《Applied Sciences》：Physics-Constrained Neural Covariance Estimation for High-Dynamic SINS/GNSS Integrated Navigation
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背景：前西班牙时期安第斯人群中人工颅骨改形（ACM）为研究颅骨穹窿显著变形是否与腭部形态及颅面整合的相应变化相关提供了自然模型。方法：研究人员采用三维几何形态测量学（3D GM）对19例秘鲁颅骨（9例改形、10例未改形）的神经颅与腭部形态进行量化。分析包括广义
背景：前西班牙时期安第斯人群中人工颅骨改形（ACM）为研究颅骨穹窿显著变形是否与腭部形态及颅面整合的相应变化相关提供了自然模型。方法：研究人员采用三维几何形态测量学（3D GM）对19例秘鲁颅骨（9例改形、10例未改形）的神经颅与腭部形态进行量化。分析包括广义普氏分析（GPA）、主成分分析（PCA）、普氏方差分析（Procrustes ANOVA）、形态差异度检验、方向性不对称评估，以及神经颅–腭部协变的两块式偏最小二乘（two-block PLS）分析。结果：改形颅骨较未改形个体呈现显著的神经颅形状分化，而两组间腭部平均形状、主成分得分及组内形态差异度均无显著差异。两组方向性不对称均显著，但组间平均不对称差异较小。两块式PLS分析首轴相关系数r-PLS=0.694；然而该关联无统计学意义（p=0.488），RV系数指示神经颅与腭部形状仅呈低至中度整合（RV=0.341）。结论：上述发现表明显著神经颅变形伴随颅骨穹窿形态的实质性改变，但腭部形状改变有限。神经颅–腭部协变缺乏显著性，提示腭部作为颅面复合体中相对受限的组分，支持生长期颅面部分整合模型。
研究背景与立项依据
人类颅骨是一个复杂解剖系统，神经颅与脏颅在结构上相连，但在生长与功能关系中仅部分整合。腭弓主要由上颌骨腭突与腭骨水平板构成，参与口腔顶及口鼻通道分隔，支持吞咽、呼吸与言语等功能。理解神经颅与腭部形态关系对颅面生长、先天畸形与功能变异研究具有重要意义。人工颅骨改形（ACM）是前西班牙时期安第斯人群通过婴儿期持续外力压迫颅骨穹窿形成环形或平板型等非病理性改形的实践，为检验“显著神经颅变形是否伴随腭部相应改变”提供了自然实验模型。既往研究多关注颅底、中面部与眶颧区，腭部三维系统性调查有限，且神经颅与腭部是否协同变形尚不明确。为此，研究人员以佛罗伦萨大学人类学民族学博物馆所藏19例前西班牙时期秘鲁成人颅骨（9例ACM：含tabular与annular型；10例未改形）为样本，采用高精度结构化光扫描与三维几何形态测量学，联合量化神经颅（286标志点/半标志点）与腭部（41标志点/半标志点）形状，旨在回答三个问题：改形与未改形腭形状是否不同；ACM是否改变腭方向性不对称；神经颅–腭形状协变程度及其对ACM的形态计量响应差异。
论文发表于《Applied Sciences》，其意义在于以非病理、文化诱导的早期力学改形为切入点，借助严格三维形态计量框架，揭示颅面模块间不等价可塑性，为颅面整合（craniofacial integration）与模块性（modularity）理论提供考古人类学证据，并对临床颅面畸形评估具有谨慎类比价值。
主要关键技术方法（≤250字）
研究人员自佛罗伦萨大学人类学民族学博物馆选取19例前西班牙时期秘鲁成人颅骨，依Torres-Rouff标准分改形组（9例）与未改形对照组（10例），排除病理与保存不全者。采用Artec Eva S Spider结构化光扫描仪（精度≈0.05 mm）获取高分辨率三维网格，经Artec Studio 12与PMOD 2021配准修整后，在Viewbox 4中由同一观察者按已验证协议布设腭部41点、全颅286点（含固定标志点、曲线半标志点、表面半标志点）。形状对齐采用广义普氏分析（GPA，geomorph::gpagen，半标志点滑移最小化弯曲能）；组间差异与性别协变量用置换Procrustes ANOVA（procD.lm，9999次置换）；形态差异度用Procrustes方差置换检验；主成分分析（PCA）提取形态变异轴；腭方向性不对称（DA）用双侧对称模型分解；神经颅–腭整合用两块式偏最小二乘（two-block PLS）与RV系数，显著性由9999次置换评估。全部统计于R 4.4.1（geomorph、vegan）完成。
研究结果
- 3.
Results
性别影响敏感性：对两例性别不定个体设四种赋值情景，置换Procrustes ANOVA显示性别主效应及性别×组别交互均不显著（p>0.28），后续分析弃用性别分层。
腭形状PCA与组间检验：腭前三维PC累计方差72.1%（PC1 38.7%、PC2 23.2%、PC3 10.2%），改形与未改形在PC1–PC2形态空间广泛重叠；Procrustes ANOVA组间平均形状差异不显著（F=0.839，p=0.511）；组内Procrustes方差改形0.00947、未改形0.00986（p=0.889），形态差异度无组间差。
神经颅形状PCA与组间检验：前二维PC累计44.7%（PC1 30.0%、PC2 14.7%），改形与未改形显著分离（Procrustes ANOVA：F=4.75，Z=3.27，R2=0.218，p<0.001）；改形组Procrustes方差0.00293显著高于未改形0.00227（p=0.00065）。
神经颅–腭协变：首PLS轴r-PLS=0.694，解释45.17%协变，但置换检验不显著（Z=0.036，p=0.488）；RV系数0.341，指示低至中度整合。
腭方向性不对称（DA）：改形组与未改形组均检出显著侧别效应（p=0.0001与p=0.0002），个体内分量占方差最大；组间平均标志点DA值改形0.0146、未改形0.0116，差0.0030，全局置换检验不显著（p=0.103）。
讨论与结论翻译
讨论部分指出，神经颅对ACM呈显著形态响应而腭平均形状稳定，符合功能矩阵理论框架下腭部受咀嚼、吞咽、咬合与气道通畅等功能性需求发育约束的解释；DA在两组均显著但组间无离散偏移，提示ACM改变颅面载荷条件而未引发腭统一重塑；神经颅–腭协变不显著（r-PLS=0.694，p=0.488，RV=0.341）支持“部分区域特异性颅面整合”模型，即各模块具异质可塑性与发育轨迹。局限性含样本量小（n=19）致Ⅱ类错误风险、纯骨骼形态无法直评肌群/咬合/气道机制、考古材料难控发育时序、未做标志点误差重测。
结论原文浓缩翻译：本研究揭示神经颅与腭对人工颅骨改形（ACM）的形态计量响应明显解耦。文化介导外力致神经颅显著重塑，而腭弓维持相对稳态表型。这为人类颅面模块性提供重要洞见，表明直接参与生命功能（如呼吸、咀嚼）的解剖结构比颅骨穹窿受更严发育限度约束。自解剖与演化视角，结果支持部分且区域特异性整合模型，不同颅面模块对外扰可塑性不等。对颅面研究与临床医学，本研究给出谨慎但具信息的比较框架：某一颅区实质重塑未必预示相邻组分成比例改变，该概念有助于理解发育与病理情境下的区域特异性敏感度。
