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基于紫外荧光光谱与多任务深度学习的菜籽油品质多指标同步无损检测方法研究
食用油安全与健康已成为现代社会关注的焦点,而传统检测方法如色谱分析虽精确却存在耗时长、破坏样本等局限。作为中国主要食用油之一的菜籽油,其品质指标如酸价(反映游离脂肪酸含量)、过氧化值(衡量氧化程度)以及α-生育酚(维生素E活性成分)和多酚(抗氧化物质)的检测,亟需发展快速无损的新技术。紫外荧光光谱凭借高灵敏度、非接触等优势,结合深度学习算法,为这一领域带来了突破契机。中国国家粮油食品集团(COFCO)等机构的研究人员创新性地构建了融合多头注意力机制和残差连接的多任务卷积神经网络(MT-CNN),利用13个品种菜籽油的荧光光谱数据,同步预测四项关键指标。研究采用标准正态变量变换(SNV)联合Sa
来源:Journal of Food Composition and Analysis
时间:2025-06-06
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表面肌电图在糖尿病周围神经病变神经肌肉变化特征中的应用研究
糖尿病已成为全球公共卫生危机,国际糖尿病联盟数据显示全球患者超4亿。其中糖尿病周围神经病变(DSP)是最常见的并发症,75%的糖尿病患者最终会发展为这种以感觉异常为特征的进行性疾病。更棘手的是,DSP早期症状隐匿,当患者出现明显感觉异常时,往往已发展至中晚期,甚至面临足部溃疡和截肢风险。目前临床诊断主要依赖主观性强的神经传导检查(NCS)和振动觉测试,这些方法要么操作复杂,要么重复性差,难以满足早期筛查需求。针对这一临床困境,来自国内医院和高校的联合研究团队在《Journal of Electromyography and Kinesiology》发表创新性研究。他们另辟蹊径,将目光投向表面肌
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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神经肌肉训练对老年女性本体感觉和肌肉反应时间的改善效果:随机对照试验
随着全球老龄化进程加速,老年人群的运动功能衰退已成为公共卫生领域的重要挑战。研究表明,65岁以上老年人每年跌倒发生率高达30%,其中约20%会导致严重损伤。这一现象的背后,隐藏着两个关键生理机制的退化:本体感觉(proprioception)系统功能下降和肌肉反应时间(muscle reaction time)延长。本体感觉作为人体感知肢体空间位置的核心能力,依赖于肌肉、肌腱和关节中的机械感受器(如高尔基腱器官和肌梭)的信号传导。而肌肉反应时间则反映了神经系统对突发姿势变化的响应效率。这两大系统的协同退化,构成了老年人运动功能障碍的"双重打击"机制。传统上,针对老年人的运动干预多采用多成分训练
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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年龄对行走中绊倒障碍物时肌肉与运动学反应的影响机制研究
绊倒跌倒一直是威胁老年人健康的重要问题。据统计,社区居住的老年人中,绊倒(tripping)是导致跌倒的首要原因。随着年龄增长,感觉系统(如视觉、本体感觉)和神经肌肉功能的退化,使得老年人不仅更难提前发现障碍物,而且在绊倒后的应急反应也明显不足。尽管实验室通过站立状态下的扰动(如滑板、倾斜平台)研究过老年人的平衡反应,但真实场景中行走时突发绊倒的动态响应机制仍不明确。这种认知缺口直接影响了防跌倒训练的设计效果。针对这一科学问题,澳大利亚神经科学研究所(Neuroscience Research Australia)的Steven Phu团队在《Journal of Electromyograp
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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深度传感器与标记式运动分析在面部运动评估中的可靠性比较研究
面部表情是人类非语言交流的核心载体,但面神经麻痹等疾病会导致表情功能障碍,严重影响患者社交质量。传统评估依赖主观的House-Brackmann量表,而标记式运动分析虽被视为金标准,却存在设备昂贵(需3D扫描仪如3dMD)、操作复杂等瓶颈。深度传感器(如Kinect-V2)因其非接触、低成本特性备受关注,但其在精细表情捕捉中的准确性始终存疑。为解决这一技术痛点,阿克登尼兹大学的研究团队开展了一项突破性研究。他们招募100名健康志愿者(男女各半),同步采用Vicon标记系统和Kinect-V2采集6类面部动作(包括微笑、皱眉等),通过Bland-Altman分析揭示系统差异,并首次结合ICC(组
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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基于多元变分模态分解与双通道注意力卷积网络的表面肌电信号手势分类方法研究
在全球脑梗死发病率持续攀升的背景下,患者长期运动功能障碍严重损害生活质量,而传统手势识别技术受限于表面肌电信号(sEMG)的噪声干扰和特征提取不足。尽管sEMG能提前200-300ms预测运动意图(Li et al., 2020a),但原始信号分类准确率低、机器学习模型泛化能力差、深度学习易忽略局部特征等问题,制约了其在康复辅助中的应用。为此,安徽某高校团队在《Journal of Electromyography and Kinesiology》发表研究,提出MVMD-TCCA方法,突破现有技术瓶颈。研究采用多元变分模态分解(MVMD)对sEMG信号进行频带分解与列向融合,解决传统信号处理方
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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基于光学泵磁力计磁肌图技术的无创神经肌肉适应监测研究
在神经肌肉功能监测领域,传统肌电图(Electromyography, EMG)虽为金标准,但其接触式检测需皮肤准备且易受组织阻抗影响。更关键的是,EMG仅能获取标量信号,难以实现运动单元活动的空间解析。随着量子传感技术的发展,基于光学泵磁力计(Optically Pumped Magnetometer, OPM)的磁肌图(Magnetomyography, MMG)因其无创、三维检测特性崭露头角,但其在纵向训练监测中的可行性尚未验证。德国蒂宾根大学MEG中心的研究团队在《Journal of Electromyography and Kinesiology》发表创新研究,首次建立OPM-MM
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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帕金森病女性患者等张收缩任务中的表现性疲劳度显著高于健康老龄对照
帕金森病(PD)作为仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性疾病,约三分之一的患者将疲劳视为最致残的症状,严重影响生活质量。然而,疲劳的表现形式复杂,既包含主观感受(perceived fatigue)也涉及客观表现(performance fatigability)——后者指持续任务中力量或功率的暂时性下降。现有研究多采用等长或等速收缩评估PD疲劳,但这些运动模式与日常活动差异较大。更关键的是,既往结论矛盾重重:有研究发现PD患者疲劳度更高,也有报道显示更低甚至无差异。这种混乱局面亟需通过更贴近实际运动模式的等张收缩(恒定负荷)任务来厘清。加拿大圭尔夫大学的研究团队在《Journal of El
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology
时间:2025-06-06
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乳酸菌HF01通过短链脂肪酸-肠脑轴调控PYY介导的食欲控制及肥胖缓解机制研究
研究背景与意义肥胖已成为全球公共卫生危机,高脂饮食导致的代谢紊乱与肠道菌群失调密切相关。传统观点认为,减肥需依赖饮食控制和运动,但长期依从性差。近年来,肠脑轴(gut-brain axis)调控机制备受关注,尤其是肠道激素肽YY(PYY)和短链脂肪酸(SCFA)如何通过神经信号影响食欲。然而,具有明确菌株特异性的益生菌干预机制仍待深入。来自中国青海的传统发酵乳制品Qula,因其富含独特乳酸菌资源,为挖掘功能性益生菌提供了可能。研究机构与核心发现哈尔滨工业大学的研究团队从Qula中分离出Lacticaseibacillus rhamnosus HF01(保藏号CCTCC NO.M20211319
来源:Journal of Dairy Science
时间:2025-06-06
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骨骼肌重复运动效应的初始保护机制:系列肌节生成(sarcomerogenesis)的非必要性研究
骨骼肌在经历不习惯的离心运动(肌肉主动拉长)后常出现功能损伤,表现为力量下降、酸痛和血清肌酸激酶升高。然而,神奇的是,第二次同样的运动后肌肉却能获得保护,这种现象被称为重复运动效应(Repeated Bout Effect, RBE)。过去20年,学界普遍假设这种保护源于肌纤维通过增加串联肌节数量(sarcomerogenesis)来分散机械应变,但这一理论从未被直接验证。加拿大圭尔夫大学的研究团队在《Journal of Biomechanics》发表论文,首次通过严谨实验证明:单次离心运动虽能触发RBE,但肌节生成并非其初始机制,颠覆了传统认知。研究采用24只雄性Sprague-Dawle
来源:Journal of Biomechanics
时间:2025-06-06
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肌电辅助与驱动控制模式在膝骨关节炎患者膝关节接触力评估中的比较研究
膝骨关节炎(OA)是全球范围内导致成年人残疾的主要原因之一,其病理特征与膝关节异常生物力学负荷密切相关。然而,膝关节接触力(KJCFs)无法通过常规手段直接测量,临床常依赖逆动力学(ID)计算的膝关节内收力矩(KAMs)作为替代指标,但KAMs与真实关节负荷相关性有限。这一技术瓶颈阻碍了OA精准诊疗的发展。为此,研究人员探索了神经肌肉骨骼(NMSK)建模技术,其中肌电驱动(EMG-driven)和肌电辅助(EMG-assisted)是两种主流控制模式,但何种模式更适合OA患者尚未明确。加拿大西安大略大学的研究团队在《Journal of Biomechanics》发表论文,首次系统比较了两种控
来源:Journal of Biomechanics
时间:2025-06-06
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限定停止距离下的步态终止生物力学分析:健康年轻人适应性运动控制策略研究
论文解读日常生活中,人们常需在突发情况下紧急停止行走,如躲避障碍物或响应交通信号。这种被称为"步态终止(gait termination)"的动作看似简单,实则涉及复杂的神经肌肉协调和生物力学调节。然而,目前关于限定停止距离下步态终止的生物力学机制研究仍存在空白,特别是对健康人群在快速行走条件下如何调整运动策略缺乏系统认识。这一研究缺口限制了我们对特殊人群(如老年人或神经系统疾病患者)步态障碍的理解。日本秋田大学的研究团队在《Journal of Biomechanics》发表了一项创新性研究,通过投影映射技术引导行走速度,结合三维运动捕捉系统(VICON)和力板(AMTI),分析了12名健康
来源:Journal of Biomechanics
时间:2025-06-06
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基于人工神经网络的正向动力学与逆向动力学在人体步态分析中的对比研究
人体步态分析一直是生物力学研究的核心课题。传统逆向动力学(inverse dynamics)方法虽然能通过运动捕捉和地面反作用力(GRF)数据计算关节力矩,但存在两个致命缺陷:一是运动轨迹被预先限定,难以探索不同环境下的适应性步态;二是测量误差会导致系统出现无法解释的残余力/力矩(residual forces/torques),这些"幽灵力"可能占到总机械功率的20%。更棘手的是,现有脊髓反射控制模型虽能实现动态行走,却难以精确跟踪特定运动模式。韩国科学技术院的研究团队另辟蹊径,将人工智能技术与生物力学相结合。他们训练了一个基于人工神经网络(ANN)的控制器,通过两阶段深度强化学习策略,先学
来源:Journal of Biomechanics
时间:2025-06-06
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基于X射线影像与CNN模型的榛子虫害缺陷无损检测研究
榛子作为巧克力等糖果工业的核心原料,全球年产量已突破140万吨。然而一种名为"cimiciato"的虫害(由半翅目害虫吸食果实导致)会引发榛子内部产生褐色或白色斑块,不仅造成苦味等感官缺陷,还会改变脂质氧化特性。当前联合国欧洲经济委员会(UNECE)虽规定虫斑尺寸需小于3mm,但糖果工业标准更为严苛。传统检测依赖人工剖切观察,效率低下且破坏产品,而基于RGB或紫外成像的方法仅适用于已切割样本。为突破这一技术瓶颈,来自意大利的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表创新研究,首次将X射线成像与深度学习结合应用于完整榛子内核的虫害检测。该研
来源:Journal of Agriculture and Food Research
时间:2025-06-06
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基于Cu-CN单原子纳米酶的智能手机辅助超灵敏比色法检测油炸食品中丙烯酰胺
【研究背景】丙烯酰胺(C3H5NO)作为2A类致癌物,广泛存在于油炸烘焙食品中,其神经毒性和致癌性引发全球关注。传统检测依赖质谱、色谱等大型仪器,存在成本高、耗时长等瓶颈。单原子纳米酶(SANs)因其原子级分散的活性中心和类酶特性,为生物传感带来革命性突破。河南大学研究团队创新性地将Cu-CN SANs与智能手机检测结合,建立了超灵敏的丙烯酰胺检测新范式。【关键技术】研究采用水热法合成Cu-CN SANs,通过AC-HAADF-STEM确认单原子分散特征。利用紫外-可见光谱和智能手机RGB分析验证氧化酶模拟活性,建立GSH抑制-丙烯酰胺恢复的比色传感机制。实际样本(面包、饼干、薯片)经甲醇提取
来源:Food Chemistry
时间:2025-06-06
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人工智能与多光谱成像技术在咖啡生产中的协同应用:系统综述与未来展望
咖啡作为全球第二大贸易商品,其生产直接影响50多个发展中国家的经济命脉。然而,传统种植模式正面临劳动力短缺、气候变化加剧及咖啡锈病(Hemileia vastatrix)频发的三重挑战。尤其在小农户主导的产区,技术落后导致每年约20%-30%的产量损失。多光谱成像技术虽能通过植被指数(如NDVI)监测作物健康,但海量数据的解析需要人工智能(AI)的赋能。为厘清技术融合现状,研究人员遵循PRISMA协议系统性筛选了455篇文献,最终纳入27项核心研究。通过文献计量分析发现,2020年后相关研究呈现爆发式增长(R²=0.58),其中机器学习(ML)占比74%,尤以随机森林(Random Fores
来源:European Journal of Agronomy
时间:2025-06-06
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斑马鱼sall1a和sall4基因在体轴延伸中的冗余调控机制及其跨物种比较研究
在脊椎动物胚胎发育过程中,体轴延伸是一个精妙而复杂的生物学过程。不同物种展现出令人着迷的差异:小鼠通过神经中胚层前体细胞(NMPs)同时延伸躯干和尾部,而斑马鱼却在原肠胚形成后就完成了躯干发育,仅通过尾部增殖实现体轴延伸。这种进化差异背后的分子机制一直困扰着发育生物学家。更引人入胜的是,在小鼠中,转录因子SALL1和SALL4被证明对NMPs维持和尾部延伸至关重要,但它们在斑马鱼中的功能却鲜为人知。这就像自然界留下的一个精妙谜题:同样的基因在不同物种中是否扮演着相似的角色?美国明尼苏达大学的研究团队在《Developmental Biology》上发表的研究揭开了这个谜题的一角。研究人员发现,
来源:Developmental Biology
时间:2025-06-06
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TEADlight:一种高灵敏度动态报告系统实时监测YAP/TAZ-TEAD信号通路的突破性工具
在生命科学领域,细胞如何感知微环境机械力并转化为基因表达信号,一直是发育生物学和疾病研究的核心问题。YAP(Yes-associated protein)和TAZ(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif)作为Hippo通路的关键效应分子,通过结合TEAD转录因子调控器官大小、组织再生等过程,其异常激活还与癌症密切相关。然而,现有监测技术受限于灵敏度和动态范围,难以捕捉复杂生物系统中的瞬时信号变化。法国研究人员在《Developmental Biology》发表的研究中,创新性开发了TEADlight报告系统。该系统将8个TEAD结合
来源:Developmental Biology
时间:2025-06-06
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平衡SHH与BMP/FGF10信号通路调控结节下丘脑神经元与胶质细胞命运的特异性机制
研究背景与科学问题结节下丘脑作为调控能量代谢的核心脑区,其神经元与胶质细胞的发育异常与肥胖、糖尿病等代谢疾病密切相关。尽管已知Sonic Hedgehog(SHH)和骨形态发生蛋白(BMP)信号参与该过程,但二者如何动态协调以精确控制神经源性与胶质源性命运仍不清楚。尤其令人困惑的是:为何前部HypFP(下丘脑底板样)细胞仅需短暂BMP激活即可分化为神经元,而中部细胞需持续BMP信号诱导胶质细胞?此外,BMP下游靶点FGF10是否参与SHH调控?这些问题成为领域内亟待破解的谜题。英国谢菲尔德大学Marysia Placzek团队通过鸡胚模型(因其神经板易操作性)展开研究,成果发表于《Develo
来源:Developmental Biology
时间:2025-06-06
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淀粉样蛋白纤维的拉曼光谱特征解析:揭示人体组织的结构与生化变化
淀粉样蛋白在人体组织中的异常沉积如同"分子定时炸弹",会引发心脏衰竭、肾功能损伤等一系列致命疾病。这些由β-折叠结构主导的蛋白质聚集体,虽然与阿尔茨海默病等神经退行性疾病密切相关,但其在人体不同器官中的精确检测始终面临挑战。传统诊断依赖侵入性活检和复杂的染色技术,既耗时又可能漏诊早期病变。更棘手的是,淀粉样蛋白与组织中脂质、其他蛋白质的复杂相互作用,使得其分子特征难以被常规技术捕捉。为解决这一难题,马来西亚大学医学院的研究团队在《Biophysical Chemistry》发表了一项突破性研究。他们利用拉曼光谱这项"分子指纹识别"技术,成功建立了淀粉样病变组织的快速诊断新标准。通过分析心脏、肾
来源:Biophysical Chemistry
时间:2025-06-06