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人類大腦如何整合社會網絡資訊進行決策;精準遞送藥物的酵母微納生物機器人;調控城市土壤生物多樣性促進人類健康

作者:科協頻道
人類大腦如何整合社會網絡資訊進行決策;精準遞送藥物的酵母微納生物機器人;調控城市土壤生物多樣性促進人類健康

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人類大腦如何整合社會網絡資訊進行決策

社會動物身處複雜交錯的社會連接配接中(如血緣、社交或工作關系産生的連接配接)。這些連接配接決定了我們和誰互動,從誰那裡擷取資訊,進而深刻地影響着我們的思想和行為。近20年來,“社會網絡分析”取得了矚目成績。然而,這些研究大都聚焦在宏觀和群體層面,迄今為止,我們尚不清楚在個體層面人腦怎樣和複雜聯通的社會環境打交道。這對社會和決策神經科學領域提出了理論和實驗上的挑戰。

近日,北京大學心理與認知科學學院、麥戈文腦研究所及北大-清華生命科學聯合中心研究員朱露莎實驗室結合腦成像、社會網絡分析、強化學習等多學科研究方法,首次揭示了人類大腦整合社會網絡上傳遞的資訊以進行決策的神經計算過程,首次探讨了社會互動關系的結構對人類決策在認知和神經層面的影響,将傳統的社會學習和強化學習神經計算機制研究拓展到了更廣闊、更具生态效度的決策環境中,也為包括虛假資訊傳播在内的重要社會現象提出了一個新穎的、認知神經層面的解釋,并為研究複雜社會網絡中個體決策的神經機制開辟了可拓展的實驗和計算架構。

内容來源:

https://news.pku.edu.cn/jxky/ac914ecdfbfa4fa197b235977e68146d.htm

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人類運動節律的皮層追蹤及神經編碼機制

近年來,居家鍛煉的熱潮讓健身視訊火遍全網,視訊中教練們的揮舞跳躍就像節拍器一樣讓螢幕前的你感受到強烈的律動。一個有趣的問題是:大腦是如何讀取人類肢體運動中的節律資訊并編碼其中的生物特性的呢?

中國科學院心理研究所、腦與認知科學國家重點實驗室蔣毅團隊研究人員借助腦電技術探索了人腦如何基于肢體運動中的節律特征實作對生物運動的特異性動态神經編碼。 并進一步利用計算模組化方法評估了兩種潛在的時空資訊累積編碼機制對上述生物運動特異性皮層追蹤過程的貢獻。結果表明,大腦對“整合信号”(來自于對側肢體的對立運動)的追蹤,而非對“加和信号”(來自于不同關節運動的線性疊加)的追蹤,驅動了生物運動特異性的神經編碼。該研究揭示了基于人類運動中節律性動力學特征的皮層追蹤現象及其時空編碼機制,該機制為生物運動資訊的時空整合和分割提供了時間架構,并有助于大腦對生物運動關鍵動态資訊的提取和知覺。此外,該研究發現的層級性皮層追蹤效應與語言和音樂研究的結果具有一定的相似性,為回答人類認知神經系統如何加工這些複雜而有意義的動态資訊提供了啟示。

内容來源:

https://www.cas.cn/syky/202302/t20230214_4874943.shtml

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調控城市土壤生物多樣性促進人類健康

土壤是地球上最大的生物多樣性儲庫之一,主導多種關鍵生态系統功能。土壤生物多樣性及其功能通過多種途徑影響人類健康。然而,城市背景下土壤生物多樣性與人類健康之間的聯系未得到充分研究。 中國科學院院士、中科院城市環境研究所研究員朱永官團隊梳理的城市系統中的土壤生物多樣性及其功能的研究成果為整合土壤生物多樣性以促進人類健康和城市可持續發展奠定實踐基礎、提供參考,值得公共衛生、城市規劃、環境可持續性和生物多樣性管理等相關部門的進一步關注。同時,利用城市土壤生物多樣性來促進人類健康,将為基于自然的解決方案提供新視角,有助于應對生物多樣性喪失、氣候變化和城市中人類日益增長的疾病負擔等挑戰。

内容來源:

https://www.cas.cn/syky/202302/t20230217_4875194.shtml

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SPIRIT逐級懸浮列印技術,讓3D列印複雜器官有形更有“魂”

複雜組織/器官的體外功能化重建是生物制造與再生醫學領域長期以來的努力目标。近年來,生物3D列印技術迅猛發展,通過活細胞和生物材料的精确組裝,在複雜組織和器官建構方面具有巨大的優勢。然而,現有的生物3D列印技術仍存在一定的局限性。以心髒建構為例,現有技術雖然可以列印建構複雜的心髒腔室結構,但難以重制對心髒功能具有重要作用的心血管系統及其他脈管系統(如心髒電傳導系統和神經系統),使得列印的心髒模型徒具有外形,缺乏内在的“靈魂(Sequential Printing in a Reversible Ink Template,簡稱SPIRIT)”,無法發揮真正的心髒功能。是以,亟需開發一種新型生物3D列印工藝,以實作複雜器官的外部幾何結構(對應心髒“腔室結構”)和内部精細特征(對應心髒“脈管系統”)的耦合建構。

近日,清華大學機械系熊卓副教授、張婷副研究員課題組研發了一種逐級懸浮3D列印(SPIRIT)技術,能夠實作具有複雜外部結構和内部血管網絡的組織器官快速建構,并成功列印了含可灌注血管網絡的心室模型,有效拓展了正常擠出3D列印的技術邊界,有望加速工程化組織器官在醫學領域的轉化應用。

内容來源:

https://www.view.sdu.edu.cn/info/1021/175249.htm

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精準遞送藥物的酵母微納生物機器人

人類對微納機器人的想象由來已久。20世紀60年代,科幻電影《神奇旅程》描述了一個縮小到細胞大小的“微型潛艇”進入人體的奇遇。現實世界中,科學家從未停止對微納機器人的探索,特别是具有自我推進和導航能力的微納生物機器人因可到達現有醫療器械難以企及的微觀區域,有望實作疾病的精準診療,革新傳統醫學,因而備受關注。然而,由于體記憶體在多重生理屏障,開發能夠适應微環境的變化,将藥物精準遞送到遠端病竈的微納機器人頗具挑戰性。 近日,中國科學院深圳先進技術研究院生物醫藥與技術研究所納米醫療與技術研究中心蔡林濤團隊開發了一款雙引擎自适應的酵母微納生物機器人,能夠像“納米快遞員”一樣,通過生物酶與巨噬細胞引擎的切換穿透人體多重生理屏障,實作精準地将藥物遞送到遠端發炎病竈。 酵母微納生物機器人的開發,為胃腸道發炎和其他發炎相關疾病的治療提供了全新的技術手段。内容來源:

https://www.cas.cn/syky/202302/t20230223_4875739.shtml

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