封面故事：
光照能影响表达不同神经传输物质的神经元数量
表达各种不同神经传输物质的神经元之间的平衡，被认为是在脑发育过程中由基因控制确定的。这是一个关键的步骤，它使得各组神经元之间能够传递信号。现在，由Davide Dulcis和Nicholas Spitzer完成的一项新的研究表明，生理刺激也能调控一组神经元中所表达的神经传输物质类别。他们发现，暴露于自然光的蝌蚪会增加表达多巴胺的中枢神经元的数量，而这反过来又会影响皮肤颜色变化及它们的伪装潜力。本期封面所示为在自然环境中适应了黑暗的一只蝌蚪和适应了光照的一只蝌蚪，其中一只比另一只伪装更好。这一发现也许还有更广泛的意义，并且还可能与由生源胺调控的认知状态的变化有关。有趣的是，人们用亮光疗法治疗季节性情感障碍患者已有20多年了。季节性情感障碍是一种抑郁症，被发现与多巴胺信号作用障碍有关。
决定鸟鸣时程的大脑机制
人说话和鸟唱歌等复杂行为要求在多种时间尺度上、在正确的时刻完成一组有序的运动。控制这种类型行为的“时钟”的性质仍然不是很清楚。现在，一项具有广泛用途的方法被用来确定决定鸟鸣时程的时钟回路。该方法利用的是脑过程的速度强烈依赖于温度这样一个事实。当斑胸草雀运动前区高级发声中枢（HVC）的活动因温度降低而减慢时，其叫声的总体速度也降低，但叫声内的声学元素结构保持不变。这说明HVC是脑中控制决定鸟鸣时程的复杂行为序列的区域。
钠离子通道电压传感器的性质
神经和肌肉细胞中的钠离子通道随跨膜电压的变化而开关。它们是产生神经脉冲的关键，是很多毒素和药物的作用目标。与由电压门控的钾离子通道（由4个含有相同电压传感区域的亚单元组成）不同的是，钠离子通道来自一个基因，含有4个不相同的电压传感区域。Bosmans等人利用对称钾离子通道作为“记者”，来揭示移植进一个钾离子通道核中的各种不同钠离子通道电压传感器的性质。他们发现，“桨状”区域对钠离子通道的功能很重要，毒素—“桨状”区域互动具有高度特异性。
夜晚看到的土星极光
行星极光一般是在一个行星的电离层和磁层之间流动的电流产生的，这种电流将带电高能粒子加速，后者随后撞击上层大气（而发光）。最近关于土星极光的模型预测，土星的极光主椭圆区只有微弱的辐射。现在，Stallard等人介绍了卡西尼探测器从一个新角度拍摄的图片，它们首次让我们从土星上夜晚的一边看到了极光。这些图片显示，主椭圆区的辐射既有朝两极方向的，也有朝赤道方向的。极向辐射随时间发生变化，似乎与强磁层压缩无关。该极光对土星来说似乎是独特的，无法用关于土星磁层的当前模型来解释。
单一电子自旋的超快光控
被束缚在一个半导体纳米结构中的单一电子自旋，是量子计算的一个理想量子位，因为它在脱散作用影响下相对来说比较稳定，并且容易用电或光来操纵。以前，研究人员曾用电控射频脉冲演示过涉及初始化、自旋转动和检测的完全量子控制，但这种方法对于构建以有用的时钟速度运行的量子计算电路来说太慢。电子自旋的光操纵所允许的运行速度要快得多，并且还有一个附加优势：允许使用光接口。现在，Press等人实现了对处在一个量子点中的电子自旋的超快光控，而且，结合光初始化及检测，演示了一个单一量子位逻辑门操作，它涉及由两个光脉冲构成的一个序列。
冰川期—间冰期交替的新观点
过去300万年是一个气候剧变的时期，地球上的状况在寒冷的冰川期和温暖的间冰期两个极端之间交替。这些变化通常被解释为气候系统对地球轨道的微妙周期性变化或地球上二氧化碳背景水平的逐渐降低所作出的非线性反应。Thomas Crowley和William Hyde提出了另一种观点。他们认为，这些越来越显著的波动虽然是由轨道变化推动的，但却是正在逼近某一分叉点的一个系统的瞬间行为的反映。所谓分叉点，是指在这个点上，该系统将经历一个转变，变为一个新的稳定气候状态，其特征是中纬度北半球有永久冰川。模拟结果表明，这样一个转变用地质学上的时间概念来说有可能发生在近期，但只能发生在一个不大可能的情况下，即大气背景的二氧化碳浓度降到低于过去1万年间的任何一个数值。
《科学时报》 (2008-11-18 A2 国际)
