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垂直SiN RRAM中的非线性量化电导动态特性,用于可扩展的记忆学习集成
本文聚焦于一种基于Pt/SiN/Ti垂直堆叠结构的抗阻随机存取存储器(VRRAM)器件研发,重点探索其在神经形态计算和边缘人工智能领域的应用潜力。研究团队通过材料创新与结构优化,突破了传统存储器件在密度提升与稳定性之间的矛盾,为类脑计算硬件提供了新的解决方案。### 一、技术背景与挑战当前三维堆叠式闪存(V-NAND)技术面临双重困境:一方面,层数从176层向238层扩展的过程中,制造工艺复杂度呈指数级增长,良品率难以保障;另一方面,高密度存储单元(如四层单元)存在显著的电荷扩散和电场拥挤效应,导致数据保持特性恶化。量子隧穿现象在传统浮栅存储器中虽能实现多级存储,但其随机性难以满足神经形态计算
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-11-30
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使用氙气磁性脂质泡来检测和治疗间歇性缺氧引起的认知障碍
本研究针对阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)引发认知障碍的临床难题,创新性地提出了一种基于磁热纳米气泡的多功能诊疗系统。研究团队通过系统优化实现技术突破,成功开发出具备精准靶向、高效治疗与实时监测功能的Xenon磁热脂质泡(Xe-MLBs)及其改良型Xe-LM-MLBs。该成果为OSA相关神经损伤的早期诊断与干预提供了全新解决方案。一、研究背景与科学问题OSA作为全球高发的睡眠障碍性疾病,其引发的间歇性缺氧(IH)不仅导致呼吸暂停事件本身,更会通过激活Rac1-JNK3通路和 caspase凋亡途径,造成海马体及皮层神经元选择性损伤。临床统计显示,超过60%的OSA患者伴随认知功能下降,但现有CPA
来源:Journal of Contextual Behavioral Science
时间:2025-11-30
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BP/PdSe异质结器件用于宽带偏振敏感的突触模拟、逻辑运算、导航、全天图像处理与识别
该研究团队通过构建二维过渡金属硫族化合物的异质结结构,在光电感知与神经形态计算领域实现了突破性进展。论文系统阐述了基于六方氮化硼(BP)与二硫化钯(PdSe₂)的范德华异质结器件,其创新性体现在三个维度:材料异质结构的复合优势、多模态光电功能集成、以及仿生智能系统的构建。以下从技术突破、功能实现和应用价值三个层面进行详细解读。一、材料体系与器件结构创新研究团队选用BP与PdSe₂作为异质结构建单元,这种组合具有协同增强效应。BP的层状结构赋予材料优异的层间耦合特性,其sp³杂化轨道形成的各向异性结构可产生独特的偏振敏感性。PdSe₂作为新兴二维材料,其 puckered pentagonal
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-11-30
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恶性外周神经鞘瘤五例报告及文献回顾:临床特征、治疗策略与预后分析
在软组织肉瘤的浩瀚星海中,恶性外周神经鞘瘤(MPNST)如同一颗隐匿而危险的暗星。它虽然仅占所有软组织肉瘤的2%-10%,在所有恶性肿瘤中占比不足1%,但其侵袭性强,治疗选择有限,患者预后往往不容乐观。更令人担忧的是,大约三分之一到一半的MPNST病例与神经纤维瘤病1型(NF1)密切相关,而这部分患者的预后尤为恶劣。面对这一临床挑战,目前的标准治疗仍以手术完全切除为主,但对于无法手术或已发生转移的患者,化疗和放疗的效果有限,且美国食品药品监督管理局(FDA)尚未批准任何针对MPNST的靶向药物。因此,深入探索MPNST的临床特征、治疗策略及预后影响因素,成为摆在研究人员面前的一道紧迫课题。在此
来源:Hormones & Cancer
时间:2025-11-30
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结肠神经内分泌癌肝转移患者原发灶切除的预后影响及生存预测列线图开发:基于SEER数据库的研究
神经内分泌癌(NECs)作为一类高度异质性的恶性肿瘤,在消化系统中的发病率虽低,但其侵袭性强、易转移的特性使患者预后极差。尤其当肿瘤转移至肝脏时,患者中位生存期常不足一年。更复杂的是,结肠NECs的生物学行为因原发灶位置(左半结肠与右半结肠)差异而显著不同——二者胚胎起源(左半结肠源于后肠,右半结肠源于中肠)、分子特征及临床预后均存在分歧。然而,当前国际指南(如NANETS和ENETS)对转移性结肠NECs的原发灶切除持保守态度,仅推荐在出现局部症状时实施手术。这一矛盾凸显了深入探索原发灶位置与手术干预对患者生存影响的紧迫性。为破解这一难题,Chen等学者基于美国SEER数据库(2010-20
来源:Hormones & Cancer
时间:2025-11-30
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综述:深度卷积神经网络在神经系统疾病诊断中的应用:前沿架构、挑战与未来方向的全面综述
摘要神经疾病的日益普遍给医疗系统带来了重大挑战,需要早期、准确的诊断以实现有效的治疗和管理。尽管深度学习展现出巨大潜力,但针对不同数据类型和模式的现代架构进行全面比较仍然有限。本研究旨在通过系统地回顾基于深度学习的神经疾病诊断的最新进展来填补这一空白。该综述重点关注深度卷积神经网络(DCNNs)、轻量级CNNs和基于Transformer的模型,并采用PRISMA方法对133篇经过同行评审的研究进行了识别和分析。其中,95篇研究集中在六种主要的DCNN架构上——AlexNet、U-Net、ResNet、CapsNet、DenseNet和EfficientNet;16篇研究探讨了轻量级CNNs;
来源:ARCHIVES OF COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING
时间:2025-11-30
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猴子具有节奏感
人类音乐感知与节奏同步能力的起源与进化机制研究进展音乐感知与节奏同步是人类独有的文化现象吗?这一困扰学界多年的问题,近期通过恒河猴实验研究取得了重要突破。本研究通过系统实验设计,首次在非人灵长类动物中证实音乐节奏感知与同步能力的存在,并构建了跨物种分析的理论框架。实验揭示了音乐节奏感知的神经机制与进化路径的深层关联,为理解人类认知特化提供了全新视角。一、研究背景与核心争议人类音乐感知能力具有显著的特殊性:约80%的5岁儿童无需训练即可自发与音乐节奏同步(Steinkrauss, 2019)。这种跨文化普遍性引发了"音乐能力起源假说"的学术争鸣。主流观点认为,音乐感知源于语言发展的协同进化,这一
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脑源性细胞外囊泡在循环中的CircUsp32极化巨噬细胞作用下,可导致创伤性脑损伤后的急性肾损伤
创伤性脑损伤(TBI)引发的急性肾损伤(AKI)是临床重要的并发症,但其具体机制尚未完全阐明。近年来,外泌体(EVs)作为细胞间通信的载体,在TBI相关器官损伤中的作用受到广泛关注。本研究通过系统性实验,揭示了TBI-EVs通过调控circUsp32/Socs1/IRF7信号轴促进肾损伤的分子机制,并首次发现hsa_circ_0044940可作为AKI早期诊断的生物标志物。### 研究背景与核心问题TBI不仅导致中枢神经系统损伤,还会引发多器官系统功能障碍,其中AKI发生率约10-15%。尽管神经-肾脏轴在病理过程中的重要性已被部分研究证实,但具体分子机制仍不明确。外泌体作为脑损伤后释放的关键
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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CTCF与RNA的相互作用调控了细胞特异性的染色质环结构
### 技术进展:CTCF-ZF1 RNA结合区域在干细胞分化中的关键作用#### 摘要研究揭示了CCCTC绑定因子(CTCF)的锌指域1(ZF1)在维持细胞特异性染色体环结构中的核心功能。通过建立小鼠胚胎干细胞(ESC)向神经前体细胞(NPC)的分化模型,实验发现删除CTCF-ZF1区域会导致染色体环解体,进而破坏神经元发育相关基因的表达调控。进一步分析表明,CTCF-ZF1通过与NPC特异性上调的RNA(如Podxl和Grb10的mRNA)相互作用,在染色体环的维持中发挥直接作用。阻断这些RNA-CCTF相互作用会导致染色体环结构在基因位点附近的破坏,从而引发基因表达异常。该研究首次系统性
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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利用嵌入模型理解生成式人工智能的输出
该研究聚焦于利用预训练深度神经网络(DNN)的特征嵌入器(FE)分析生成数据与真实数据的异质性。通过对比图像、文本等多模态数据集,作者揭示了AI生成内容在嵌入空间中的独特几何分布特征,并提出了基于特征降维的检测框架。**核心发现解析**1. **嵌入空间的结构特性**: - 预训练模型(如Mistral-7B、Apple Data Filtering Network)生成的特征向量具有显著维度依赖性。前10-20个主成分(PCs)即可捕捉90%以上的数据分布差异,超过环境维度下随机噪声的信号强度。 - 多语言新闻文本的嵌入向量通过PC分析可分离出俄语与西班牙语样本,即便经过机器翻译预处
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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用三叉神经系统替代人类的嗅觉功能
本研究聚焦于通过新型神经替代技术恢复嗅觉功能,提出利用人工鼻(e-nose)与鼻腔电刺激器(ES)的组合装置,探索三叉神经系统的感官替代潜力。该技术试图弥补现有治疗手段的不足,为嗅觉障碍患者提供非侵入式解决方案。一、研究背景与动机嗅觉作为五感中最具生存价值的核心感官,其丧失不仅影响饮食选择和情绪调节,更直接威胁居家安全。全球约20%人口存在程度不等的嗅觉功能障碍,其中新冠后病毒性嗅觉丧失的发病率显著上升。尽管药物、手术和感官训练已取得一定进展,但超过80%患者仍无法恢复正常嗅觉功能。现有治疗手段存在三大局限:药物治疗起效缓慢且存在副作用;神经外科植入术风险高且效果不稳定;感官训练需要长期坚持且
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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Polycomb复合体介导的组蛋白H2A单泛素化与增强子及神经元基因调控的广泛关联
线虫中组蛋白H2AK119ub与H3K27me3的协同调控机制及在神经发育中的功能研究摘要:本研究系统解析了线虫(Caenorhabditis elegans)胚胎发育中组蛋白H2AK119ub的分布特征及其调控网络。通过全基因组ChIP-seq分析发现,H2AK119ub与H3K27me3的分布存在显著独立性,其中H2AK119ub呈现独特的增强子富集模式,与神经发育相关基因形成强关联。功能验证显示,H2AK119ub缺失导致线虫神经元迁移和分化的多重缺陷,并揭示其通过增强子调控和与H3K27me3的协同作用实现双重功能。该研究为理解 Polycomb 复合体在神经发育中的分子机制提供了新的
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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MeCP2 与超延伸复合体相互作用,以调控转录过程
MECP2蛋白通过调控SEC复合物影响神经发育与认知功能的研究解读Rett综合征(RTT)作为一种X连锁显性遗传性神经发育障碍,其核心病理机制是MECP2蛋白功能的缺失。尽管已有研究揭示MECP2通过甲基化DNA结合调控基因表达,但其分子作用网络仍存在重大知识缺口。本研究通过果蝇遗传筛选系统与哺乳动物基因互作分析,首次发现MECP2与延伸复合物SEC存在物理相互作用,并揭示其在神经可塑性调控中的新机制。研究团队采用果蝇遗传修饰系统,成功构建MECP2过表达模型,并筛选出32个与MECP2存在遗传互作的基因。值得注意的是,SEC复合物(由AFF4、AF9、ELL2等亚基组成)作为延伸因子,其成员
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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综述:神经精神疾病与其皮肤并发症之间的肠道微生物群失调
肠道菌群与神经精神疾病及皮肤病的关联机制研究摘要:近年来研究发现,肠道菌群紊乱与神经精神疾病(如自闭症、抑郁症、焦虑症、精神分裂症)及多种皮肤疾病(如特应性皮炎、银屑病、玫瑰痤疮)存在显著关联。本综述整合了临床及基础研究证据,提出"肠-脑-皮肤轴"理论框架,揭示肠道菌群通过代谢调控、免疫信号传导和屏障功能影响两大类疾病的核心病理机制。研究发现,肠道菌群多样性下降、产短链脂肪酸(SCFA)菌群减少及致病菌增殖是共同特征,由此引发系统性炎症反应和神经内分泌失调,形成双向反馈的病理环路。1. 肠-脑-皮肤轴的理论基础肠道作为人体最大的免疫器官,其菌群组成直接影响全身免疫稳态。最新研究显示,自闭症谱系
来源:Gut Microbes
时间:2025-11-29
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羟基羧酸受体2介导β-羟基丁酸在小鼠中的抗癫痫作用
本研究聚焦于生酮饮食(KD)通过β-羟基丁酸(β-HB)调节HCAR2受体发挥抗癫痫作用的新机制。研究团队通过动物模型和电生理实验,系统揭示了HCAR2在神经元兴奋性调控及突触传递抑制中的核心作用,为理解KD治疗癫痫的分子机制提供了关键证据。**研究背景与核心发现** 生酮饮食作为药物-resistant癫痫的成熟疗法,其作用机制长期存在争议。已知β-HB作为KD代谢产物在血浆中浓度达2-5mM,但早期动物实验未发现其直接抗癫痫效果。本研究首次通过HCAR2基因敲除小鼠,证实β-HB的抗癫痫作用完全依赖于该受体介导的信号通路。研究团队构建了HCAR2条件性敲除小鼠模型,结合海马切片电生理记录
来源:Annals of Neurology
时间:2025-11-29
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未破裂颅内动脉瘤的瘤壁增强与不稳定性概率:一项长期随访研究
本研究针对未破裂颅内动脉瘤(UIAs)的动脉瘤壁增强(AWE)现象对长期预后的影响展开系统性分析,为临床提供重要的影像学预测指标参考。研究基于乌得勒支大学医学中心与巴黎圣安娜医院两个国际多中心队列,纳入2012-2016年间接受钆剂增强动脉瘤壁成像(MR-AWI)及磁共振血管造影(MRA)检查的198例患者224个UIAs。研究周期长达7.5年,突破以往短期随访研究的局限,首次完整呈现AWE在动脉瘤稳定性预测中的动态演变规律。### 核心发现解析在影像学评估方面,研究创新性地采用双盲独立神经放射科医师评估体系,将AWE分为存在与不存在两类。结果显示,存在AWE的72个动脉瘤在7.5年随访中呈现
来源:Annals of Neurology
时间:2025-11-29
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一种基于合理设计的多肽的混合平台,用于实现靶向鼻腔脑部药物递送
在神经退行性疾病和脑部肿瘤的药物治疗领域,血脑屏障(BBB)的穿透难题长期制约着临床疗效。近年来,鼻腔给药系统因操作简便、避免首过效应等优势备受关注,但实际应用中仍面临多重挑战。西班牙普里纳费莱研究中心(CIPF)的科学家团队通过整合生物可降解材料与智能响应技术,开发出具有突破性意义的NanoInBrain递送平台,相关成果在《Advanced Science》等权威期刊发表后引发学界高度关注。**核心创新点与设计逻辑**该平台突破传统纳米递送系统的局限,构建了"双引擎驱动"的递送体系:外层采用星状聚谷氨酸(StPGA)形成的纳米载体,内层通过透明质酸-聚谷氨酸共聚物(HA-CP)构建缓释基质
来源:Biomaterials
时间:2025-11-29
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CYFIP1通过调控钙离子稳态与线粒体功能介导皮质轴突发育新机制
在大脑精细的发育过程中,轴突的精准导向和连接形成是神经环路构建的基础。神经发育障碍(NDDs)如自闭症谱系障碍(ASD)和精神分裂症(SCZ)患者常表现出大脑连接异常和胼胝体结构改变,但其背后的分子机制尚不明确。染色体15q11.2区域的拷贝数变异与ASD和SCZ的发病风险密切相关,该区域内的CYFIP1基因被认为是关键致病基因。此前研究表明,Cyfip1杂合(Cyfip1+/-)小鼠表现出与患者相似的双侧功能连接减弱和胼胝体缺陷,但CYFIP1如何调控轴突发育这一基本问题仍未解决。发表在《Nature Communications》的这项研究首次阐明CYFIP1通过调控钙离子可用性和线粒体功
来源:Nature Communications
时间:2025-11-29
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PIKfyve/Fig4/Vac14复合体破坏通过ULK1依赖性机制促进溶酶体修复和线粒体稳态
在细胞生物学领域,溶酶体作为细胞的"消化器官",其功能完整性对维持细胞稳态至关重要。这些膜包被的细胞器不仅负责降解大分子物质,还参与调节自噬、脂质代谢等多种细胞过程。然而,溶酶体功能障碍与多种疾病密切相关,包括神经退行性疾病、溶酶体贮积症和癌症等。近年来,磷酸肌醇(PIs)及其代谢酶在调节溶酶体功能中的作用日益受到关注。在溶酶体膜上,PIKfyve/Fig4/Vac14三元复合物负责调控低丰度磷酸肌醇PI(3,5)P2的代谢。有趣的是,虽然FIG4和VAC14基因的功能缺失突变会导致严重的神经系统疾病,但急性PIKfyve抑制却在神经退行性疾病模型中显示出治疗潜力。这一矛盾现象提出了一个重要的
来源:Nature Communications
时间:2025-11-29
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PCM1通过协调中心体不对称性与极化内体动力学调控子代细胞命运
在大脑发育的宏伟蓝图中,放射状胶质前体细胞(RGP)扮演着神经干细胞的角色,它们通过精巧的不对称细胞分裂(ACD)来平衡自我更新与分化,源源不断地产生神经元,构建出复杂的神经系统。在这个过程中,两个关键细胞器的不对称性至关重要:中心体和内体。中心体作为细胞的微管组织中心,在细胞分裂时会进行半保守复制,产生在年龄和蛋白组成上均不同的母中心体和子中心体。研究表明,神经前体细胞会不对称地继承中心体,并且这种不对称性与子代细胞的命运决定相关。然而,中心体的这种不对称性究竟是如何转化为细胞命运差异的,其内在机制一直笼罩在迷雾之中。与此同时,Notch信号通路的不对称分布是决定子代细胞命运的另一个关键因素
来源:Nature Communications
时间:2025-11-29