| 尽管两个局部适应的拟南芥种群具有不同的挥发性有机化合物生活史关联，但食草动物诱导的挥发性信号仍然保守。 |
Granjel, R. R. |
2026-06-19 |
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挥发性有机化合物（VOCs）介导植物间的信号传递，并可能促进种群间的表型分化。然而，VOC介导的信号传递在局部适应种群间的变异程度，以及VOC性状与主要适应性性状之间的关系，目前仍知之甚少。我们利用两个遗传和物候特征分化的伊比利亚拟南芥种群进行了温室实验。植物暴露于甜菜夜蛾的取食后，我们量化了虫害诱导的VOC释放、VOC介导的信号对邻近同种个体的影响，以及VOC性状与开花时间、种子萌发之间的关系。虫害改变了VOC组成，但尽管两个种群在生活史策略、对虫害的组成抗性和遗传结构上存在显著差异，其总体VOC谱仍大致相似。相反，VOC性状与适应性性状之间的相关性在不同种群和虫害处理间存在差异。然而，两个种群的受体植物在暴露于虫害诱导的释放源后，均表现出虫害损伤减少，表明VOC介导的信号传递具有保守性。我们的结果表明，虫害诱导的挥发性信号可能是局部适应种群间植物防御中相对保守的组成部分。相比之下，VOC性状与生活史变异之间的关系可能反映了种群特异性防御与适应性性状的整合。 |
| 加拿大北极地区一处活跃的退化性热融滑塌中暴露的永久冻土即时释放的甲烷和二氧化碳 |
Joyce, L. |
2026-06-19 |
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北极正在快速变暖，导致永久冻土融化并加速温室气体释放。退化性热融滑塌等快速融化现象在北极地区的频率和严重程度不断增加，但其相关的温室气体排放量尚未得到充分约束。目前对退化性热融滑塌排放量的估算主要依赖实验室培养和碳储量估算，而非实地现场测量。我们直接量化了一个活跃退化性热融滑塌暴露前壁的甲烷和二氧化碳通量。研究表明，融化会立即释放生物成因的甲烷和二氧化碳，这些气体源自冻结土壤基质中封存的气体。甲基辅酶M还原酶的微生物转录表明，在零下温度下进行产甲烷作用的古菌是封存甲烷的来源。不同冻土地层单元的碳排放量相差一个数量级，反映了地貌历史、有机碳和氮含量以及微生物群落组成的差异。晚全新世富含有机质的古冻土中碳排放量最高，其中含有丰富的产甲烷古菌。我们估算，该热融滑塌前壁（暴露表面积约1200平方米）每年排放约300公斤碳（二氧化碳当量）。考虑到北极连续永久冻土区数千个活跃滑塌和广泛的海岸永久冻土侵蚀，这些特征可能代表一个日益增长的自然温室气体排放源。这些发现表明，当前的永久冻土碳反馈模型因忽略了永久冻土中封存气体的直接释放，低估了温室气体排放量。 |
| 生殖系低甲基化塑造了猿类基因组中动态的CpG储备库。 |
Son, D. R. |
2026-06-19 |
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端粒到端粒（T2T）基因组组装解析了完整猿类基因组的DNA甲基化，包括先前灵长类参考基因组中难以触及的重复序列和卫星富集区域。本研究整合完整猿类基因组组装与长读长和短读长的生殖系及体细胞DNA甲基化组，揭示了生殖系DNA甲基化的双重作用。在确认生殖系DNA甲基化是基因组范围内长期CpG侵蚀主要驱动因素的同时，我们报告了先前无法触及区域中存在一个意料之外的CpG低甲基化储备库。具体而言，尽管处于异染色质背景且序列快速更迭，类人猿精子中的着丝粒/近着丝粒卫星序列呈现显著低甲基化。此外，我们发现这种低甲基化状态会延伸至卫星富集异染色质序列与相邻常染色质序列交界处的非卫星DNA区域，形成着丝粒低甲基化延伸域（CHEDs）。CHEDs富集近期重复的基因，且CHED相关基因在大脑和睾丸中呈现可重复的富集表达。将分析扩展至其他结构动态区域（包括谱系特异性插入、近期节段重复和结构差异区域），我们发现这些区域在精子中同样呈现CpG富集和相对低甲基化。综合而言，我们的结果揭示了猿类基因组中独特的生殖系低甲基化景观——结构动态区域不仅充当快速基因组进化的底物，更作为CpG富集序列背景的瞬时储备库，推动涉及新基因和组织偏向性表达的进化创新。 |
| 人脑中基于错误和基于强化的运动学习的共享功能架构 |
Rowchan, K. |
2026-06-19 |
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运动系统能够灵活地从根本不同的教学信号中学习，从方向性误差到奖励信号。尽管计算和神经生物学模型长期以来将这些信号分别归因于基于误差的学习（EL）和基于强化的学习（RL）过程，但这种分离是否存在于全脑网络架构层面尚未得到直接验证。本研究通过两项fMRI实验，在相同被试执行分别基于EL和RL的运动任务（在反馈类型和运动结构上均存在差异）时，刻画了全脑功能连接流形。通过将两项任务的协方差模式共同嵌入低维神经空间，我们分离出与学习相关的任务通用型和任务特异型网络重构。研究发现，两种运动学习形式均能诱导高阶跨模态皮层流形结构的趋同性变化，而任务特异性调节相对有限。值得注意的是，这种趋同性延伸至小脑和基底神经节——这两个传统上分别与误差学习和奖励学习相关的脑区，在两项任务中表现出相似的重构模式。在此共享背景下，后内侧皮层展现出独特的功能几何结构，能根据反馈类型和学习阶段选择性重构其与不同脑回路的功能连接。我们进一步证明，领域通用运动学习能力的个体差异与边缘系统、默认模式网络及注意系统内阶段依赖性重构相关。这些发现表明，无论学习信号的性质如何，灵活的运动适应更多依赖于协调感觉运动回路的高阶脑网络动态重组，而非任务特异性感觉运动回路本身的改变。 |
| 灵活决策源于资源理性的记忆采样 |
Nicholas, J. |
2026-06-19 |
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灵活决策依赖于记忆的提取与重组。然而，由于这一过程在隐蔽状态下展开，其运行原理至今未知。本研究通过注视重现技术，揭示了灵活行为中记忆检索的隐藏动态与计算逻辑。当人们在空白屏幕前进行思考时，其目光会转向决策相关经验的编码位置，这些注视点逐步塑造了他们的选择倾向。一个经过任务优化的循环神经网络通过学会平衡检索成本与决策质量的预期收益，成功复现了人类的行为模式与注视轨迹。这些结果表明，灵活决策源于一种资源理性过程——在此过程中，记忆被实时采样以构建决策变量。 |
| 兴奋性皮层神经元对ZMYND11缺失的选择性易损性揭示了神经发育障碍风险的细胞类型特异性机制 |
Chang, X. |
2026-06-19 |
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兴奋/抑制（E:I）失衡是神经发育障碍（NDDs）的汇聚机制，但NDD风险基因是否通过共享或不同的分子程序破坏兴奋性和抑制性神经元仍不清楚。利用人类多能干细胞衍生的皮层投射神经元和内侧神经节隆起样抑制性神经元，我们发现染色质读取器ZMYND11的功能缺失突变会在皮层兴奋性神经元中产生细胞类型选择性脆弱性。ZMYND11缺陷的兴奋性神经元表现出过度兴奋，伴随BMP信号去抑制、谷氨酸受体表达失调以及向非脑剪接异构体的转变，而这些分子特征在ZMYND11缺陷的抑制性神经元中基本缺失。这种细胞类型选择性与RBFOX家族剪接调节因子的差异性上调相关。结构功能分析表明，MYND结构域是正常祖细胞动力学和神经元兴奋性所必需的。综合这些发现，ZMYND11相关NDD中的E:I失衡主要源于兴奋性皮层投射神经元的细胞类型选择性脆弱性，并确定MYND结构域是神经元功能的关键决定因素。 |
| 腹内侧前额叶皮层的三方图谱 |
Chen, G. |
2026-06-19 |
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腹内侧前额叶皮层（VMPFC）在情感、价值评估和社会认知中的功能已被反复证实，但这些多样化功能如何在同一皮层区域内组织仍悬而未决。本研究整合大规模元分析、个体任务态功能磁共振成像、人工神经网络编码模型及多模态连接分析，揭示了人类VMPFC的内部功能架构。通过四项互补研究，我们识别出沿前-后轴分布的稳健三重组织模式，包括后部情感模块、中部价值评估模块和前部社会认知模块。连接指纹分析表明，每个模块优先嵌入不同的大规模脑网络，为VMPFC功能特化提供了机制性解释。该组织模式在个体水平可重复，可泛化至自然刺激场景，贯穿发育过程，并与非人灵长类动物及多种神经生物学标志物存在跨物种对应关系。这些发现共同解决了长期存在的组织问题，为解读VMPFC功能建立了基于生物学的理论框架。 |
| 神经祖细胞的复制性衰老在二维培养和人中脑类器官中诱导星形胶质细胞衰老。 |
Cora, V. |
2026-06-19 |
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星形胶质细胞衰老（astrosenescence）已被认为是衰老可能逐步损害胶质细胞对神经元稳态支持、并使大脑更易罹患帕金森病（PD）等神经退行性疾病的一种潜在机制。然而，目前尚缺乏能在PD相关遗传背景下特异性重现星形胶质细胞衰老的人类实验模型。本研究通过将健康供体及LRRK2-G2019S PD患者的人诱导多能干细胞来源的神经上皮干细胞（NESCs）进行传代诱导的复制性衰竭，建立了体外中脑衰老模型。长期传代诱导NESCs发生衰老相关变化，包括增殖能力降低、cleaved caspase 3（CC3）和端粒酶mRNA表达下降、DNA损伤反应（DDR）激活，同时保持分化潜能。由衰老祖细胞分化而来的星形胶质细胞表现出SA-β-半乳糖苷酶活性升高、Lamin B1丢失、DDR激活及线粒体形态改变。在人中脑类器官（hMOs）中，传代诱导的衰老与星形胶质细胞特异性DDR激活及脂质组重塑相关。多模态整合分析进一步揭示，尽管各细胞系中个体衰老标志物的外显率存在差异，传代条件仍是细胞整体状态的主要判别因子，支持了复制性衰老作为生物学程序仅在跨模态聚合个体读数时才可检测的观点。综上，本研究建立了基于人iPSC的平台，在健康及LRRK2-G2019S背景下重现细胞衰老的关键特征，为探究星形胶质细胞衰老对PD相关神经退行性变的贡献提供了体外研究平台。 |
| 人类初级听觉皮层中的频率放大几乎预测了行为频率超锐度。 |
Gurer, B. J. |
2026-06-19 |
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听觉系统将声音分解为不同频率，但并非均等表征：在人耳蜗中，较低频率占据的空间范围大于较高频率，形成准对数频率图谱，具有更精细的低频分辨率。目前尚不清楚初级听觉皮层是否保留这种准对数频率映射，或进一步放大行为相关频率——类似初级视觉皮层中中央凹的过度放大现象，该现象被认为支撑着游标敏锐度等视觉超锐度现象。本研究采用超高场功能磁共振成像，量化了20名人类受试者初级听觉皮层的频率放大效应。我们将皮层频率放大与基于已发表文献的耳蜗频率分辨率预测值及行为学频率辨别表现（一种感知性频率超锐度）进行比较。结果显示，相较于耳蜗频率分辨率，频率辨别表现能更准确地预测皮层频率放大效应，且存在约1kHz频率的意外过度表征。这些发现表明频率辨别受皮层过程限制，而非耳蜗可获取的频率信息，这与视觉和触觉系统的类似观察结果一致。 |
| 丘脑束旁核引导注意力以促进学习 |
Kuper, L. C. |
2026-06-19 |
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预测奖励的线索能够获得强大的能力来引导定向和接近行为，驱使寻求行为靠近奖励。丘脑束旁核（PF）作为板内核群的一部分，是整合皮层下感觉和注意信号以产生支持线索引导行为的关键神经枢纽。PF中的神经元对感觉线索有反应，并编码头部位置特征，但关于PF在学习过程中如何被体内激活的研究尚不充分。本研究通过光纤光度法记录了巴甫洛夫条件反射任务中PF神经元的钙活动。我们发现PF神经元发展出持续的线索诱发反应，其强度随联想学习增强，随消退减弱。PF神经元优先编码线索引导的定向动作和线索期间的身体运动，并在奖励消耗期间暂停活动。通过光遗传学，我们发现刺激PF神经元会破坏正常的线索定向行为，并通过促进过度的同侧转向行为损害联想学习。总体而言，这些结果表明PF可通过动态调节头部和身体位置来支持线索和奖励接近行为的编码模式。我们的数据共同揭示了一个对引导注意力以促进线索-奖励学习至关重要的丘脑区域。 |