跨通道迁移及其认知神经机制

跨通道迁移是指将在一种感觉通道获得的知识应用于另一感觉通道的能力。跨通道迁移的相关研究探索了大脑表征不同感觉通道信息的方式,为减少重复学习、提高认知加工效率提供了新的见解。为较好地概括跨通道迁移的特点和机制,本文首先介绍了在物体识别、类别学习和时间知觉等不同领域对跨通道迁移效应的实验研究,之后介绍了支持跨通道迁移的表征类型和相关理论,梳理了跨通道迁移产生的理论及采用事件相关电位（ERP）和功能磁共振成像（fMRI）等技术探讨跨通道迁移神经机制的研究进展,并指出了影响跨通道迁移的因素。最后,对目前跨通道迁移研究成果及其潜在应用进行了总结,并对这一领域未来的研究问题进行了展望。     

多感觉整合的研究进展

环境中的不同信息通过不同的感觉模态如视觉、听觉、躯体觉的通路传递到动物的大脑皮层,已有研究表明这些传入的相关信息之间存在跨模态的相互整合,这种多感觉整合效应对于动物的感知、学习和记忆都具有非常重要的作用。本文主要对听觉-视觉、听觉-躯体感觉多感觉整合的研究进展进行综述,分析可能的整合机制并对未来的研究方向进行展望。     

综述: 渐近优先性及其机制

对渐近信号的优先加工被称为渐近优先性,该效应普遍存在于人类和动物的视觉、听觉和跨感觉通道中.人类神经影像学研究发现负责加工渐近信号的脑区涉及一个大规模相互协作和沟通的分布式神经网络,包括颞上沟、颞顶叶连接处以及一些运动区.对多种动物的细胞水平研究也发现了对渐近信号选择性敏感的神经元和神经通路.威胁论、注意捕获理论和自动加工理论从不同角度解释了渐近优先性产生的原因.未来研究可进一步考察刺激的社会、情绪等属性对渐近优先性的影响,探索多通道渐近渐远信息的整合和注意分配机制.     

渐近优先性及其机制

对渐近信号的优先加工被称为渐近优先性,该效应普遍存在于人类和动物的视觉、听觉和跨感觉通道中.人类神经影像学研究发现负责加工渐近信号的脑区涉及一个大规模相互协作和沟通的分布式神经网络,包括颞上沟、颞顶叶连接处以及一些运动区.对多种动物的细胞水平研究也发现了对渐近信号选择性敏感的神经元和神经通路.威胁论、注意捕获理论和自动加工理论从不同角度解释了渐近优先性产生的原因.未来研究可进一步考察刺激的社会、情绪等属性对渐近优先性的影响,探索多通道渐近渐远信息的整合和注意分配机制.     

自身运动感知中视觉-前庭整合的研究进展

日常生活中,机体利用自己的感官,以不同的感觉通路(视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉、前庭觉和本体觉等)获取环境中的信息以及自身相对于环境的信息,输入大脑进行加工处理,并作出反应。这些不同模态的感觉输入信息在大脑中存在跨模态(cross-modal,如视觉和听觉、听觉和嗅觉,甚至跨越三种或更多感觉模态信息)相互整合,从而对动物的感知、运动、学习记忆和决策等起着非常重要的作用。在过去的十几年里,多感觉整合研究领域吸引了一批学科交叉的科学研究人员,极大地推进了这一研究领域的发展。本文着重介绍自身运动感知过程中视觉和前庭信息整合机制的研究进展,分别从多感觉整合发生的脑区、神经元对多感觉信息的编码特性以及神经元活动与行为的关系三个方面进行综述,并对未来的研究方向进行展望。     

细菌分泌系统的结构及作用机制研究进展

细菌分泌系统（bacterial secretion systems）是一类存在于细菌细胞膜上的大分子复合物，是结构复杂的跨膜分子机器，可为多种细菌的效应物提供分泌途径。目前已经发现了9种细菌分泌系统，即T1SS~T9SS，在细菌的生存及致病力方面发挥着重要作用。随着X射线晶体学（X-ray crystallography）、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）及冷冻电镜（cryo-electron microscopy，Cryo-EM）等技术手段的发展与应用，这些大分子复合物的三维结构也得到了一定程度的解析，极大增强了人类对于细菌分泌系统转运底物复杂机制的理解。因此，本文结合近年来关于细菌T1SS~T9SS的研究进展，对各分泌系统的结构信息进行了系统整合，总结了这些分泌系统的分子作用机制，并对其未来的发展方向进行了展望，以期为与细菌蛋白质分泌相关的致病、耐药、环境适应性等机制的研究奠定理论基础，为进一步开发以分泌系统结构为基础的小分子抑菌物质提供精准的三维靶标。     

丙酮丁醇梭菌丁醇耐受性

丁醇在发酵培养基中的积累所产生的毒性问题是限制丁醇产量的重要因素,然而对于Clostridium acetobutylicum是如何适应丁醇胁迫,进而调节菌体生长和代谢的,目前尚缺乏系统研究,不能全面揭示C.acetobutylicum的丁醇耐受性机制.对丙酮丁醇梭菌丁醇耐受性有关的研究成果进行了综述,旨在深入理解菌株丁醇耐受性发生改变的相关分子基础.希望为进行微生物丁醇耐受性分子机制的改造、提高菌株的丁醇耐受性提供新的研究思路.     

综述: 学习和记忆的跨代遗传：果蝇能告诉我们真相吗？

学习记忆是一个获取、储存和再巩固新知识的过程,并以行为作为输出信号.学习记忆是高等生物适应动态环境不可或缺的。学习和记忆能力缺陷会导致精神类疾病,如精神分裂症、抑郁症和阿尔兹海默病等.近年来,有研究发现这些精神类疾病能够遗传给后代,所以以动物模型来研究学习和记忆的跨代遗传机制已经开始.在这篇综述里,首先简要概括了目前有关学习和记忆的分子机制、神经环路和跨代遗传的可能机制;然后,讨论了利用果蝇模型来研究学习和记忆跨代遗传的可能性.最后,我们提供了可能的策略用以揭示果蝇学习和记忆跨代遗传的表观遗传机制.     

疼痛跨物种研究:挑战与机遇

人类研究和动物研究对于揭示疼痛加工机制和检验镇痛方案效果都不可或缺.从跨物种的角度入手,有机整合不同层次的研究,将有利于推动疼痛研究的进一步深化和研究成果的转化应用.然而,人类研究和动物研究在研究内容、技术手段和疼痛评估方式上都存在较大差异.这给不同物种研究成果的整合和对比带来了巨大挑战.开发物种间可转化的疼痛生物学指标将有助于提升人类研究和动物研究的可比性,为深入开展跨物种疼痛研究奠定基础.近年来的研究提示,疼痛诱发的高频振荡信号(gamma band oscillations, GBOs)是一个潜在的跨物种疼痛生物学指标,该指标编码疼痛强度的特性在人类、大鼠和小鼠中均被证实.采用跨物种的研究方法,研究者可以利用不同层次(微观-介观-宏观)的技术手段探讨该指标的产生机制和调控原理,进而为基础研究成果的应用转化提供帮助.在今后的跨物种研究中,应充分考虑不同物种差异,加强对不同物种研究结果的比较,并从生理、心理和社会的整合性角度入手开展疼痛研究,从而为研究者从不同层次理解疼痛、开发镇痛方法提供重要的理论依据和实践指导.     

学习和记忆的跨代遗传:果蝇能告诉我们真相吗?（英文）

学习记忆是一个获取、储存和再巩固新知识的过程,并以行为作为输出信号.学习记忆是高等生物适应动态环境不可或缺的。学习和记忆能力缺陷会导致精神类疾病,如精神分裂症、抑郁症和阿尔兹海默病等.近年来,有研究发现这些精神类疾病能够遗传给后代,所以以动物模型来研究学习和记忆的跨代遗传机制已经开始.在这篇综述里,首先简要概括了目前有关学习和记忆的分子机制、神经环路和跨代遗传的可能机制;然后,讨论了利用果蝇模型来研究学习和记忆跨代遗传的可能性.最后,我们提供了可能的策略用以揭示果蝇学习和记忆跨代遗传的表观遗传机制.     

Visual, haptic and cross-modal recognition of objects and scenes.

In this article we review current literature on cross-modal recognition and present new findings from our studies on object and scene recognition. Specifically, we address the questions of what is the nature of the representation underlying each sensory system that facilitates convergence across the senses and how perception is modified by the interaction of the senses. In the first set of our experiments, the recognition of unfamiliar objects within and across the visual and haptic modalities was investigated under conditions of changes in orientation (0 degrees or 180 degrees ). An orientation change increased recognition errors within each modality but this effect was reduced across modalities. Our results suggest that cross-modal object representations of objects are mediated by surface-dependent representations. In a second series of experiments, we investigated how spatial information is integrated across modalities and viewpoint using scenes of familiar, 3D objects as stimuli. We found that scene recognition performance was less efficient when there was either a change in modality, or in orientation, between learning and test. Furthermore, haptic learning was selectively disrupted by a verbal interpolation task. Our findings are discussed with reference to separate spatial encoding of visual and haptic scenes. We conclude by discussing a number of constraints under which cross-modal integration is optimal for object recognition. These constraints include the nature of the task, and the amount of spatial and temporal congruency of information across the modalities.     

A causal link between visual spatial attention and reading acquisition

Reading is a unique, cognitive human skill crucial to life in modern societies, but, for about 10% of the children, learning to read is extremely difficult. They are affected by a neurodevelopmental disorder called dyslexia. Although impaired auditory and speech sound processing is widely assumed to characterize dyslexic individuals, emerging evidence suggests that dyslexia could arise from a more basic cross-modal letter-to-speech sound integration deficit. Letters have to be precisely selected from irrelevant and cluttering letters by rapid orienting of visual attention before the correct letter-to-speech sound integration applies. Here we ask whether prereading visual parietal-attention functioning may explain future reading emergence and development. The present 3 year longitudinal study shows that prereading attentional orienting--assessed by serial search performance and spatial cueing facilitation--captures future reading acquisition skills in grades 1 and 2 after controlling for age, nonverbal IQ, speech-sound processing, and nonalphabetic cross-modal mapping. Our findings provide the first evidence that visual spatial attention in preschoolers specifically predicts future reading acquisition, suggesting new approaches for early identification and efficient prevention of dyslexia.     

生态系统服务多样性与景观多功能性——从科学理念到综合评估

生态系统和景观是构成地球表层系统的基本功能单元。从对人类生存和发展支撑作用以及人类对环境合理利用和保护的角度,逐渐形成了生态系统服务和多功能景观的科学概念,相关的理论和应用研究也很快成为学术热点。但是从国内外主要进展上看,生态系统服务和景观多功能性的定量化研究都还比较薄弱。生态系统与景观具有等级关联性,前者是构成后者的基本要素,生态系统服务和景观功能具有同源性。因此,将生态系统服务与景观多功能性研究紧密结合既有现实基础又能够深化彼此研究的定量化水平,并进一步提出了生态系统服务与景观多功能性综合定量研究的整体性框架。从当前国内外研究文献看,该框架具有可行性,可以作为进一步深化生态系统服务和景观多功能性研究的现实途径。     

全球变化背景下内蒙古草原土壤微生物多样性维持机制研究进展

全球变化对人类环境的影响是近几十年世界广泛关注的热点之一。内蒙古草原不仅是我国重要的牲畜和饲料生产基地, 而且有着不可替代的生态系统功能。土壤微生物是地球上多样性最高的生物类群, 在驱动碳氮循环等多种生态系统过程中发挥着至关重要的作用。由于研究技术的限制和群落结构复杂等原因, 土壤微生物生态学研究还处于描述性阶段, 理论研究还很缺乏。鉴于此, 利用分子生物学技术尤其是新一代测序技术, 从理论层面上系统地研究全球变化背景下我国北方草地微生物多样性的维持机制具有重要意义。本文在比较各种环境变化对土壤微生物群落的相对影响的基础上, 分析全球变化对微生物多样性影响的物理化学和生态学机制, 并对未来内蒙古草原微生物多样性的重点研究领域进行了展望, 包括: (1)加强全球变化多因素综合研究; (2)加强微生物多样性维持的生态学机制的研究; (3)加强地上与地下多样性关联机制的研究; (4)加强全球大尺度多生态系统的整合研究。     

人巨细胞病毒感染对学习记忆影响的研究进展

巨细胞病毒感染可影响儿童的学习记忆能力,是导致儿童智力残疾的主要原因之一。长期以来相关研究主要集中于巨细胞病毒先天性感染对学习记忆的影响及其机制。近年来,越来越多研究也开始关注围生期及获得性巨细胞病毒感染。本综述旨在对近期的巨细胞病毒感染致学习记忆损伤的研究现状加以概括总结。     

生物信息学数据库研究文献引文与热点分析

以Web of Science为数据源,简要概括生物信息学数据库研究的发展趋势。利用Cite Space可视化工具展现生物信息学数据库研究的知识基础和研究热点图谱,为开展生物信息学数据库领域相关的理论研究和实践活动提供借鉴,以便推动生物信息学数据库研究的发展。研究表明：1990年Altschul SF发表的＂局部比对搜索工具——BLAST＂是生物信息学数据库研究的重要知识来源文献;热点主题集中在序列库、基因组数据库、分类数据库、蛋白质数据库、数据库更新、集成系统等。     

Perceptual organization of onsets and offsets of sounds

Several illusory phenomena in auditory perception are accounted for by using the event construction model presented by Nakajima et al. (2000) in order to explain the gap transfer illusion. This model assumes that onsets and offsets of sounds are detected perceptually as if they were independent auditory elements. They are connected to one another according to the proximity principle to constitute auditory events. This model seems to contribute to a general cross-modal theory of perception where the idea of edge integration plays an important role. Potential directions in which we can connect the present paradigm with speech perception are indicated, and possibilities to improve artificial auditory environments are suggested.     

基于多源遥感数据的植物物种分类与识别: 研究进展与展望

物种分类与识别是生物多样性监测的基础, 明确物种的类别及其分布是解决几乎所有生态学问题的前提。为深入了解基于多源遥感数据的植物物种分类与识别相关研究的发展现状和存在的问题, 本文对2000年以来该领域的研究进行了总结分析, 发现: 当前大多数研究集中在欧洲和北美地区的温带或北方森林以及南非的热带稀树草原; 使用最多的遥感数据是机载高光谱数据, 而激光雷达作为补充数据, 通过单木分割及提供单木的三维垂直结构信息, 显著提高了分类精度; 支持向量机和随机森林作为应用最广的非参数分类算法, 平均分类精度达80%; 随着计算机技术及机器学习领域的不断成熟, 人工神经网络在物种识别领域得以迅速发展。基于此, 本文对目前基于遥感数据的植物物种分类与识别中在分类对象复杂性、多源遥感数据整合、植物物候与纹理特征整合和分类算法技术等方面面临的挑战进行了总结, 并建议通过整合多时相监测数据、高光谱和激光雷达数据、短波红外等特定波谱信息、采用深度学习等方法来提高分类精度。     

影响二花脸猪高产仔性能的生理及遗传机制研究进展

二花脸猪是我国太湖流域以产仔数高而闻名于世界的优质猪种。已有的研究发现,二花脸猪排卵数高、胚胎死亡率低和子宫容积大是其高产性能的重要生理特征,通过候选基因法鉴别到其高产的重要候选基因——促卵泡素β亚基(follicular-stimulating hormone beta, FSH?),采用QTL定位方法在猪第2、6、7、8、12、13和15号染色体上定位到影响其产仔性状的QTL。但是,目前影响二花脸猪产仔数的主效基因尚不清楚。本文主要介绍了二花脸猪的高排卵数、低胚胎死亡率和高子宫容积特性对高产仔性能形成的生理作用;概括了基于传统方法鉴别出的影响二花脸猪高产仔性能的候选基因和QTL,以及基于组学方法鉴别出的二花脸猪高产候选基因;探讨了如何利用基因组、转录组、蛋白质组和功能组等多组学手段深入研究二花脸猪高产性能的成因,以期为深入解析二花脸猪高产性能的分子遗传机制提供参考。     

肿瘤治疗电场研究进展

随着交流电场在医学领域的研究和应用逐步深入,研究人员发现低强度(1-2 V/cm)、中频(100-200 kHz)交流电场对肿瘤具有良好的治疗作用,此类电场也因此被称为肿瘤治疗电场(Tumor Treating Fields,TTFields)。研究表明TTFields对体外培养的肿瘤细胞具有干扰有丝分裂,诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤的生长的作用;同时TTFields相关临床研究显示出TTFields对多种肿瘤的增殖和转移都发挥了抑制作用。而将TTFields与化疗药物联合应用作为二线方案治疗肿瘤,也被证明十分可行。更重要的是,无论是单独应用还是联合使用,TTFields产生的副作用与传统放疗、化疗手段相比甚小,患者生存质量也极大提高。本文就肿瘤治疗电场的相关机制以及临床前、临床研究进展做一综述。