█ 腦科學動態

大腦中的“甜點胃”：為何飯后總想吃甜食？

Nature：創新分子療法針對并破壞癌細胞的無控制生長

神經元過度激活是衰老相關行為衰退的元兇

壓力反應男女有別？揭示背后的關鍵分子機制

大腦通過“分支通道”實現信息穩定與更新的平衡

新發現的基因突變讓阿爾茨海默病風險翻倍

腸道微生物通過迷走神經“操控”大腦

SPM 25.01發布：開源神經影像分析軟件的重大更新

大腦皮層神經編碼的多樣性與高維表征

█ AI行業動態

ChatGPT推出個性化自定義指令功能，用戶可定制AI“性格”

YouTube 升級 Dream Screen 功能，結合 Google DeepMind 的 Veo 2 實現文本生成高質量視頻

文心大模型即將開源

█ AI研發動態

硅芯片革命：科學家成功映射70,000個神經元連接

清華大學創新雙域架構，神經網絡能效提升近40倍

模仿人類肌肉，機器人運動更精準

輕量級假手實現19個自由度，提升截肢者生活質

新人工視覺系統：蜂蜜電解質，實現高效光響應和記憶功能

新型語言模型在潛思空間中自我進化

腦科學動態

大腦中的“甜點胃”：為何飯后總想吃甜食？

飯后對甜食的渴望，即“甜點胃”，其根源在于大腦中的特定神經細胞。科隆馬克斯·普朗克代謝研究所的研究人員通過觀察小鼠對糖的反應，揭示了這一現象背后的神經機制。他們發現，POMC神經元不僅負責飽腹感，還通過釋放β-內啡肽激發對甜食的渴望。

研究人員通過觀察小鼠對糖的反應，發現POMC神經元在飽腹狀態下不僅釋放促進飽腹感的信號分子，還釋放β-內啡肽，這種物質作用于具有阿片受體的神經細胞，引發獎勵感，導致即使飽腹也會繼續吃糖。這一機制在進化上有其合理性，因為糖能快速提供能量。研究還發現，阻斷這一途徑可以減少飽腹小鼠的高糖飲食攝入。這一發現可能對肥胖治療具有重要意義。研究發表在 Nature Neuroscience 上。

#神經科學 #甜點胃 #POMC神經元 #β-內啡肽 #肥胖治療

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Minère, Marielle, et al. “Thalamic Opioids from POMC Satiety Neurons Switch on Sugar Appetite.” Science, vol. 387, no. 6735, Feb. 2025, pp. 750–58. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adp1510

Nature：創新分子療法針對并破壞癌細胞的無控制生長

癌癥的無序生長與蛋白質相互作用異常密切相關。哈佛大學化學與化學生物學系的 Brian Liau 團隊聯合哈佛醫學院、Broad 研究所等機構，通過功能基因組學和冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）技術，揭示了分子膠 UM171 和 KBTBD4 蛋白突變如何通過改變蛋白質相互作用抑制癌癥生長。

?UM171 和 InsP 6 建立雙分子膠水界面。Credit: Nature (2025).

研究團隊首先利用功能基因組學和結構生物學方法，發現分子膠 UM171 能夠通過與組蛋白脫乙酰化酶（HDAC，一種調控基因表達的蛋白質）結合，觸發 CoREST 復合物（一種控制基因訪問的組織系統）的降解。隨后，團隊通過冷凍電子顯微鏡分析了 KBTBD4 蛋白突變的結構，發現這些突變通過插入大側鏈到 HDAC1 的活性位點口袋中，穩定了蛋白質相互作用界面，導致 CoREST 復合物的異常降解。研究還發現，HDAC1/2 抑制劑可以阻斷突變 KBTBD4 與 HDAC1 的相互作用，抑制癌細胞增殖。這些結果為開發靶向傳統“不可成藥”蛋白質的藥物提供了新策略。研究發表在 Nature 上。

#大腦健康 #分子膠 #癌癥治療 #冷凍電子顯微鏡 #蛋白質相互作用

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Xie, Xiaowen, et al. “Converging Mechanism of UM171 and KBTBD4 Neomorphic Cancer Mutations.” Nature, Feb. 2025, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-024-08533-3

神經元過度激活是衰老相關行為衰退的元兇

隨著年齡增長，大腦功能下降通常被認為與神經元活動減少有關，但名古屋大學的研究團隊發現，某些神經元的過度激活可能是導致衰老相關行為衰退的原因。研究使用秀麗隱桿線蟲（C. elegans）作為模型，通過觀察其趨熱性行為和神經元活動，揭示了神經元過度激活與行為衰退的因果關系。

?線蟲 C. elegans 頭部覆蓋著神經元的紅色熒光。Credit: Kentaro Noma

研究使用秀麗隱桿線蟲作為模型，通過細胞消融和鈣成像技術，觀察了與趨熱性行為（thermotaxis，線蟲根據溫度梯度選擇移動方向的行為）相關的神經元活動。研究發現，AFD溫度感受神經元和AIY中間神經元在老年線蟲中功能相對完整，而AWC感覺神經元和AIA中間神經元則表現出自發且隨機的過度激活。這種過度激活通過神經遞質和神經肽的相互作用增強，導致老年線蟲的趨熱性行為衰退。

此外，研究還發現，通過改變線蟲的飲食可以抑制神經元過度激活，從而改善行為衰退。這表明神經元過度激活可能是衰老相關行為衰退的原因，而飲食干預可能是一種有效的緩解方法。研究發表在 PNAS 上。

#神經科學 #衰老 #神經元過度激活 #飲食干預 #秀麗隱桿線蟲

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Aleogho, Binta Maria, et al. “Aberrant Neuronal Hyperactivation Causes an Age-Dependent Behavioral Decline in Caenorhabditis Elegans.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 1, Jan. 2025, p. e2412391122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2412391122

壓力反應男女有別？揭示背后的關鍵分子機制

男性和女性在應對壓力時表現出不同的反應。男性通常更傾向于表現出對急性壓力的外向、攻擊性反應，而女性則更有可能將反應內化。這種區別被認為導致了焦慮和抑郁在女性中的更高發病率。為了揭示這一現象的分子機制，佛羅里達大學藥學院的 Marco Bortolato、Giulia Braccagni 和 Caterina Branca 等研究人員通過動物實驗，研究了兩種酶（5αR1 和 5αR2）在壓力反應中的作用，發現它們在男性和女性中的功能存在顯著差異。

?行為特征分析雌性大鼠。Credit: Science Advances (2025).

研究團隊通過動物實驗發現，急性壓力會顯著提高雄性大鼠大腦前部區域（mPFC）的 5αR2 水平，但對雌性大鼠沒有影響。5αR2 是壓力期間產生孕烯醇酮（AP）的關鍵酶，而 5αR1 則負責維持 AP 的基線水平。當研究人員降低雄性大鼠的 5αR2 水平時，這些大鼠對壓力的反應能力顯著下降，但通過直接補充 AP 可以恢復這種能力。此外，單核轉錄組學分析顯示，5αR2 在壓力期間促進了神經元和支持細胞中的蛋白質合成，幫助大腦更有效地適應壓力。這些發現揭示了男性和女性在壓力反應中的分子差異，為開發針對性別差異的個性化治療方案提供了重要依據。研究發表在 Science Advances 上。

#大腦健康 #壓力反應 #性別差異 #阿洛孕酮醇 #5αR2

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Cadeddu, Roberto, et al. “Prefrontal 5α-Reductase 2 Mediates Male-Specific Acute Stress Response.” Science Advances, vol. 11, no. 4, Jan. 2025, p. eadr0563. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adr0563

大腦通過“分支通道”實現信息穩定與更新的平衡

大腦如何在維持信息穩定的同時靈活更新信息，是神經科學的一個關鍵問題。東京大學國際神經智能研究中心（WPI-IRCN）和東北大學的研究團隊通過訓練猴子執行反轉任務并記錄其前額葉皮層（PFC）的神經活動，結合循環神經網絡（RNN）模型，揭示了“分支通道”的動態機制，為樹狀結構表示提供了新見解。

?狀態空間中的分支通道協調穩定性和敏感性，為神經網絡中的樹狀表示提供構建塊。Credit: Muyuan Xu, UTokyo

研究人員訓練猴子執行反轉任務，要求其根據感官線索整合信息并做出選擇。在任務過程中，記錄到的PFC神經活動顯示，維持規則時PFC處于穩定狀態，而在整合新信息時會出現70毫秒的延遲。這一延遲不能通過緩慢的突觸傳遞解釋，而是反映了PFC的失穩過程。為驗證這一發現，研究人員訓練了一個循環神經網絡（RNN）模擬任務，發現網絡通過延遲迅速失穩，并在特定時間窗口內對輸入變得敏感。

進一步分析揭示了“分支通道”的存在：網絡狀態在通道中流動，遠離分支點時保持穩定，靠近分支點時則沿特定維度失穩，從而高效整合新信息。這一機制為理解認知控制提供了新框架，并表明神經網絡可以學習結構化表示，為調和符號主義和連接主義的人工智能范式提供了可能性。研究發表在 PNAS 上。

#認知科學 #神經網絡 #分支通道 #前額葉皮層 #人工智能

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Xu, Muyuan, et al. “Dynamic Tuning of Neural Stability for Cognitive Control.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 121, no. 49, Dec. 2024, p. e2409487121. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2409487121

新發現的基因突變讓阿爾茨海默病風險翻倍

阿爾茨海默病（AD）的病因復雜，傳統研究多聚焦于淀粉樣蛋白β和tau蛋白。佛羅里達大學的Lien Nguyen和Laura Ranum團隊發現了一種新的基因突變，可能導致毒性蛋白polyGR的積累。研究團隊通過高通量基因組篩選技術，分析了80例AD患者的大腦樣本，發現45例存在polyGR蛋白積累，并揭示了CASP8基因中的GGGAGA重復序列突變與疾病風險的關聯。

研究團隊開發了一種基于CRISPR/失活Cas9（deactivated-Cas9）的高通量篩選技術，從基因組DNA中分離出CASP8基因中的GGGAGA重復序列突變。這種突變會表達一種混合型蛋白poly(GR)n(GE)n(RE)n，并在AD患者的大腦中積累。實驗表明，CASP8-GGGAGAEXP突變會增加細胞中磷酸化tau蛋白（p-Tau）的水平，而壓力會進一步增加poly(GR)n(GE)n(RE)n蛋白的產生。此外，藥物二甲雙胍（metformin）可以降低這些壓力誘導的蛋白水平。研究還發現，攜帶CASP8-GGGAGA-AD-R1突變的人群患AD的風險增加了2.2倍（OR 2.2, P = 3.1 × 10?5）。這些結果表明，CASP8-GGGAGAEXP突變與壓力共同作用可能增加AD風險。研究發表在 PNAS 上。

#大腦健康 #阿爾茨海默病 #基因突變 #毒性蛋白 #CRISPR技術

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Nguyen, Lien, et al. “CASP8 Intronic Expansion Identified by Poly-Glycine-Arginine Pathology Increases Alzheimer’s Disease Risk.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 7, Feb. 2025, p. e2416885122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2416885122

腸道微生物通過迷走神經“操控”大腦

腸道微生物群與大腦之間的相互作用機制尚不明確。Kelly G. Jameson、Sabeen A. Kazmi、Takahiro E. Ohara等研究人員通過實驗發現，腸道微生物群通過調節代謝物影響迷走神經活動，進而影響大腦功能。研究團隊使用抗生素灌注和代謝物分析等方法，揭示了微生物群通過迷走神經調節腸道-大腦通信的機制。

研究團隊通過評估迷走神經傳入神經活動，分析了腸道微生物群存在、缺失、耗竭和恢復時的影響。研究發現，無菌小鼠的迷走神經張力低于正常小鼠，但通過恢復微生物群可以逆轉這一現象。將抗生素灌注到正常小鼠的小腸中會降低迷走神經活動，而重新灌注正常小鼠的腸道濾液可以恢復迷走神經活動。研究還發現，微生物依賴的短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids）、膽汁酸（bile acids）和3-吲哚乙酸（3-indoxyl sulfate）通過受體依賴的方式間接刺激迷走神經活動。這些代謝物以不同的動力學激活迷走神經傳入神經元，并對應激活腦干神經元。研究結果表明，腸道微生物群通過調節特定代謝物，差異性地激活迷走神經傳入神經元，從而調節腸道-大腦之間的化學感覺信號。研究發表在 Nature Neuroscience 上。

#神經科學 #腸道微生物群 #迷走神經 #代謝物 #腸道-大腦軸

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Jameson, Kelly G., et al. “Select Microbial Metabolites in the Small Intestinal Lumen Regulates Vagal Activity via Receptor-Mediated Signaling.” iScience, vol. 28, no. 2, Feb. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.111699

SPM 25.01發布：開源神經影像分析軟件的重大更新

近日，倫敦大學學院的研究團隊發布了SPM 25.01，這是其開源神經影像分析軟件SPM的最新版本。SPM自30多年前推出以來，一直是神經影像研究的重要工具，廣泛應用于大腦結構和功能的分析。此次更新不僅引入了新的分析方法，還優化了現有方法，并改進了開放科學和軟件開發的實踐。

SPM 25.01的最大亮點之一是其對多種神經影像模態的支持。在MRI方面，新增的Multi-Brain Toolbox能夠生成群體平均形狀的大腦，提高了空間標準化的精度。對于M/EEG數據，SPM 25.01提供了頻譜分解方法，并支持不同傳感器類型的融合。此外，針對新興的光泵磁力計（OPM）技術，SPM 25.01開發了新的分析工具，包括文件IO和干擾消除算法。

在統計方法上，SPM 25.01引入了參數經驗貝葉斯（PEB）和貝葉斯模型簡化（BMR），使得研究人員能夠更有效地進行神經連接參數的隨機效應建模和模型比較。此外，SPM 25.01還提供了行為建模工具，支持基于部分可觀測馬爾可夫決策過程（POMDP）的生成模型。

值得一提的是，SPM 25.01是第一個完全支持Python的版本，無需MATLAB即可運行。這一改進使得更多研究人員能夠使用SPM進行神經影像分析，尤其是在沒有MATLAB許可證的情況下。此外，SPM 25.01還提供了獨立的命令行版本和Docker容器，進一步提高了軟件的可用性。

#神經技術 #開源軟件 #SPM #貝葉斯統計 #Python支持

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Tierney, Tim M., et al. SPM 25: Open Source Neuroimaging Analysis Software. arXiv:2501.12081, arXiv, 21 Jan. 2025. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.12081

大腦皮層神經編碼的多樣性與高維表征

近日，一項新研究揭示了大腦皮層中神經編碼的多樣性與高維表征之間的關系。該研究由哥倫比亞大學和EPFL的研究團隊共同完成，分析了小鼠在執行復雜決策任務時43個皮層區域的神經活動，揭示了神經編碼的結構如何隨著皮層層次的變化而變化。

研究團隊使用了國際腦實驗室（IBL）的公開數據集，通過降秩回歸模型（RRR）分析了單個神經元的響應特征。研究發現，盡管在整個皮層尺度上，神經選擇性是分類的，并且反映了區域的解剖連接性，但在單個區域內，分類表征很少見，僅限于初級感覺區域。此外，神經選擇性的分類聚類程度與神經表征的維度呈負相關，表明單神經元選擇性與群體編碼的計算特性之間存在聯系。

研究還發現，所有區域的線性可分性（“破碎維度”）接近最大值，表明整個皮層具有靈活的信息編碼能力。這一發現為理解大腦如何支持復雜的認知任務提供了新的視角。

#認知科學 #高維表征 #認知靈活性 #皮層層次 #降秩回歸

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Posani, Lorenzo, et al. Rarely Categorical, Always High-Dimensional: How the Neural Code Changes along the Cortical Hierarchy. bioRxiv, 13 Feb. 2025, p. 2024.11.15.623878. bioRxiv, https://doi.org/10.1101/2024.11.15.623878

AI 行業動態

ChatGPT推出個性化自定義指令功能，用戶可定制AI“性格”

OpenAI將推出ChatGPT的全新“自定義指令”功能，允許用戶根據個人需求定制AI的“性格”、語氣和互動方式。通過這一功能，用戶可以為ChatGPT設定特定的規則和特質，使其在對話中更加貼合個人偏好。例如，研究人員可以將其設定為“實驗室助理”風格，而照顧年邁家人的用戶則可以選擇“支持性語氣”。此外，用戶還可以指定ChatGPT的稱呼方式、職業背景以及興趣偏好，進一步提升對話的個性化體驗。

在高級設置中，用戶還可以啟用額外功能，如網頁搜索、圖像生成（DALL-E）、編程支持、畫布功能以及高級語音互動等，以滿足更復雜的需求。這些功能可通過個人設置中的“自定義指令”選項啟用，并僅在新對話中生效。OpenAI表示，將在一周內向所有ChatGPT Plus和Team用戶推出。歐盟、英國、瑞士、冰島、挪威和列支敦士登除外，尚不提供。

#ChatGPT #AI個性化 #自定義指令 #OpenAI #人工智能

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https://chatgpt.com/

YouTube 升級 Dream Screen 功能，結合 Google DeepMind 的 Veo 2 實現文本生成高質量視頻

YouTube 近日宣布，其 Dream Screen 功能通過與 Google DeepMind 的最新視頻生成模型 Veo 2 的整合，實現了重大升級。這一升級使得用戶能夠通過簡單的文本提示生成高質量的視頻內容，并將其直接添加到 Shorts 中。這一創新不僅降低了視頻創作的門檻，使得即使沒有專業視頻制作技術的用戶也能輕松創作，還大大節省了創作者的時間和精力。通過多樣的文本提示和特效，創作者可以探索不同的風格和主題，使內容更加豐富和吸引人。

Dream Screen 功能最初允許用戶通過輸入文本提示生成視頻背景，如“海灘日落”。而 Veo 2 的加入，使得這一功能不僅能生成背景，還能創建包含人物、物體和動作的完整視頻場景，且生成的視頻更加自然和真實。用戶只需在 Shorts 創建過程中選擇綠幕功能并輸入文本提示，如“在沙灘上跳舞”，系統便能生成符合要求的視頻內容。此外，用戶還可以選擇不同的場景效果，如科幻或復古風格，甚至加入電影特效。

#YouTube #GoogleDeepMind #Voe2 #視頻生成 #Shorts

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https://blog.google/feed/veo-2-dream-screen-youtube-shorts/

文心大模型即將開源

百度近日宣布，其下一代文心大模型4.5系列將在未來幾個月內陸續推出，并計劃于6月30日起正式開源。文心大模型自2023年3月16日啟動邀測以來，經歷了從閉源到全面開放，再到專業版收費的多個階段。文心大模型的核心技術包括知識增強、持續學習和多任務學習，使其在問答、翻譯、代碼生成等多任務中表現出色。

#百度 #文心大模型 #開源 #AI創新 #李彥宏

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AI 研發動態

硅芯片革命：科學家成功映射70,000個神經元連接

哈佛大學的研究團隊開發了一種新型硅芯片，能夠記錄大量神經元的突觸信號，從而映射和編目了大約2000個鼠神經元的超過70,000個突觸連接。研究團隊由哈佛約翰·A·保羅森工程學院與應用科學學院的Donhee Ham教授領導，他們開發了一個包含4096個微孔電極的陣列，該陣列在芯片上對培養的鼠神經元進行了大規模并行細胞內記錄。

?封裝硅芯片與微孔電極陣列的頂部。右圖：一個神經元細胞位于一個微孔電極陣列上（在實際記錄中，神經元的密度要大得多）。Credit: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

研究團隊開發了一種新型的4096個鉑/鉑黑微孔電極陣列，該陣列制造在互補金屬氧化物半導體芯片上，用于并行細胞內記錄和突觸連接映射。這種微孔-神經元接口與底層半導體芯片中的電流鉗電子元件相結合，使得在大鼠神經元培養中實現了90%的平均細胞內耦合率，生成了包含豐富突觸信號的網絡級細胞內記錄數據。從這些數據中，研究人員提取了超過2000個神經元之間的70,000多個可能的突觸連接，并將它們分類為電突觸連接和抑制性、弱/無事件興奮性和強/有事件興奮性化學突觸連接，總體錯誤率約為5%。這種規模的突觸連接映射和表征能力是朝著大規模神經元網絡功能連接映射邁出的一步。研究發表在 Nature Biomedical Engineering 上。

#神經技術 #突觸連接 #硅芯片 #神經元記錄

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Wang, Jun, et al. “Synaptic Connectivity Mapping among Thousands of Neurons via Parallelized Intracellular Recording with a Microhole Electrode Array.” Nature Biomedical Engineering, Feb. 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41551-025-01352-5

清華大學創新雙域架構，神經網絡能效提升近40倍

隨著機器學習模型的快速發展，傳統的計算機架構已難以滿足其計算需求。清華大學的研究團隊，由Ze Wang領導，設計了一種新的雙域模擬內存計算（ACIM）系統，該系統結合了高精度浮點（FP）兼容的數字計算和良好的能效。他們通過一系列測試評估了這一架構的性能，并開發了一個基于憶阻器的原型計算系統。

?Andi混合計算系統，用于基于復雜FP的回歸神經網絡推理。Credit: Ze Wang, Tsinghua University.

研究團隊開發了一種模擬-數字統一的內存計算架構，該架構基于低成本的雙域浮點處理器，并將模擬內存計算陣列與數字核心合并。這種方法旨在提高復雜回歸任務中的能量效率和精度。該架構在運行神經網絡時表現出顯著的能效，比常見的FP-32乘法器高出39.2倍。此外，基于憶阻器的原型系統在精度上比純ACIM系統平均高出2.7倍。研究發表在 Nature Electronics 上。

#神經技術 #內存計算 #神經網絡 #能效提升

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Wang, Jun, et al. “Synaptic Connectivity Mapping among Thousands of Neurons via Parallelized Intracellular Recording with a Microhole Electrode Array.” Nature Biomedical Engineering, Feb. 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41551-025-01352-5

模仿人類肌肉，機器人運動更精準

為了在大規模和廣泛的現實環境中成功部署，機器人需要能夠快速調整其運動以響應環境變化。西班牙格拉納達大學和瑞士洛桑聯邦理工學院的研究人員，包括Niceto R. Luque和Auke Ijspeert，開發了一種新的控制解決方案，靈感來自神經力學，特別是中樞神經系統和人體生物力學的綜合作用。該方案包括一個肌肉模型和一個小腦網絡，模仿人類肌肉的共同收縮和小腦的功能。

?生物神經力學啟發了機器人的可變剛度。Credit: Ignacio Abadía

研究人員提出了一種控制解決方案，利用神經力學實現可調節的機器人運動行為。該方案集成了一個肌肉模型，復制機械粘彈性（viscoelasticity）和共同收縮（cocontraction），以及一個小腦網絡，提供運動適應。這種小腦-肌肉控制器通過反饋控制環中的扭矩命令驅動機器人。實驗結果表明，共同收縮調節了機器人的剛度、性能精度和對外部擾動的魯棒性。通過共同收縮調節，這種小腦-肌肉扭矩控制器實現了廣泛的機器人運動行為。研究發表在 Science Robotics 上。

#神經技術 #機器人控制 #神經力學 #共同收縮

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Abadía, Ignacio, et al. “A Neuromechanics Solution for Adjustable Robot Compliance and Accuracy.” Science Robotics, vol. 10, no. 98, Jan. 2025, p. eadp2356. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/scirobotics.adp2356

輕量級假手實現19個自由度，提升截肢者生活質

中國科學技術大學的研究團隊開發了一種輕量級假手，具有19個自由度（DOF），能夠復制人手功能，幫助上肢截肢者進行功能康復和日常活動。該假手使用形狀記憶合金（SMA）作為人工肌肉致動器，并采用仿生肌腱驅動的傳輸系統，集成了23個傳感器單元以實現精確的關節控制。假手重量僅為0.37公斤，具有人類水平的靈活性，能夠執行日常任務，并集成了語音識別技術，支持多種語言和方言。

?假手的類人手勢，抓握，操作功能和患者實驗的演示。Credit: Hao Yang et al.

這項研究的關鍵方法是使用形狀記憶合金（SMA）作為人工肌肉致動器，并采用仿生肌腱驅動的傳輸系統，集成了23個傳感器單元以實現精確的關節控制。假手重量僅為0.37公斤，具有人類水平的靈活性，能夠執行日常任務，如梳頭、寫作、握手、交換名片和下棋。此外，假手還集成了語音識別技術，支持60種語言和20種方言，識別準確率高達95%，響應時間以毫秒為單位，適合在截肢者中廣泛使用。假手還展示了操作剪刀、使用智能手機和執行復雜手語手勢的能力，復制了33個傳統的人手抓取動作，并增加了6個更先進的抓取動作，提供了廣泛的應用場景。研究發表在 Nature Communications 上。

#神經技術 #假肢 #形狀記憶合金 #仿生設計 #語音識別

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Yang, Hao, et al. “A Lightweight Prosthetic Hand with 19-DOF Dexterity and Human-Level Functions.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Jan. 2025, p. 955. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-56352-5

新型人工視覺系統：使用蜂蜜電解質，實現高效光響應和記憶功能

面對電子廢物日益嚴重的問題，格拉斯哥大學、圣保羅州立大學和香港都會大學的研究團隊開發了一種新型人工視覺系統，使用蜂蜜作為電解質，集成感光、信息處理和存儲功能于一體，展示了出色的性能和低能耗。

?Credit: University of Glasgow

研究團隊構建了一種電解質門控有機場效應晶體管（Electrolyte-Gated Organic Field-effect Transistor, EGOFET），使用可生物降解的材料，如蜂蜜作為電解質。這種設備在光電探測方面表現出色，能夠在不同的光強和波長下產生電流“尖峰”，并通過內存編程保存這些信息，即使在斷電后也能保持記憶。EGOFET在每次尖峰事件的能耗僅為2.4皮焦，顯示了極高的能效。此外，研究還利用集合決策樹技術，使設備能夠以95.6%的準確率區分和記住不同的基色。研究發表在 Advanced Functional Materials 上。

#神經技術 #人工視覺系統 #可持續材料 #能效 #光電探測

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Serghiou, Theodoros, et al. “Sustainable and Tunable Synaptic Electrolyte-Gated Organic Field-Effect Transistors (EGOFETs) for Light Adaptive Visual Perceptive Systems.” Advanced Functional Materials, vol. n/a, no. n/a, p. 2417355. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/adfm.202417355

新型語言模型在潛思空間中自我進化

傳統大型語言模型通過生成文本進行思考，但這種方法在處理復雜任務時存在局限。研究團隊開發了一種新型模型，通過在潛在空間內部進行推理，優化了模型的思考過程和輸出效率。該方法無需特殊訓練數據，適用于小上下文窗口，并能處理難以言表的推理任務。研究結果表明，模型性能隨計算深度的增加而顯著提升。

研究團隊設計的模型結構包括前奏（Prelude），將輸入數據嵌入到潛在空間；循環核心（Recurrent Core），在潛在空間內進行反復的思考過程；尾聲（Coda），將潛在空間的推理結果轉換回文本形式。這種設計使得模型能夠根據任務需求動態調整思考的深度和次數，類似于人類的思考過程。例如，在解決數學問題時，模型會進行更多的思考迭代。研究顯示，模型在進行32次迭代后，其性能可與參數量是其兩倍的模型相匹配。此外，該架構還支持零次適應計算（Zero-shot adaptive compute）、鍵值緩存共享（KV cache sharing）和連續思考鏈（Continuous chain-of-thought）。這些特性均無需特殊訓練即可實現。

#認知科學 #潛在空間推理 #語言模型 #迭代深度 #性能優化

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Geiping, Jonas, et al. Scaling up Test-Time Compute with Latent Reasoning: A Recurrent Depth Approach. arXiv:2502.05171, arXiv, 7 Feb. 2025. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2502.05171

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。

Chen Institute與華山醫院、上海市精神衛生中心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天橋神經科學研究院。

Chen Institute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、、中文媒體追問等。