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人类大脑如何整合社会网络信息进行决策;精准递送药物的酵母微纳生物机器人;调控城市土壤生物多样性促进人类健康

作者:科协频道
人类大脑如何整合社会网络信息进行决策;精准递送药物的酵母微纳生物机器人;调控城市土壤生物多样性促进人类健康

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人类大脑如何整合社会网络信息进行决策

社会动物身处复杂交错的社会连接中(如血缘、社交或工作关系产生的连接)。这些连接决定了我们和谁互动,从谁那里获取信息,从而深刻地影响着我们的思想和行为。近20年来,“社会网络分析”取得了瞩目成绩。然而,这些研究大都聚焦在宏观和群体层面,迄今为止,我们尚不清楚在个体层面人脑怎样和复杂联通的社会环境打交道。这对社会和决策神经科学领域提出了理论和实验上的挑战。

近日,北京大学心理与认知科学学院、麦戈文脑研究所及北大-清华生命科学联合中心研究员朱露莎实验室结合脑成像、社会网络分析、强化学习等多学科研究方法,首次揭示了人类大脑整合社会网络上传递的信息以进行决策的神经计算过程,首次探讨了社会互动关系的结构对人类决策在认知和神经层面的影响,将传统的社会学习和强化学习神经计算机制研究拓展到了更广阔、更具生态效度的决策环境中,也为包括虚假信息传播在内的重要社会现象提出了一个新颖的、认知神经层面的解释,并为研究复杂社会网络中个体决策的神经机制开辟了可拓展的实验和计算框架。

内容来源:

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

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人类运动节律的皮层追踪及神经编码机制

近年来,居家锻炼的热潮让健身视频火遍全网,视频中教练们的挥舞跳跃就像节拍器一样让屏幕前的你感受到强烈的律动。一个有趣的问题是:大脑是如何读取人类肢体运动中的节律信息并编码其中的生物特性的呢?

中国科学院心理研究所、脑与认知科学国家重点实验室蒋毅团队研究人员借助脑电技术探索了人脑如何基于肢体运动中的节律特征实现对生物运动的特异性动态神经编码。 并进一步利用计算建模方法评估了两种潜在的时空信息累积编码机制对上述生物运动特异性皮层追踪过程的贡献。结果表明,大脑对“整合信号”(来自于对侧肢体的对立运动)的追踪,而非对“加和信号”(来自于不同关节运动的线性叠加)的追踪,驱动了生物运动特异性的神经编码。该研究揭示了基于人类运动中节律性动力学特征的皮层追踪现象及其时空编码机制,该机制为生物运动信息的时空整合和分割提供了时间框架,并有助于大脑对生物运动关键动态信息的提取和知觉。此外,该研究发现的层级性皮层追踪效应与语言和音乐研究的结果具有一定的相似性,为回答人类认知神经系统如何加工这些复杂而有意义的动态信息提供了启示。

内容来源:

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

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调控城市土壤生物多样性促进人类健康

土壤是地球上最大的生物多样性储库之一,主导多种关键生态系统功能。土壤生物多样性及其功能通过多种途径影响人类健康。然而,城市背景下土壤生物多样性与人类健康之间的联系未得到充分研究。 中国科学院院士、中科院城市环境研究所研究员朱永官团队梳理的城市系统中的土壤生物多样性及其功能的研究成果为整合土壤生物多样性以促进人类健康和城市可持续发展奠定实践基础、提供参考,值得公共卫生、城市规划、环境可持续性和生物多样性管理等相关部门的进一步关注。同时,利用城市土壤生物多样性来促进人类健康,将为基于自然的解决方案提供新视角,有助于应对生物多样性丧失、气候变化和城市中人类日益增长的疾病负担等挑战。

内容来源:

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

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SPIRIT逐级悬浮打印技术,让3D打印复杂器官有形更有“魂”

复杂组织/器官的体外功能化重建是生物制造与再生医学领域长期以来的努力目标。近年来,生物3D打印技术迅猛发展,通过活细胞和生物材料的精确组装,在复杂组织和器官构建方面具有巨大的优势。然而,现有的生物3D打印技术仍存在一定的局限性。以心脏构建为例,现有技术虽然可以打印构建复杂的心脏腔室结构,但难以重现对心脏功能具有重要作用的心血管系统及其他脉管系统(如心脏电传导系统和神经系统),使得打印的心脏模型徒具有外形,缺乏内在的“灵魂(Sequential Printing in a Reversible Ink Template,简称SPIRIT)”,无法发挥真正的心脏功能。因此,亟需开发一种新型生物3D打印工艺,以实现复杂器官的外部几何结构(对应心脏“腔室结构”)和内部精细特征(对应心脏“脉管系统”)的耦合构建。

近日,清华大学机械系熊卓副教授、张婷副研究员课题组研发了一种逐级悬浮3D打印(SPIRIT)技术,能够实现具有复杂外部结构和内部血管网络的组织器官快速构建,并成功打印了含可灌注血管网络的心室模型,有效拓展了常规挤出3D打印的技术边界,有望加速工程化组织器官在医学领域的转化应用。

内容来源:

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

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精准递送药物的酵母微纳生物机器人

人类对微纳机器人的想象由来已久。20世纪60年代,科幻电影《神奇旅程》描述了一个缩小到细胞大小的“微型潜艇”进入人体的奇遇。现实世界中,科学家从未停止对微纳机器人的探索,特别是具有自我推进和导航能力的微纳生物机器人因可到达现有医疗器械难以企及的微观区域,有望实现疾病的精准诊疗,革新传统医学,因而备受关注。然而,由于体内存在多重生理屏障,开发能够适应微环境的变化,将药物精准递送到远程病灶的微纳机器人颇具挑战性。 近日,中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所纳米医疗与技术研究中心蔡林涛团队开发了一款双引擎自适应的酵母微纳生物机器人,能够像“纳米快递员”一样,通过生物酶与巨噬细胞引擎的切换穿透人体多重生理屏障,实现精准地将药物递送到远程炎症病灶。 酵母微纳生物机器人的开发,为胃肠道炎症和其他炎症相关疾病的治疗提供了全新的技术手段。内容来源:

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

排版 | 弢弢审核 | 六朵 苍翼蝴蝶 苏苏