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基于层次动态图卷积网络的可解释性模型,用于基于脑电图(EEG)的情感识别
摘要:图卷积网络(GCNs)在基于脑电图(EEG)的情绪识别中表现出强大的能力,能够学习EEG通道之间的拓扑关系。然而,大多数现有的仅使用GCN的方法都采用单一的空间模式,缺乏对局部功能区域内部连接性的增强,并忽略了EEG原始数据的数据依赖性。在本文中,提出了一种分层动态GCN(HD-GCN),以探索EEG通道之间的动态多层次空间信息,并利用EEG信号的区分性特征作为辅助信息。具体来说,拓扑空间中的表示学习包括两个分支:一个用于提取全局动态信息,另一个用于探索局部功能区域中的增强信息。在每个分支中,都使用逐层邻接矩阵来增强GCN的表达能力。此外,还开发了一个数据依赖的辅助信息模块(AIM),以
来源:IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
时间:2025-12-02
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基于知识引导的语义迁移网络在少样本图像识别中的应用
摘要:基于深度学习的模型在许多计算机视觉任务中已经显示出比人类更强的性能,尤其是在有大量标注训练数据的情况下。然而,人类却能够通过浏览少数几个新类别的示例就轻松识别这些类别的图像。在这种情况下,少样本学习(few-shot learning)应运而生,使机器能够从极其有限的标注样本中学习。人类能够快速高效地学习新概念的一个可能原因是他们拥有丰富的视觉和语义先验知识。为此,本文提出了一种新的知识引导语义迁移网络(KSTNet),通过引入辅助先验知识,从补充的角度来实现少样本图像识别。该网络将视觉推理、知识迁移和分类器学习整合到一个统一的框架中,以实现最佳兼容性。我们开发了一个基于类别引导的视觉学
来源:IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
时间:2025-12-02
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鲁棒且具有旋转等变性的对比学习
摘要:对比学习(CL)方法通过学习各种变换下的不变表示取得了显著的成功。然而,旋转变换被认为对CL有害,因此很少被使用,这导致当物体呈现未见过的方向时,CL方法会失效。本文提出了一种表示焦点转移网络(RefosNet),它将旋转变换加入到CL方法中以提高表示的鲁棒性。首先,RefosNet构建了原始图像特征与旋转后图像特征之间的旋转等变映射。然后,RefosNet通过明确分离旋转不变特征和旋转等变特征来学习语义不变表示(SIRs)。此外,引入了一种自适应梯度钝化策略,逐步将表示焦点转移到不变表示上。这种策略可以防止旋转等变性的灾难性遗忘,有利于表示在已知和未见方向上的泛化。我们调整了基线方法(
来源:IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
时间:2025-12-02
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从酪醇出发,通过一锅法仿生合成具有神经保护活性的pimeforazine A和B;这些荧光苯并噁嗪化合物来源于橄榄象甲(Pimelocerus perforatus)
摘要 我们开发了一种简单的一锅法和仿生合成方法,用于制备从橄榄象甲 Pimelocerus perforatus 中分离出的具有神经保护活性的荧光苯并噁嗪类化合物 pimeforazine A 和 B。该合成方法利用商业可获得的 4-(2-羟乙基)苯酚(酪醇)与 2-碘氧苯甲酸(IBX)进行氧化反应,随后加入浓氨水。反应生成 pimeforazine A 和 B 的比例为 3.4:1,这与天然产物中的比例一致。这种方法为从橄榄象甲中提取这些化合物提供了一种实用且高效的方法。
来源:Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
时间:2025-12-02
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糖尿病相关的代谢功能障碍与阿尔茨海默病小鼠模型中的特定tau蛋白磷酸化模式、神经炎症和认知障碍有关
阿尔茨海默病与代谢紊乱的协同致病机制研究进展(摘要部分)近期一项由西班牙加的斯大学医学院科研团队主导的研究,通过构建多组学整合分析模型,首次系统揭示了糖尿病前驱期、1型糖尿病和2型糖尿病三种代谢异常状态与阿尔茨海默病的交互作用机制。该研究采用APP/PS1转基因小鼠模型模拟早期阿尔茨海默病病理特征,同时引入db/db糖尿病小鼠和预糖尿病模型,构建四组对照实验体系:单纯AD组、AD-T1D组、AD-T2D组及AD-三联代谢紊乱组。实验周期设定在26周龄,此时转基因小鼠已形成稳定的tau病理沉积,同时糖尿病模型小鼠也表现出成熟的代谢异常特征。研究采用多维度评估体系,包括:1. 代谢指标检测:血糖、
来源:Brain Behavior and Immunity Integrative
时间:2025-12-02
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一个统一的模型库展示了神经调节如何重塑整个大脑中神经元的兴奋性特征
该研究提出了一种系统化的方法,用于分析神经调制剂对神经元动力学的影响,并揭示了其作用机制的普遍规律。通过整合来自人类和啮齿类动物多个脑区的电生理数据,结合自适应指数积分与发放模型(AdEx),研究者构建了神经调制效应的分类框架,并开发了跨物种参数估计的实用策略。核心发现显示,神经调制作用可分为两类:**"切换"效应**(如乙酰胆碱和组胺)改变神经元发放模式(从抑制到兴奋或爆发式到持续发放),对应于AdEx模型中平衡点稳定性的相位变化;**"缩放"效应**(如多巴胺和去甲肾上腺素)仅调整发放强度而不改变模式,表现为参数空间的连续位移。这种分类在多种神经元类型(皮层锥体细胞、基底节投射神经元、海马
来源:PLOS Computational Biology
时间:2025-12-02
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早产儿脑室内出血早期干预管理路径的质量改进分析:安全性评估与流程优化
在新生儿重症监护室(NICU)里,每一个早产的小生命都在与时间赛跑。对于出生体重低于1500克的极低出生体重儿来说,脑室内出血(IVH)是一个常见的严重并发症,发生率高达20%-30%。更令人担忧的是,其中约40%的患儿会进一步发展成为出血后脑积水(PHH),这种情况与严重的神经发育迟缓、癫痫等长期后遗症密切相关。面对这一挑战,临床医生常常陷入两难境地:由于早产儿免疫力低下、皮肤薄嫩、发生坏死性小肠结肠炎风险高等因素,通常不适合立即进行永久性的脑脊液分流手术(如脑室-腹腔分流术,VPS)。因此,寻找合适的临时干预措施并确定最佳干预时机,就成为改善这些患儿预后的关键。传统上,北美地区多数医疗中心
来源:Canadian Journal of Neurological Sciences
时间:2025-12-02
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认知负荷下的崩溃:NF1青少年执行功能对任务负荷的敏感性研究
在儿童神经发育障碍的研究领域,神经纤维瘤病1型(Neurofibromatosis Type 1, NF1)始终占据着特殊位置。这种每2500-3000名新生儿中就有1例的常染色体显性遗传病,不仅以咖啡牛奶斑、神经纤维瘤等躯体特征著称,更困扰研究者的是其高达80%的认知功能障碍发生率。尽管多数NF1患儿的智力处于正常范围低值,但他们普遍存在执行功能(Executive Function, EF)缺陷——这套被称为"大脑首席执行官"的高级认知流程,包括工作记忆、抑制控制和认知灵活性等核心成分,恰恰是学习能力和社交发展的基石。以往研究虽然描绘了NF1认知缺陷的轮廓,却未能揭示其波动性的内在机制。为
来源:Journal of the International Neuropsychological Society
时间:2025-12-02
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词汇决策的阶段:在掩蔽重复启动任务中,频率衰减现象对启动刺激的持续时间不敏感
### 频率衰减效应(FAE)在掩模重复 priming 中的实证与理论挑战#### 一、研究背景与问题提出视觉词认知识为复杂认知过程,涉及正字法、语音、语义等多维度信息的整合。 masked priming技术通过极短时长的掩模刺激(如####),抑制被试的显性感知,从而揭示早期自动加工机制。然而,关于频率衰减效应(Frequency Attenuation Effect, FAE)在掩模条件下的存在性及机制,学界长期存在争议。**关键争议点**:1. **早期研究**:如Forster等(2003)发现掩模条件下无频率效应,支持“单阶段模型”(如激活模型)。2. **后续矛盾发现**:部分
来源:Language, Cognition and Neuroscience
时间:2025-12-02
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镉暴露对食管鳞癌患者生活质量影响的纵向研究:来自中国南方的6.5年随访证据
食管癌是全球范围内严重的健康威胁,而中国更是食管鳞状细胞癌(ESCC)的高发地区。尽管近年来诊疗技术不断进步,患者的生存时间有所延长,但疾病本身及其治疗过程带来的吞咽困难、体重下降、胸痛等症状,严重损害着患者的生理功能和精神状态。在关注生存率的同时,如何改善癌症患者的健康相关生活质量(HRQoL)已成为临床实践中的重要课题。另一方面,环境中的有毒重金属,如镉(Cd),因其在人体内具有极长的生物半衰期而备受关注。镉广泛存在于烟草、受污染的食物和某些职业环境中,不仅是多种癌症的已知风险因素,还与癌症患者的不良预后相关。更有研究表明,镉暴露可能引发抑郁症状、认知功能下降等神经系统问题。这些发现提示,
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-02
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基于高斯定量构效关系、分子对接与密度泛函理论的HDAC3抑制剂计算筛选:针对神经认知性血管性痴呆的药物发现新策略
随着全球人口老龄化加剧,血管性痴呆(Vascular Dementia)已成为仅次于阿尔茨海默病的第二大痴呆类型,预计到2030年全球患者将突破1亿人。这种疾病由脑部血流灌注不足引发神经元退化,导致记忆丧失、判断力下降等一系列认知功能障碍。目前临床上尚无特异性治疗药物,患者长期面临无药可医的困境。近年来表观遗传学研究显示,组蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)在神经炎症和认知损伤中起关键作用,其抑制剂能通过激活脑源性神经营养因子(BDNF)通路改善突触可塑性,这为血管性痴呆治疗提供了新思路。为攻克这一难题,印度理工学院海得拉巴校区与贾达普大学的研究团队在《Scientific Reports》发表最
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-02
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长读长基因组测序解析NF2相关神经鞘瘤病中8号与22号染色体平衡易位的断点
在遗传诊断领域,染色体平衡易位如同一道复杂的谜题。当两条染色体片段交换位置,但遗传物质总量看似不增不减时,这种“平衡”状态往往暗藏玄机。尤其当这种易位是“新生”的(即非父母遗传),它可能导致基因断裂或调控序列破坏,从而引发一系列发育异常或疾病,给产前诊断和遗传咨询带来巨大的不确定性。传统的细胞遗传学技术,如核型分析,能够发现大的易位,但就像一张低分辨率的地图,无法精确指示断裂发生在哪个基因的哪个位置。对于神经纤维瘤病2型(NF2相关神经鞘瘤病)这类由NF2肿瘤抑制基因突变引起的遗传性肿瘤综合征,明确致病元凶至关重要。NF2相关神经鞘瘤病患者易患双侧前庭神经鞘瘤、脑膜瘤和室管膜瘤等多种肿瘤。约半
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-02
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综述:神经元细胞自动机:在生物学中的应用以及超越传统人工智能的潜力
神经细胞自动机(NCA)的跨学科研究进展与生物智能启示神经细胞自动机(Neural Cellular Automata, NCA)作为新兴的计算范式,正在重塑生物医学与人工智能的交叉研究格局。这种将神经网络与细胞自动机原理融合的创新架构,通过局部智能单元的协同演化,实现了从分子机制到系统行为的全尺度建模能力。其核心特征在于每个计算单元都具备自主决策的神经网络模块,同时遵循基于空间拓扑的细胞间交互规则,这种设计天然契合生物系统分布式处理与多尺度协同的演化逻辑。在生物学建模领域,NCA展现出突破性的应用价值。对于形态发生过程的研究,NCA通过训练网络参数来实现细胞状态的动态更新,成功模拟了胚胎发育
来源:Physics of Life Reviews
时间:2025-12-02
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基于时序预测编码模型的句子处理认知努力机制研究
人类大脑如何高效处理连续语言输入一直是认知科学的核心问题。传统语言处理模型主要关注词汇预测概率(如surprisal理论),但难以全面解释阅读过程中认知努力的动态变化。近年来,受神经科学启发的预测编码理论认为,大脑通过不断生成并更新内部模型来预测感官输入,并通过最小化预测误差进行推理。然而,如何将这一框架应用于自然语言处理,并量化其与认知努力的关系仍不清楚。为此,研究团队在《Journal of Memory and Language》上发表论文,引入时序预测编码(temporal Predictive Coding, tPC)模型来模拟句子理解过程。该模型将语言处理视为一个序列推理问题:在每
来源:Journal of Memory and Language
时间:2025-12-02
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中链甘油三酯生酮饮食对伴有认知障碍的2型糖尿病小鼠的神经保护作用
本研究针对2型糖尿病(T2DM)诱导的认知衰退问题,系统评估了四种中链甘油三酯(MCT)低碳水化合物饮食(MCT-KD)对糖尿病小鼠代谢紊乱及认知功能改善的机制。通过构建高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠模型,实验组采用含肉桂醛种子油(CCSKO)、癸酸甘油酯(CYT)、月桂酸甘油酯(CT)和棕榈酸甘油酯(LT)的四种MCT-KD进行干预,持续8周。研究发现,MCT-KD显著改善糖尿病小鼠的糖脂代谢异常,同时通过激活PI3K/AKT/GSK-3β信号通路保护海马体神经元结构,最终提升空间学习与记忆能力。其中以癸酸甘油酯(CYT)干预效果最为显著,其代谢调节效率与神经保护作用均优于
来源:Journal of Future Foods
时间:2025-12-02
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下丘脑腹内侧核nNOS神经元以性别特异性方式调控社会行为
在神经科学领域,社会行为如交配、攻击和社交接近等本能行为的神经机制一直是研究热点。这些行为不仅对个体生存和繁衍至关重要,其神经环路也表现出显著的性别二态性。下丘脑,特别是其腹内侧核的腹外侧部分(VMHvl),已被证实是调控本能行为的关键脑区。该区域高度异质,包含多种神经元亚群,其中表达雌激素受体α(ERα)和孕激素受体(PR)的神经元已被广泛研究,已知其对雄性和雌性的攻击和性行为至关重要。然而,VMHvl内其他神经元群体在社会行为中的作用仍不清楚。神经元型一氧化氮合酶(nNOS)神经元广泛分布于小鼠大脑,包括VMHvl。早期使用基因敲除和药理学方法的研究表明,nNOS酶活性对性行为和攻击行为的
来源:Communications Biology
时间:2025-12-02
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美国肝胆神经内分泌肿瘤患者的流行病学趋势及其与总体生存率相关的因素
肝胆神经内分泌肿瘤(HB-NENs)作为神经内分泌肿瘤(NENs)的一个罕见亚型,近年来在全球范围内呈现出发病率持续上升的趋势。本研究基于美国国家癌症研究所的SEER数据库,系统分析了1975年至2020年间390例HB-NENs患者的临床特征、预后影响因素,并首次构建了适用于该人群的预后评分模型。以下从流行病学特征、临床预后分析、预测模型构建及研究局限性四个维度进行解读。### 一、流行病学特征分析研究显示,HB-NENs的年发病率呈现显著增长(APC=2.73%,95%CI 1.86-3.65),其中以胆囊和肝外胆管来源的肿瘤增长最为显著(APC分别为3.51%和3.73%)。性别差异方面
来源:Cancer Reports
时间:2025-12-02
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海藻衍生的岩藻甾醇和萨林戈甾醇对细胞胆固醇代谢的差异调节作用
本研究聚焦于褐藻来源的甾醇(fucosterol和saringosterol)对阿尔茨海默病(AD)和心血管疾病的潜在治疗机制,通过体外细胞实验和体内动物模型,系统解析了这两种天然产物的作用路径及差异。研究揭示了甾醇类物质通过激活肝X受体(LXRα/β)调控胆固醇代谢、炎症反应及神经功能的具体机制,为开发新型神经退行性疾病和心血管疾病疗法提供了理论依据。### 1. 研究背景与核心问题海洋生物活性物质因其天然来源和独特结构受到广泛关注。褐藻中富含的fucosterol(24-羟基cholesterol)及其氧化产物saringosterol(24-羟基cholesterol的顺式和反式异构体)
来源:Frontiers in Marine Science
时间:2025-12-02
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桥接疗法与连续流式左心室辅助装置患者出血和血栓形成的风险:一项准实验研究
本研究针对接受连续流左心室辅助装置(CF-LVAD)治疗的终末期心力衰竭患者,评估在抗凝治疗国际标准化比值(INR)亚 therapeutic 时使用低分子量肝素(LMWH)桥接治疗的潜在风险。研究以荷兰莱顿大学医学中心2010年至2024年植入CF-LVAD的92例患者为对象,通过回归断点设计(Regression Discontinuity Design)模拟随机对照试验,分析桥接治疗对出血、血栓及死亡率的影响。### 核心发现1. **大出血风险显著升高** 桥接治疗期间,患者大出血发生率是未使用LMWH时期的2.8-3.7倍(95%置信区间1.6-8.7)。研究显示,当INR低
来源:ASAIO Journal
时间:2025-12-02
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实空间机器学习关联密度泛函:提升密度泛函近似迁移性的新策略
在量子化学和材料科学领域,密度泛函理论(DFT)已成为最重要的计算工具之一。然而,传统人类设计的密度泛函近似(DFA)存在严重的迁移性限制——即在未知化学系统上的泛化能力不足。随着机器学习(ML)技术在科学计算中的广泛应用,研究人员开始探索利用ML来改进DFA,但现有的ML-DFA方法仍然无法解决迁移性这一根本问题。以DeepMind开发的DM21泛函为例,尽管在训练集上表现出色,但在某些过渡金属原子计算中出现了灾难性的迁移失败,甚至无法收敛。这一现象凸显了当前ML-DFA方法的局限性,使得有机化学家在研究过渡金属催化反应机理时,仍然更倾向于使用传统的"老派"DFA,如B3LYP或PBE。问题
来源:Nature Communications
时间:2025-12-02