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为巴甫洛夫遗留的百年难题提供答案！
【导读】
一个世纪前，俄国科学家伊万·巴甫洛夫（Ivan Pavlov，1904 年诺贝尔生理学或医学奖获得者）以狗为研究对象，训练狗学会“铃声-食物”之间的关系，让狗听到铃声便开始分泌唾液。他提出了经典的学习记忆理论模型“关联学习”，也被称为“条件反射”。
巴甫洛夫首次发现，除了铃声和食物外，时间一致性（coincidence）是另一个决定该训练是否成功的关键因素。只有当铃声和食物同时出现、或者间隔很近时，训练才能成功；反之，当铃声和食物相隔很远时，学习记忆则不会发生。
此后，科学家们在不同的物种中陆续观察到，几乎所有的学习记忆行为都由“时间一致性”决定，例如研究人的“铃声-眨眼”记忆、研究海兔的“触摸-电击”记忆、研究果蝇的“气味-电击”记忆。
但是，这些研究仅是针对简单现象的描述，并未对其背后具体神经机制的解析，比如时间窗口长度是不是能调节？其对学习记忆后突触的可塑性变化会不会产生影响？它受哪种神经环路与分子机理的调控？
以研究果蝇的“气味-电击”记忆作为范式，北京大学/深圳湾实验室李毓龙团队利用其自主开发的系列神经递质荧光探针相结合，发现了一种关于五羟色胺双向调节学习记忆的“一致性时间窗口”的新机理，并深度解析了五羟色胺在突触可塑性方面的调节，以及这项功能所依赖的负反馈神经环路。
根据研究相关结果，嗅觉学习记忆行的“一致性时间窗口”为 16.9 秒，而嗅觉学习记忆能够被五羟色胺调节的动态范围在 10.4 秒至 33.3 秒之间。该研究对更深入地认识学习记忆障碍的病理机制，并通过新机理的阐述药物干预患者的时间认知障碍方面提供新的参考。相关论文以《局部五羟色胺信号双向调节关联学习的一致性时间窗口》为题发表在Neuron上。
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论文信息：
标题：Local 5-HT signaling bi-directionally regulates the coincidence time window for associative learning
出版信息：Neuron，26 January 2023
DOI：10.1016/j.neuron.2022.12.034
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我国学者在有机硫水解与硫回收研究方面取得进展
【导读】
中国科学院大学环境材料与污染控制技术研究中心郝郑平、张凤莲、蒋国霞团队在缺陷调控钛基钙钛矿催化剂促进水活化及有机硫水解研究方面取得重要进展。相关研究成果以“氧空位工程钛基钙钛矿促进水活化和有机硫低温水解”为题于2023年1月12日在线发表于《美国国家科学院院刊》杂志。
环境中硫的回收利用是污染治理与资源化的一个重要领域。有机硫水解是个典型的H2O活化的反应，受限于水的有效活化，复杂环境下CS2水解需较高的温度，而该温度条件不利于硫回收反应的进行，进而影响了硫回收与污染的有效控制。
针对上述问题，该团队提出了一种钛基钙钛矿上产生简便的氧空位（VO）方法，从而激发H2O的活化，实现了较低温度下高效有机硫水解与硫回收。通过该氧空位方法构筑了具有不同氧空位浓度的钛基钙钛矿催化剂，研究表明氧空位浓度与水的活化解离程度及水解性能呈线性相关关系。与VO相邻的低配位Ti离子是H2O活化的活性位点，VO的引入（特别是VO团簇）能够显著降低H2O解离能垒，有效促进H2O的活化解离。进一步的机理研究表明，CS2的水解是由水分子吸附解离产生的-OH与CS2分子引发的（Eley-Rideal 机理），这也是VO促进 H2O 活化而增强水解活性的本质。经还原处理的STO-R氧空位浓度最高，获得最佳水解性能，在克劳斯反应（Claus）最有利的225°C条件下实现了COS和CS2的完全转化。尤其值得关注的是，该催化剂还同时具有Claus催化活性，可以同时获得优异的有机硫水解及硫回收效率。
双功能催化剂的应用可显著提高硫回收效率，减少催化反应单元级数，节约投资及运行成本，具有良好的应用前景。该研究成果对酸性气体的减排控制与资源回收利用具有重要的意义。
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论文信息：
标题：Oxygen vacancy-engineered titanium-based perovskite for boosting H2O activation and lower-temperature hydrolysis of organic sulfur
出版信息：PNAS，11 January 2023
DOI：10.1073/pnas.2217148120
转自：“科研之友 ScholarMate”微信公众号
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