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多动症急性发作:一项来自中国的回顾性研究
摘要 引言 运动障碍,尤其是多动性运动障碍,在急诊科中可能以急性或严重的形式出现,并且其病因具有多样性。由于关于中国多动性运动障碍的流行病学和临床表现的数据有限,因此进行了一项回顾性研究,以探讨各种多动性运动障碍急诊的情况及其潜在原因。 目的 通过回顾性研究揭示多动性运动
来源:Psychogeriatrics
时间:2025-11-15
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脉冲神经形态硬件求解稀疏有限元问题:实现能效优化的科学计算新范式
在科学计算领域,有限元法(FEM)作为求解偏微分方程(PDE)的核心数值方法,已成为工程仿真和科学发现不可或缺的工具。然而随着模型规模不断扩大,传统计算机求解大规模稀疏线性系统时面临严峻的能效挑战。神经形态计算(NMC)通过模拟大脑的稀疏、异步、并行计算特性,为实现低功耗计算提供了新途径,但长期以来缺乏能够直接支持科学计算应用的成熟算法。发表于《Nature Machine Intelligence》的这项研究突破性地解决了这一难题。由Bradley H. Theilman和James B. Aimone领导的研究团队开发出名为NeuroFEM的脉冲神经形态算法,首次实现了在神经形态硬件上直接
来源:Nature Machine Intelligence
时间:2025-11-15
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卷积架构是与大脑皮层功能相一致的新生结构(即全新设计的、符合大脑皮层运作原理的架构)
摘要在深度神经网络的视觉模型中,皮层对齐的表征是如何产生的?早期的研究表明,共同的架构约束是一个重要因素,但经过预训练后各种不同架构的成功使用,引发了关于架构约束重要性的关键问题。在这里,我们发现,在经过最小程度训练的广泛网络中,架构上的归纳偏差起着重要作用。我们研究了具有不同架构但未经预训练的网络,并量化了它们预测猴子和人类视觉皮层中图像表征的能力。我们发现,在结合了两种关键维度操作(即通过池化在空间域进行压缩,以及通过增加通道数量在特征域进行扩展)的卷积架构中,会出现皮层对齐的表征。此外,我们还表明,卷积架构的归纳偏差对于从特征扩展中获得性能提升至关重要——在其他架构以及具有针对性损伤的卷
来源:Nature Machine Intelligence
时间:2025-11-15
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面向图像3D检测的自动化合成数据集生成技术综述:进展、挑战与未来趋势
在自动驾驶、移动机器人和无人机等自主系统中,可靠的3D物体检测是实现高级任务的基础。然而,监督学习网络需要大量多样化且精确标注的数据,而真实数据的采集和标注过程复杂、昂贵且耗时。这促使研究人员转向合成数据集生成方法,利用计算资源的增长和仿真技术的进步,开发出多种数据生成器。这些方法旨在以自动化、可扩展的方式产生高质量的标注3D数据集,但仿真数据与真实数据之间的域适应差距(Sim2Real gap)仍是主要挑战。为了系统评估当前技术的自动化程度,Paul Schulz等人对基于3D建模和神经图像合成(NIS)的两大类方法进行了全面综述。3D建模方法依赖Blender、Unity等3D内容创建软件
来源:ARTIFICIAL INTELLIGENCE REVIEW
时间:2025-11-15
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罕见遗传变异通过影响神经元生物学赋予ADHD高风险
注意力缺陷多动障碍(ADHD)是一种常见的神经发育障碍,全球约5%的儿童和2.5%的成年人受其影响。这种疾病与一系列严重后果相关,包括物质使用障碍、事故、早逝、失业、犯罪和自杀等风险增加。尽管研究表明ADHD具有很高的遗传性,其双胞胎遗传力估计为77-88%,但此前的研究主要关注常见遗传变异,对罕见变异在ADHD中的作用了解甚少。为了深入探索罕见遗传变异对ADHD的贡献,由丹麦奥胡斯大学Ditte Demontis和美国博德研究所Kasper Lage共同领导的研究团队开展了大规模全外显子测序研究。他们分析了来自丹麦iPSYCH队列的8,895名ADHD患者和53,780名对照个体的遗传数据,
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经导管腹腔干与肝动脉去神经术治疗2型糖尿病:一项多中心开放标签单臂研究的安全性与有效性分析
在全球范围内,2型糖尿病(T2D)的患病率正以前所未有的速度增长,预计到2050年将影响超过13亿人。这一严峻形势凸显了T2D对全球公共卫生造成的巨大负担。尽管近年来药物治疗取得了显著进展,例如胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂等新型降糖药的出现,但仍有相当比例的患者无法实现理想的血糖控制。治疗失败往往归因于疾病的渐进性、医生治疗惰性以及患者对复杂用药方案依从性差等多重因素。因此,开发一种不依赖于患者每日依从性、能够提供持久血糖控制的新疗法,成为当前糖尿病管理领域的迫切需求。交感神经过度活跃被认为是T2D的关键病理生理改变之一。它通过促进肝脏糖异生和抑制胰岛素分泌,直接导致高血糖。此外
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-11-14
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共聚焦艾里光束斜光片断层扫描技术用于全脑细胞类型分布与形态学研究
摘要先进的脑全范围成像技术对于解决神经科学中的复杂问题至关重要。然而,现有的成像方法在通量、分辨率和信噪比方面存在局限性,这限制了它们的广泛应用。在这里,我们介绍了一种结合了单光子斜射光片断层扫描(CAB-OLST)技术的共聚焦艾里光束系统:该系统将单光子激发与扫描艾里光束、虚拟狭缝检测以及自动化机械切片技术相结合。CAB-OLST能够实现高通量、高分辨率和高信噪比的体积成像,其光学分辨率为0.77 μm × 0.49 μm × 2.61 μm。利用该技术,可以在10小时内完成小鼠全脑细胞类型的分布映射(体素大小为0.37 μm × 0.37 μm × 1.77 μm),并在58小时内实现单个
来源:Nature Methods
时间:2025-11-14
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可微分生物物理模拟JAXLEY:实现大规模神经动力学模型的梯度优化新范式
在神经科学领域,生物物理神经元模型犹如一台精密的"细胞计算机",能够通过离子通道、突触传导等机制揭示神经活动的细胞基础。然而,科学家们长期面临一个核心挑战:如何为这些包含大量微分方程的复杂模型找到合适的参数,使其既能匹配实验观测数据,又能执行特定的计算任务?传统方法如同"盲人摸象",难以高效优化成千上万的参数。目前主流的NEURON等模拟器缺乏自动微分功能,无法利用深度学习中的梯度下降方法。参数优化往往依赖遗传算法等无梯度方法,计算成本随参数数量急剧增加。对于具有复杂形态的神经元模型,参数空间更是浩瀚如海,使得大规模生物物理网络的训练几乎成为不可能完成的任务。来自德国蒂宾根大学的研究团队在《N
来源:Nature Methods
时间:2025-11-14
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全基因组关联分析揭示早发与晚发抑郁症具有不同的遗传结构
在精神健康领域,重度抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)如同一片笼罩全球的阴云,是一种常见且具有高度异质性的复杂疾病。患者群体在症状表现、治疗反应及疾病轨迹上存在巨大差异,这背后很可能隐藏着不同的病因学机制。传统的遗传学研究将MDD视为一个整体,虽然通过大规模全基因组关联研究(Genome-Wide Association Study, GWAS)已识别出数百个相关遗传位点,但对特定临床亚型的遗传基础理解仍十分有限,制约了更具针对性的治疗和预防策略的发展。面对这一挑战,研究人员将目光投向了发病年龄(Age at Onset, AAO)这一关键临床特征。临床观察
来源:Nature Genetics
时间:2025-11-14
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胶质间隙连接蛋白Innexin2的失调在北海进行性肌阵挛性癫痫的果蝇模型中介导了癫痫发作和睡眠障碍
北海渐进性肌阵挛癫痫(North Sea Progressive Myoclonus Epilepsy, NS-PME)是一种罕见的遗传性疾病,通常在儿童早期发病,表现为进行性共济失调、肌阵挛和癫痫。该疾病由Golgi SNAP受体2基因(GOSR2)的突变引起,但其在细胞层面的具体后果仍然未知。近年来,科学家通过构建果蝇模型,发现当果蝇中与GOSR2同源的Membrin蛋白在胶质细胞中被敲低时,会引发热诱导的癫痫样行为。然而,仅通过这些研究,我们仍未完全理解NS-PME中胶质细胞的异常是如何影响神经元功能的。在进一步的研究中,我们发现NS-PME果蝇不仅表现出热诱导的癫痫样行为,还存在睡眠结
来源:Journal of Neuroscience Research
时间:2025-11-14
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一种关于活动依赖性膜接触结构的新型且富有启发性的观点
摘要Chhikara等人将基质相互作用分子(STIM)蛋白重新定义为神经元中膜接触位点的结构组织者,而不仅仅是钙离子进入的激活剂。STIM2维持静息状态下内质网(ER)与质膜(PM)之间的连接;而在神经元活动期间,STIM1会动态地扩展这些连接。这种依赖于活动的重塑过程调节了内质网与质膜之间的距离以及钙离子的传递,使研究重点从通道的开启与关闭机制转向了空间组织结构。
来源:TRENDS IN Cell Biology
时间:2025-11-14
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全球范围内的蓝斑-去甲肾上腺素神经元-周细胞耦合机制调控着整个大脑的血管动态
亮点•全脑周细胞表现出具有规律性的毛细血管到小动脉的活动模式•蓝斑-去甲肾上腺素(LC-NE)神经元协调全身的周细胞活动•LC-NE神经元通过去甲肾上腺素和胶质细胞介导的途径向周细胞传递信号•LC-NE神经元与周细胞的耦合协调血液流动并支持行为表现总结大脑在局部和全局层面调节自身的血液供应,以确保神经功能的正常运作。虽然局部脑血流量(CBF)通过神经血管耦合受到区域神经活动的调控,但全局脑血流量如何被协调仍不清楚。利用对斑马鱼幼体多个神经血管成分的体内监测,我们发现蓝斑-去甲肾上腺素(LC-NE)系统——作为脊椎动物中的关键唤醒节点——通过驱动全脑周细胞的具有规律性的毛细血管到小动脉的活动模式
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人源Senataxin通过“推”动暂停RNA聚合酶II走出困境:重新定义转录延伸与R-loop关联的新机制
在真核细胞核内,RNA聚合酶II(RNAPII)像一列精密的转录列车,却常被核小体、T-tract等“路障”逼停或倒滑,形成暂停与回溯。暂停若久,RNA-DNA杂合链(R-loop)伺机堆积,既阻断转录,又诱发DNA断裂,成为癌症与神经退行性疾病的温床。长久以来,被认为负责拆解R-loop的“维修工”——人源RNA/DNA解旋酶Senataxin(SETX)——却被矛盾数据困扰:有的研究称其主导转录终止,有的说它清除R-loop,甚至同一突变可导致两种罕见病——隐性共济失调-眼动失用2型(AOA2)与显性青少年肌萎缩侧索硬化4型(ALS4)。功能争议与疾病机制缺口,让SETX成为转录与基因组稳
来源:Molecular Cell
时间:2025-11-14
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对小鼠探索行为的纵向研究揭示了其成年生命周期内稳定的认知特征
本研究探讨了小鼠认知能力在成年生命过程中的稳定性,并进一步分析了这种稳定性与认知储备建立之间的关系。通过对C57BL/6J雌性小鼠进行长期的认知测试,研究人员发现,小鼠在4个月时的认知表现可以非常可靠地预测其在18个月时的表现。这一发现与人类研究中认知能力在早期生命阶段对后期认知健康的影响类似,表明小鼠可能是一个研究认知储备和健康大脑衰老的有价值的模型。### 认知能力的稳定性与健康大脑衰老的关系随着现代社会的长寿趋势,人类的衰老过程往往伴随着功能独立性的丧失,如认知能力的下降。虽然目前尚无有效的治疗方法,但研究已经试图通过追踪个体在整个生命周期中的表现,以识别可改变的痴呆风险因素。人类纵向研
来源:Aging Cell
时间:2025-11-14
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易怒性与大脑皮层下体积的性别特异性关联
### 研究背景与意义在心理学和神经科学领域,**解离状态**(Dissociation)是一种特殊的意识状态,表现为个体对自己身体、环境以及自我感的疏离。这种状态在**创伤后应激障碍**(Post-Traumatic Stress Disorder, PTSD)中尤为常见,成为该疾病的显著特征之一。然而,尽管解离状态在PTSD的临床表现中占据重要位置,其背后的神经认知机制却仍不清晰。这种机制的模糊性不仅影响了对PTSD的准确诊断,也限制了治疗方案的有效性。解离状态可以表现为多种形式,如**现实感丧失**(derealization)、**自我感分离**(depersonalization)以
来源:Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging
时间:2025-11-14
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额叶皮层刺激可以调节注意力回路,并加剧焦虑抑郁患者的惊跳反应
泰特·波普林(Tate Poplin)| 雷乌斯·库普利茨基(Rayus Kuplicki)| 埃博尼·A·沃克(Ebony A. Walker)| 凯尔·戈德曼(Kyle Goldman)| 切尔丁·拉姆齐(Cheldyn Ramsey)| 尼古拉斯·鲍尔德斯顿(Nicholas Balderston)| 罗宾·L·奥珀尔(Robin L. Aupperle)| 马丁·P·保卢斯(Martin P. Paulus)| 玛丽亚·艾恩索德(Maria Ironside)美国俄克拉荷马州塔尔萨市劳雷特脑研究所(Laureate Institute for Brain Research)摘要背景伴有
来源:Biological Psychiatry
时间:2025-11-14
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真核翻译延伸因子eEF1A1与eEF1A2的结构动态差异揭示其功能特异性分子基础
在真核生物的蛋白质合成过程中,翻译延伸因子eEF1A负责将氨酰-tRNA准确递送至核糖体A位,是维持翻译准确性和效率的关键蛋白。在高等脊椎动物中,存在两个高度同源的eEF1A亚型——eEF1A1和eEF1A2,它们共享92%的序列同一性和97%的相似性,却在人体组织中呈现互斥的表达模式。尽管它们在蛋白质合成中功能相似,但与截然不同的疾病相关联:eEF1A2的突变与发育性和癫痫性脑病密切相关,而eEF1A1则更多地在癌症发生和发展中扮演角色。科学家们推测,这些功能差异可能源于二者在结构动态或相互作用网络上的细微差别,然而,由于eEF1A1难以结晶,其精细三维结构一直未被解析,使得二者功能差异的结
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-11-14
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强化学习驱动的奥林匹克级形式数学推理新突破:AlphaProof在IMO竞赛中实现银牌水平表现
数学作为科学理解的基石,一直是人工智能发展的重要试金石。长久以来,AI系统在数学推理上面临着双重挑战:既要处理无限的概念空间,又要保证推理过程的绝对正确性。传统基于大语言模型的方法虽然能生成看似合理的数学论证,但缺乏形式化验证机制,其正确性难以保证。而形式化系统如Lean定理证明器虽然能提供严格的验证,但通常需要大量专家工作,自动化程度有限。在这一背景下,Google DeepMind的研究团队开发了AlphaProof系统,将形式化证明的严谨性与强化学习的探索能力相结合。这项发表于《Nature》的研究展示了一个能够在Lean环境中自主发现数学证明的AI代理,其性能在多个高水平数学竞赛基准测
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综述:“翻译的失真:规则失效之时”
摘要 真核生物的基因表达在翻译过程中受到严格的控制和调节。对于真核mRNA而言,依赖帽结构(cap-dependent)的翻译是合成蛋白质的主要途径,这一过程始于真核起始因子和核糖体被招募到mRNA的5′端m7G帽结构上,随后进行核糖体扫描和AUG序列的识别。然而,在细胞应对某些环境因素(如压力、病毒感染和缺氧)时,常规翻译机制可能会受到干扰。在这种情况下,细胞会关闭常规的翻译起始途径,转而使用替代的翻译起始机制,其中一些机制严重依赖于RNA的二级结构。一种非典型的翻译起始机制是通过内部核糖体进入位点(Internal Ribos
来源:Wiley Interdisciplinary Reviews-RNA
时间:2025-11-14
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胰岛素样生长因子-1通过调控伏隔核c-Fos表达促进吗啡诱导条件性位置偏好的消退并抑制复吸:一项行为与生化实验研究
在全球阿片类药物滥用危机持续蔓延的背景下,吗啡成瘾已成为严重的公共卫生问题。据世界卫生组织统计,全球约有1550万人遭受阿片类使用障碍困扰,而美国国家药物滥用研究所数据显示,2020年仅美国就有超过270万12岁以上人群患有阿片使用障碍。这种成瘾现象不仅表现为生理依赖和耐受性增加,更被现代研究视为一种学习与记忆障碍——药物相关环境线索通过巴甫洛夫条件反射与奖赏效应形成强烈关联,成为导致复吸的关键因素。尽管现有治疗手段如多巴胺拮抗剂已取得一定进展,但其难以有效干预成瘾记忆的顽固性。胰岛素样生长因子-1(IGF-1)作为一种具有神经营养和突触可塑性调节功能的激素,在神经发育和认知功能中发挥重要作用
来源:Behavioral and Brain Functions
时间:2025-11-14