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  • 面向硬件友好的深度储备池计算架构设计与实现

    在人工智能与神经形态计算领域,如何实现高效节能的时序数据处理一直是核心挑战。传统数字计算架构的能耗瓶颈促使科学家将目光转向受大脑启发的计算范式,其中储备池计算(Reservoir Computing, RC)因其独特的训练机制成为研究热点。然而,现有RC系统存在固有局限:根据Dambre等人提出的信息处理容量(IPC)理论,传统储备池的线性与非线性记忆能力受节点数量严格约束,导致系统难以同时实现长时程记忆和复杂非线性变换。这种"记忆-计算权衡"问题严重制约了RC在边缘设备等资源受限场景的应用。为突破这一瓶颈,Claudio Gallicchio和Miguel C. Soriano在《Neura

    来源:Neural Networks

    时间:2025-09-05

  • 基于双重聚合的联合模态相似性哈希算法在跨模态检索中的创新研究

    亮点• 引入Transformer编码器处理融合特征,显著增强跨模态表征能力,并通过对比损失(contrastive loss)优化模态间语义对齐。• 首次提出基于双重聚合策略的亲和矩阵构建方案,整合模态内余弦相似度与欧氏距离,同时纳入跨模态相似性,最大化保留语义信息。• 在MIR Flickr、NUS-WIDE和MS COCO数据集上,性能超越现有方法1.9%∼5.8%,验证了方法的有效性。结论DAJSH成功解决了无监督环境下跨模态检索的两大核心问题:语义对齐与相似性建模。通过CLIP模型实现初始特征空间统一,结合Transformer深度增强多模态表征,最终生成的哈希码(hash code

    来源:Neural Networks

    时间:2025-09-05

  • "休眠密钥:揭示文本到图像模型中的通用对抗控制漏洞及其安全防御启示"

    亮点本研究首次提出"休眠密钥"这一革命性概念——如同在AI系统中植入隐秘开关,仅需在任意文本后附加特定后缀(如"apple"→暴力图像),即可系统性操控Stable Diffusionv1.4等主流模型的输出结果。威胁模型攻击者通过精心设计的文本扰动(如"风景画"+"对抗后缀"→成人内容),可突破商业平台的三重防线:1)基于关键词的黑名单过滤;2)CLIP(ViT-L/14)语义分析;3)深度文本分类器。模型配置实验采用与SD相同的CLIP文本编码器,在512×512分辨率下进行50步推理。关键创新在于"双层级梯度聚合":先在mini-batch内优化对抗后缀,再跨批次融合不同提示词(如"建筑

    来源:Neural Networks

    时间:2025-09-05

  • 基于合成虚拟类的大间隔Softmax损失函数(SV-Softmax)在视觉识别中的动态边界优化研究

    亮点当前主流大间隔学习方法可分为:(1) 基于类别间隔的损失函数(Class margin-based loss),(2) 基于归纳偏置的方法(Inductive bias-based methods),(3) 基于虚拟实例/原型的方法(Virtual instance/prototype-based methods),(4) 基于难样本挖掘的损失函数(Hard mining-based loss)。基于类别间隔的损失函数早期开创性工作如对比损失(Contrastive Loss)和三重损失(Triplet Loss)通过最小化同类样本的欧氏距离和最大化异类样本距离,建立了"类内紧凑、类间分离

    来源:Neural Networks

    时间:2025-09-05

  • 台湾乳球菌及其代谢物4-乙酰氨基丁酸通过caspase-11依赖性途径诱发难治性功能性便秘患者肌间神经元焦亡

    Highlight本研究首次阐明台湾乳球菌(Lactococcus formosensis, Lf)及其特征性代谢物4-乙酰氨基丁酸(4-ABA)通过caspase-11依赖性通路诱发胆碱能神经元(ChAT+)焦亡,揭示难治性功能性便秘(IFC)中微生物-肠神经互作的新机制。Section snippets材料与方法患者纳入标准、16S rRNA测序、转录组分析、液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)及蛋白质印迹等详细方法见补充材料,实验流程示意图参见补充图1,抗体列表见补充表1。结果研究流程图见补充图2,人与小鼠实验结果对比总结见补充表3。讨论难治性功能性便秘(IFC)作为便秘最严重类型,其

    来源:Microbial Risk Analysis

    时间:2025-09-05

  • 子宫内膜异位症与绝经期健康管理:EMAS临床指南精要

    Highlight子宫内膜异位症与绝经年龄子宫内膜异位症(特别是卵巢子宫内膜异位囊肿)可导致未手术女性提前绝经。护士健康研究显示,经腹腔镜确诊的患者自然早绝经(45岁前)风险增加50%(HR 1.5)。手术切除卵巢组织会进一步加剧卵巢储备下降,双侧卵巢切除术直接引发手术性绝经。Endometriosis, quality of life, and sexual health世界卫生组织(WHO)指出,子宫内膜异位症对健康相关生活质量(HRQoL)有多维度负面影响。澳大利亚纵向调查发现,患者在各HRQoL维度(包括躯体疼痛和社会功能)得分显著降低,疼痛程度与生活质量恶化呈正相关。Osteopor

    来源:Maturitas

    时间:2025-09-05

  • 基于外部数据采集与线性滤波的PerceptTM PC/RC间断输出时域数据重建方法研究

    Highlight【锯齿状误差模式】PC与RC设备的时间误差呈现锯齿状特征(图4),每个数据段的X轴为起始时间,Y轴为相对于外部0.5Hz脉冲序列的误差值。误差曲线呈现单调上升的斜坡与突然下降的跳变(图4a/d)。值得注意的是,图4a中所有Y值减去562.1ms使首段误差归零,图4d则减去1766.1ms以对齐基线。【讨论】我们首次证实PerceptTM PC/RC在刺激频率切换时会产生分段记录的时间误差。这种锯齿模式中斜坡斜率可预测,但跳变时机与幅度具有随机性。通过时间位移校正算法,仍可实现与外部系统<10ms级的同步精度,这对探究DBS频率交替疗法的神经机制(如改善步态)至关重要。【结论】

    来源:Journal of Neuroscience Methods

    时间:2025-09-05

  • 维生素D通过NRF2激活和神经递质调节增强度洛西汀与氟西汀抗抑郁疗效的机制研究

    抑郁症作为重大精神障碍疾病,其治疗始终面临疗效不足的挑战。最新研究揭示,维生素D可能通过调控核因子E2相关因子2(NRF2)通路,在增强经典抗抑郁药物疗效方面发挥关键作用。科研团队采用雄性Wistar大鼠构建皮质醇(20 mg/kg)诱导的抑郁模型,创新性地将维生素D(5 µg/kg)与度洛西汀、氟西汀进行联合干预。计算机模拟结果显示,维生素D与NRF2的结合亲和力(-9.3 kcal/mol)显著优于氟西汀(-6.6 kcal/mol)。动物实验证实,维生素D治疗组的海马组织中,过氧化氢酶、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽等抗氧化防御系统的关键成分水平显著提升(p<0.0001),同

    来源:Journal of Biochemical and Molecular Toxicology

    时间:2025-09-05

  • 银丝纳米器件中酪氨酸-质子介导传输的密度泛函理论研究及其在神经形态计算中的应用

    1 引言近年来,模仿生物神经网络功能的电子电路发展迅速,其中忆阻器(memristor)因其可逆电阻切换特性成为人工突触的核心组件。生物突触的神经递质释放依赖于质子(H+)浓度梯度积累,而质子耦合电子转移(PCET)机制在其中起关键作用。Kwon等学者发现富含酪氨酸(Tyrosine)的肽材料(如Y7C)可催化金属离子氧化还原反应,并应用于湿度传感器和突触晶体管。本研究通过DFT模拟,探讨了银丝忆阻器在酪氨酸环境中质子介导的电荷传输机制。2 结果与讨论2.1 结构设计理念研究设计了两种互斥结构:•结构一:酪氨酸-H与银原子串联构成电荷传导路径(图1b)。•结构二:酪氨酸-H与银部分丝平行排列(

    来源:Smart Molecules

    时间:2025-09-05

  • 微血管多普勒超声在颅底脑肿瘤切除术中的精准导航作用及临床预后价值研究

    1 引言颅底肿瘤手术因涉及颈内动脉(ICA)、椎动脉(VA)等关键血管而极具挑战性。传统影像技术受限于脑移位和手术操作干扰,而术中MRI又存在成本高昂的问题。微血管多普勒(MVD)以其实时、可重复的特性(探头频率20MHz),成为评估血管通畅性的新选择。2 方法2.1 病例特征苏州大学附属第一医院2017-2024年56例患者(平均51.6岁)纳入研究,涵盖鞍区(24例)、海绵窦(6例)等高风险区域肿瘤。病理类型以垂体腺瘤(17例)和脑膜瘤(14例)为主。2.2 技术细节采用德国EME Companion TC2021-III设备,结合金属提取器稳定探头。通过公式CNR=(μv-μb)/σb定

    来源:Frontiers in Oncology

    时间:2025-09-05

  • 老年非痴呆人群便秘症状与多领域认知功能损害的关联性研究

    背景随着老龄化加剧,痴呆已成为全球老年人致残致死的主因。便秘作为胃肠功能障碍的典型表现,既往研究多聚焦其与帕金森病(PD)的关联,而对其特异性症状(如排便频率、粪便硬度)与多认知域损害的关联机制尚未阐明。中国湖北记忆与老龄化队列研究(HMACS)纳入9,417名≥65岁非痴呆老年人,首次采用罗马IV标准精细化评估便秘症状,探索其与认知功能的域特异性关联。方法研究采用多阶段评估体系:通过神经心理学测试(MMSE、MoCA-B)评估整体认知功能,并针对记忆(AVLT)、语言(语义流畅性)、注意力(数字广度)和执行功能(TMT-B)进行域特异性分析。便秘诊断严格遵循罗马IV标准,同时记录排便频率(≥

    来源:Frontiers in Nutrition

    时间:2025-09-05

  • Sox蛋白通过激活人类内源性逆转录病毒触发caspase-3通路介导的细胞凋亡及其基因组稳定性意义

    Sox蛋白激活人类内源性逆转录病毒研究团队发现Sox家族蛋白(如Sox2、Sox4)能特异性激活HERV-K亚型的LTR5H和LTR5B启动子,而其他HERV亚型(如HERV-W/L/E)虽含Sox结合位点却未被激活。通过染色质免疫沉淀(ChIP)证实Sox蛋白结合于LTR5H的多个CATTGT样基序,其中F4片段(650-850bp)结合效率最高。有趣的是,Sox4仅显著激活反义链转录,暗示其协同因子可能决定转录方向性。病毒样颗粒释放与细胞凋亡诱导在Sox2过表达的HeLa和NCCIT(畸胎瘤)细胞中,HERV-K Gag蛋白在细胞膜组装成直径120-140nm的VLP并释放。电镜观察显示,

    来源:Frontiers in Microbiology

    时间:2025-09-05

  • 基于无人机多光谱表型组学的小麦叶绿素动态全基因组关联研究:干旱与灌溉条件下的遗传解析

    1 引言叶绿素含量直接影响作物光合效率,传统测量方法(如SPAD-502叶绿素仪)存在成本高、效率低等问题。无人机多光谱技术(UAV)通过红(650nm)、红边(730nm)、近红外(840nm)等波段反射率,结合机器学习算法可实现高通量表型采集。本研究以119份冬小麦为材料,在新疆泽普(南疆)和玛纳斯(北疆)试验基地开展干旱与正常灌溉对比实验,旨在建立叶绿素含量预测模型并挖掘相关遗传位点。2 材料与方法2.1 实验设计使用大疆精灵4多光谱无人机在抽穗期、开花期和灌浆期采集冠层光谱数据,同步人工测定旗叶SPAD值。植被指数(如NGBDI、RERDVI)通过随机森林算法筛选,最终选用18个指数构

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-09-05

  • 基于脑电互信息分析的现实环境下外科团队协作评估:一项探索性研究

    1 引言在人类因素(HF)研究中,团队协作通常通过主观报告和行为指标评估,但这些方法易受偏见影响。本研究创新性地采用脑电图(EEG)互信息(MI)技术,首次在真实手术环境中对4人外科团队进行客观协作评估。研究基于网络生理学框架,认为协作行为本质上是多尺度脑网络互动的体现。通过量化团队成员间认知负荷(MWL)和趋避倾向(AW)的神经同步性,突破传统超扫描技术对信号同步的严苛要求,为手术室等高风险环境提供新型评估工具。2 材料与方法2.1 实验设计招募罗马大学医院8组腹股沟疝修补团队(4专家/4新手),每组含主刀(S)、一助(A1)、二助(A2)和器械护士(N)。专家需完成≥80例主刀手术,新手需

    来源:Frontiers in Network Physiology

    时间:2025-09-05

  • 综述:青少年抑郁症中的肠-脑轴:心理影响和行为干预的系统评价

    背景青少年抑郁症全球患病率达13%,其中30–40%对传统治疗(如SSRIs、CBT)耐药。近年研究发现,肠道菌群失调通过肠-脑轴(GBA)途径加剧核心症状(如快感缺失、社交回避)。2014–2025年的临床与 preclinical 证据表明,菌群-行为交互作用可通过微生物组靶向干预调控。方法遵循PRISMA 2020指南,从PubMed、Web of Science等数据库筛选45项研究(29项临床试验、11项动物模型、5项荟萃分析)。数据分析聚焦菌群组成(如α-多样性)、神经行为结局及干预效果,采用随机效应模型合并效应量。结果肠道菌群失调特征:抑郁青少年肠道菌群α-多样性显著降低(Sha

    来源:Frontiers in Nutrition

    时间:2025-09-05

  • 睡眠剥夺后背侧视觉通路节点特性增强与视觉空间认知能力的代偿机制

    引言视觉是人类最关键的感知能力,但完全睡眠剥夺(TSD)会损害视觉空间认知功能。尽管证据表明大脑会主动对抗TSD的不良影响以维持视觉认知,但其神经机制尚不明确。研究通过EEG和图论方法,探索TSD后视觉背侧和腹侧通路的代偿机制,重点关注顶叶区域和高级认知脑区的协同作用。材料与方法24名健康成年人(12男12女)在基线状态(BS)和36小时TSD后完成心理旋转任务和静息态EEG采集。EEG数据经0.1-40 Hz滤波和独立成分分析(ICA)去噪后,基于AAL-90图谱和相位锁定值(PLV)构建功能连接矩阵,计算小世界属性(sigma)、节点效率(nodal efficiency)等图论指标。行为

    来源:Frontiers in Neuroscience

    时间:2025-09-05

  • 慢性烧伤后瘙痒症患者灰质体积的微结构改变:基于3D T1加权成像的体素形态学分析

    引言烧伤后慢性瘙痒(CPBP)是烧伤患者康复期常见的顽固性症状,严重影响生活质量。尽管其高发病率(高达96%)和致残性已被广泛报道,但中枢神经系统的结构重塑机制尚不明确。近年神经影像学研究表明,慢性瘙痒疾病伴随大脑功能与结构的异常改变,但针对CPBP的灰质微结构研究仍属空白。材料与方法研究纳入20例CPBP男性患者和20例年龄匹配的健康对照(HCs),采用3.0T磁共振获取高分辨率3D-T1WI图像,通过计算解剖工具箱(CAT12)进行VBM分析。预处理包括切片时间校正、运动校正、空间标准化及灰质分割,最终以高斯核平滑(FWHM=6×6×6 mm)处理数据。统计分析中,以总颅内体积为协变量,采

    来源:Frontiers in Neuroscience

    时间:2025-09-05

  • 吡格列酮(PGZ)对环磷酰胺-甲氨蝶呤-氟尿嘧啶(CMF)化疗方案诱导的认知功能障碍无效:基于氧化应激与神经炎症机制的研究

    Introduction化疗作为癌症治疗核心手段,其非选择性特性常导致健康组织损伤。CMF方案(环磷酰胺+甲氨蝶呤+氟尿嘧啶)虽广泛用于乳腺癌等治疗,但临床数据显示35%患者会出现持续5年以上的"化疗脑"(chemobrain)症状,表现为记忆、学习能力下降。既往研究表明,PPARγ激动剂吡格列酮(PGZ)可通过调节胆碱能系统、抑制神经炎症对多柔比星等化疗药物产生神经保护作用,但其对CMF诱导认知障碍的干预效果尚未明确。Materials and methods实验采用40只雄性SD大鼠,分设对照组、CMF组(50 mg/kg环磷酰胺+2 mg/kg甲氨蝶呤+50 mg/kg氟尿嘧啶)、PGZ

    来源:Frontiers in Neuroscience

    时间:2025-09-05

  • 阿尔茨海默病患者补充8周一水肌酸可增强肌肉力量与体积:单臂试验的突破性发现

    1 引言阿尔茨海默病(AD)伴随的肌肉功能衰退不仅是疾病后果,更是加速认知恶化的关键因素。动物模型显示神经肌肉功能障碍早于认知症状出现,暗示肌肉可能是AD早期干预的潜在靶点。肌酸(Cr)作为骨骼肌能量代谢的核心分子,其补充形式一水肌酸(CrM)已被证实能增强健康人群肌力,但从未在AD群体中验证。这项单臂试验首次探索CrM对AD患者肌肉系统的多维度影响。2 材料与方法2.1 研究设计20名60-90岁AD患者(MMSE≥17)完成8周CrM干预(20g/天分两次服用)。采用标准化方案评估:•肌力:优势手握力(三次最佳值)、10人亚组完成下肢等速肌力测试(1.05/2.10/3.14 rad∙s-

    来源:Frontiers in Nutrition

    时间:2025-09-05

  • 胃旁路术后减重通过增强体位应激下醛固酮反应改善肥胖患者钠代谢

    背景肥胖已成为影响23%欧洲成年人的公共卫生问题,其与高血压(HTN)的关联性在弗雷明汉心脏研究中得到证实——70%高血压风险归因于超重。尽管减重被欧洲高血压学会(ESH)列为肥胖相关高血压的核心治疗策略,但胃旁路术(RYGB)后血压下降的具体机制,尤其是交感神经系统(SNS)和肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的作用仍不明确。方法这项单中心前瞻性研究采用下肢负压(LBNP -30mbar)模拟体位应激,对比RYGB手术组(25例,BMI 43.0±5.1kg/m2)与生活方式干预组(12例,BMI 43.3±5.3kg/m2)的血液动力学、激素及肾脏反应。研究在术前1个月及术后3、12

    来源:Blood Pressure

    时间:2025-09-05


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