《自然-神经科学》

下丘脑热诱导神经元可塑性介导热耐受

德国海德堡大学的Jan Siemens团队提出，下丘脑热诱导神经元可塑性能够介导热耐受。相关研究成果近日发表于《自然-神经科学》。

热适应是一种适应性过程，可以提高生理性能，并在环境温度升高的情况下支持生存，但其潜在机制尚不清楚。

研究人员在小鼠下丘脑视前区（POA）中发现了一组离散的神经元，它们在热适应过程中增加了活性，这是小鼠变得耐热所必需的特性。在未适应的小鼠中，它们通过臂旁核的外周热传入通路激活POA神经元并介导急性热防御机制。

然而，长期暴露在高温下会促进POA神经元获得固有的温敏活动，而与热传入臂旁输入无关。这种新获得的细胞自主温敏性，是驯化动物招募外周耐热机制所必需的。这种类似起搏器的温敏活动由钠漏电流增加和NaV1.3离子通道利用率提高共同驱动。研究人员认为，这种显著的神经元可塑性机制自适应驱动驯化以促进耐热性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41593-024-01830-0

《物理评论A》

科学家揭示三叶虫分子的内部衍射动力学

德国汉堡大学的Rohan Srikumar与美国海军学院的Seth T. Rittenhouse合作，揭示了三叶虫分子的内部衍射动力学。相关研究成果近日发表于《物理评论A》。

三叶虫分子是一种超长程里德伯分子，由一个高角动量里德伯电子与基态原子散射形成。其独特的电子结构和高度振荡的势能曲线，支持多种尚未探索的动态效应。

研究团队采用绝热波包传播动力学的框架，分析了这些分子的振动，并观察到在适当的初始状态下，三叶虫势能起到分子衍射光栅的作用。研究人员通过对散射势和相应散射波包的傅里叶分析，解释了所观察到的量子动力学效应。

此外，团队还发现低角动量超长程里德伯分子的振动基态，特别适合制备相关波包。因此，研究人员提出了一种时间分辨的泵浦-探测方案，旨在实现上述效应，并建议使用单个双原子里德伯分子作为研究极端量子动力学现象的试验平台。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.062808

《自然-物理学》

科学家利用声子晶体控制高频声子与单量子系统相互作用

美国哈佛大学的Marko Loncar和Kazuhiro Kuruma团队成功利用声子晶体控制高频声子与单量子系统之间的相互作用。相关研究成果近日发表于《自然-物理学》。

这项研究展示了利用声子晶体控制宿主基质中声子局域态密度的能力，并测量了这一方法对单个量子系统的积极影响。研究人员设计并制造了特征尺寸小至约20纳米的金刚石声子晶体，从而在50至70吉赫兹的高频段内实现了完全的声子带隙。

通过嵌入在声子晶体中的单个硅空穴色心，研究人员对工程化后的局域态密度进行了探测。与体材料相比，发射体的声子诱导轨道弛豫速率降低，从而证明了声子晶体能够抑制自发单声子过程。

此外，该研究方法可以有效抑制20开尔文温度下的单声子-发射体相互作用，这为研究发射体中的多声子过程提供了可能。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41567-024-02697-5