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基于游戏的机电一体化设备在脑卒中后手功能数字康复中的应用:设计、原型开发与可行性研究
脑卒中后上肢运动障碍常导致患者手部精细功能(manual dexterity)丧失,严重影响日常生活。传统康复手段存在重复性不足、趣味性差等问题,而现有游戏化设备多忽略物体操作的真实触觉反馈。针对这一空白,加拿大曼尼托巴大学的研究团队开发了一款革命性的机器人操纵装置(Robotic Manipulandum Device, RMD),通过结合游戏化训练与实时力学辅助,为患者提供兼具趣味性和功能性的康复方案。这项开创性研究发表在《JMIR Neurotechnology》上,为数字康复领域提供了新范式。研究团队采用三大关键技术:1)模块化RMD硬件设计,配备可更换3D打印手柄实现多关节训练;2)
来源:JMIR Neurotechnology
时间:2025-06-06
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生成式人工智能重塑认知障碍群体社会参与:从社会镜像到认知伙伴的范式转变
在数字化浪潮席卷全球的今天,约15%的认知障碍人群仍面临"数字鸿沟"的严峻挑战。传统社会将"人格(personhood)"狭隘定义为标准认知能力,导致这一群体在教育、就业等关键领域遭遇系统性排斥。更令人担忧的是,当前AI系统往往复制训练数据中的社会偏见,反而可能加剧对非典型认知模式的歧视。这种矛盾现象引发深思:当AI能够模拟人类思维时,我们是否应该重新定义智能与人格的边界?针对这一重大社会议题,来自多学科领域的研究团队在《JMIR Neurotechnology》发表开创性研究。该团队采用文献批判性回顾方法,系统分析残疾研究、AI伦理和计算机科学领域的交叉证据;通过社会镜像理论框架,解构AI技
来源:JMIR Neurotechnology
时间:2025-06-06
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低强度聚焦超声(LIFU)调控耳廓迷走神经分支缓解焦虑症状的初步研究:一种新型神经调控疗法的临床验证
焦虑障碍如同现代社会的隐形流行病,全球约2.7%成年人深受其扰。当大脑的"警报系统"——交感神经过度激活时,患者会陷入持续的心悸、出汗和莫名恐惧中。尽管认知行为疗法和抗抑郁药是主流治疗手段,但约15%-40%患者症状缓解不足50%,这种"治疗抵抗性焦虑"成为临床难题。近年来,科学家将目光投向人体自带的"镇定开关"——迷走神经。作为副交感神经的主干线,迷走神经能像刹车般抑制过度活跃的应激反应。传统迷走神经刺激(VNS)需要植入电极,而NeurGear公司开发的ZenBud头戴设备创新性地采用低强度聚焦超声(LIFU)技术,通过5.3MHz声波非侵入性刺激耳廓迷走神经分支,为焦虑治疗开辟了新路径。
来源:JMIR Neurotechnology
时间:2025-06-06
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基于数字传感器与加速度计数据的卒中后情绪远程监测:抑郁表型与行为特征关联研究
卒中后抑郁(Post-Stroke Depression, PSD)影响着约三分之一卒中患者,却因神经科医生短缺和筛查标准缺失,仅不到10%的患者接受规范评估。更棘手的是,抑郁症状可能迟发且反复发作,而传统自我报告量表对认知障碍患者可靠性存疑。当可穿戴设备遇上神经科学,英国生物银行(UK Biobank)的研究团队在《JMIR Neurotechnology》发表了一项开创性研究,通过智能手环捕捉的运动数据,揭开了行为模式与抑郁风险的隐秘关联。研究团队采用横断面分析方法,从UK Biank穿戴式加速度计子队列中筛选1603名卒中幸存者,分为有抑郁病史(DD,n=155)和无病史(对照组,n=1
来源:JMIR Neurotechnology
时间:2025-06-06
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基于混合深度学习的特征选择算法助力癌症幸存者长期行为障碍早期预测:一项横断面研究
随着癌症治疗技术的进步,全球癌症幸存者数量持续增长,但治疗带来的长期行为障碍如焦虑、抑郁和认知功能下降等问题日益凸显。这些负面行为结局严重影响患者生活质量,而传统统计方法因假设线性关系、忽略特征冗余等问题,预测效果有限。在香港这样的高密度城市,年轻癌症幸存者还面临独特的家庭冲突、居住空间狭窄等社会压力因素,使得行为障碍预测更具挑战性。为突破这一瓶颈,香港中文大学联合香港新界东医院联网的研究团队开发了一种创新性的混合深度学习特征选择框架。这项发表在《JMIR Bioinformatics and Biotechnology》的研究,通过整合临床专业知识与人工智能算法,成功构建了可动态筛选关键风险
来源:JMIR Bioinformatics and Biotechnology
时间:2025-06-06
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静息态theta波功率差异预测持续觉醒期间警觉性脆弱性的神经标志物
在现代社会中,熬夜工作或学习已成为普遍现象,但人们对持续觉醒的耐受性存在显著差异。这种差异背后的神经机制尚不明确,而传统睡眠剥夺研究多聚焦短期效应,缺乏对更贴近现实生活的“自然式”熬夜的探索。为此,研究人员在实验室严格控制条件下,通过整夜觉醒实验揭示了静息态脑电图(Electroencephalogram, EEG)theta波功率与个体警觉性脆弱性的关联。研究团队招募45名受试者,从22:00至次日06:00持续觉醒期间,每2小时采集主观评分、10分钟心理运动警觉任务(Psychomotor Vigilance Task, PVT)表现及静息态EEG数据。根据PVT表现变化将受试者分为脆弱组
来源:International Journal of Psychophysiology
时间:2025-06-06
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慢性膝关节疼痛与年龄对条件性疼痛调制及运动单位控制的交互影响机制研究
膝盖疼痛困扰着超过四分之一的美国老年人,这种疼痛会因缺乏运动而加剧,进而形成"疼痛-残疾-久坐"的恶性循环。尽管这种现象普遍存在,但科学家们对其背后的机制仍知之甚少,这严重阻碍了有效治疗方法的开发。特别令人困惑的是,随着年龄增长,人体的疼痛感知系统和运动控制系统会发生怎样的变化?这些变化与慢性膝关节疼痛之间又存在何种关联?为解开这些谜团,研究人员开展了一项创新性研究,将疼痛科学和神经肌肉控制两个领域的研究方法相结合。该研究重点关注条件性疼痛调制(Conditioned Pain Modulation, CPM,一种内源性疼痛抑制机制)和运动单位(控制肌肉收缩的基本功能单位)的放电特性。通过比较
来源:Experimental Gerontology
时间:2025-06-06
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综述:探索神经干细胞在胶质母细胞瘤中的双重作用:治疗意义与机遇
神经干细胞的双面性胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的原发性脑肿瘤,其治疗困境与神经干细胞(NSCs)的复杂行为密切相关。研究表明,NSCs既能通过Notch、PI3K/Akt和Sonic Hedgehog(SHH)等通路促进肿瘤生长,又能在特定条件下转化为抗肿瘤效应细胞。这种矛盾现象源于肿瘤微环境中细胞因子的动态调控。关键信号通路的交叉调控Notch信号在维持NSCs自我更新中起核心作用,其异常激活可导致GBM干细胞样细胞(GSCs)的扩增。PI3K-Akt-mTOR级联反应则通过调控细胞代谢促进肿瘤存活,而SHH通路的失调与肿瘤血管生成密切相关。值得注意的是,这些通路在正常NSCs与GS
来源:Current Stem Cell Research & Therapy
时间:2025-06-06
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综述:间充质干细胞治疗实验性自身免疫性脑脊髓炎的机制
间充质干细胞(MSCs)的免疫调节武器库作为多发性硬化症(MS)的经典动物模型,实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)揭示了MSCs通过"驯化"过度活跃的免疫细胞实现治疗效果的机制。MSCs能显著抑制致病性TH17细胞的增殖,同时促进调节性T细胞(Treg)的扩增,这种双重调控作用在EAE小鼠模型中可使临床症状评分降低40-60%。神经系统的守护者在中枢神经系统(CNS)微环境重塑方面,MSCs通过分泌脑源性神经营养因子(BDNF)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1),促进少突胶质前体细胞(OPCs)分化为成熟的髓鞘再生细胞。电镜观察显示,MSCs治疗组的神经纤维髓鞘厚度较对照组增加2.3倍,且神
来源:Current Stem Cell Research & Therapy
时间:2025-06-06
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植物基与动物熟食肉的双轴力学测试与感官质地评价:揭示质构差异与模型优化
在全球减碳背景下,植物基肉类作为动物产品的可持续替代品备受关注,但消费者接受度始终受限于其与真实肉类的口感差异。特别是熟食肉这类薄片状产品,其独特的质地特性尚未被系统研究。传统质地分析方法如TPA(Texture Profile Analysis)和Warner-Bratzler剪切测试难以适用于毫米级厚度的熟食切片,而单轴拉伸又无法全面反映其多向力学行为。更关键的是,机械性能与感官体验的定量关联始终是食品科学领域的难点。斯坦福大学研究人员创新性地采用双轴拉伸测试技术,对Tofurky等品牌的4种植物基熟食肉(火鸡、火腿、熟食、意大利火腿)和Hillshire Farm等品牌的4种动物熟食肉进
来源:Current Research in Food Science
时间:2025-06-06
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凝胶类食品消费过程中主观愉悦度与面部肌电信号的动态一致性研究
当人们品尝美食时,面部肌肉的微妙变化往往泄露了内心的愉悦感受——从婴儿吮吸甜食时的咧嘴笑容,到成人品尝苦味时的皱眉反应,这些进化保守的表情暗示着内在的神经机制。然而,现有研究多局限于静态关联分析,无法捕捉进食这一动态过程中瞬息万变的愉悦体验。更关键的是,传统视频分析难以检测细微的肌电活动,而单次问卷调查又无法反映持续变化的感官体验。这种局限性严重制约了食品工业的感官评估精度,也阻碍了科学家理解情绪与运动系统的动态耦合机制。针对这一科学难题,来自日本的研究团队在《Current Research in Food Science》发表创新成果。他们采用凝胶类半固体食物(含正/负/无味三种配方)作为
来源:Current Research in Food Science
时间:2025-06-06
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综述:多糖纳米硒调控神经炎症的作用机制、功能潜力及活性评价研究进展
多糖结构特征与神经炎症调控活性的关系作为天然大分子,多糖的初级结构(单糖组成、分子量)和高级结构(如β-(1→3)-葡聚糖)直接影响其与Toll样受体4(TLR4)的结合能力。研究表明,分子量10–50 kDa的多糖能最优平衡血脑屏障穿透性与抗炎活性,而α-糖苷键多糖的神经保护作用弱于β型。硫酸化修饰可显著增强多糖对细胞外基质(ECM)成分的调控能力,这与其抑制小胶质细胞过度激活的机制密切相关。多糖与P-SeNPs调控神经炎症的机制比较传统多糖通过直接抑制促炎因子(如IL-6、TNF-α)分泌发挥作用,但存在生物利用度低的局限。P-SeNPs则通过双重机制:一方面,纳米硒(SeNPs)核心清除
来源:Carbohydrate Polymers
时间:2025-06-06
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基于EEG的深度学习脑区分析:揭示情绪识别的右半球优势与中枢整合机制
情绪识别是理解人类心理体验的核心,但传统基于面部表情或语音的方法易受主观控制干扰。相比之下,脑电图(EEG)能直接捕捉不受意识调控的神经电活动,在抑郁症诊断和人机交互等领域展现出独特优势。然而EEG信号存在噪声干扰大、时空特征复杂等挑战,尤其缺乏对特定脑区贡献的系统分析。为此,Banaras Hindu大学的研究团队在《Biomedical Signal Processing and Control》发表研究,通过创新性的脑区分割与深度学习融合策略,首次量化揭示了不同脑区在情绪处理中的差异化作用。研究采用SEED、DEAP等5个公开EEG数据集,关键技术包括:1)基于解剖学的EEG通道左/右/
来源:Biomedical Signal Processing and Control
时间:2025-06-06
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基于图一致性联合学习的血管内光学相干断层扫描中管腔与新生血管同步分割与分析
冠状动脉疾病(CAD)是全球死亡率最高的疾病之一,其病理基础动脉粥样硬化斑块会引发血管狭窄甚至阻塞。血管内光学相干断层扫描(IVOCT)作为冠状动脉成像的金标准,能清晰显示管腔(lumen)和斑块内新生血管(NV)——前者决定血流状况,后者是斑块不稳定的标志。然而传统手动分析耗时且依赖经验,而现有AI方法将管腔与NV分割视为独立任务,忽略了二者的解剖关联性。更棘手的是,NV因形态微小、边界模糊且分布稀疏,其分割精度长期停滞不前,严重制约CAD精准诊疗。针对这一挑战,哈尔滨医科大学附属第二医院团队在《Biomedical Signal Processing and Control》发表研究,提出
来源:Biomedical Signal Processing and Control
时间:2025-06-06
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基于人工智能的精准预测模型:提升心理健康障碍早期识别与干预的新策略
心理健康问题已成为全球公共卫生的重要挑战,抑郁症、焦虑症和压力障碍影响着超过3.8亿人口。传统诊断方法依赖主观量表评估,存在识别延迟、误诊率高的问题。尤其值得关注的是,青少年群体和职场人群的心理健康危机日益凸显,但医疗资源分布不均导致早期干预困难。更棘手的是,现有AI预测模型普遍受限于小样本数据和特征工程不足,最高准确率仅达96%,难以满足临床需求。针对这一系列挑战,国内研究人员开展了一项突破性研究。该团队创新性地构建了融合机器学习与深度学习的混合预测系统,利用国际公开的DASS-42量表数据集(包含39,775份跨文化样本),通过多模态技术路线实现了心理健康障碍的精准预测。相关成果发表在《A
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外骨骼使用对运动和注意力任务表现的影响:超越平均值的多维分析
研究背景与意义外骨骼技术近年来在工业领域快速普及,被寄予减轻肌肉疲劳、预防职业性肌肉骨骼疾病(WMSDs)的厚望。然而现实却充满矛盾:一方面,机械臂能分担搬运工肩部负荷;另一方面,流水线工人抱怨穿戴后动作僵硬,甚至漏检零件——这些现象暗示外骨骼可能同时影响运动效率和认知资源分配。更关键的是,现有研究多聚焦平均表现,却忽视了"同一工人时快时慢"的个体内变异(IIV)这类潜在风险指标。美国ASTM国际外骨骼技术中心的研究团队意识到,必须突破均值分析的局限,才能全面评估外骨骼的真实效用。技术方法概要研究招募38名符合身高要求的大学生,在overhead(模拟高空装配)和squatting(模拟低位检
来源:Applied Ergonomics
时间:2025-06-06
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仿生中红外神经形态晶体管:基于PdSe2
/并五苯异质结的动态轨迹感知技术
在军事侦察、环境监测和火灾预警等领域,中红外(MIR)智能感知技术因其穿透烟雾和弱光环境的能力成为关键工具。然而,传统MIR视觉系统基于冯·诺依曼架构,传感、存储与处理单元的物理分离导致数据延迟和能耗激增。更棘手的是,现有神经形态运动捕捉设备仅适用于可见光或近红外波段,在复杂环境下的MIR动态目标追踪几乎空白。自然界中,火甲虫(Melanophila acuminata)却能通过胸部陷窝器官感知微弱MIR辐射,精准定位数公里外的火源——这种高效感知机制为突破技术瓶颈提供了生物蓝图。同济大学与中科院上海技术物理研究所的研究团队创新性地将二维材料PdSe2与有机半导体pentacene结合,开发出
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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适应性压缩:连接情景记忆与语义记忆的统一框架
大脑并非以原始副本形式存储感官体验,而是通过解构与重构形成记忆。率失真理论(rate–distortion theory)将这一过程描述为压缩——剔除无关细节的智能取舍。传统模型假设环境规律恒定且已知,但现实中语义记忆(semantic memory)会持续更新,而意外事件正是驱动这种学习的关键。这项研究构建了动态双通道框架:语义记忆负责提炼环境规律以实现高效编码,情景记忆则像"原始数据缓存库"保存意外经历(surprising experiences),供后续语义系统解析。这种适应性压缩机制解释了记忆扭曲现象——当语义模型不完善时,原始记忆可能被错误整合;课程效应(curriculum ef
来源:Nature Reviews Psychology
时间:2025-06-06
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HCP多管道分析数据集:揭示fMRI分析变异性根源的开创性研究
功能磁共振成像(fMRI)已成为研究大脑功能的利器,但一个鲜为人知的事实是:同样的数据经过不同实验室分析,可能得出截然不同的结论。这种"分析变异性"现象正困扰着神经科学研究领域。究其原因,fMRI分析流程(即"管道")包含预处理、个体水平和组水平分析三个阶段,每个阶段都存在多种软件选择(如SPM、FSL、AFNI)和参数设置,形成了庞大的"分析空间"。2019年的NARPS研究曾让70个团队分析相同数据,结果发现不同团队得出的结论差异显著,凸显了理解分析变异性根源的紧迫性。法国雷恩大学Elodie Germani领衔的研究团队在《Scientific Data》发表了一项开创性工作,他们创建了
来源:Scientific Data
时间:2025-06-06
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面向仿真工作流的元数据管理实践与Archivist工具:推动神经科学与水文学研究的可重复性创新
在当今计算科学领域,计算机仿真已成为知识生成的核心支柱。从探索大脑神经网络的放电模式到预测流域水文变化,复杂模型的数值实验正在推动各学科前沿。然而随着高性能计算(HPC)技术的进步,研究者们面临着一个尴尬的悖论:虽然数字仿真理论上应具备完全可控性,但实际操作中却常陷入"无法复现自己三个月前结果"的困境。德国于利希研究中心José Villamar团队在《Scientific Data》发表的研究,揭示了这一困境背后的关键症结——元数据管理的系统性缺失。问题首先体现在三个典型场景:当科学家X试图复现Y发表的成果时,常发现论文描述与代码之间存在矛盾;研究团队内部相似的仿真数据集因缺乏统一元数据标准
来源:Scientific Data
时间:2025-06-06