研究人員已經破解了一種有關生物材料的謎團：即魷魚是如何用其尖利如刀的喙狀嘴來傷殘其獵物但又不損害其喙狀嘴所嵌入的肌肉組織。魷魚喙狀嘴所面臨的設計上的難題與無柄刀子相同，因為人們很難在不割傷自己的情況下來使用無柄的刀子。洪堡巨魷的喙狀嘴是已知的完全為有機材料組成的最堅硬的物質之一。用該喙狀嘴來擊打獵物會將相當巨大的力量傳導到其自身維系喙狀嘴的軟組織上。根據Ali Miserez及其同事的披露，該魷魚的喙狀嘴之所以能夠應付這些作用力是因為其切割端雖然既堅且硬，但是它在越靠近喙狀嘴附著的柔軟肌肉組織時，變得越來越柔軟且其可彎曲性也越來越大。研究人員非常費力地將喙狀嘴的每一節段的特定化學組成進行了測定，并在每一點上將其與喙狀嘴的力學性質進行配對。控制喙狀嘴的堅硬程度是通過幾丁質、水、富含組氨酸這種氨基酸的蛋白質及一種叫做Dopa的化合物的比例變化來實現的。在一篇相關文章中，Phillip Messersmith探討了Dopa在其他生物結構中的作用，以及研究人員為什么有興趣在人工合成的材料中使用模擬生物材料性質的化合物。

 

 

新的研究提示，當選擇錯誤的氣味會導致一種令人不適的電擊時，人們對嗅覺會變得異乎尋常地敏感。這些發現提示，情感經驗可以影響我們的感官知覺，并且可能對我們如何學會躲避危險有著重要的影響。對調試作用的大多數研究一直集中在生物體是如何學習對感覺信號本身進行反應的，但Wen Li及其同事想研究這種學習過程是否會在實際上更改對信號本身的感知。他們讓志愿受試者嗅聞配對的氣味，而這些氣味是以“對映體”的形式存在的，即每種氣味分子在結構上是相同的，但卻互為鏡像。這些對映體在正常情況下氣味是相同的。志愿者對三個瓶子中的物質的氣味進行嗅聞，其中兩個瓶子含有相同物質，而第三個瓶子中含有前兩個瓶子中氣味分子的對映體。起先，志愿者不能夠辨認出那種掛單的對映體氣味。接著，這些志愿者經過了一個調試期。在此期間，他們在嗅聞一種氣味的時候會受到一種輕度的電擊，但在嗅聞其對映體的氣味時卻不會受到電擊。當重新對這三瓶氣味測試時，這些受試者辨識出那種掛單氣味的能力得到了改善。文章的作者還對志愿者辨識變化的腦部活動進行了監測，即志愿者嗅覺變得更為敏銳時其嗅覺皮層活動模式出現的變化。在文章結尾處，作者們推測在某些焦慮性的疾病中，患者可能會有對真正發出危險信號的刺激與類似但不那么重要的刺激進行區分的能力的損害。

 

 

新的研究顯示，大鼠能學會簡單的規則并將它們應用于新的處境中。這種能力一般被認為是人類思想的一個根本要旨。從特定經驗中導引出抽象的規則并借此創建新的序列場景，諸如幼童如何學習語言的方式等。某些研究已經提示嬰兒、其他靈長類動物甚至某些禽鳥能夠學會識別某些類型的序列場景，但非人類動物是否能夠真的學會某些規則還不甚清楚。Robin Murphy及其同事令大鼠接觸分為三部分的序列場景，即或者為視覺信號（輪次出現的暗淡及明亮的光線）或者為聽覺信號（輪次出現的高音或低音）。這些動物在接受食物時還接受某種序列的場景，而非其他序列的場景。接著，這些作者改變了他們的聽覺試驗中的音調頻率，但卻仍然維持相同的序列模式。如果將大鼠把頭低向喂食槽的時間長短作為期待食物的評判，作者們發現，這些大鼠看來能根據它們學會的規則區別聽到的信號模式。

 

（本欄目文章由美國科學促進會獨家提供）