这是我记录的第三篇关于节律记忆的文章。看来这个问题很有理论研究的价值。

这个月Prof. Y.C. Lai都在，他是非线性动力学和网路领域的专家，可以找他讨论讨论 :)

Slow oscillations at frequencies <1 Hz manifest in many brain regions as discrete transitions between a depolarized up state and a hyperpolarized down state of the neuronal membrane potential. Although up and down states are known to differentially affect sensory-evoked responses, whether and how they are modulated by sensory stimuli are not well understood. In the present study, intracellular recording in anesthetized guinea pigs showed that membrane potentials of nonlemniscal auditory thalamic neurons exhibited spontaneous up/down transitions at random intervals in the range of 2–30 s, which could be entrained to a regular interval by repetitive sound stimuli. After termination of the entraining stimulation (ES), regular up/down transitions persisted for several cycles at the ES interval. Furthermore, the efficacy of weak sound stimuli in triggering the up-to-down transition was potentiated specifically at the ES interval for at least 10 min. Extracellular recordings in the auditory thalamus of unanesthetized guinea pigs also showed entrainment of slow oscillations by rhythmic sound stimuli during slow wave sleep. These results demonstrate a novel form of network plasticity, which could help to retain the information of stimulus interval on the order of seconds.

作者：黄辛 来源：科学时报 发布时间：2009-5-21

zz from x. zhou's old blog post. (2007)

 

Ten commandments in systems biology

The 5th European Conference on Complex System is holding in Dresden, Germany now. This is really an emerging research area. 

The multiple para-sessions themselves show how diverse and multi-disciplined it is. It includes:
* Complex system method
*  Cognition
*  Networks
*  Social system
*  Biological system
Researchers not only from all countries of Europe, but also from US, Canada, Japan ect.. Unfortunately, there are few Chinese researchers. 

The most inspiring experience of this conference is that the traditional barriers among disciplines are broken down. You can hear the hybrid

 system of brain tissue and microelectronic chips, then system biology illustrated using the virtual heart. It was followed by mathematical 

model of rhythmic behavior in biological system, and a speaker from HP computer Lab talked about social dynamics in cyberspace, 

mentioning the network properties and quality control of Wikipedia etc.

Today's most heated topic is Prof. Denis Nobel's talk about his revolutionary views about system biology. When I talked with several 

people after his speech, they all called it astonishing. He called his experience as ten commandments in systems biology.

Commandment 1 (C1): Gene itself has no functions.
It is actually the cooperation and system of genes lead to the function of living things. 

C2: Transmission of information is NOT one-way
Traditionally we think that gene decide protein -> pathway -> sub-cellular -> cell->tissue-> organ->body. 

it is totally wrong that we can start with gene, proteins and  then build everything. It is doomed to fail.  Gene expression is also decided 

by the cell culture and proteins to translate them.

There is no magic gene/ genes to cause Cancer, homosexuality, selfishness or high blood pressure. All functions and malfunctions of 

human being in all level are system properties emerging from the network and interaction of elements. 

C3: DNA is not sole transmitter of inheritance
It is quite anti-Darwinism and pro-Lamarkism. But there are some scientific evidences for that. More can seen in article:

Jane Qiu (2006), Unfinished symphony, Nature, 441, 143-145

C4: Theory of biology Relativity
We need to understand the interactions  at all level to understand the real functions of living things. We can not unlock nature's myth only from bottom-up strategy. That is, we can not understand the organism only from gene level up to cell level etc. We have to understand it from organ regulating 

cell or even gene as well.

C5: Gen ontology will fail without high-level insight
It is very mis-leading to find the causes of cancer from the selection of genes without clear understanding the physiology of cancer and evolution theory of 

organs. Gene is called a blueprint of life. It is wrong. Gene is NOT the book of life. If it is the book, it is the book with huge gap which can not be read at all.

C6: There is not “genetic program”
gene itself is not a program of life, it is only the database of life. There is NO program written in the gene. The reading of this database come from the cell 

and protein to transcript and translate them.

C7: There is no program at any other level
Life is like a well-coordinated concert but without conductor.  Further reading
“The art of Gene”, Enrico Coen ( Oxford Univ Press, 1999)

C8: No program from any level, including brain

C9: Life is the self integrated process, not an object or substance.

C10: There are many more to be discovered, the theories of biology do NOT yet exist. Seeking theory/ies is real challenge in system biology.


(Denis Biography from Wiki)

Denis Noble (born November 16, 1936) is an eminent British biologist who held the Bourdon Sanderson Chair of Cardiovascular Psychology 

at Oxford University from 1984-2004 and is now Professor Emeritus and co-Director of Computational Physiology. He is one of the pioneers 

of Systems Biology and developed the first viable mathematical model of the working heart in 1960[1]. His research focuses on using computer 

models of biological organs and organ systems to interpret function from the molecular level to the whole organism. Together with international 

collaborators, his team has used supercomputers to create the first virtual organ, the virtual heart.

Noble was educated at Emanuel School and University College London (UCL)[1]. In 1958 he began his investigations into the mechanisms of heartbeat. This led to two seminal papers in Nature in 1960 giving the first proper 

simulation of the heart. From this work it became clear that there was not a single oscillator which controlled heartbeat, but rather this was an 

emergent property of the feedback loops in the various channels.