利用电极呼吸的Geobacter sulfurreducens生物膜合成钯纳米颗粒 研究背景 在现代工业和环境科学中，钯（Pd）作为一种重要的催化剂，广泛应用于制药、农业和化学工业中。然而，传统的钯纳米颗粒（Pd NPs）合成方法通常依赖于高能耗的化学和固态合成技术，这些方法不仅成本高昂，还会产生有害的化学废物。因此，开发一种更加可持续、环保的钯纳米颗粒合成方法成为了一个重要的研究方向。 近年来，电活性微生物（如Geobacter sulfurreducens）因其能够通过氧化有机电子供体并将电子传递到外部固体矿物或电极表面而受到广泛关注。这种微生物不仅能够在电极表面形成生物膜，还能够还原可溶性金属离子（如钯离子），从而合成金属纳米颗粒。利用电活性微生物进行钯纳米颗粒的合成，不仅可以在生理温...

基于β-片层纤维化肽驱动的超分子水凝胶用于增强糖尿病伤口愈合 学术背景 糖尿病伤口愈合是一个全球性的健康问题，糖尿病患者由于高血糖导致的微血管病变和免疫功能障碍，伤口愈合过程往往受到严重阻碍。传统的治疗方法，如使用胶原蛋白或生长因子，虽然在一定程度上有效，但由于蛋白质在外部环境中的不稳定性和快速降解，治疗效果有限。因此，开发一种能够稳定递送蛋白质并促进伤口愈合的新型材料成为了研究的重点。 超分子水凝胶因其非共价结合的特性，能够在保持蛋白质生物活性的同时增强其稳定性，成为糖尿病伤口修复的理想平台。本研究通过将β-片层纤维化肽（Q11）与β-尾融合的重组蛋白组装，开发了一种新型的蛋白质-肽超分子水凝胶，旨在通过增强蛋白质的稳定性和生物活性，促进糖尿病伤口的愈合。 论文来源 本论文由来自内蒙古大学...

脊髓损伤后运动神经元的功能研究 背景介绍 脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种严重的神经系统疾病，常导致患者运动功能的丧失。尽管脊髓损伤后，患者可能无法自主控制肢体运动，但研究表明，损伤水平以下的运动神经元仍然可能保留一定的功能。然而，关于这些运动神经元在损伤后的具体行为及其功能恢复机制，目前仍有许多未解之谜。为了更好地理解脊髓损伤后运动神经元的变化，研究人员通过高密度表面肌电图（High-Density Surface Electromyography, HDsEMG）和超声成像技术，分析了脊髓损伤患者和健康对照组在尝试手部运动时运动单位的放电特性。 这项研究旨在揭示脊髓损伤后运动神经元的神经和空间特性，探讨这些神经元在损伤后如何适应，并分析其功能恢复的潜在机制...

多关节扭矩在站立平衡恢复中的作用 学术背景 站立平衡是人类日常生活中不可或缺的能力，尤其是在面对外部扰动时，如何快速协调髋关节、膝关节和踝关节的扭矩以维持平衡，一直是运动控制和神经科学研究的重要课题。传统的观点认为，平衡恢复依赖于神经介导的前馈（feedforward）和反馈（feedback）机制的协同作用。前馈机制通过肌肉的短程刚度（short-range stiffness）提供即时的机械反馈，而反馈机制则通过感觉输入激活肌肉，产生延迟的关节扭矩。然而，前馈和反馈机制在平衡恢复中的具体贡献尚不明确。为了深入理解这一问题，研究者们开发了一种新的传感器运动响应模型（Sensorimotor Response Model, SRM），旨在分解平衡恢复过程中髋、膝、踝关节的扭矩响应，并区分前馈...

运动控制策略的调整与任务需求的适应 学术背景 运动控制是神经科学和运动科学中的一个核心研究领域，尤其是在理解人类如何计划和执行复杂动作方面。运动计划涉及多个过程，包括目标选择、任务需求的应用、动作选择以及运动参数的设定。传统观点认为，运动计划和执行是两个相对独立的过程，运动计划的完成需要一定的时间，而运动执行则是在计划完成后开始的。然而，近年来有研究表明，运动计划的某些部分可以在运动执行过程中进行调整，这挑战了传统的二分法观点。 本文的研究旨在探讨运动控制策略（control policy）如何根据任务需求进行调整，尤其是在运动计划和执行的不同阶段。具体来说，研究者希望验证控制策略的调整是否会影响反应时间（reaction time），以及这种调整是否可以在运动执行过程中进行。这一研究不仅有...

利用高密度表面肌电图改进M波的定位与测量 学术背景 表面肌电图（surface electromyography, sEMG）是一种用于研究肌肉功能和控制假肢的重要工具。然而，由于附近肌肉的信号干扰（cross talk），sEMG的有效性常常受到限制。特别是在前臂等肌肉密集的区域，信号干扰问题尤为突出。为了解决这一问题，研究人员引入了高密度表面肌电图（high-density sEMG, HD-sEMG）技术，该技术通过提高空间分辨率，能够更好地隔离目标肌肉的M波（肌肉动作电位）。本研究旨在评估HD-sEMG在M波定位中的表现，并探讨空间滤波器在减少信号干扰方面的作用。 论文来源 本论文由Ernesto H. Bedoy、Efrain A. Guirola Diaz等多名研究人员共同撰写，...

自动化体外模型在脑积水研究中的应用 背景介绍 脑积水（Hydrocephalus）是一种由于脑室内脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）积聚引起的神经系统疾病，若不及时治疗，可能导致严重的并发症和永久性脑损伤。据统计，每500名新生儿中就有1人患有脑积水。尽管过去60年中有大量努力改进脑积水的治疗方法，但脑室分流管（shunt）的失败率仍然居高不下，50%的分流管在两年内失效，85%在十年内失效。分流管失效的主要原因是导管阻塞，导致患者需要多次手术修复，这不仅增加了患者的痛苦，还带来了巨大的医疗成本。美国每年因脑积水治疗的费用高达20亿美元。 然而，目前缺乏一个能够模拟临床相关参数的长期体外模型，这限制了基于假设的研究，进而阻碍了对分流管阻塞机制的深入理解。为了解决这一问...

脑脊液流动动力学及其在药物输送中的应用研究 背景介绍 脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）在人类脊髓腔中扮演着至关重要的角色，负责运输溶解的营养物质和废物。由于其脉动性，CSF的流动受到心脏和呼吸周期的影响。近年来，随着对中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）疾病治疗需求的增加，如何优化鞘内（Intrathecal, IT）药物输送成为了研究热点。鞘内注射通过利用CSF的流体动力学特性，能够将治疗分子直接输送到中枢神经系统，从而提高治疗效果。 然而，现有的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）模型大多基于个体或小群体，由于脊髓腔几何形状的显著变异性，这些研究结果可能无法推广到更广泛的人群。因此...

基因组医学中的CRISPR引导序列再注释：EXORCISE算法的应用与验证 学术背景 CRISPR-Cas9技术自问世以来，彻底改变了基因筛选领域，尤其是在研究基因必需性和化学-遗传相互作用方面。通过设计针对特定基因的引导RNA（guide RNA, gRNA），CRISPR-Cas9系统能够在细胞中引入精确的基因敲除，从而帮助研究人员理解基因功能及其在疾病中的作用。然而，CRISPR库的设计通常基于参考基因组，而实际研究的细胞系（尤其是癌症细胞系）往往存在基因组变异，这可能导致CRISPR引导序列的错配或偏差，进而影响实验结果的准确性。 为了解决这一问题，Simon Lam等人开发了一种名为EXORCISE（Exome-Guided Re-annotation of Nucleotide ...

研究亮点：胞内代谢物如何调控蓝藻从代谢休眠中苏醒 研究标题：“Metabolite-level regulation of enzymatic activity controls awakening of cyanobacteria from metabolic dormancy” 该研究发表于《Current Biology》 (2025年1月6日)，由Sofía Doello领导完成，来自德国图宾根大学、卡塞尔大学及其他研究机构的多位学者参与。本文揭示了胞内代谢物如何通过调控关键酶的活性，控制蓝藻从代谢休眠状态转变为活跃状态的过程。文章强调了代谢物水平调控（metabolite-level regulation）在微生物环境适应中的关键作用。 背景：氮饥饿与蓝藻代谢休眠 蓝藻（Cyano...