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基于注意力机制的功能基团粗粒化:面向分子预测与设计的深度学习新框架
在当代材料科学与药物研发领域,分子设计始终面临着化学空间组合爆炸与数据稀缺的双重挑战。传统分子指纹方法虽能基于局部结构进行性质预测,但难以捕捉官能团间的长程相互作用;而基于原子图的自编码器虽能生成连续分子嵌入,却需要大量标记数据支撑训练。特别是在聚合物材料等特定领域,可获得的标记分子数据往往不足千例,严重制约了机器学习模型的应用潜力。发表于《npj Computational Materials》的最新研究提出了一种创新解决方案:通过功能基团粗粒化策略构建层次化分子表示,结合自注意力机制实现数据高效的材料设计。该框架的核心在于将约100个关键功能基团作为分子“词汇表”,建立原子级与基团级双重图
来源:npj Computational Materials
时间:2025-11-23
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儿科患者中轻微创伤带来的重大风险:急性缺血性中风
摘要轻微头部创伤是儿童急诊就诊的常见原因,通常不需要进一步的诊断评估。然而,这种创伤后发生缺血性中风的风险虽然罕见,但确实存在,因此在某些情况下进行神经影像学检查至关重要。在本病例系列研究中,我们评估了六名在诊所内因轻微头部创伤被诊断为缺血性中风的儿童患者。这些患者的年龄在9个月到56个月之间,包括4名男孩和2名女孩。所有患者在受伤后的72小时内均出现了局灶性神经功能缺损。未发现颅内出血或骨折的迹象,实验室检查也未显示其他异常。其中两名患者由于病情恶化需要接受减压手术,这两者的预后较差。相比之下,其余四名患者在基底节区域表现出扩散受限现象,并通过保守治疗完全康复。轻微头部创伤后发生的急性缺血性
来源:Child's Nervous System
时间:2025-11-23
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伴有儿童中枢神经系统肿瘤的癌症易感综合征的临床挑战:一项单中心研究
摘要引言最近在基因检测方面的进展表明,大约15%的儿童中枢神经系统(CNS)肿瘤患者存在癌症易感综合征(CPS);然而,这些患者进行种系基因检测的最佳适应症和时机尚未确定。方法我们回顾性分析了2016年12月至2022年12月期间在埼玉儿童医学中心被诊断为CPS的儿童CNS肿瘤患者的临床和遗传特征。结果在我们机构中,大约83名儿童CNS肿瘤患者中,有12名(14.5%)被诊断为CPS。其中只有2名患者有癌症家族史。共有6名患者在出现肿瘤之前就被确诊为CPS,包括4名患有神经纤维瘤病1型、1名患有22q11.2缺失综合征和1名患有冯·希佩尔-林道病。其余6名患者在出现肿瘤后才被确诊为CPS,其中
来源:Child's Nervous System
时间:2025-11-23
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儿童孤立性足下垂——一种罕见的Chiari 1型畸形伴全脊髓空洞症的表现(病例报告及文献综述)
摘要目的儿童患者中孤立性足下垂是一种罕见的临床表现,通常归因于周围神经病变或神经根病变。而足下垂作为Chiari I畸形伴脊髓空洞症的唯一症状则极为罕见。本文描述了一例4岁女孩因全脊髓空洞症导致孤立性足下垂的病例,并回顾了之前发表的类似儿科病例。方法本病例报告结合了临床表现、影像学检查、神经生理学结果、手术细节及随访情况。同时,还对13例与Chiari I畸形和脊髓空洞症相关的儿童足下垂病例进行了回顾,重点分析了其临床特征、手术治疗方法及预后。结果患者表现为突然发作的无痛性右侧足下垂,无外伤或全身性症状。磁共振成像(MRI)显示存在Chiari I畸形及广泛的脊髓空洞症。神经传导研究和实验室检
来源:Child's Nervous System
时间:2025-11-23
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综述:儿童I型Chiari畸形的神经认知特征研究:文献综述
摘要由于神经影像技术的进步,Chiari畸形I型(CM-I)在儿童群体中的认知度越来越高。尽管其神经学表现已有充分记录,但关于其对神经认知功能影响的研究仍然有限且不够明确。本综述旨在全面梳理现有证据,确定最常被评估的神经认知领域,评估有关手术结果的现有证据程度,并指出关键的知识空白。研究中最常涉及的领域包括工作记忆、执行功能、语言和注意力。家长报告普遍指出存在执行功能障碍,尤其是在元认知过程中。将手术减压与神经认知功能改善联系起来的证据并不一致,且大多数研究缺乏基线或纵向评估。由于方法上的异质性较大以及验证工具的使用不统一,各研究之间的对比存在困难。目前关于儿童CM-I神经认知后遗症的证据分散
来源:Child's Nervous System
时间:2025-11-23
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利用水凝胶增加晶体管的维度
编辑总结随着有机生物电子学的发展,人们开始关注制造性能良好的可拉伸半导体。迄今为止,大多数方法都是将半导体与弹性体混合使用,这些半导体在电子性能上表现良好,但它们的模量远高于生物组织,并且无法通过插入离子来调节。刘等人开发了一种二级水凝胶网络,该网络促进了初级氧化还原活性聚合物连续相的形成。这种组成使得制造具有生物相容性的毫米厚度半导体层成为可能。通过控制水凝胶的孔隙率,研究人员优化了离子和电子的迁移率,并展示了具有高开/关切换比的电化学晶体管。——Marc S. Lavine摘要晶体管是现代电子学的基础,传统上它们是刚性、平面且二维(2D)的,这限制了它们与生物系统的柔软、不规则和三维(3D
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动态突触可塑性增强神经元时空模式分类的计算能力与鲁棒性
神经元模型与学习任务框架研究基于标准的电流整合发放模型(leaky integrate-and-fire model)来探讨不同突触类型对神经元分类能力的影响。该模型中,神经元的膜电位V(t)由N个传入纤维的尖峰活动整合而成。每个传入尖峰在时间tij到达时,会引发一个指数衰减的输入电流,其贡献由该突触的瞬时效能Wi加权。突触后电位(PSP)的形态由膜时间常数τm和突触时间常数τs共同决定,其特征时间尺度τ = √(τmτs)需要与输入尖峰的密度相匹配以获得最佳性能。当膜电位V超过发放阈值ϑ=1时,神经元产生一个输出尖峰,随后电压平滑地重置到静息电位Vrest=0。研究的核心是二分类的存储容量任
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-11-22
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通过复合微球水凝胶靶向麻醉和手术诱导的衰老细胞,作为血小板因子4输送的鼻-脑放大器,用于修复神经认知功能障碍
本研究聚焦于围术期神经认知障碍(Perioperative Neurocognitive Disorder, PND)这一在老年手术患者中较为常见的并发症。PND不仅增加了神经退行性疾病的风险,还可能导致死亡,同时给社会和经济带来沉重负担。尽管PND的发病率较高,但其发生的具体原因、潜在的病理机制以及有效的治疗手段仍然不明确。研究者发现,细胞衰老相关的分泌表型(Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP)是细胞衰老的产物,能够驱动炎症老化(inflammaging)和认知功能下降。然而,目前对于细胞衰老与PND之间关系的探讨仍较为有限。本研究
来源:Biomaterials
时间:2025-11-22
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压力历史调节CRF神经元以建立韧性
累积性压力是导致重度抑郁症(MDD)的重要风险因素之一,然而并非所有经历慢性压力的人都会发展为MDD。那些未发展为MDD的个体,其在面对压力时如何形成稳定的抗压能力仍不清楚。本研究通过一项10天的重复社会挫败压力模型(RSDS),探讨了在压力累积过程中,抗压(resilient)与易感(susceptible)小鼠之间的行为分化,重点研究了床核旁终纹脑区(BNSTov)中特定神经元类型在形成抗压能力中的作用。### 抗压与易感行为的分化时间窗口研究发现,小鼠在经历7至10次重复的社会挫败事件后,抗压与易感行为开始显著分化。在该模型中,7次社会挫败后,抗压小鼠表现出与易感小鼠不同的神经适应性变化
来源:Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging
时间:2025-11-22
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理解情绪障碍和精神病中的努力-成本决策机制:一种跨身体与认知努力范式的计算建模方法
这项研究探讨了在不同诊断群体中,个体在努力成本决策(ECDM)中的行为表现及其背后潜在的机制。研究者关注的是努力成本决策作为动机缺陷的核心组成部分,如何在心理健康障碍的不同类别中表现出差异。研究对象包括五组人群:健康对照组、精神分裂症谱系障碍组、当前重度抑郁症组、缓解期重度抑郁症组以及双相I型障碍组。研究者采用了一种以个体为中心的建模方法,旨在揭示个体在物理和认知努力成本决策任务中的决策模式,并进一步分析这些模式与诊断类别、认知功能以及动机之间的关系。研究的核心发现之一是,精神分裂症谱系障碍组的个体在认知努力成本决策任务中,较少考虑每次试验中奖励价值的变化,这种趋势同样出现在物理任务中。这表明
来源:Biological Psychiatry
时间:2025-11-22
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综述:2型糖尿病中的肌肉-大脑轴:连接肌肉减少症和认知衰退的分子途径
糖尿病2型(T2DM)与肌肉萎缩(即肌少症)和认知功能下降,尤其是阿尔茨海默病(AD)之间日益受到关注。这些病症在病理机制上存在重叠,表明它们可能共享某些关键的分子通路。本文综述了当前关于这些通路如何连接胰岛素抵抗、高血糖、线粒体功能障碍、氧化应激和慢性炎症对肌肉萎缩及神经退行性变影响的研究进展。重点探讨了肌肉-大脑轴这一双向通信网络的作用,该网络通过肌因子(myokines)实现调控,这些肌因子是由肌肉活动诱导的细胞因子,对代谢和神经稳态产生深远影响。研究还强调了通过改善血糖控制、增强胰岛素敏感性和保持规律运动,可以有效缓解肌少症和认知功能障碍。T2DM是一种复杂的代谢紊乱,主要由遗传、环境
来源:Ageing Research Reviews
时间:2025-11-22
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神经发生过程中线粒体代谢的纵向变化
重要性了解调控神经干细胞(NSC)分化的机制对于推进神经退行性疾病的再生疗法至关重要。本研究介绍了一种非破坏性的、无标记的电化学方法,用于监测单个NSC的代谢变化,发现氧气利用方式和线粒体代谢产物的释放发生改变时,干细胞特性会丧失并开始分化。值得注意的是,通过特定线粒体代谢产物介导的选择性旁分泌信号传导机制的发现,揭示了细胞间交流的一个重要层面。这些见解为精确操控干细胞命运提供了基础,为开发针对神经修复和再生的靶向临床干预措施提供了途径。摘要神经干细胞(NSC)在攻克神经退行性疾病方面具有重要价值,因为它们能够重建受损的神经网络。然而,在潜在的临床应用之前,需要深入理解控制干细胞谱系和命运的细
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-11-22
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随着年龄增长,自噬功能会逐渐衰退:这对代谢性疾病的影响及治疗靶点开发的前景
自噬是一种细胞内部重要的物质降解与回收机制,其名称来源于希腊语“auto”(自我)和“phagein”(吞噬),代表着细胞通过自身途径清除长寿命蛋白质及其他细胞成分的过程。这一过程不仅对维持细胞内环境的稳定至关重要,还在应对代谢紊乱或营养缺乏时,为细胞提供必要的营养和能量支持。自噬还承担着清除受损细胞器和错误折叠蛋白质聚集物的任务,从而在细胞应激反应和寿命调控中发挥关键作用。然而,尽管自噬机制在基础研究中已有深入探讨,但对其在不同组织中随年龄变化的动态调控、自噬通量(flux)的测量以及与年龄相关疾病之间的关联仍存在诸多未解之谜。随着年龄的增长,细胞内的自噬功能可能会发生变化。某些研究表明,自
来源:Expert Opinion on Therapeutic Targets
时间:2025-11-22
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神经退行性疾病中功能网络崩溃的梯度机制解析
当我们谈论阿尔茨海默病和额颞叶痴呆这些神经退行性疾病时,最令人困惑的问题之一是:为什么大脑特定区域的萎缩会导致全脑范围内的功能紊乱?传统观点认为脑区损伤会直接导致其功能丧失,但越来越多的证据显示,远离病灶的脑区也会出现异常活动。这种神秘的结构-功能关系背后,究竟隐藏着怎样的神经机制?为了解开这个谜团,来自加州大学旧金山分校的研究团队在《Nature Communications》上发表了创新性研究。他们发现,大脑活动的低维梯度结构如同交响乐团的声部,而脑萎缩会破坏这些"声部"之间的协调性,导致功能网络的全面崩溃。这一发现不仅解释了不同痴呆症中共有的功能连接异常模式,更为早期诊断和干预提供了新的
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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跨脑区与深度学习模型层的自适应表征拉伸:任务相关维度的神经编码优化策略
在复杂多变的环境中,大脑如何快速调整自身以优先处理与当前目标相关的信息?例如,在寻找钥匙时,人们会不自觉地将注意力集中在具有金属光泽和小巧形状的物体上。这种被称为"选择性注意"的认知功能,长期以来被认为依赖于前额叶皮层(Prefrontal Cortex, PFC)对视觉系统的调控。然而,一个更深层次的问题是:大脑是否会通过"拉伸"神经表征——即扩大任务相关维度上的神经表征差异——来优化行为表现?传统观点认为,大脑各区域功能相对固定,例如V4主要处理颜色信息,MT主要处理运动信息。但近年来越来越多的证据表明,高级脑区可能通过反馈连接重塑整个视觉皮层的表征。为验证这一假说,张欣雅等人开展了一项创
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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Sox9通过调控己糖激酶1介导的组蛋白乳酸化控制神经病理性疼痛中星形胶质细胞亚型的新机制
全球约7-10%的人口深受神经病理性疼痛(Neuropathic Pain, NeP)的困扰,这种由神经损伤引起的慢性疼痛疾病,目前缺乏有效的治疗方法。患者长期遭受异常性疼痛和痛觉过敏的折磨,而现有药物往往伴随耐药性和成瘾性问题。在疼痛信号传递的关键枢纽——脊髓背角,星形胶质细胞扮演着双重角色:既是神经系统的重要支持细胞,又在神经损伤后转化为促进神经炎症的“帮凶”。然而,由于星形胶质细胞的异质性和其在正常状态下的保护功能,直接靶向这些细胞进行治疗面临巨大挑战。更关键的是,科学家们对疼痛发展中特定有害星形胶质细胞亚群的出现机制知之甚少。针对这一科学难题,香港大学李嘉诚医学院麻醉学系陈永龙、香港城
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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空间记忆任务中不依赖Sharp wave ripples的海马体回放
在探索记忆如何在大脑中巩固的奥秘时,科学家长久以来将海马体的Sharp wave ripples(SWR)与序列回放(replay)视为不可分割的“黄金搭档”。SWR是哺乳动物大脑中最显著的神经振荡事件之一,表现为局部场电位(LFP)中短暂(约100毫秒)的高频(100-200 Hz)波动,反映了跨脑区神经元的同步放电。这种高度协调的活动被认为通过诱导突触可塑性,在情景记忆的编码和巩固中发挥核心作用。与此同时,海马体神经元在SWR期间会以比真实运动快20倍的速度“重放”动物在环境中的移动路径,即replay。传统观点认为,SWR作为“广播信号”,将replay所携带的记忆内容传递至全脑,从而促
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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裸盖菇素(Psilocybin)通过改变视觉情境计算调控Ebbinghaus错觉和皮层环绕抑制
在探索意识与感知边界的科学前沿,经典致幻剂如裸盖菇素(psilocybin)长期以来因其能够深刻改变主观体验而备受关注。既往研究已确认裸盖菇素可影响大脑动态活动,但其背后的计算层面机制始终模糊不清。研究者推测,这类物质的核心作用可能在于改变大脑的“情境计算”(contextual computations)——即神经系统如何处理一个信息与其背景环境的关系。这种计算广泛存在于感知、认知等多个层面,例如在视觉系统中,一个刺激物的感知会受到其周围环境的影响。如果裸盖菇素确实通过改变这种基础的计算过程发挥作用,那么它将为理解 psychedelics 如何统一影响大脑和行为提供一个简洁而有力的解释框架
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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DNAJB6通过调控FUS相分离凝胶化抑制神经毒性的多重神经退行性蛋白毒性平台研究
神经退行性疾病(NDDs)如肌萎缩侧索硬化(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)是全球性的健康挑战,其共同特征是错误折叠蛋白在神经元内聚集形成毒性聚集体。以FUS、TDP-43为代表的RNA结合蛋白(RBPs)的异常相变和纤维化是疾病进展的关键环节。然而,由于疾病模型的异质性和筛选技术的局限性,以往研究难以系统揭示调控这些蛋白毒性的通用机制。传统酵母模型虽能模拟蛋白毒性,但一次仅能研究单一模型,且多筛选酵母基因库,其成果向哺乳动物模型转化存在障碍。此外,患者突变是否改变蛋白毒性调控机制亦不明确。为突破这些限制,研究团队在《Nature Communications》发表了题为"Multiplex n
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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COVID-19大流行背景下压力与炎症在帕金森病中的相互作用机制研究
当全球陷入COVID-19大流行的阴霾时,帕金森病患者群体面临着双重挑战:既有病毒直接侵袭的威胁,更有社交隔离、医疗中断带来的心理压力。这种特殊情境为科学家提供了一个难得的“自然实验场”,用以探索压力、炎症与神经退行性疾病之间的神秘关联。帕金森病作为第二大神经退行性疾病,其经典的运动症状(震颤、僵硬、动作迟缓)源于黑质多巴胺能神经元的退行性变和α-突触核蛋白的异常聚集。然而,更令患者痛苦的往往是非运动症状——尤其是高达50%患者伴发的抑郁和焦虑障碍。早在疫情前,临床观察就发现患者在应激状态下运动症状会明显加重,暗示压力系统可能在疾病进程中扮演重要角色。另一方面,帕金森病也被证实存在中枢及外周慢
来源:npj Parkinson's Disease
时间:2025-11-22