《科学》
研究揭示哺乳动物昼夜转换的细胞基础
英国剑桥分子生物学实验室的John S. O’Neill团队研究了哺乳动物昼夜转换的细胞基础。近日，相关研究成果发表于《科学》。
早期哺乳动物在夜间活动，而恐龙在白天活动。白垩纪-古近纪灭绝事件后，哺乳动物加速向日间活动转变，但潜在的机制尚不清楚。
研究人员发现了一种保守的细胞内在热力学机制，该机制可能促进了这种转变。在昼行性哺乳动物的细胞中，蛋白质合成、磷酸化和昼夜节律对温度变化的敏感性低于夜行性哺乳动物的细胞。比较基因组学揭示了关键信号通路的加速进化，包括雷帕霉素的机制靶点，增加了细胞昼夜时钟对热和渗透扰动的灵活性。在夜间活动的小鼠中，雷帕霉素抑制使细胞、组织和行为转向昼间活动。
这些发现揭示了昼夜转换的遗传和生化基础，强调了细胞信号网络如何编码复杂的表型，如时间生态位选择。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.ady2822
《自然》
皮质树突的矢量化指示信号
美国麻省理工学院的Mark T. Harnett团队揭示了皮质树突的矢量化指示信号。近日，相关研究成果发表于《自然》。
教学信号的矢量化是几乎所有现代机器学习算法的关键要素，包括反向传播、目标传播和强化学习。矢量化为信用分配问题提供了一种可扩展且计算高效的解决方案。
最近的理论模型表明，神经回路可以在细胞水平上通过处理不同树突隔室中的前馈和反馈信息流来实现单相矢量化学习。这为皮层回路如何解决大脑中的信用分配问题提供了一个引人注目但未经验证的假设。
研究团队使用一种神经反馈脑机接口任务，并结合实验者定义的奖励函数，检验了树突中是否存在矢量化的指导信号。研究人员训练小鼠调节脾后皮层第五层锥体神经元的两个空间混合群体活动，使视觉光栅旋转至目标方向，同时记录了胞体和相应远端顶树突的GCaMP活动。研究人员观察到，胞体信号和树突信号的相对强度可以通过周围神经网络的活动来预测，并且包含与任务相关的变量信息，这些信息可以作为指导信号。这些假定的教学信号的符号取决于单个神经元在任务中的因果作用，并能预测学习过程中整体活动的变化。此外，有针对性的光遗传干扰这些信号会破坏学习。
这些结果证明大脑中有一个矢量化的指向性信号，并通过皮质树突的半独立计算实现，揭示了解决大脑信用分配的潜在机制。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10190-7
