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分段分数阶与随机数学建模分析HIV/AIDS对劳动人群的影响及公共卫生策略研究
在全球健康挑战中,传染病尤其是人类免疫缺陷病毒(HIV)感染,持续构成重大公共卫生威胁。截至2023年,全球约有3990万人携带HIV病毒,其中低收入和中等收入国家负担最重。HIV病毒通过靶向破坏CD4+T细胞削弱免疫系统,使感染者易患机会性感染,未经治疗可发展为获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。尽管抗逆转录病毒治疗(ART)已显著降低HIV相关死亡,但缺乏根治方法,且疫情动态受到社会经济因素、行为模式和治疗可及性等多重因素影响,使得精准预测和干预变得复杂。埃塞俄比亚实施了多项国家战略计划,如《国家HIV/AIDS战略计划(2021–2025)》和《卫生部门转型计划II》(HSTP II),结
来源:Discover Public Health
时间:2025-09-18
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面向片上光子神经网络推理的扩展策略:部分相干深度光学神经网络(PDONN)的集成实现与性能验证
光学神经网络(Optical Neural Networks, ONNs)近年来被视为突破传统电子计算能效瓶颈的重要技术路径。其利用光传播的低能耗特性与高带宽优势,在人工智能计算领域展现出巨大潜力。然而,要实现真正的端到端光学推理,仍面临两大核心挑战:一是光学非线性激活函数(Nonlinear Activation Functions, NAFs)的级联能力弱,难以构建深层网络;二是片上光学矩阵的规模受限于集成密度与光源相干性要求,制约了输入尺寸的扩展。以往研究往往依赖外部电放大器或复杂相干检测方案,不仅增加了系统复杂度,也限制了计算效率与可扩展性。针对上述问题,武汉国家光电研究中心Bo Wu
来源:Light-Science & Applications
时间:2025-09-18
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分子晶体忆阻器:实现超低能耗神经形态计算的新突破
基于分子晶体结构的忆阻器(Memristor)被成功制备,其以范德华(van der Waals)力连接的分子笼作为核心特征。代表性通道材料Sb2O3凭借独特的分子晶体构型,使得离子可在分子间隙中低能耗迁移,并在大量循环操作后仍保持晶体完整性。该器件实现了每次操作仅需26 zJ的超低能耗,耐久性超过109次开关循环,同时具备可重构的非易失性与易失性电阻开关特性,尺度覆盖从微米至纳米范围。研究团队进一步展示了该技术在大规模集成方面的潜力,通过在8英寸晶圆上制备大型交叉阵列,并基于CMOS(互补金属氧化物半导体)集成单芯片成功实现了储备池计算(Reservoir Computing),在动态视觉识
来源:Nature Nanotechnology
时间:2025-09-18
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脑电慢波活动预测心脏骤停后良好功能结局的准确性评估——STEPCARE试验子研究方案
研究背景与意义当前指南推荐将脑电图(EEG)评估作为心脏骤停后多模式神经预后评估的重要组成部分。然而,EEG在复苏后护理中的应用常受限于专业神经生理学专家的可及性。传统预后评估主要关注不良结局预测,近年来良好结局的早期预测日益受到重视。脑电慢波活动(SWA)作为生理睡眠和医疗镇静期间的正常脑电特征,与正常脑功能及良好预后存在潜在关联。先前研究发现,早期恢复EEG慢波活动可能预测心脏骤停后的良好功能结局。C-Trend Index作为一种新开发的动态数值指标,通过商用医疗设备软件计算,可实现对SWA的量化监测。在芬兰的一项双中心研究中,研究者发现使用C-Trend Index测量的SWA在预测p
来源:Acta Anaesthesiologica Scandinavica
时间:2025-09-18
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面向可扩展光计算的高精度马赫-曾德尔干涉仪任意幅度与相位自动调控技术
引言:光子计算的技术革命人工智能(AI)和高性能计算对矩阵向量乘法(MVM)的算力需求正面临电子硬件的物理极限。传统图形处理器(GPU)和张量处理器(TPU)存在带宽约束()和能耗瓶颈(),而集成光子学通过光传输的零功耗特性,可在数十皮秒(ps)内完成MVM运算, latency仅为O(1)且与矩阵尺寸无关。其中基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)网格的相干架构因其单波长操作优势和复数运算能力,成为最具潜力的光学加速器方案。控制策略:突破精度瓶颈的创新方案MZI作为可编程2×2光学门,其传输矩阵U(θ, φ)需通过两个相位调制器(PS)精确控制。传统预校准查表法难以应对热漂移和工艺误差,导致计算精
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-18
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基于遗传算法动态优化神经网络架构:提升复杂控制任务的效率与性能
在人工智能飞速发展的今天,强化学习(Reinforcement Learning, RL)和神经网络(Neural Networks, NNs)已成为解决决策、机器人控制和复杂系统优化等任务的核心技术。然而,这些方法仍面临显著挑战:训练时间漫长、计算资源消耗巨大,且传统的梯度优化方法(如反向传播)容易陷入局部最优或出现梯度消失问题。另一方面,虽然遗传算法(Genetic Algorithms, GAs)能通过全局搜索有效探索解空间并演化网络结构,但其计算成本高、评估效率低的问题也限制了其广泛应用。现有的混合方法尝试结合两者优势,但仍难以在大型环境或高维任务中实现高效收敛。这一背景下,开发一种既
来源:ARTIFICIAL INTELLIGENCE REVIEW
时间:2025-09-18
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月经周期症状而非雌激素或孕酮浓度与女性运动员睡眠质量的相关性研究
引言卵巢激素雌激素(E2)和孕酮(P4)通过下丘脑-垂体-卵巢轴(HPO轴)调控,除生殖功能外,还影响自主神经功能和睡眠等生理过程。正常月经周期为21-35天,分为四个激素波动阶段,而激素避孕(HC)会抑制内源性E2和P4浓度,形成不同的激素谱。睡眠对运动员恢复至关重要,但女性运动员常报告睡眠问题,且月经周期症状(如痛经、情绪波动)可能进一步干扰睡眠。既往研究多关注主观睡眠,缺乏多时间点客观睡眠与激素浓度的关联分析,尤其缺乏HC使用者的比较数据。本研究旨在探讨:(1)睡眠与卵巢激素浓度的关系;(2)自然周期(NC)与HC使用者睡眠与症状的差异;(3)NC运动员卵泡期与黄体期夜间生理反应对比。材
来源:European Journal of Sport Science
时间:2025-09-18
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情绪音乐对驾驶疲劳的双相调节作用:瞳孔测量揭示的延迟与唤醒机制及其在神经工程中的应用
引言驾驶疲劳是长时间连续驾驶后驾驶员身体功能失调的现象,严重影响正常驾驶操作并成为交通事故的重要诱因。由于驾驶员对自身脑疲劳状态常缺乏清晰认知,开发有效的疲劳延迟与唤醒方法至关重要。现有研究多集中于疲劳后的应对措施,如视觉唤醒带、声音刺激等,其中音乐干预因应用限制较少而更具实用性。然而当前研究存在明显局限:多采用单一情绪类型音乐,且长期连续刺激会导致听觉适应性,降低干预效果。更缺乏对音乐能否预防疲劳及不同情绪类型音乐差异效应的深入探讨。研究目的与内容本研究旨在通过双阶段实验设计(0-40分钟疲劳延迟阶段与40分钟后疲劳唤醒阶段),系统探究三种听觉条件(积极音乐、消极音乐、无背景音乐)对驾驶疲劳
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-18
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心智之眼如何塑造浪漫情感:基于脑电图与心率变异性的生动意象神经机制研究
引言心理意象(mental imagery)是指在缺乏外部刺激时生成类知觉体验的认知能力,常被喻为“用心智之眼观看”。个体间的意象生动性(vividness)存在显著差异,从极端生动的超幻像症(hyperphantasia)到完全缺失的幻像缺失症(aphantasia)。早期研究已证实心理意象在恐惧、记忆和创造力等领域的作用,但其对浪漫情感体验的影响尚未系统探讨。本研究基于问卷数据与生理实验,整合脑电图(EEG)和心率变异性(HRV)技术,旨在揭示意象生动性如何调节浪漫情感的神经与生理基础。方法及流程研究招募50名健康成年人(18-30岁,24名女性),通过视觉意象生动性问卷(Vividnes
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-18
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表情符号词汇化进程的眼动追踪研究:频率与句法功能对认知加工机制的调控作用及其在数字健康沟通中的意义
引言:数字时代语言符号系统的动态演进表情符号在在线聊天文本中的插入已成为数字时代普遍的表达形式,其通过复制书面交流中的面部表情,使使用者能够将非语言情感线索注入在线文本,从而更生动准确地传递信息。这些符号不仅捕捉发送者情感的细微差别,还提供关键语境线索,使接收者能够准确解读发送者意图。在"文本-表情符号"交互中,两种信息传输模式通过共享概念框架进行整合,有效传递综合意义。多模态整合研究表明,手势、动画和图像可促使观察者从图片或手势中提取与标准词语同样可靠的语义和语用推论。表情符号作为数字交流中的手势功能,可增强对间接言语的理解,并在语义、语用及句法层面与书面文本产生交互作用。研究方法论:实验设
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-18
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第二语言词汇磨蚀的交互作用:已获熟练度与接触时长的动态系统视角
引言相比语言习得研究,语言磨蚀(language attrition)领域尚未获得同等学术关注。当前研究多集中于语言或非语言因素对磨蚀的独立影响,而缺乏对多因素交互作用的深入探讨。本文以英语作为第二语言(L2)的词汇磨蚀为焦点,特别关注已获熟练度与接触时长这两个关键变量的相互作用。语言磨蚀自1980年代起被概念化为个体或言语社区因另一种语言逐渐替代而出现的语言能力衰退现象。早期研究将其等同于语言转变、回归、丧失甚至死亡,而近期定义更强调个体在双语或多语环境下因使用减少导致的非病理性语言知识退化。当代观点将磨蚀界定为"个体先前获得的语言能力出现非病理性的下降",并强调其涉及所有语言领域及理解、产
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-09-18
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tDCS联合TENS对老年膝骨关节炎患者跨障碍步态及疼痛的协同改善效应:一项随机对照研究
1 Introduction膝骨关节炎(KOA)是一种以关节软骨退化、滑膜炎症和骨赘形成为特征的慢性退行性关节疾病,是全球老年人群功能障碍的主要病因之一。患者在跨越障碍物时因疼痛加剧和步态适应性下降,跌倒风险显著升高。研究表明,约50%的跌倒事件发生于跨越障碍过程中,且常导致严重继发性损伤。传统干预手段如药物镇痛存在心血管及胃肠道副作用,而手术治疗对老年患者多有禁忌。物理治疗中的经皮神经电刺激(TENS)通过激活大直径Aβ传入纤维,抑制脊髓背角伤害性信号传递(闸门控制理论),但其镇痛效果短暂且对功能改善有限。近年来,经颅直流电刺激(tDCS)作为一种非侵入性神经调控技术,通过阳极刺激初级运动皮
来源:Frontiers in Sports and Active Living
时间:2025-09-18
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肠道菌群代谢产物通过TRPM2介导迷走神经信号驱动镰状细胞病慢性疼痛机制研究
镰状细胞病(Sickle Cell Disease, SCD)作为一种常见的遗传性血液疾病,患者长期遭受慢性广泛性疼痛的折磨。由于对疼痛生物学基础的认识不足,目前除阿片类药物外缺乏有效的治疗选择。根治性疗法如造血干细胞移植虽能减轻疼痛,但提示持续的红细胞镰变、血管阻塞、组织缺氧和溶血可能促进慢性SCD疼痛的发生。近年来,16S核糖体RNA基因测序研究揭示了SCD患者存在肠道菌群失调,但这些肠道微生物变化是否参与慢性SCD疼痛尚不明确。为了深入探究这一问题,研究人员利用转基因SCD小鼠模型展开研究。他们发现将健康供体的粪便微生物移植(Fecal Microbiota Transplantatio
来源:Cell Host & Microbe
时间:2025-09-17
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Lac-Phe通过抑制AgRP神经元介导摄食抑制的机制研究
N-乳酸基苯丙氨酸(Lac-Phe)作为一种乳酸衍生的循环代谢物,可抑制进食行为并减轻肥胖,但其发挥代谢益处的分子机制尚未明确。本研究揭示Lac-Phe直接抑制下丘脑中表达Agouti相关蛋白(AgRP)的神经元,进而间接激活下丘脑室旁核(PVH)的厌食神经元。AgRP神经元抑制与PVH神经元激活共同介导了Lac-Phe诱导的摄食减少现象。Lac-Phe通过激活ATP敏感性钾(KATP)通道抑制AgRP神经元活性,而阻断KATP通道则会削弱Lac-Phe的食欲抑制效应。这些发现揭示了Lac-Phe改善代谢功能的分子与神经生物学机制,提示这种运动诱导的代谢物可能在多种人类疾病中具有治疗潜力。
来源:Nature Metabolism
时间:2025-09-17
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极光激酶A抑制剂Alisertib通过合成致死策略靶向治疗ARID1A突变型胃肠胰神经内分泌癌
研究亮点Alisertib在皮下和原位NT-38衍生体内模型中显示出显著疗效首先,我们通过原位和皮下移植瘤模型验证了此前基于突变靶向治疗的体外研究结果,该验证采用靶向ARID1A突变GEP-NEC来源NT-38细胞的合成致死策略。通过流式细胞术检测了用于肿瘤诱导的NT-38细胞中嗜铬粒蛋白A(CgA)和突触素(SYP)的表达(图1A)。依照图1B的治疗方案,ALI或CDDP+ETO治疗均显著抑制了肿瘤生长。讨论本研究在两种源自NT-38十二指肠小细胞神经内分泌癌的体内模型中评估了ALI合成致死策略的疗效。在两个模型中均观察到ALI显著的抗肿瘤反应,但肿瘤行为和治疗敏感性存在明显差异。正如预期,
来源:Cancer Letters
时间:2025-09-17
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利用PET-MRI技术揭示自闭症谱系障碍中脉络丛体积增大与TSPO表达升高的神经免疫机制
在自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder, ASD)的研究领域,神经免疫机制日益受到关注。ASD作为一种复杂的神经发育障碍,其病理生理机制尚未完全明确,但越来越多的证据表明,免疫系统的异常激活可能在其中扮演关键角色。尤其是母体孕期免疫激活(Maternal Immune Activation, MIA)模型显示,早期免疫挑战可能导致后代出现自闭症样行为,这提示免疫因素与ASD发病之间存在潜在联系。然而,大多数研究集中于大脑实质内的免疫变化,对于脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)产生和免疫调节的重要结构——脉络丛(Choroid Plexus,
来源:Brain, Behavior, and Immunity
时间:2025-09-17
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肥胖通过色氨酸代谢紊乱(犬尿氨酸与吲哚通路)介导小鼠情绪障碍的机制研究
当全球肥胖患病率持续攀升时,一个隐藏的危机正在浮现——肥胖人群罹患抑郁症的风险显著高于体重正常者,且对传统抗抑郁药物的应答率更低。这种共病现象背后,慢性炎症被认为是关键推手,但具体的生物学机制仍不明确。近年来,科学家们将目光投向了一个特殊的氨基酸代谢网络——色氨酸(Tryptophan, TRP)代谢系统。作为必需氨基酸,TRP不仅是血清素(5-HT)合成的前体(血清素是众所周知的“快乐神经递质”),更是一个庞大代谢网络的起点,其分解产物可能对大脑功能产生深远影响。其中,犬尿氨酸通路(Kynurenine Pathway, KP)是TRP的主要代谢途径,炎症能强力激活此通路。KP的激活如同一把
来源:Brain, Behavior, and Immunity
时间:2025-09-17
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GABAA受体通过全局门控机制和高度协同变构耦合展现强功能紧凑性
γ-氨基丁酸A型受体(γ-aminobutyric acid type A receptor, GABAAR)作为五聚体配体门控离子通道,在成年大脑抑制性神经传递中起关键作用。本研究采用高分辨率单通道记录技术结合Φ值分析(速率-平衡自由能关系分析,rate-equilibrium free energy relationship, REFER),对点突变α1β2γ2受体进行功能解析,首次揭示GABAAR的激活过程具有高度同步化的结构域协同运动特征。与烟碱型乙酰胆碱受体不同,GABAAR的Φ值分布范围狭窄(0.42-0.81),表明其存在紧凑的变构耦合机制和全局协调的门控过程。研究观察到:正构结
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-09-17
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PI31表达通过稳定突触蛋白酶体功能对早发性帕金森综合征小鼠模型发挥神经保护作用
SignificanceFBXO7/PARK15基因突变是人类早发性帕金森综合征的致病原因。通过果蝇和小鼠条件性基因敲除模型,本研究证明FBXO7缺陷会导致PI31蛋白稳定性下降、突触蛋白酶体运输功能受损以及tau蛋白过度磷酸化。在神经元中转基因表达PI31能够防止神经退行性变,显著改善运动表现和突触完整性,并将全身性Fbxo7基因敲除小鼠的寿命延长达四倍。这些发现揭示PI31是FBXO7下游的关键神经保护因子,表明刺激突触局部蛋白酶体活性可以抑制神经退行性疾病中的突触功能障碍,为治疗早发性帕金森综合征及相关疾病提供了新的理论基础和治疗框架。Abstract神经退行性疾病是全球最重大的健康挑战
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-09-17
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睡眠的“运动控制”机制与“儿茶酚胺失活”假说:揭示睡眠如何发生及为何必需的新理论
从古希腊哲学家亚里士多德对睡眠起源的思考,到20世纪冯·埃科诺莫发现下丘脑“睡眠中枢”,人类对睡眠机制的探索已持续两千余年。现代神经科学虽已证实睡眠是主动过程而非被动衰竭,但两大根本问题始终悬而未决:大脑如何控制睡眠-觉醒转换(How)?为何睡眠对认知、免疫、代谢等多系统具有不可替代的修复作用(Why)?传统理论将视前区(POA)视为睡眠控制单一中枢的模型,正被日益增多的证据挑战——全脑筛查揭示睡眠神经元广泛分布于前脑、中脑和后脑。与此同时,睡眠剥夺不仅导致认知情感障碍,更引发免疫缺陷、激素失衡乃至死亡风险,但其核心生物学过程仍未阐明。为系统解答这些问题,陈燕马(Chenyan Ma)与丹扬(