混合水凝胶-磁性驱动胶囊用于自动肠道微生物采样 学术背景 肠道微生物群由大量且多样的微生物组成，这些微生物对人体健康有着重要影响，例如癌症、糖尿病和炎症性肠病（IBD）等。目前研究肠道微生物的方法主要包括粪便采样、回肠造口术或结肠镜检查。然而，这些方法存在各种问题：粪便采样无法提供特定肠段的微生物群信息；回肠造口术和结肠镜检查则高度侵入。因此，需要一种非侵入式的、能够在小肠内进行目标采样的工具。 近年来，可吞咽胶囊成为一种解决方案。在进行目标采样的同时，这些胶囊也具备药物递送、组织活检和主动运动等功能。然而，现有的液体采样胶囊仍然面临尺寸限制和复杂度高的问题。有效实现自动采样并具备主动运动的胶囊设计依然稀缺。 研究来源 本文由Yung P. Lai、Taeyoung Lee、Daniel S...

学术报道：基于分数脉冲神经元电路的仿生视觉检测模型研究 在智能自动驾驶和无人驾驶飞行器等领域中，迅速有效地预测碰撞并触发避让行为具有非常重要的应用价值。蚱蜢的巨型运动探测器 (LGMDs) 能够在碰撞发生前有效地预测碰撞，并触发避让。这种能力使得LGMD成为设计碰撞避让人工视觉系统的理想模型。不同于传统CMOS摄像机，事件相机(DVS)能够模拟生物视觉系统中的光感受器，从底层仿真LGMD系统的分野，提供高时间分辨率、高动态范围和最小运动模糊等优势。 背景及意义 本次研究的作者为Yabin Deng、Haojie Ruan、Shan He、Tao Yang和Donghui Guo，分别来自厦门大学和福州大学，并在IEEE Transactions on Biomedical Engineeri...

基于经阴道超生和压力测定量化孕期宫颈弹性的方法 背景与动机 早产（在37周妊娠期前分娩）是新生儿发病率和死亡率的主要原因。由于早产带来的高风险，许多有早产症状的孕妇需要住院治疗，但超过一半的住院孕妇最终还是足月分娩。现有的宫颈软化预测方法（如Bishop评分）预测早产的效用有限，因此需要开发更准确的工具来预测早产。 研究问题 目前宫颈弹性成像的两种常用方法是应变弹性成像和剪切波弹性成像。然而，应变弹性成像缺乏应力信息，不支持不同成像会话间的比较；剪切波弹性成像在宫颈组织具有高度不均质性时其稳健性受到影响。 目标和方法 本文研究的目标是开发一种通过在经阴道超声成像系统中增加应力传感器来克服上述限制的定量宫颈弹性成像系统。该系统能够安全、准确并且具有高度重复性，用于长期监测和不同检查员之间的比较...

树突状细胞靶向病毒样颗粒作为强效mRNA疫苗载体 引言 在疫苗开发方面，尤其是mRNA疫苗近年来取得了显著的成就。Moderna 和 Pfizer/BioNTech 针对 COVID-19 的 mRNA 疫苗成为了成功的典范，极大地推动了mRNA疫苗的发展。然而，现有的mRNA疫苗缺乏对特定细胞类型的专一性，尤其是树突状细胞（DCs），这在抗原呈递方面非常关键。树突状细胞是主要的抗原呈递细胞，能有效启动 T 细胞的免疫反应和抗体反应，但现有的mRNA疫苗，如LNPs（脂质纳米粒）等，无法特异性地传递mRNA到这些细胞。此外，还有一些病毒感染，如HIV和HSV，甚至包括一些非传染性疾病如癌症，至今尚无有效预防或治疗疫苗。 论文来源 本文由Nature Biomedical Engineerin...

由大脑皮质发音表征驱动的双语语音神经假体 背景 在神经假体的发展过程中，从大脑活动解码语言的研究一直集中在单一语言的解码上。因此，双语言语产生依赖于不同语言的独特或共享皮层活动的程度仍不清楚。当前研究通过电皮层图（electrocorticography, ECoG）结合深度学习和统计自然语言模型来记录和解码一名西班牙语-英语双语患者的言语运动皮层活动，并将其转化为两种语言的句子。该研究旨在解决双语解码的实际应用问题，尤其是在不需要手动指定目标语言的情况下，实现言语解码。 言语丧失症（anarthria），即失去清晰发音的能力，是中风和肌萎缩侧索硬化症等神经疾病的严重症状之一。目前，侵入性言语脑-计算机接口（BCI）正在被开发，以通过解码皮层活动恢复患者的自然沟通能力。然而，现有的言语BCI...

学术新闻报道：新的MRI技术通过检测光敏血管的局部血流动力学来实现生物荧光成像 学术背景介绍 生物发光探针广泛应用于监测活体动物中生物医学相关的过程和细胞目标。然而，组织对可见光的吸收和散射极大地限制了生物发光检测的深度和分辨率。特别是在大脑中，由于颅骨对光子的阻挡，短波长光的传播受到限制，导致生物发光成像（Bioluminescence Imaging, BLI）的数据通常限制于浅层来源，并且大多是二维投影，缺乏深度信息。 为了克服这些限制，研究人员开发了光声层析成像和其他基于光散射重建的方法，但这些方法需先验知识和独立成像模式的解剖信息的注册。另一种方法是将生物发光输出局部转换为不同类型的信号，以便使用X射线层析成像、超声波或磁共振成像（MRI）等深度组织成像方式进行检测。尽管已经有一些...

利用脂质纳米粒子-mRNA制剂清除ROS加速糖尿病创面愈合 糖尿病伤口是高血糖患者的常见并发症，具有高发病率和高复发率，给全球经济带来了巨大损失。现有的治疗方法，包括伤口卸荷和生长因子疗法，虽然在临床试验中显示了缩短愈合时间的效果，但它们的广泛应用受到了成本和潜在副作用的限制。因此，急需开发一种更为有效、安全且方便的糖尿病伤口管理方法。 在复杂的伤口微环境中，治疗挑战主要来源于反应性氧类（reactive oxygen species, ROS）的不受控积累以及持续的炎症。这种病理微环境导致了过度的氧化应激和缺血性新生血管形成，进而延迟伤口愈合。此项研究的目的是通过开发富有反应性的ROS响应的脂质纳米颗粒（lipid nanoparticles, LNP）和mRNA制剂，调节伤口内的ROS和...

摘要 近年来，研究人员逐渐认识到情绪事件的情境感知和目标导向反应对于适应性功能至关重要。在行为和情绪调控模型中，外侧前额叶皮层（lpfc）被认为维持与目标相关的表征，从而促进认知控制。然而，这一假设很少通过因果推断方法进行测试。R. C. Lapate等人发表在《Nature Communications》的一篇文章，通过修改健康个体中的中部外侧前额叶皮层（mid-lpfc）功能，并结合功能磁共振成像（fMRI）扫描，初步验证了这一理论。 研究背景 外侧前额叶皮层（Lpfc）被广泛认为在情绪调节中起到重要作用，尤其是在认知重评中，人们根据目标调节情绪反应时。缺乏对mid-lpfc信息表征在情绪调控中因果作用的实验证据，促使Lapate等人使用新的多变量模式分析（MVPA）与因果扰动方法相结合...

低强度超声促进大脑类器官整合并改善小头畸形缺陷 研究背景 大脑类器官（brain organoids）经过多能干细胞（pluripotent stem cells, PSCs）分化生成，具有令人惊叹的细胞多样性、并能表现类似人脑的功能网络。这些类器官方法极具潜力，可用于模拟神经系统疾病与大脑修复。然而，物理刺激对其发育和整合的影响仍不明确。本研究旨在探讨低强度超声（low-intensity ultrasound, LIUS）对大脑类器官的影响。 研究来源 研究由来自天津大学的多个学者共同完成，发表时间为2024年，发表于《Brain》期刊（Oxford University Press出版）。 研究流程 本研究包括以下流程： 1. 大脑类器官生成：根据既定协议生成皮质类器官，在第18天开始...

背景介绍 弥散张量磁共振成像（Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging，DTI）是一种广泛应用于体内脑组织微结构和白质束成像的神经影像技术。然而，弥散加权图像（Diffusion-Weighted Images, DWI）中的噪声会降低DTI数据所派生出的微结构参数的精度，同时也导致需要更长的采集时间来提高信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)。尽管基于卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNNs）的深度学习方法在图像去噪方面表现突出，但通常需要额外的高信噪比数据来监督CNN的训练，这限制了监督学习方法在去噪中的实际应用。 论文来源 本文标题为“SDnDTI: Self-Superv...