封面故事: 大脑皮层的语义图 

　　人们认为，单词和语言的意思表达在一个语义系统中，该系统则分布在整个大脑皮层的大部分地方。然而，我们对这一网络的详细功能组织和解剖组织却知之甚少。Alex Huth、Jack Gallant及同事利用对在实验对象听自然语言叙述时获得的功能性MRI （fMRI）记录所做的基于voxel的模拟来获取人脑中语义的功能表达图。他们发现，每个语义概念被表达在多个语义区域，而每个语义区域则代表多个语义概念。然而，所获取的语义图在不同实验对象之间基本上是一致的，从而为获得可被用于关于语言处理方式的未来研究工作的一个语义图集提供了基础。本期封面所示为一个实验对象的皮层表面，上面覆盖有被预测会在相应皮层位置引起特别强的反应的单词。

　　准备行动的皮层网络 

　　皮层中持续的准备活动是工作记忆和运动规划的基础，但我们对其背后的机制还不是很了解。显示这种活动的网络模型对扰动很敏感。Karel Svoboda及同事发现，在小鼠活体运动前皮层中，预测即将发生的运动方向的准备活动对单边扰动非常稳定，但对双边扰动却不稳定。准备活动的这种恢复需要来自未受扰动的、对侧运动前皮层的输入。与这些发现相一致的是，网络模拟也显示，不同耦合模块之间的冗余使网络具有稳定性。这一原理可能也适用于其他皮层网络，并且对于光遗传实验结果的解读也可能会有意义。

　　一个可绕过时间不确定性问题的数据分析方法 

　　当从冰芯来重建气候史或从X射线自由电子激光（XFEL）实验重建超快动态时，不确定的时间标记会将事件的次序搞混，使得恢复准确的动态信息有困难。本文作者介绍了基于非线性拉普拉斯光谱分析的一个数据分析方法，该方法可绕过这一问题，能够在即便存在计时不确定性的情况下从噪音数据提取动态信息。他们利用XFEL数据以300飞秒的计时不确定性演示了对几飞秒动态的重建。原理上，这一方法可用于受时间不确定性困扰的所有测量工作，所以从地球科学到引力物理也许都能找到应用。

　　地壳岩浆库中挥发物的流动 

　　大量晶体含量少的酸性岩浆会存储在地壳浅层。通过火山喷发，这些岩浆有可能向大气中释放大量气体，包括硫（造成全球变冷的一种可能物质）在内。Andrea Parmigiani 等人对在富含晶体和晶体含量少的岩浆中控制岩浆挥发相运输的流体动态进行了模拟。他们揭示了岩浆挥发相与主熔融体之间的毛细管压力与黏度对比之间的互动何以会导致反直觉的动态——挥发物倾向于在一个岩浆库的富含晶体的部分高效迁移，并在晶体含量少的地方积累。挥发物的低密度气泡在晶体含量少的岩浆中的积累有可能解释晶体含量少的酸性岩浆相对来说容易喷发的观测结果，也有可能解释在爆炸性喷发过程中所释放的过量硫的来源。

　　有孔虫是海洋生态系统中的重要成员 

　　海洋生态系统中生活着身体大小相差很大的浮游生物，其中较大的浮游动物以较小的浮游动物为食，从而为海洋食物链和碳循环作出贡献。然而，我们对脆弱的大型浮游动物所起作用及其对海洋生态系统的贡献的认识却是有限的。利用在 “Tara Oceans”全球调查期间通过一个原位成像系统收集的数据，Tristan Biard等人对有孔虫（一个范围很大的海洋原生生物系统发生类群）和大于600微米的其他浮游动物各自的贡献进行了量化，发现它们所代表的生物质要比以前所认为的大得多，对海洋生物圈碳库总量的贡献近5.2%。这些发现突显了有孔虫对海洋中的浮游生物生物质、初级生产力和其他生物地球化学过程的重要贡献。

文章来源：中国科学报 田天