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█ 腦科學動態
Nature:大規模繪制單個基因突變圖譜揭示了一種新的神經發育障礙
Cell:細胞衰老:既是抑癌衛士也是促癌幫兇
Nature:基因變異可預測GLP-1減肥藥的療效與副作用
孕婦對災難的心理焦慮可導致早產和低出生體重
自由選擇與被迫選擇,大腦竟用同一套“程序”?
42%的遺傳重疊:為何抑郁癥與心臟病常常“結伴”而來
超七成伴腦損傷家暴受害者面臨重度腦震蕩后遺癥
海馬兩極的夜間對話:尖波漣漪主導復雜情緒情景的深度加工
利用生成模型重構感知:發現視覺神經元的動態調諧特性
阿爾茨海默病tau蛋白通過特異性神經環路跨腦區傳播
█ AI行業動態
逆轉衰老不是夢:首個“返老還童”基因療法開啟人體試驗
Marble 1.1系列模型:單張照片即可“生長”出完整3D世界
九個月憋出大招!原生多模態模型Muse Spark一雪前恥
█ AI驅動科學
利用大語言模型發現超硬與極端熱各向異性新型碳結構
新型預處理管道讓腦電信號解碼又快又準
會說話的AI機器導盲犬:利用大語言模型增強視障人士出行體驗
智能隱形眼鏡無源眼動追蹤技術實現高精度測定
穿戴式光肌電圖系統實現連續的神經假體控制
小腦神經網絡如何編碼時間統計的先驗知識
仿生導航:基于水蛭分布式機械感受的計算模型
腦科學動態
Nature:大規模繪制單個基因突變圖譜揭示了一種新的神經發育障礙
一個微小的非編碼基因如何引發兩種截然不同的神經發育疾病?弗朗西斯·克里克研究所的Greg Findlay和牛津大學的Nicky Whiffin團隊合作,利用前沿的基因編輯技術,系統性地繪制了RNU4-2基因上所有可能的突變,不僅精確闡明了已知疾病ReNU綜合征的致病機制,還意外發現并確診了一種全新的隱性遺傳病。
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? 圖中展示了經編輯后含有不同基因變異的 HAP1 細胞(上圖),這些變異以不同顏色表示。圖中繪制了 539 個變異的功能評分(下圖):圖中變異位置越低,其危害越大。Credit: Nature (2026).
研究團隊采用飽和基因組編輯,在實驗室中系統地制造并檢測了非編碼基因RNU4-2上的超過500種變異,并根據其對細胞的危害程度進行評分。RNU4-2基因是剪接體的重要組成部分。研究發現,這些功能評分不僅能精準區分致病突變與良性突變,其分數高低還與ReNU綜合征患者的臨床嚴重程度高度相關。更令人驚訝的是,數據分析揭示了該基因上一個全新的功能關鍵區。此區域的突變并不會導致ReNU綜合征,而是引發一種獨特的、需要父母雙方都攜帶突變基因才會遺傳的隱性神經發育障礙。通過與全球臨床團隊合作,研究人員利用這一發現為38名長期無法確診的患者提供了明確的診斷,并發現這種新疾病對大腦白質的影響與ReNU綜合征可通過核磁共振成像(MRI)區分。研究發表在 Nature 上。
#疾病與健康 #神經機制與腦功能解析 #神經發育障礙 #基因編輯 #非編碼RNA
閱讀更多:
De Jonghe, Joachim, et al. “Saturation Editing of RNU4-2 Reveals Distinct Dominant and Recessive Disorders.” Nature, Apr. 2026, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10334-9
Cell:細胞衰老:既是抑癌衛士也是促癌幫兇
細胞衰老在癌癥中扮演著抑制與促進的雙重矛盾角色,其復雜機制給治療帶來挑戰。紀念斯隆凱特琳癌癥中心的 Scott Lowe, Clemens Hinterleitner, Hailey V. Goldberg 等人對此進行了系統梳理,發表綜述闡明了細胞衰老的六大核心特征,深入剖析了其作為“抑癌衛士”與“促癌幫兇”的悖論,并展望了靶向衰老細胞的精準治療前景。
該綜述首先提煉出細胞衰老的六大核心特征:依賴于關鍵抑癌通路實現的穩定增殖停滯;以衰老相關異染色質灶(SAHF)為代表的染色質重塑;抵抗細胞凋亡的強大生存能力;最具影響力的衰老相關分泌表型(SASP,即通過分泌大量信號分子重塑微環境);對外界信號感知的改變;以及支持其特殊狀態的代謝重編程。文章重點闡述了細胞衰老在癌癥中的“悖論”角色。在腫瘤發生早期,癌基因誘導的衰老是一種強大的抑癌屏障,能有效阻止潛在癌細胞的增殖。然而,在腫瘤后期,長期存留的衰老細胞通過其SASP“武器庫”,反而會創造一個支持腫瘤生長、侵襲和轉移的慢性炎癥及免疫抑制微環境,淪為“促癌幫兇”。基于這把“雙刃劍”特性,綜述探討了兩種前沿治療策略:衰老細胞清除療法,即利用藥物選擇性殺死有害的衰老細胞;以及衰老表型調控療法,旨在“去武器化”,即抑制衰老細胞有害的SASP分泌,同時保留其有益功能。研究者強調,未來成功的關鍵在于克服細胞衰老的巨大異質性,開發生物標志物以精準區分并靶向“壞”的衰老細胞。研究發表在 Cell 上。
#疾病與健康 #個性化醫療 #細胞衰老 #癌癥
閱讀更多:
Hinterleitner, Clemens, et al. “Senescence in Cancer: Hallmarks, Paradoxes, and Therapeutic Promise.” Cell, vol. 0, no. 0, Apr. 2026. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.03.005
Nature:基因變異可預測GLP-1減肥藥的療效與副作用
GLP-1減肥藥效果因人而異,其遺傳基礎尚不明確。為了解決這個問題,23andMe公司的Qiaojuan Jane Su、Adam Auton及研究團隊,對近2.8萬名用藥者進行基因分析,首次發現了能夠預測藥物減重效果和副作用風險的特定基因變異。
研究團隊開展了一項大規模全基因組關聯研究,分析了27,885名自我報告使用過司美格魯肽或替爾泊肽等胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)類藥物的個體數據。研究結果精準定位了影響藥物反應的關鍵基因。在藥物的核心靶點——GLP-1受體基因(GLP1R)中,一個特定的錯義變異(rs10305420)與更強的減重效果顯著相關,攜帶該變異的個體平均能多減掉近0.8公斤體重。而在副作用方面,`GLP1R`基因的變異普遍與惡心、嘔吐風險相關。更重要的是,對于使用雙靶點藥物替爾泊肽的患者,其另一個靶點基因——葡萄糖依賴性促胰島素多肽受體基因(GIPR)上的一個變異(rs1800437)是導致嘔吐的關鍵因素。如果個體同時攜帶這兩個基因的風險變異,其嘔吐風險將飆升近15倍。這一發現為將來通過基因檢測指導藥物選擇和劑量調整,實現個性化減肥鋪平了道路。研究發表在 Nature 上。
#疾病與健康 #個性化醫療 #肥胖 #GLP-1 #藥物遺傳學
閱讀更多:
Su, Qiaojuan Jane, et al. “Genetic Predictors of GLP1 Receptor Agonist Weight Loss and Side Effects.” Nature, Apr. 2026, pp. 1–6. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10330-z
孕婦對災難的心理焦慮可導致早產和低出生體重
災難帶來的心理恐懼是否會像實體傷害一樣影響未出生的胎兒?早稻田大學的Rong Fu及其合作者,以2011年福島核事故為獨特的“自然實驗”,證實了孕婦的心理焦慮本身就是一種有形的傷害,它能顯著增加新生兒早產和體重偏低的風險。
研究團隊分析了日本約110萬份出生記錄,通過對比事故期間懷孕的母親與未受影響的母親所生嬰兒的健康狀況,發現前者早產率高出17-18%,出生體重平均降低22-26克。為精確衡量心理壓力的影響,研究人員創造性地使用谷歌趨勢數據構建了搜索流行度指數(SPI,Search Popularity Index),以此量化各地區民眾對輻射的特定焦慮程度。分析顯示,這種輻射焦慮能夠解釋高達72-79%的早產率增加和28-37%的出生體重下降。該研究還發現,這種負面影響在社會經濟地位較低的母親中更為集中,表明更好的教育和經濟條件可能提供了緩沖心理壓力的資源。這一發現強調,在災難應對中,清晰的風險溝通和對孕婦的心理支持與物質援助同等重要。研究發表在 Journal of Health Economics 上。
#疾病與健康 #心理健康與精神疾病 #社會經濟因素 #公共衛生 #災難研究
閱讀更多:
Fu, Rong, et al. “Invisible Threat, Tangible Harm: Radiation Anxiety and Birth Outcomes after Fukushima.” Journal of Health Economics, vol. 107, May 2026, p. 103125. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.jhealeco.2026.103125
自由選擇與被迫選擇,大腦竟用同一套“程序”?
自由選擇與被迫選擇在大腦中是否遵循相同的形成機制?Lauren C. Fong, Daniel Feuerriegel及其同事通過研究發現,盡管主觀感受截然不同,這兩種決策過程在大腦中共享一種普遍的生理機制。研究表明,無論是基于個人偏好的自由選擇,還是識別唯一選項的被迫選擇,大腦都通過一個相似的、逐漸積累證據并達到決策閾值的過程來做出決定。
研究團隊記錄了49名參與者在進行決策任務時的腦電圖數據。任務中,參與者或從兩個不同顏色的氣球中自由選擇一個,或被迫選擇唯一呈現的氣球。通過分析決策前的腦電信號,研究人員重點關注了反映證據積累過程的中央-頂葉正電位。結果顯示,無論是在自由選擇還是被迫選擇中,大腦活動都展現出驚人的一致性。特定腦電信號的行為都如同一個“證據累積條”,在做出決定前會逐漸上升至一個固定的閾值水平。當被試快速做出決定時,該信號的上升坡度更陡峭;而當他們猶豫不決時,坡度則更平緩。這一發現表明,盡管自由選擇感覺上源于深思熟慮,其底層的神經機制與更簡單的被迫選擇共享了同一個“證據累積-決策閾值”框架。這并非否定自由意志,而是揭示了大腦形成決策的通用過程:決策過程本身可能是自動化的,但其累積的“證據”內容(個人偏好、目標與過往經驗)則完全體現了個體獨特性。研究發表在 Imaging Neuroscience 上。
#認知科學 #神經機制與腦功能解析 #自由意志 #決策 #證據累積模型
閱讀更多:
Fong, Lauren C., et al. “Tracing the Neural Trajectories of Evidence Accumulation and Motor Preparation Processes during Voluntary Decisions.” Imaging Neuroscience, vol. 4, Mar. 2026, p. IMAG.a.1184. Silverchair, https://doi.org/10.1162/IMAG.a.1184
42%的遺傳重疊:為何抑郁癥與心臟病常常“結伴”而來
為何精神疾病與生理疾病常常相伴而生?科羅拉多大學博爾德分校的Andrew Grotzinger、Jeremy M. Lawrence及其團隊,通過對近兩百萬人的遺傳數據進行分析,揭示了這兩類疾病間廣泛而深刻的遺傳聯系,發現其風險因素存在高達42%的重疊,從根本上挑戰了將身心疾病完全分離的傳統觀念。
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? 主要分析示意圖。單箭頭代表回歸路徑。彎曲的雙箭頭代表各性狀(殘差)遺傳方差成分之間的相關性。每個 u 代表精神和身體性狀的殘差方差。Px 旁邊的三個點描繪了身體疾病領域的截斷因子結構,其中已確定了多因子解決方案。Comp 指強迫癥,Psych 指精神病性/思維障礙,Neuro 指神經發育障礙,Int 指內化障礙,SUD 指物質使用障礙。Credit: Nature Communications (2026).
該研究利用了190萬人的大規模遺傳與健康數據,采用先進的基因組結構方程模型等統計工具,系統比較了13種精神障礙與73種生理疾病的遺傳基礎。結果明確顯示,兩者共享著驚人數量的遺傳風險因素,重疊率高達42%。研究進一步發現,不同疾病的關聯程度各異:神經發育障礙(如ADHD)和內化障礙(如抑郁癥、PTSD)與生理疾病的遺傳聯系最為緊密,而強迫癥等則關聯甚微。此外,研究還證實了一些臨床常見的共病現象具有遺傳基礎,例如抑郁癥與心血管疾病、精神分裂癥與胃腸道疾病等。這些發現表明,許多精神疾病的生物學基礎并非局限于大腦,而是系統性的,為開發能夠同時干預身心健康的整合性療法提供了遺傳學依據。研究發表在 Nature Communications 上。
#疾病與健康 #心理健康與精神疾病 #遺傳學 #共病
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Lawrence, Jeremy M., et al. “Shared Genetic Liability across Systems of Psychiatric and Physical Illness.” Nature Communications, vol. 17, no. 1, Feb. 2026, p. 2993. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-69218-1
超七成伴腦損傷家暴受害者面臨重度腦震蕩后遺癥
全球三分之一的女性遭受過親密伴侶暴力,但由此引發的神經和精神雙重創傷常被醫療體系忽視。Charlotte Copas、Abigail D. Astridge和Georgia F. Symons(莫納什大學)研究發現,遭受此類暴力的女性極易出現輕度創傷性腦損傷及嚴重的精神健康問題,且其病癥常被現有診療框架誤判或忽略。
該研究共評估了153名社區女性,涵蓋96名暴力幸存者與57名對照組。研究者通過量表重點考察了輕度創傷性腦損傷(mTBI,俗稱腦震蕩,指由外力引起的輕微腦功能障礙)、非致命性勒頸(NFS,指未造成死亡的頸部壓迫窒息行為)以及創傷后應激障礙(PTSD,指經歷重大創傷后出現的持續性精神障礙)。參與者被分為健康對照組、無暴力的mTBI組、無mTBI的暴力組及伴有mTBI的暴力組。結果顯示,伴有mTBI的暴力組在軀體、情感和認知方面的腦震蕩樣癥狀最為嚴重,高達74.6%的患者符合國際疾病分類(ICD-10,世界衛生組織制定的疾病診斷標準)的腦震蕩后綜合征閾值,而無暴力的mTBI組該比例僅為10.5%。此外,約半數暴力幸存者表現出PTSD、焦慮或抑郁,遠超普通人群不足10%的發生率。研究指出,頭暈等物理性腦損傷癥狀常被誤診為心理問題,加之現有腦損傷規程多針對運動員,導致受害者處于醫療盲區。研究發表在 Journal of Neurotrauma 上。
#疾病與健康 #心理健康與精神疾病 #親密伴侶暴力 #腦損傷
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Symons, Charlotte Copas, Abigail D. Astridge,Olivia Hannon,Beatriz Duarte Martins,Rhiannon Rowse,Christine Padgett,Gershon Spitz,Terence J. O’Brien,Jennifer Makovec Knight,Silke Meyer,Zhibin Chen,Michael J. O’Sullivan,Stuart J. McDonald,Sandy R. Shultz,Georgia F. “Predictors of Concussion-Like Symptoms in Women Recruited from the Community with a History of Intimate Partner Violence” Journal of Neurotrauma, Mar. 2026. journals.sagepub.com, https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/08977151261425216
海馬兩極的夜間對話:尖波漣漪主導復雜情緒情景的深度加工
大腦如何將空間位置與復雜情緒無縫整合為情景記憶并在睡眠中加以鞏固,這一直是尚未明確的科學議題。索邦大學的Juan Facundo Morici、Azul Silva、Izabela Lima-Paiva、éléonore Pronier和Gabrielle Girardeau揭示了海馬體背側與腹側在睡眠期間協同處理并整合信息的運作機制。該研究證實了厭惡經歷相較于獎賞經歷,能夠在睡眠中引發更強且保真度更高的跨腦區神經活動重組。
研究人員采用了在體電生理記錄技術,對六只雌性大鼠在經歷特定空間交替任務后的睡眠期進行了海馬背側與腹側的同步監測。動物需要在特定的跑道上分別完成為了獲取水分的獎賞任務以及躲避眼瞼電擊的厭惡任務,隨后進入兩至三小時的睡眠階段。數據表明,在非快速眼動睡眠期間,跨海馬背腹軸的聯合神經元集群發生了顯著的重組。當大鼠經歷厭惡任務后,睡眠中背腹側海馬通過尖波漣漪實現了高度協同的神經重激活,其模式高度還原了動物清醒受擊時的真實活動狀態。這種機制主要由腹側海馬電擊響應神經元的募集增多以及背側海馬空間重演增強所驅動。研究發表在 Nature Neuroscience 上。
#神經科學 #神經機制與腦功能解析 #海馬體 #情緒記憶 #睡眠
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Morici, Juan Facundo, et al. “Dorsoventral Hippocampus Neural Assemblies Reactivate during Sleep Following an Aversive Experience.” Nature Neuroscience, Apr. 2026, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02252-w
利用生成模型重構感知:發現視覺神經元的動態調諧特性
高級視覺神經元究竟偏好何種圖像特征?Binxu Wang和Carlos R. Ponce(哈佛大學肯普納研究所及哈佛大學醫學院)利用深度生成模型讓神經元引導圖像生成,揭示了靈長類視覺系統在紋理與物體空間內動態尋找最優表征的神經機制。
研究團隊設計了閉環生成優化(closed-loop optimization,將神經元放電作為反饋指導AI生成圖像的范式),利用兩類偏向紋理或物體的生成模型構建不同視覺空間。研究者記錄清醒恒河猴在初級視覺皮層、V4和后下顳皮層(PIT,負責高級視覺處理的腦區)的神經元電活動,驅動模型演化出最能激活該神經元的圖像。結果表明,神經元傾向于抽取局部視覺母題(local visual motifs,在多張圖像中可重復出現的關鍵局部結構),而非單一物體模板。在V1和V4區域,神經元與紋理空間的對齊度更高;而在PIT區域,神經元對物體空間的對齊顯著增強。通過分析動態激活曲線(PSTH,反映神經元活動隨時間演變規律的圖表)發現,PIT神經元在響應早期偏好局部紋理特征,晚期則轉向整體物體結構。這證實高級視覺神經元并非單峰調諧,而是嵌在復雜的高維調諧地形中。研究發表在 Nature Neuroscience 上。
#AI驅動科學 #神經機制與腦功能解析 #視覺系統 #深度生成模型 #神經編碼
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Wang, Binxu, and Carlos R. Ponce. “Neuronal Tuning Aligns Dynamically with Object and Texture Manifolds across the Visual Hierarchy.” Nature Neuroscience, vol. 29, no. 4, Apr. 2026, pp. 864–75. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02207-1
阿爾茨海默病tau蛋白通過特異性神經環路跨腦區傳播
在阿爾茨海默病中,tau蛋白病理究竟如何跨腦區擴散一直缺乏人體數據的直接支持。Jeremy H. Herskowitz與Chris Gaiteri等人(美國阿拉巴馬大學伯明翰分校與拉什大學醫學中心等)首次基于人體多維度數據證實,tau蛋白種子不僅在局部誘發病理改變,還會通過突觸擴散至遠程腦區,且受個體特異性的腦網絡調控。
這項研究分析了128名已故受試者的突觸小體數據。研究人員評估了早期受累區域顳下回(ITG)和遠端區域額上回(SFG)中的tau蛋白種子生物活性。結果顯示,這些種子的活性與神經原纖維纏結(NFT,tau蛋白過度磷酸化形成的病理聚集物)及認知衰退顯著相關。為明確因果機制,團隊結合119名個體的基因型數據進行了孟德爾隨機化分析,證實ITG內的tau種子確實誘導了局部NFT的形成,并直接驅動了遠端SFG區域tau種子和NFT的產生。此外,通過整合102名受試者生前的功能磁共振成像(fMRI)數據,研究人員發現突觸的功能連接性發揮了關鍵調節作用:個體腦區間功能連接越強,跨腦區tau種子誘發NFT生成的關聯就越緊密。該成果在人體層面證實了tau蛋白利用個體特異性突觸網絡進行擴散的理論,為未來開發靶向阻斷tau蛋白傳播的療法奠定了基礎。研究發表在 Neuron 上。
#疾病與健康 #神經機制與腦功能解析 #阿爾茨海默病 #tau蛋白 #腦網絡連接
閱讀更多:
Weber, Audrey J., et al. “Tau Seeds Induce Neurofibrillary Tangle Formation across Brain Regions via Individual-Specific Connectivity.” Neuron, vol. 0, no. 0, Apr. 2026. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.03.001
AI 行業動態
逆轉衰老不是夢:首個“返老還童”基因療法開啟人體試驗
六年前,哈佛大學博士生呂垣澄及其團隊在Nature封面發表了一項突破性研究:通過腺相關病毒(AAV,一種常用于基因治療的 harmless 病毒載體)遞送三種“山中因子”——Oct4、Sox2、Klf4(合稱 OSK 療法),成功讓衰老的小鼠視網膜神經細胞“時光倒流”,逆轉了青光眼和老年小鼠的視力喪失。這一“部分重編程”技術避免了原版山中因子中的 c-Myc(一種可能致癌的蛋白)帶來的風險,僅讓細胞退回到更年輕的狀態而非完全的干細胞。如今,這項研究正式邁入人體臨床試驗階段,成為逆轉細胞衰老領域首個獲美國食品藥品監督管理局(FDA)批準的人體試驗。
該試驗由呂垣澄的導師 David Sinclair 創立的 Life Biosciences 公司主導,針對兩種年齡相關視力疾病——開角型青光眼(OAG)和非動脈性前部缺血性視神經病變(NAION)。研究人員向患者單眼注射攜帶 OSK 基因的病毒載體,并設計了基因表達開關:只有服用特定抗生素時療法才會激活,確保安全性。參與者將被隨訪至少五年。這一“first in human”試驗標志著人類對抗衰老從動物模型走向臨床的關鍵一步。盡管 FDA 不將衰老視為疾病,但該療法有望為年齡相關組織退變提供全新解決方案,也吸引了貝索斯、Sam Altman 等硅谷巨頭的巨額投資。
#逆轉衰老 #基因療法 #部分重編程 #OSK療法 #人體臨床試驗
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https://www.nature.com/articles/s41586-020-2975-4
World Labs推出Marble 1.1系列模型:單張照片即可“生長”出完整3D世界
著名人工智能學者李飛飛創立的World Labs發布了新一代世界模型Marble 1.1及增強版Marble 1.1-Plus。這兩款模型能夠將少量甚至單張二維圖像,在幾分鐘內快速轉換為可自由探索的沉浸式三維場景。用戶只需上傳隨手拍攝的房間多視角照片或一張普通平面圖,模型便能“腦補”出具有空間縱深和完整光影結構的3D世界,效果如同佩戴VR眼鏡。這一技術突破了傳統三維重建對多角度密集采樣的依賴,為室內設計、游戲開發、虛擬展示等領域帶來了高效低成本的解決方案。
兩款模型各有側重:Marble 1.1聚焦畫質優化,大幅改善了前代常見的過曝和泛白問題,輸出色彩更飽滿、光感更完整;Marble 1.1-Plus則側重空間延展,能從輸入圖像向外“生長”出更廣闊的覆蓋范圍,但畫質細節略有犧牲,體現了當前世界模型在“大空間”與“高畫質”之間的權衡。網友實測展示了從工作室到拳擊競技場的多樣化生成效果。目前兩款模型已上線,Marble 1.1定價與上代一致(1500積分/次),而Plus版本需額外消耗積分。官方API仍默認調用舊版Marble 1.0,但后續將切換至1.1系列。此次發布被視為李飛飛團隊“空間智能”技術路線的重要落地。
#世界模型 #空間智能 #3D生成 #Marble1.1 #李飛飛
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https://docs.worldlabs.ai/api/models
九個月憋出大招!原生多模態模型Muse Spark一雪前恥,股價應聲大漲
由亞歷山大王領銜的Meta超級智能實驗室,在歷經九個月從零重構所有AI技術棧后,終于推出了首個模型——原生多模態模型Muse Spark。這支被外界稱為“億元天團”的團隊匯聚了多位頂尖高手,包括思維鏈作者Jason Wei、o1核心貢獻者Hyung Won Chung、被小扎天價挖來的余家輝以及擴散模型核心人物宋飏。模型發布后,Meta股價當日大漲約6%,市場反應熱烈。在第三方測評中,Muse Spark在多模態感知、推理、健康問答等方面表現優異,尤其在醫學能力上,通過與超1000名醫生合作,在開放式健康問答評測中拔得頭籌,幫助Meta在關鍵指標上重回AI第一梯隊,一雪前恥。
不過,Meta此次一反常態地保持克制,承認模型在編程和長時間自主運行任務上仍與頂尖模型存在差距,并為此推出了“沉思模式”(Contemplating mode),通過多智能體協作來彌補短板。訓練細節方面,團隊實現了預訓練效率的大幅提升:達到與Llama 4相同性能所需的計算量低了超過10倍。強化學習訓練展現出穩定且可泛化的進步,并通過思考時間懲罰機制,倒逼模型學會“思維壓縮”,用更少Token解決問題。值得注意的是,Meta這次選擇了閉源路線,模型僅通過自有網站和App提供,API只對部分合作伙伴開放,但亞歷山大王表示計劃未來開源后續版本。
#MuseSpark #Meta新模型 #原生多模態 #強化學習 #AI推理
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https://ai.meta.com/blog/introducing-muse-spark-msl/
AI 驅動科學
利用大語言模型發現超硬與極端熱各向異性新型碳結構
傳統計算方法難以窮盡碳材料龐大的潛在結構空間。Yuzhou Hao和Zhibin Gao等(西安交通大學等)提出一種以大語言模型為核心的閉環研究框架,成功主動生成并驗證了多種具有極端熱學與力學性能的新型碳同素異形體。
該研究提出了一套雙循環主動學習(active learning,一種通過不斷反饋來優化預測模型的機器學習機制)框架。研究人員首先利用大語言模型CrystaLLM生成候選碳結構,隨后迭代構建基于神經進化潛能(NEP,Neuroevolution Potential,一種能高精度擬合原子間復雜相互作用的神經網絡架構)的通用機器學習勢(MLP,Machine Learning Potential,通過數據訓練快速預測材料能量和受力的算法模型),對結構的熱導率和動力學穩定性進行高通量驗證。結果顯示,團隊從數千個結構中發現了多種穩定新碳相。其中超硬相C16_3的維氏硬度達103.3 GPa,超越了天然金剛石。此外研究發現的炔-金剛石C12和炔-六方金剛石C8展現出極強的熱導各向異性和超低面內剪切剛度,有望用于柔性定向散熱設備。另一復雜的混合雜化C12結構則兼具罕見的負泊松比現象和金屬導電性。研究發表在 Applied Physics Letters 上。
#AI驅動科學 #大模型技術 #材料科學 #計算材料學 #碳同素異形體
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Hao, Yuzhou, et al. “LLM-Driven Discovery for Carbon Allotropes with Bond-Network Entropy.” Applied Physics Letters, vol. 128, no. 10, Mar. 2026, p. 102202. arXiv.org, https://doi.org/10.1063/5.0314279
新型預處理管道讓腦電信號解碼又快又準
為了解決想象語音分類中泛化能力差與詞匯受限的問題,Fatma Elwasify、Eman Shaaban和Randa M. Abdelmoneem開發了結合頻域預處理與深度學習架構的新方法,實現了大詞匯量高精度解碼與計算效率的飛躍。
研究團隊首先提出了一種由六個階段組成的頻域濾波(Frequency-Domain Filtering,結合獨立成分分析與零相位校正以去除偽影的信號預處理管道)技術。在此基礎上,研究人員設計并評估了五種混合深度學習架構,發現結合了雙向長短期記憶(Bidirectional Long Short-Term Memory,能夠捕獲時間序列前后依賴關系的循環神經網絡)與卷積神經網絡的CNN-2-Bi-LSTM模型表現最佳。通過在包含30個類別的公開數據集上進行驗證,該預處理管道與最佳架構的組合在隨機劃分測試中準確率達到了99.38%。在防止時間信息泄露的群組K折交叉驗證中,模型保持了95.25%的高準確率。在最嚴格的留一受試者交叉驗證中,該方法實現了78.86%的準確率,遠超當前基準模型的28.41%,證明了其卓越的跨個體泛化能力。此外,該模型的推理速度比現有技術快146倍,極大增強了實際部署的可行性。研究發表在 Scientific Reports 上。
#意識與腦機接口 #腦機接口 #想象語音 #腦電信號 #深度學習
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Elwasify, Fatma, et al. “EEG Imagined Speech Neuro-Signal Preprocessing and Deep Learning Classification.” Scientific Reports, vol. 16, no. 1, Mar. 2026, p. 10604. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-026-39395-6
會說話的AI機器導盲犬:利用大語言模型增強視障人士出行體驗
導盲犬缺乏語言溝通能力導致視障人士出行時環境感知受限。紐約州立大學賓漢頓分校的Shiqi Zhang和Yohei Hayamizu等開發了結合大型語言模型的新型機器導盲犬系統。該成果實現了機器狗與用戶的雙向語音交流。
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? Credit: Jonathan Cohen.
研究團隊結合大型語言模型與任務規劃器設計了對話系統。出發前,系統利用路線規劃語音化(plan verbalization,即將可能的導航路線及時間等物理約束轉化為語音提示的功能)與用戶溝通,以明確模糊指令并敲定路線;行進中,系統進行場景語音化(scene verbalization,即實時解說周圍障礙物及環境變化的功能)以彌補用戶的視覺缺失。研究人員招募了七名法定盲人參與者在多房間辦公環境中進行實地測試。結果顯示,結合路線講解和實時解說的導航方法最受青睞。模擬實驗進一步證實了系統在執行導航任務時的高效性與準確性。用戶認為該技術顯著提升了其空間感知能力。研究發表在 AAAI Conference on Artificial Intelligence 上。
#疾病與健康 #機器人及其進展 #大語言模型 #人機交互 #智能導盲犬
閱讀更多:
Hayamizu, Yohei, et al. “From Woofs to Words: Towards Intelligent Robotic Guide Dogs with Verbal Communication.” arXiv:2603.12574, arXiv, 13 Mar. 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2603.12574
智能隱形眼鏡無源眼動追蹤技術實現高精度測定
現有的主流眼動追蹤技術存在耗電量大且易受環境強光干擾的缺陷。XPANCEO公司的Ilia M. Fradkin等團隊利用微觀物理光學原理,成功開發出一種完全不需要主動電子元件或專用電源的被動式眼動追蹤系統,使得日常設備中的普通攝像頭即可實現行業級的高精度眼動測量。
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? a) 帶有集成被動式眼動追蹤標簽的隱形眼鏡,使用外部攝像頭模塊測量鏡片方向。b) 帶有眼動追蹤標簽的隱形眼鏡橫截面。Credit: Advanced Functional Materials (2026).
該追蹤系統巧妙地運用了集成在鏡片內的兩塊超薄光學光柵(optical gratings,帶有周期性微細結構的透光薄片)。當用戶的眼球發生旋轉或視角改變時,受視差效應影響,由微小間隙隔開的光柵之間會發生相對位移。這種物理變化會直接導致莫爾條紋發生顯著且可被測量的視覺變化。該追蹤模塊尺寸僅為2.5乘2.5毫米,被安全封裝在具有生物相容性的硅橡膠中。
研究結果表明,通過同步分析多個干涉圖案,該系統能夠在正負15度的視角范圍內實現0.28度的高角分辨率精度。由于系統完全摒棄了對傳統紅外照明設備的依賴,不僅大幅度降低了硬件部署的復雜程度和系統耗電量,還能在光線充足的復雜環境中穩定工作。這項精確度高達0.3度的無源追蹤技術為帕金森病和阿爾茨海默病等神經退行性疾病提供了關鍵的生物標志物檢測手段。同時,在航空航天和重工業等高風險工作場景中,它還能通過分析微小眼動來實時監測操作人員的中樞神經系統疲勞與認知障礙情況。研究發表在 Advanced Functional Materials 上。
#疾病與健康 #個性化醫療 #智能隱形眼鏡 #眼動追蹤 #莫爾條紋
閱讀更多:
Fradkin, Ilia M., et al. “Contact Lens with Moiré Patterns for High-Precision Eye Tracking.” Advanced Functional Materials, n/a, no. n/a, p. e22757. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/adfm.202522757
穿戴式光肌電圖系統實現連續的神經假體控制
傳統表面肌電圖受限于信號串擾和電磁干擾,導致假肢控制不佳。Roman Khalikov團隊開發了一款基于光肌電圖的新型穿戴腕帶,成功實現了手勢的連續實時解碼,為神經假體和人機交互控制提供了穩定高效的替代方案。
研究團隊設計了一款配備50個數據通道的穿戴式光肌電圖腕帶。該系統利用輕量級的多層感知機對12個方向手勢和2個控制手勢進行校準與訓練。8名健全參與者和1名截肢參與者佩戴該設備完成了屏幕光標移動和俄羅斯方塊游戲測試。結果表明,系統成功實現了連續實時解碼,突破了以往此類技術的離散分類限制。所有參與者均掌握了類似鼠標的操作,在Fitts定律測試中表現優異。隨著訓練次數增加,參與者在軌跡偏差和最佳路徑時間等指標上顯著提升。最引人注目的是,截肢參與者也能順利游玩俄羅斯方塊。該系統免疫電磁干擾,整體控制性能與傳統設備相當,未來有望極大改善截肢患者的假肢控制體驗。研究發表在 Scientific Reports 上。
#意識與腦機接口 #腦機接口 #神經假體 #光肌電圖 #穿戴式設備
閱讀更多:
Khalikov, Roman, et al. “Wearable Optomyography Enables Continuous Neuroprosthetic Control.” Scientific Reports, vol. 16, no. 1, Mar. 2026, p. 9604. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-32646-y
小腦神經網絡如何編碼時間統計的先驗知識
大腦如何處理不確定性?為揭示貝葉斯推斷的神經機制,Julius Koppen與Devika Narain團隊發現,小腦神經回路能學習外部時間事件的概率分布并將其內化為先驗知識,從而精準指導小鼠的預測性行為。
實驗使用了概率性微量眼瞼條件反射訓練小鼠,控制光線提示和眼部吹氣之間的間隔服從不同的概率分布。通過大規模電生理記錄小腦皮層活動,研究表明小鼠的預測性眼瞼反應會隨刺激的時間分布規律精確調整。同時,小腦皮層的主要輸出神經元浦肯野細胞的簡單棘波活動特征完美映射了這種基于概率的行為變化。研究還首次發現了一種新的復雜棘波(CSpks,一種低頻率神經沖動)信號,它經過高不確定性環境的長期訓練后產生,專用于標記概率分布的最早時刻。利用光遺傳學干擾浦肯野細胞活動,會阻斷基于先驗概率的預測性行為而保留本能反射。計算模型指出這依賴于小腦突觸長時程抑制與增強機制的協同抗衡。研究發表在 Nature Neuroscience 上。
#神經科學 #神經機制與腦功能解析 #小腦回路 #貝葉斯推斷 #時間統計
閱讀更多:
Koppen, Julius, et al. “Neural Circuits Encode Prior Knowledge of Temporal Statistics.” Nature Neuroscience, Apr. 2026, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02255-7
仿生導航:基于水蛭分布式機械感受的計算模型
水生動物如何整合全身分布的傳感器信息來進行目標定位?Jeffrey P. Gill和Brian K. Taylor等研究人員通過模擬水蛭的機械感受器系統,開發出一種基于分布式傳感的計算導航模型。該模型不僅再現了真實水蛭尋找獵物的行為規律,還揭示了傳感器布局改變及受損對導航性能的潛在影響機制。
研究團隊采用結合計算神經科學與基于代理的模型,測試了一個配備24個機械感受器群的模擬水蛭。該系統利用贏者通吃(Winner-Take-All,一種神經網絡機制,其中活動最強的神經元會抑制其他周圍神經元的響應)框架處理水波信號,并將其轉化為運動指令。實驗發現,當模擬水波頻率在8至12赫茲之間時,配合適當的神經閾值,模擬水蛭尋找目標的成功率最高,這與真實水蛭的活體實驗數據高度一致。研究團隊進一步測試了傳感器消融的影響。結果顯示,切斷單側左側或右側傳感器會使導航成功率大幅下降,而僅禁用前部傳感器不僅沒有降低峰值成功率,反而使其在略高的頻率下表現得更好,但會改變其逼近目標的直行軌跡。此外研究證實,通過增加傳感器數量,系統能有效克服環境噪音和傳感器質量低下的缺陷。該模型為未來開發具備高度魯棒性的人造機器人多模態數據融合系統提供了重要科學啟示。研究發表在 npj Robotics 上。
#神經科學 #計算模型與人工智能模擬 #仿生導航 #分布式傳感 #機器人及其進展
閱讀更多:
Gill, Jeffrey P., et al. “Bioinspired Navigation Based on Distributed Mechanoreception in the Leech.” Npj Robotics, vol. 4, no. 1, Apr. 2026, p. 24. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44182-026-00082-3
整理|ChatGPT
編輯|丹雀、存源
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天橋腦科學研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute)是由陳天橋、雒芊芊夫婦出資10億美元創建的世界最大私人腦科學研究機構之一,圍繞全球化、跨學科和青年科學家三大重點,支持腦科學研究,造福人類。
研究院在華山醫院、上海市精神衛生中心分別設立了應用神經技術前沿實驗室、人工智能與精神健康前沿實驗室;與加州理工學院合作成立了加州理工陳天橋雒芊芊神經科學研究院。
研究院還建成了支持腦科學和人工智能領域研究的生態系統,項目遍布歐美、亞洲和大洋洲,包括、、、科研型臨床醫生獎勵計劃、、科普視頻媒體「大圓鏡」等。
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