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基于表面肌电与加速度计的可解释机器学习量化手术技能并识别专业水平生物标志物
在外科领域,技术熟练度是决定患者预后和手术质量的关键因素。研究表明,技术排名前四分位的外科医生其并发症发生率(5.2%)显著低于后四分位者(14.5%)。然而,传统的技能评估主要依赖专家观察和全球评分量表,这种方法虽然有一定价值,但本质上是主观的且耗费大量资源。随着机器人手术和基于模拟的课程不断扩展,对客观、可扩展且可解释的技能评估方法的需求变得日益迫切。近年来,传感器技术和机器学习的进步使得对手术表现进行更量化的评估成为可能。可穿戴传感器和运动追踪系统能够在标准化任务中捕获关于外科医生技术的丰富数据。例如,先前的研究表明,可以利用表面肌电信号(sEMG)监测肌肉激活情况,并结合器械运动的运动
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-10
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基于改进灰狼优化算法的卷积神经网络超参数优化及其在宫颈癌检测中的应用研究
在全球女性健康领域,宫颈癌正以惊人的速度成为威胁生命的隐形杀手。据统计,每天都有大量女性因未能及时诊断而错过最佳治疗时机。这种由人乳头瘤病毒(HPV)感染引发的恶性肿瘤,其早期病变往往隐匿无症,使得传统依赖人工镜检的Pap涂片筛查方法面临巨大挑战——不仅耗时长达数周,更因视觉疲劳、主观判断等因素导致误诊率居高不下。面对这一困境,深度学习技术特别是卷积神经网络(CNN)为自动化筛查带来曙光。然而现有CNN模型在宫颈细胞分类中暴露出三大致命软肋:超参数依赖初始值的收敛困难、梯度消失导致的训练不稳定,以及小样本数据下的过拟合现象。这些瓶颈严重制约了临床应用的可靠性。为此,来自印度VIT博帕尔大学和曼
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-10
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靶向USP14通过增强线粒体自噬减轻脊髓损伤后神经细胞凋亡的研究
脊髓损伤是一种毁灭性的中枢神经系统创伤,全球每年有数十万人受其影响,且预后极差。这种疾病的复杂性不仅在于原发性损伤造成的即时神经组织破坏,更在于后续的继发性损伤级联反应——包括氧化应激、线粒体功能障碍和神经细胞凋亡等过程,这些因素共同导致神经功能进行性丧失。在众多病理机制中,线粒体作为细胞的能量工厂,其功能紊乱被认为是继发性损伤的核心环节。受损的线粒体会产生过量活性氧(ROS),触发线粒体凋亡途径,最终导致神经细胞死亡。因此,寻找能够改善线粒体功能、抑制神经细胞凋亡的有效策略,成为脊髓损伤治疗研究的重要方向。近年来,自噬特别是线粒体自噬(mitophagy)——即细胞选择性清除受损线粒体的过程
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-10
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工作记忆对成年口吃者与非口吃者听觉节奏辨别的差异性贡献及其神经机制
当我们说话时,语言的流畅输出依赖于精密的节奏控制。然而对于全球约1%的成年口吃者(Developmental Stuttering)而言,这种自然的语言节律会被不自主的重复、延长或停顿打断。数十年的研究表明,这种神经发育障碍与基底节-丘脑-皮层网络(BGTC)的结构和功能异常密切相关,而该网络同样参与非言语的节奏处理。有趣的是,虽然口吃儿童普遍表现出节奏感知缺陷,但成年口吃者的相关研究却得出了不一致的结论——有些研究发现缺陷,有些则未发现显著差异。这种矛盾现象背后可能隐藏着重要的认知补偿机制。美国密歇根大学Emily O. Garnett领衔的研究团队在《Scientific Reports》
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-10
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早期脂质摄入对极低出生体重儿边缘系统发育及神经认知功能的长期影响
当婴儿过早离开母体环境,他们的大脑正经历着最关键的发育窗口期。特别是出生体重低于1500克的极低出生体重儿,其边缘系统——这个负责情绪调节、记忆形成和动机行为的中枢神经网络,正处于快速成熟阶段。以往研究表明,生命最初几周的营养支持可能影响早产儿的脑结构发育,但关于早期营养与边缘系统具体结构的长期关联,特别是学龄期的神经认知结局,仍缺乏系统证据。在这项发表于《British Journal of Nutrition》的研究中,西班牙格拉纳达大学的研究团队对74名极低出生体重早产儿进行了长达11年的随访,通过先进的磁共振成像技术和神经心理学评估,首次揭示了生命第一周脂质摄入与边缘系统关键结构发育的
来源:British Journal of Nutrition
时间:2025-12-10
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乳脂球膜补充剂通过抑制肠道微生物群介导的血清溶菌酶D1/花生四烯酸乙醇胺途径所引发的神经炎症,减轻APP/PS1小鼠的认知功能障碍
阿尔茨海默病(AD)作为全球老龄化社会的重大健康挑战,其病理机制复杂且涉及多系统交互作用。近年研究聚焦于肠道菌群与脑功能的轴突关系,而乳脂球膜(MFGM)作为一种新型功能性食品成分,在AD干预中展现出独特价值。本文基于APP/PS1转基因小鼠模型,系统阐释了MFGM通过调节肠道菌群-血清代谢物-脑轴改善AD认知障碍的机制网络。在动物实验设计中,研究者构建了三组对照模型:正常对照组(CON)、AD模型组(AD)及MFGM干预组(AD+MFGM)。通过8个月的干预发现,MFGM显著改善AD小鼠的空间记忆、回避行为及新物体识别能力,其效果甚至优于标准治疗手段。脑组织病理学检查显示,干预组小鼠海马区神
来源:Food Frontiers
时间:2025-12-10
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斯瓦尔巴岩雷鸟(Svalbard rock ptarmigan)中与光周期时间测量相关的组织中,VA视蛋白转录变体的差异表达
北极鸟类光周期整合机制中 opsins 的功能多样性及细胞定位研究鸟类作为适应高纬度极端光周期环境的典型生物,其光周期整合机制与哺乳动物存在显著差异。该研究以北极特化的岩 ptarmigan 为模型,通过多组学联合分析揭示了 opsins 基因家族在光信号传导中的组织特异性表达模式及其功能分化特征。1. 研究背景与科学问题北极鸟类面临独特的光周期变化模式,包括极昼、极夜及昼夜平流等极端光环境。这类物种的生理调节机制依赖于光信号向神经系统的精确传递。已知哺乳动物通过视网膜-松果体-下丘脑轴实现光周期整合,而鸟类存在独立于视网膜的DBP光感受机制。关键科学问题是:VA opn(脊椎动物古老opsi
来源:Journal of Photochemistry and Photobiology
时间:2025-12-10
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综述:虽然罕见但具有相关性:MDMA与低钠血症
### 摘要 3,4-亚甲基二氧甲基安非他命(MDMA,摇头丸)因具有刺激、共情和亲社会等作用,在年轻群体和夜生活场景中广泛使用。尽管常被视为“安全”药物,其实际危害性已引起关注。MDMA可能引发多器官毒性,其中低钠血症(血钠浓度低于135 mmol/L)是尤为严重且常见的问题。女性、慢性肾病患者的风险更高,可能导致癫痫、脑水肿甚至死亡。本文系统综述了MDMA相关低钠血症的临床表现、流行病学特征、病理机制及治疗策略,强调早期诊断和个体化治疗的重要性。### 引言 低钠血症是临床常见电解质紊乱,其病因多样,包括中枢性 SIADH(抗利尿激素异常分泌综合征)、肾上腺功能不全、过度饮水等。近年来
来源:Addiction
时间:2025-12-10
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一项随机临床试验揭示了正念和缓慢呼吸对血浆淀粉样蛋白β水平的影响
本研究聚焦于冥想练习中呼吸模式对阿尔茨海默病(AD)相关生物标志物的影响,通过随机对照试验揭示了不同呼吸节奏的干预效果差异。研究团队以血浆β淀粉样蛋白(Aβ)水平为核心观测指标,比较了三种干预条件的效应: mindful breathing with slow breathing(M+SB)、mindful breathing without slow breathing(M-SB)以及无干预对照组。**研究背景与核心问题** 现有证据表明冥想有助于延缓脑衰老并降低AD风险(Lazar et al., 2005;Luders, 2014;Pagnoni & Cekic, 2007)。然而,关
来源:Psychophysiology
时间:2025-12-10
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在帕金森病模型中,利用圣约翰草和干细胞防止黑质致密部及纹状体中的神经元和胶质细胞损伤
该研究首次系统性地探索了圣约翰草提取物与骨髓间充质干细胞(BMSCs)联合治疗对帕金森病(PD)的干预机制。研究基于动物模型,通过多维度实验验证了天然产物与干细胞疗法的协同效应,为神经退行性疾病治疗提供了新思路。### 一、研究背景与核心问题帕金森病以黑质多巴胺神经元退化为特征,传统治疗手段仅能缓解症状。近年来,干细胞疗法因具有神经修复潜力受到关注,但单独应用存在定位困难和分化效率不足的问题。圣约翰草作为传统草药,已知其神经保护成分(如槲皮素、 гиперфорин),但如何与干细胞协同作用尚未见报道。本研究通过构建PD动物模型,重点验证:(1)圣约翰草提取物是否通过调节氧化应激、抗炎等机制保
来源:Brain and Behavior
时间:2025-12-10
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重复经颅磁刺激通过调节缺血性中风大鼠的白质损伤来改善认知功能障碍
本研究针对缺血性脑卒中后认知障碍(PSCI)的病理机制及康复治疗策略展开探索,重点验证重复经颅磁刺激(rTMS)通过调控SDF-1α/CXCR4信号轴改善脑白质损伤及认知功能的潜在机制。研究采用大鼠中脑动脉 occlusion(MCAO)模型,结合磁共振成像(MRI)和白质纤维束追踪技术,系统评估了rTMS对脑损伤修复、神经功能恢复及白质结构重塑的影响。### 关键发现解析1. **rTMS对脑损伤的修复作用** 实验显示,10Hz rTMS在干预后14天显著改善MCAO模型大鼠的脑缺血损伤程度。通过T2加权成像(T2WI)和扩散张量成像(DTI)追踪发现,接受rTMS治疗的 rats
来源:Brain and Behavior
时间:2025-12-10
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综述:六种运动干预方式对多动症(ADHD)儿童抑制控制能力、执行功能及大运动技能的影响:基于26项随机对照试验的网络荟萃分析
本研究针对多动症(ADHD)儿童及青少年非药物干预措施进行了系统性分析,重点评估六类创新性运动疗法对抑制控制、执行功能及大肌肉运动技能的影响。通过网络Meta分析(NMA)整合现有证据,揭示了不同干预措施在特定领域的差异化效果。### 一、研究背景与意义ADHD作为神经发育障碍,其核心症状包括注意力缺陷、过度活跃和冲动性行为,这些问题显著影响学业表现和社会功能。传统治疗手段如药物和认知行为疗法存在副作用或依从性差的问题,而运动疗法因其安全性、可持续性和多维度益处,成为研究热点。然而,现有运动干预措施(如冥想性运动、球类游戏、神经反馈训练等)的效果存在争议,且缺乏直接比较研究。本研究通过整合26
来源:Brain and Behavior
时间:2025-12-10
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额部基底混合型硬脑膜-蛛网膜动静脉畸形:一种需要不同于前颅窝硬脑膜动静脉瘘的特异性疾病的病变类型,因此需采用差异化的治疗方法
本研究聚焦于前额基混合皮层-硬膜动静脉畸形(MPD-AVM)与 anterior cranial fossa dural arteriovenous fistula(ACF-DAVFs)的鉴别诊断与治疗策略差异。研究团队通过回顾性分析单中心11例MPD-AVM患者的介入治疗数据,并与29例ACF-DAVFs病例进行对比,揭示了两种血管畸形在解剖特征、临床转归及治疗路径上的本质区别。### 一、研究背景与临床意义前额基MPD-AVM作为罕见血管畸形亚型,其病理特征介于传统硬膜动静脉畸形(DAVF)与皮层动静脉畸形(AVM)之间。此类病变同时存在硬膜动脉供应和皮层动脉供血,这种双重血供系统使得影像
来源:Brain and Behavior
时间:2025-12-10
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视神经脊髓炎谱系障碍患者的小脑微观结构与功能连接变化及其与认知功能的相关性:一项以女性为主的多模态MRI研究
近年来,神经免疫性视神经脊髓炎谱系病(NMOSD)的认知功能障碍逐渐受到关注。该疾病除典型运动和感觉神经病变外,约83%的病例伴随认知功能下降,表现为记忆减退、信息处理速度减慢和注意力缺陷。值得注意的是,焦虑和抑郁情绪在患者中高发,进一步削弱其生活质量。然而,NMOSD中作为“边缘系统”的小脑在疾病进程中的作用尚未被系统解析。本研究通过整合三维T1加权成像、静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)和扩散张量成像(DTI)技术,首次构建了NMOSD患者小脑结构、功能及微结构的三维关联模型。研究纳入29例确诊NMOSD患者(女性占比96.6%)和25例健康对照(男性占比8%),平均年龄45岁,教育年
来源:Frontiers in Neurology
时间:2025-12-10
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多组学研究表明,与琥珀酰化相关的基因通过代谢重编程调控癫痫的发作
摘要琥珀酰化修饰与癫痫之间的关系尚未明确,其调节途径中代谢失衡的潜在中介作用需要进一步研究。本研究结合了孟德尔随机化(MR)和单细胞转录组技术,以探讨与琥珀酰化相关的基因、血浆代谢物与癫痫之间的因果关系。具体而言,利用eQTLGen和血浆代谢物数据库进行了双样本MR分析,评估遗传工具变量并量化因果效应。采用两步MR方法来识别介导这些遗传效应的潜在代谢途径。该研究整合了癫痫患者颞叶的单细胞数据,以描绘特定细胞类型的基因表达和调控网络。MR分析发现,CTBP1基因的表达升高显著增加了癫痫的风险(OR = 1.052,p = 0.0026)。这种致病效应是通过八种代谢物的失调来介导的:六种具有神经保
来源:Mammalian Genome
时间:2025-12-10
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一种基于人工智能的高分辨率气象预报的中长期PM2.5预测新框架
该研究针对PM2.5中长期能见度预测的难题,提出了一套融合AI气象预报与动态图神经网络的新型预测框架。研究聚焦浙江省域,通过对比分析验证了其技术优势,为空气质量管理提供了创新解决方案。一、研究背景与问题定位当前PM2.5预测面临双重挑战:传统化学传输模型(CTM)存在计算成本高、参数敏感性强的缺陷;而现有数据驱动模型多依赖站点观测数据,难以捕捉大范围气象动态。研究通过对比实验证明,使用高分辨率AI生成的网格气象数据替代传统站点观测,可使72小时预测误差降低12%,10天预测误差减少约20%,这突破了现有模型在时效性与精度上的平衡难题。二、技术创新与方法体系研究构建了三级技术架构:1. 气象数据
来源:Chem & Bio Engineering
时间:2025-12-10
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揭示了CCN1通过区域特异性细胞相互作用在调控小胶质细胞分布中的作用
该研究系统性地探究了神经干细胞前体细胞(NSPCs)中CCN1蛋白对脑发育中神经干细胞与小胶质细胞(microglia)互作的影响机制。通过构建Nestin-Cre介导的Ccn1条件性敲除小鼠模型,结合单细胞转录组测序与空间转录组学技术,研究揭示了CCN1通过调控关键细胞因子时空表达,重塑小胶质细胞分布与功能状态的分子网络。**研究背景与科学问题** 脑发育过程中,神经干细胞前体细胞(NSPCs)与小胶质细胞的动态互作对维持微环境稳态至关重要。尽管已有研究证实NSPCs与微胶质细胞在增殖、分化及神经炎症调控中的双向作用,但其分子调控网络及空间异质性机制尚未完全阐明。研究团队基于前期发现CCN
来源:General and Comparative Endocrinology
时间:2025-12-10
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集体水分子动力学驱动的石墨烯纳米带铁电性研究
水是纳米尺度系统中无处不在的组成部分,然而其集体动力学行为以及对新兴电子器件性能的影响机制仍不甚清晰。特别是在低维材料构成的纳米电子器件中,界面吸附水分子的动态行为可能对器件的电学特性产生决定性作用。近年来,研究人员发现石墨烯纳米带(Graphene Nanoribbons, Gr NRs)的边缘吸附水分子能够诱导出铁电效应,这为开发新型存储器、神经形态计算元件等纳米电子器件提供了全新思路。然而,水分子诱导石墨烯纳米带产生铁电性的具体物理机制、边缘吸附水的场相关动力学、石墨烯层数对水分子锚定的影响、铁电效应的温度稳定性以及这些因素之间的相互作用等关键科学问题尚未得到系统阐明。这些知识空白严重制
来源:Nature Communications
时间:2025-12-10
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面向多态电路与神经形态器件的本征柔性多模式可重构晶体管研究
随着信息技术的发展,传统的硅基晶体管在尺寸微缩方面逐渐逼近物理极限,摩尔定律面临严峻挑战。与此同时,人们对计算能力的需求却在持续增长,特别是在人工智能、物联网和可穿戴设备等领域。为了突破这一瓶颈,科学家们将目光投向了新型器件结构,其中,可重构晶体管因其能够通过电学信号调控在p型和n型特性之间切换而备受关注。这种独特的可重构性为集成电路的小型化、多功能化以及硬件安全提供了新的解决方案。另一方面,受大脑高效信息处理机制的启发,神经形态计算近年来发展迅速。大脑中的神经网络以神经元为基本单元,通过突触和树突相互连接,实现复杂的信息处理。模拟这些神经结构的人工突触和树突器件,对于开发新一代低功耗智能计算
来源:Nature Communications
时间:2025-12-10
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通过深脑刺激缓解疼痛:对丘脑及相关结构的认知
慢性疼痛作为全球公共卫生的重要挑战,其治疗手段的局限性在医学界备受关注。传统药物疗法虽能部分缓解症状,但难以突破多因素共病的复杂机制,且存在显著副作用风险。近年来,深部脑刺激(DBS)技术凭借其精准调控神经网络活动的优势,逐渐成为神经调控领域的焦点。本文将从神经解剖学基础、临床应用进展及机制探索三个维度,系统解析DBS在慢性疼痛治疗中的创新路径。### 一、疼痛神经调控的解剖学基础疼痛传导系统具有高度网络化特征,涉及从脊髓背角到皮层的感觉信息整合通路。其中,丘脑作为感觉信息的中继站,其核心区域与疼痛感知存在密切关联。临床研究发现,中枢后外侧核(VPL)和后内侧核(PM)分别对应躯体感觉与内脏感
来源:Deep Brain Stimulation
时间:2025-12-10