释了这一理论及其对城市发展的意义。

来自亲密伴侣的暴力

国际社会必须兑现在近些年中作出的减少针对女性的亲密伴侣暴力（IPV）事件的承诺——这一点在一个新的记录全球各地这一公共卫生问题发生率的综合性报告中得到了凸显。过去，以确定IPV——其定义为来自某亲密伴侣的身体的、性的或情感的暴力——发生率为目标的调查所用的方法有了改变。这使得比较和解读所得到的结果变得困难。在一则前所未有的研究中，这一政策论坛的作者综合了来自81个国家的141项有关亲密伴侣暴力的数据，从而提供了一个对IPV的全球及地区性影响的新的而且更为现实的估计。他们的结果揭示，到2010年的时候，30%的年龄15岁及以上的妇女在其一生中的某个时间点曾经受过身体及/或性方面的亲密伴侣暴力。文章的作者谈及他们的发现对政策的影响，呼吁给予IPV的初级预防以更大的重视并更好地提供健康、社会、法律及其他方面的支持服务；在南非农村，IPV发生率通过创建例如用来向妇女提供中学教育等服务而有了明显的下降。文章的作者还谈到了与预防IPV有关的复杂性。他们说，尽管对这一复杂问题还没有“快速的解决方案”，但全球各地的组织可以在多点进行干预以降低其发生率。就下一步而言，理解这些干预方法价值的研究将是至关重要的。

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）

《中国科学报》 (2013-07-02 第2版 国际)