《国家科学院院刊》

科学家揭示石墨在极紫外线下的超辐射汤姆森散射过程

近日，意大利佩鲁贾大学Claudia Fasolato研究小组揭示了石墨在极紫外线下的超辐射汤姆森散射过程。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

研究团队利用FERMI自由电子激光器（FEL）的极紫外相干脉冲，对高定向热解石墨进行了汤姆森散射研究。研究人员观察到了明显的非线性行为，并详细描述了激发FEL光束和散射辐射的相干性质。他们发现，随着光强的增加，汤姆森散射截面增强，这与迪克超辐射现象类似，因此被解释为超辐射汤姆森散射的观测。此外，该过程还触发了相干的低q（<0.3 A-1）低能量声子的产生。

实验数据和分析提供了有关样品特性、吸收、散射因子、相干声子能量和布居数的定量信息，为深入研究复杂材料的深层性质开辟了新道路。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2221293121

光学势控制纳米粒子的快速量子干涉现象

近日，奥地利维也纳大学Mario A. Ciampini研究团队揭示了光学势控制纳米粒子的快速量子干涉现象。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

研究团队从理论上分析了一种制备和检测光学悬浮粒子的非高斯量子态的方案。该方案通过与产生立方势和反演势的光脉冲相互作用来实现。研究表明，这种方法可以在足够短的时间和长度尺度上操作，从而解决退相干问题，这在当前最先进的实验条件下是可达到的。具体来说，研究人员预测了可以在毫秒级时间尺度上，观察到质量超过108个原子质量单位的纳米粒子的单粒子干涉。

该实验仅使用光学和静电控制，可以在大约10-10毫巴和室温下进行。研究人员还讨论了这种方法在不使用投影测量或内部能级结构的情况下，相干分裂大质量介电物体波包的前景。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2306953121

《自然-神经科学》

研究发现记忆巩固过程出现的动态和选择性印迹

英国帝国理工学院的Claudia Clopath等研究人员揭示了记忆巩固过程中出现的动态和选择性印迹。相关研究成果近日在线发表于《自然-神经科学》。

研究人员采用了计算和实验方法研究记忆片段的神经组成与选择性是如何随着记忆的巩固而变化的。脉冲神经网络模型得出了可检验的预测：随着神经元退出和进入记忆片段，记忆从无选择性过渡到有选择性；回忆过程中的抑制性活动对记忆的选择性至关重要；记忆巩固过程中的抑制性突触可塑性对记忆片段的选择性至关重要。

研究人员在小鼠齿状回中使用活动依赖性标记、纵向钙成像及光遗传学和化学遗传学相结合的方法，进行了情境恐惧条件反射实验，结果支持了研究人员的模型预测。这些研究结果表明，记忆片段是动态的，由抑制可塑性介导的记忆片段组成的变化对于记忆选择性的出现至关重要。

研究人员表示，情景记忆是由经验激活的神经元组合编码的，这些神经元组合对于回忆仍是必要且充分的。然而，记忆印迹在初始编码后的时间演变尚不清楚。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41593-023-01551-w

《细胞-代谢》

肠-脑回路强化脂肪和糖组合促进暴饮暴食

美国佛罗里达大学Guillaume de Lartigue团队提出，单独的肠-脑回路强化脂肪和糖的组合从而促进暴饮暴食。相关研究成果近日在线发表于《细胞-代谢》。

食物是一种强大的天然增强剂，可以指导人们作出饮食决策。迷走神经将有关营养价值的内部感觉信息从肠道传递到大脑。然而，人们对营养素特异性奖励回路的细胞和分子基础知之甚少。

研究人员监测体内钙动力学，为检测膳食脂肪和糖提供独立迷走神经传感途径的直接证据。通过捕获迷走神经神经元的活性依赖性基因，研究人员证明了存在用于脂肪和糖传感的独立肠-脑回路，这些回路对于营养特异性强化是必要和充分的。即使在控制热量的情况下，与单独的脂肪或糖相比，脂肪和糖回路的联合激活也会增加黑质纹状体多巴胺的释放和暴饮暴食。

这项工作为调节动机行为的复杂感觉回路提供了新见解，并表明下意识的内部驱动力，如高脂肪和高糖饮食，可能会阻碍有意识的节食努力。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.12.014