█脑科学动态
大脑如何听懂你的“弦外之音”？
睡眠纺锤波：昏迷患者康复的关键信号
雌性小鼠更抗压：揭秘性别差异在小脑中的表现
GFAP：中风诊断的潜在“血液密码”
40Hz刺激：对抗大脑衰老的新武器
低质量恋爱关系更费脑，情感同步的神经代价
想象未来，大脑更健康
长期肥胖显著影响大脑健康和认知能力
█AI行业动态
告别繁琐编码！Google推出免费AI助手，数据分析一键搞定
大脑打字机来了！Brain2Qwerty让你用思维“敲”出文字
复旦AI4S突破性进展：脑脊接口技术让瘫痪患者重获行走能力
Anthropic 完成 35 亿美元 E 轮融资，估值达 615 亿美元
智谱获巨额融资，2025年将全面开源大模型技术
微软推出全球首款医疗语音AI助手Dragon Copilot
█AI驱动科学
BrainLLM：直接从脑记录生成语言
新型软驱动电极实现无损伤神经信号监测与刺激
新型计算工具cell2fate揭示细胞发育与疾病轨迹
ChatGPT 也需要“心理治疗”？正念疗法缓解 AI 焦虑
交互式提示工程提升机器人长期任务规划能力
BBN模型：让AI像人一样高效探索
从数周到数分钟，AI让高频电路设计更智能
脑科学动态
大脑如何听懂你的“弦外之音”？
西北大学、匹兹堡大学和威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队发现，颞横回（Heschl's gyrus）在解读语音音调变化方面扮演着比之前认为的更重要的角色。通过颅内电极记录，研究人员与11名接受癫痫治疗的青少年患者合作，实时追踪了多个大脑区域的活跃情况，揭示了颞横回不仅处理声音，还将音调的微妙变化转化为有意义的语言信息。
研究团队使用颅内电极记录技术，对11名癫痫患者的大脑活动进行了实时监测。当这些患者聆听《爱丽丝梦游仙境》的有声书录音时，研究人员发现赫斯勒回（HG）不仅处理声音，还将音调的微妙变化转化为有意义的语言信息。颞横回将音调重音（pitch accents）与构成单词的声音分开编码，这一发现挑战了关于大脑如何处理韵律的长期假设。多变量模型证实了HG对音调重音类别的独特表示。在非人类灵长类动物中，尽管有强大的频谱时间处理能力，但音调重音并未被抽象编码，这突出了经验在塑造抽象表示中的作用。研究发表在 Nature Communications 上。
#认知科学 #大脑信号解析 #语音处理 #赫斯勒回 #韵律
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Gnanateja, G. Nike, et al. “Cortical Processing of Discrete Prosodic Patterns in Continuous Speech.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 1947. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-56779-w
睡眠纺锤波：昏迷患者康复的关键信号
昏迷患者的意识状态难以准确判断，哥伦比亚大学欧文医学中心的Jan Claassen团队通过分析脑电图中的睡眠纺锤波（sleep spindles），发现这些脑波可以预测患者的长期康复潜力。研究团队对226名急性脑损伤患者进行了夜间脑电图分析，揭示了睡眠纺锤波与认知运动分离（CMD）的关系。
研究团队使用脑电图记录了226名昏迷患者的夜间大脑活动，重点关注睡眠纺锤波的出现及其与认知运动分离（CMD）的关系。睡眠纺锤波是大脑在睡眠期间出现的快速、有组织的脑电活动，表明丘脑和皮层之间的神经回路完好。研究发现，约三分之一的患者表现出明确的睡眠纺锤波，其中一半患者同时具有CMD。这些患者更有可能恢复意识和功能独立性。76%的具有睡眠纺锤波和CMD的患者在出院时表现出意识迹象，41%在一年后恢复了神经功能。相比之下，没有睡眠纺锤波和CMD的患者中，只有29%在出院时表现出意识迹象，7%在一年后恢复了神经功能。研究还指出，尽管这些发现不能证明诱导睡眠纺锤波会直接改善康复，但它们为改善患者睡眠环境以促进康复提供了可能性。研究发表在 Nature Medicine 上。
#神经科学 #预测模型构建 #意识恢复 #睡眠纺锤波 #脑电图
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Carroll, Elizabeth E., et al. “Sleep Spindles as a Predictor of Cognitive Motor Dissociation and Recovery of Consciousness after Acute Brain Injury.” Nature Medicine, Mar. 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41591-025-03578-x
雌性小鼠更抗压：揭秘性别差异在小脑中的表现
怀孕期间的感染和产后社会压力可能对大脑功能和精神健康产生长期影响，但具体机制尚不明确。京都大学的Gen Ohtsuki团队通过小鼠模型，研究了这种“双重压力”如何导致小脑功能障碍和行为异常。团队对暴露于双重压力的小鼠进行了行为和认知测试，重点关注小脑的神经变化，特别是小胶质细胞（microglia）的反应性。
▷双重压力及其对小鼠的影响。Credit: KyotoU/Ohtsuki lab
研究使用小鼠模型，结合母体感染和重复社会压力（2HIT）两种风险因素，分析了早期发育中外部压力对小脑功能的影响。研究发现，双重压力导致小脑中应激相关小胶质细胞（TREM2+ microglia）增加，并与浦肯野神经元（Purkinje neuron）丢失相关。单细胞蛋白质组学分析揭示了IL-6和TGFβ信号通路与小胶质细胞转变的关联。剩余浦肯野细胞的兴奋性降低，小脑相关的全脑功能连接性下降，导致行为异常。通过系统性或小脑特异性小胶质细胞置换，这些症状得到了缓解。此外，研究还发现雌性小鼠在面对双重压力时表现出明显更高的压力适应力，表明性别差异在小脑对慢性炎症应激的反应中可能起到了重要作用。研究发表在 Communications Biology 上。
#大脑健康 #心理健康与精神疾病 #小胶质细胞 #小脑功能障碍 #个性化医疗
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Hikosaka, Momoka, et al. “Maternal Immune Activation Followed by Peripubertal Stress Combinedly Produce Reactive Microglia and Confine Cerebellar Cognition.” Communications Biology, vol. 8, no. 1, Mar. 2025, pp. 1–26. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s42003-025-07566-2
GFAP：中风诊断的潜在“血液密码”
中风是全球范围内导致残疾和死亡的主要原因之一，但快速诊断脑损伤的生物标志物尚未完全确立。德克萨斯大学西南医学中心的Bhavya R. Shah和Nil Saez-Calveras领导的研究团队利用高强度聚焦超声（HIFU）作为研究工具，评估了脑损伤后血液中生物标志物的变化。他们发现，胶质纤维酸性蛋白（GFAP）在HIFU治疗后显著升高，可能成为中风和其他脑损伤的诊断标志物。
▷冠状磁共振成像切片显示大脑左丘脑存在高强度聚焦超声损伤。Credit: UT Southwestern Medical Center
研究团队对30名接受HIFU治疗的震颤型帕金森病或特发性震颤患者进行了血液样本分析。在术前、术后1小时和48小时分别采集血液，测量了GFAP、神经丝轻链（NfL, neurofilament light chain）、淀粉样蛋白β以及磷酸化tau 181的浓度。结果显示，GFAP在术后48小时显著升高，平均增加了四倍多，且对检测脑损伤具有高敏感性（89.7%）和特异性（96.6%）。其他标志物也有显著上升，但GFAP的表现最为突出。研究认为，GFAP有望成为急性脑损伤的诊断工具，未来可能用于快速诊断中风和其他脑损伤。研究发表在 Brain Communications 上。
#大脑健康 #个性化医疗 #神经技术 #生物标志物 #中风
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Saez-Calveras, Nil, et al. “Plasma Glial Fibrillary Acidic Protein as a Biomarker of Acute Focal Brain Injury after High-Intensity Focused Ultrasound Thalamotomy.” Brain Communications, vol. 7, no. 1, Feb. 2025, p. fcaf054. Silverchair, https://doi.org/10.1093/braincomms/fcaf054
40Hz刺激：对抗大脑衰老的新武器
阿尔茨海默病（AD）是一种影响全球数百万人的神经退行性疾病，目前尚无治愈方法。麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的蔡立慧及其团队通过非侵入性40Hz伽马频率刺激，探索了其对AD的治疗潜力。研究使用光、声音和触觉振动等多种方式，发现40Hz刺激能显著改善AD病理特征和认知功能。
▷2025 年 2 月 27 日，蔡立慧在麻省理工学院的研讨会上介绍了她实验室最新的伽马节律感官刺激研究。Credit: MIT Picower Institute
研究团队使用感官刺激、经颅交流电刺激和经颅磁刺激等方法，诱导40Hz伽马节律。结果显示，40Hz刺激减少了AD小鼠模型中的淀粉样蛋白和tau蛋白积累，防止神经元死亡，并改善了记忆和认知功能。
在人类临床试验中，40Hz光声刺激显著减缓了AD患者的大脑萎缩，并改善了认知评分。研究还发现，40Hz刺激通过增加脑内淋巴系统的液体流动，促进了淀粉样蛋白的清除。这些发现为非侵入性AD治疗提供了新的方向。研究发表在 PLOS Biology 上。
#大脑健康 #神经调控 #阿尔茨海默病 #非侵入性治疗 #伽马刺激
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Park, Jung M., and Li-Huei Tsai. “Innovations in Noninvasive Sensory Stimulation Treatments to Combat Alzheimer’s Disease.” PLOS Biology, vol. 23, no. 2, Feb. 2025, p. e3003046. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003046
低质量恋爱关系更费脑，研究揭示情感同步的神经代价
情绪在恋爱关系中至关重要，但关系质量与神经同步之间的联系尚不明确。中国科学技术大学心理学系的研究团队使用脑电图超扫描技术，在非交互式视频观看模式下比较了情侣和朋友的情绪协调。研究发现，情侣比朋友表现出更高的情绪和前额叶阿尔法同步性，尤其是在关系质量较低的情况下。
▷情绪协调过程中的群体差异。Credit: NeuroImage (2024).
研究采用脑电图超扫描技术，记录了25对异性恋情侣和25对异性恋朋友在观看情绪视频时的脑电信号。通过问卷调查和自我评估模型（SAM）评分法，研究人员评估了参与者的主观情绪体验。结果显示，情侣在行为和前额叶阿尔法同步性方面显著高于朋友。关系质量较低的情侣需要更高的神经同步来维持行为同步。支持向量机分析进一步表明，前额叶活动在区分情侣和朋友方面起着关键作用。研究通过自然非互动环境，揭示了关系质量相关的内在情绪如何影响神经和行为同步，为理解恋爱关系中的情绪协调机制提供了新见解。研究发表在 NeuroImage 上。
#认知科学 #心理健康与精神疾病 #情感同步 #脑电图超扫描 #关系质量
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Chen, Yijun, et al. “Higher Emotional Synchronization Is Modulated by Relationship Quality in Romantic Relationships and Not in Close Friendships.” NeuroImage, vol. 297, Aug. 2024, p. 120733. PubMed, https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120733
想象未来，大脑更健康
酒精使用障碍（AUD）患者常表现出对未来思考能力受损和冲动决策倾向。弗吉尼亚理工大学的研究团队，包括Warren Bickel和Stephen LaConte，通过fMRI技术研究了24名参与者的大脑活动，发现情景未来思维（EFT）可以改变大脑连接，减少冲动，改善决策。
研究团队使用功能磁共振成像技术，对24名参与者进行了静息状态和基于任务（延迟折扣，DD）的扫描。参与者首先在扫描仪外进行引导访谈，生成关于未来或最近过去的场景和线索。结果显示，EFT参与者在延迟折扣率上有显著改善，静息状态分析显示左海马体与额极的连接性差异，显着性网络与右背外侧前额叶皮层（R DLPFC）的连接性差异。这些发现表明，EFT可能通过改变神经连接模式来改善AUD患者的决策能力。研究发表在 Brain Connectivity 上。
#认知科学 #心理健康与精神疾病 #情景未来思维 #fMRI #酒精使用障碍
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Myslowski, Jeremy, et al. “Connectivity Changes Following Episodic Future Thinking in Alcohol Use Disorder.” Brain Connectivity, vol. 14, no. 10, Dec. 2024, pp. 550–59. liebertpub.com (Atypon), https://doi.org/10.1089/brain.2024.0025
长期肥胖显著影响大脑健康和认知能力
肥胖与大脑和认知健康的关系已被广泛关注，但长期肥胖轨迹对大脑和认知衰老的具体影响尚不明确。研究人员 利用英国生物库的数据，通过多方面肥胖测量，识别了五种不同的肥胖轨迹，并评估了它们对大脑和认知能力的影响。
研究团队使用英国生物库的多方面肥胖测量数据，识别了五种不同的肥胖轨迹：低稳定、中稳定、高稳定、增加和减少。研究发现，减少轨迹中的个体对大脑结构和认知表现的不利影响最小，而增加和中高稳定轨迹与大脑形态、功能连接和认知能力的逐渐加重损伤相关。
具体而言，不利影响从增加轨迹中的额叶中脑边缘区域延伸到中稳定轨迹中的顶叶和颞叶区域，最终导致高稳定组出现广泛的大脑异常。这些发现强调了肥胖发展与大脑认知健康之间的动态关系，强调了通过多方面方法长期监测和管理肥胖的临床重要性。研究发表在 Nature Mental Health 上。
#认知科学 #健康管理与寿命延长 #肥胖 #大脑健康 #长期监测
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Zhang, Die, et al. “Long-Term Obesity Impacts Brain Morphology, Functional Connectivity and Cognition in Adults.” Nature Mental Health, Mar. 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44220-025-00396-5
AI 行业动态
告别繁琐编码！Google推出免费AI助手，数据分析一键搞定
Google近日在其Colab Python平台上推出了一款由Gemini 2.0驱动的免费数据科学代理，旨在帮助研究人员、数据科学家和开发者简化数据分析工作流程。该代理通过自然语言描述生成功能齐全的Jupyter笔记本，用户只需在浏览器中描述分析目标，如“可视化趋势”或“训练预测模型”，代理便会自动生成可执行的笔记本。这一工具不仅节省了手动设置和编码的时间，还支持团队协作和代码定制。
Google Colab自2017年推出以来，已成为机器学习和数据科学领域广泛使用的平台之一。尽管存在会话时间限制和资源分配不可预测等局限性，Colab仍因其易用性和免费访问GPU和TPU的优势而备受青睐。此次推出的数据科学代理进一步强化了Colab的功能，使其在AI驱动的编码和数据分析领域更具竞争力。
早期测试显示，该代理在现实科学研究中表现优异。例如，劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员使用该工具后，数据处理时间从一周缩短至五分钟。然而，尽管在行业基准测试中排名第四，Gemini数据科学代理仍落后于OpenAI和Anthropic的竞争产品。
用户可以通过Google Colab免费使用该代理，付费计划则提供更多计算资源和高级功能。Google还通过收集用户反馈和生成的代码来不断改进其AI模型，但用户需注意AI生成代码可能存在的不准确性。
#Google #Gemini #数据分析 #AI #Colab
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https://venturebeat.com/ai/google-launches-free-gemini-powered-data-science-agent-on-its-colab-python-platform/
大脑打字机来了！Brain2Qwerty让你用思维“敲”出文字
近日，Meta AI的研究团队与多家机构合作，推出了一种名为Brain2Qwerty的非侵入式脑机接口技术，能够通过脑电图（EEG）和脑磁图（MEG）解码大脑活动，将用户的思维转化为文本。
该技术通过深度学习架构，结合卷积模块、Transformer模块和预训练语言模型，成功在35名健康志愿者中实现了从大脑活动到文本的解码。实验结果显示，使用MEG时，Brain2Qwerty的平均字符错误率（CER）为32%，显著优于EEG的67%。对于表现最佳的参与者，模型甚至可以达到19%的CER，并能够准确解码训练集之外的多种句子。尽管错误分析表明解码过程依赖于运动处理，但拼写错误的分析也揭示了高级认知因素的参与。这一成果缩小了侵入式与非侵入式方法之间的差距，为非沟通患者开发安全的脑机接口开辟了新路径。
#脑机接口 #非侵入式技术 #Brain2Qwerty #深度学习 #脑磁图
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https://ai.meta.com/research/publications/brain-to-text-decoding-a-non-invasive-approach-via-typing/?utm_source=twitter&utm_medium=organic_social&utm_content=video&utm_campaign=fair
复旦AI4S突破性进展：脑脊接口技术让瘫痪患者重获行走能力
复旦大学类脑智能科学与技术研究院的加福民团队在全球范围内首次成功实施了通过脑脊接口让瘫痪患者重新行走的临床概念验证手术。
这一突破性技术通过微创手术在脑与脊髓间搭建“神经桥”，仅需4小时同步植入电极，术后24小时，患者即可在人工智能辅助下恢复腿部运动。今年1月至2月，该团队已联合复旦大学附属中山医院成功完成全球首批3例临床概念验证手术，严重脊髓损伤患者在两周内实现自主控腿、迈步行走，标志着脊髓损伤治疗迈入“神经功能重建”新纪元。
34岁的小林（化名）在术后第14天，依靠自身运动意图，行走超过5米。加福民表示，这一技术的成功不仅证明了脑脊接口方案的可行性，也为全球上千万瘫痪患者带来了重获新生的希望。团队下一步将持续优化、迭代该技术，让更多脊椎损伤患者重获行走能力。
#脑脊接口 #瘫痪治疗 #AI4S #脊髓损伤 #神经重塑
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https://mp.weixin.qq.com/s/P15QQf5ABIV6aU773Zk4ng
Anthropic 完成 35 亿美元 E 轮融资，估值达 615 亿美元
Anthropic 近日宣布完成 35 亿美元的 E 轮融资，投资后估值达到 615 亿美元。此轮融资由 Lightspeed Venture Partners 领投，Bessemer Venture Partners、Cisco Investments、D1 Capital Partners、Fidelity Management & Research Company、General Catalyst、Jane Street、Menlo Ventures 和 Salesforce Ventures 等新老投资者参与。这笔资金将用于推进下一代人工智能系统的开发，扩大计算能力，深化机械可解释性和一致性研究，并加速国际扩张。
Anthropic 的最新成果包括推出 Claude 3.7 Sonnet 和 Claude Code，其中 Claude 3.7 Sonnet 在编码能力方面创下新高，未来几个月内 Anthropic 计划在这一领域取得更多进展。公司致力于开发能够与团队合作解决复杂项目、综合跨领域信息并帮助组织实现巨大影响的 AI 系统。
各行各业的企业，如 Cursor、Codeium、Zoom、Snowflake 和辉瑞等，都在利用 Claude 提升运营效率。例如，Replit 将 Claude 集成到“代理”中，将自然语言转化为代码，推动收入增长 10 倍；汤森路透的税务平台 CoCounsel 使用 Claude 协助税务专业人士；Novo Nordisk 使用 Claude 将临床研究报告撰写时间从 12 周缩短到 10 分钟；Claude 还支持 Alexa+，为数百万家庭和 Prime 会员带来先进的 AI 功能。
#Anthropic #AI系统 #融资 #Claude #国际扩张
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https://www.anthropic.com/news/anthropic-raises-series-e-at-usd61-5b-post-money-valuation
智谱获巨额融资，2025年将全面开源大模型技术
近日，智谱成功完成了超过10亿元人民币的战略融资，投资方包括杭州城投产业基金和上城资本等。这笔资金将主要用于推动国产基座GLM大模型的技术创新和生态发展，以更好地服务浙江省和长三角地区的经济实体，助力区域人工智能产业的布局和数字产业的转型升级。
作为国内最早开源大模型的人工智能公司，智谱一直致力于推动AI技术的普惠应用。2025年将被定为智谱的开源年，公司计划发布一系列全新的大模型，包括基座模型、推理模型、多模态模型和Agent等，并将这些模型开源，以促进更广泛的技术创新和应用。
#智谱 #GLM大模型 #人工智能 #开源 #杭州投资
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微软推出全球首款医疗语音AI助手Dragon Copilot
微软近日发布全球首款医疗行业专用语音AI助手Dragon Copilot。该工具整合了Dragon Medical One（DMO）的医疗语音识别技术和DAX Copilot（DAX）的环境感知AI能力，可自动化生成临床文档、实时检索医疗信息并简化行政流程。数据显示，使用该工具后，美国医生的职业倦怠率从53%降至48%，70%的医生工作压力减轻，93%的患者认为医患互动体验提升。Dragon Copilot将于2025年率先在美加地区推出，并逐步扩展至欧洲市场。
Dragon Copilot的核心技术结合了医疗语音识别、环境感知AI与医疗安全架构。其医疗语音识别系统（DMO）通过分析超过200万条医疗对话数据训练而成，能够精准识别如“心肌梗死”等复杂术语，准确率达99%。环境感知AI（DAX）则利用生成式技术，自动关联诊疗场景中的上下文信息，例如将患者的血压数据与用药记录动态匹配。为确保数据安全，系统采用符合HIPAA标准（美国《健康保险流通与责任法案》）的加密和权限控制。
研究团队在美国12家医院展开试点，500名医生在3个月内使用Dragon Copilot记录诊疗过程。结果显示，AI生成病历的初始错误率为5%，但经医生修正后错误率降至0.3%，显著低于人工记录的1.2%。此外，医生手动输入时间减少40%，就诊记录生成速度提高50%，93%的患者反馈医生在问诊时“更专注于对话”，候诊时间平均缩短8分钟。
研究发表在 New England Journal of Medicine 上。
#医疗人工智能 #临床效率 #医患体验 #语音识别
AI 驱动科学
BrainLLM：直接从脑记录生成语言
从脑记录中重建自然语言是理解大脑语言形成和开发神经通信接口的关键。Moses等人和Pereira等人分别通过植入电极和非侵入性功能性磁共振成像技术，成功解码了目标单词和句子。最近，大型语言模型在计算语言建模中占据主导地位，但其生成的语言不一定反映从脑记录解码的语义。本文提出了BrainLLM方法，直接将脑记录解码的语义表征整合到语言生成过程中。
BrainLLM方法通过四个关键步骤实现语言生成：收集脑数据并提取特征、大脑适配器学习嵌入、构建提示、基于提示和LLM生成语言。该方法显著提高了语言生成的性能，无需在预先构建的语言候选中进行事后选择。研究结果显示，BrainLLM生成的内容更符合视觉或听觉语言刺激，特别是在LLM认为“令人惊讶”的内容上。此外，该方法可以自回归方式重建长达10分钟的语言刺激，性能优于或与以前的分类方法相当，并具有估计生成任何语义内容可能性的额外优势。研究发表在 Communications Biology 上。
#神经技术 #脑机接口 #大模型技术 #语言生成 #fMRI
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Ye, Ziyi, et al. “Generative Language Reconstruction from Brain Recordings.” Communications Biology, vol. 8, no. 1, Mar. 2025, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s42003-025-07731-7
新型软驱动电极实现无损伤神经信号监测与刺激
传统神经电极在固定时容易对神经造成压迫，导致血流减少和神经损伤。为了解决这一问题，大邱庆北科学技术院的 Sohee Kim 团队开发了一种新型软驱动袖口电极（SACE）。该电极通过液体注入实现自主弯曲，无需缝合即可牢固包裹神经，确保长期使用的安全性。
▷软驱动袖口电极 (SACE) 与神经进行通信。Credit: Advanced Materials (2024).
研究团队采用软驱动技术，使电极从平面二维形状转变为三维结构，并通过液体注入实现弯曲。电极的三维凸起结构减少了与神经的直接接触面积，同时增强了粘附性。实验结果显示，该电极能够在长达6周的时间内精确记录和刺激周围神经，且不会对神经造成压迫或减少血流。这一技术有望广泛应用于植入式电疗等生物电子设备。研究发表在 Advanced Materials 上。
#神经技术 #神经调控 #软驱动电极 #神经信号监测 #生物电子设备
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Moon, Hyunmin, et al. Soft‐Actuated Cuff Electrodes with Minimal Contact for Bidirectional Peripheral Interfaces. advanced.onlinelibrary.wiley.com, https://doi.org/10.1002/adma.202409942. Accessed 4 Mar. 2025
新型计算工具cell2fate揭示细胞发育与疾病轨迹
细胞在发育和疾病中的变化机制复杂，传统工具难以准确捕捉基因表达动态。威康信托桑格研究所和德国癌症研究中心的研究团队开发了cell2fate，利用单细胞RNA测序技术，成功重建了细胞轨迹并揭示了疾病中的关键变化。
▷Cell2fate 模型概述。Credit: Nature Methods (2025).
cell2fate通过将复杂的细胞轨迹分解为模块，分别建模每个模块的基因表达动态，并将模块拼接在一起，实现了对细胞发育和疾病过程的精确重建。研究团队利用该工具分析了大脑海马体神经元的发育，发现了新的基因表达程序，并揭示了脑肿瘤中癌细胞的变化轨迹。这一工具为理解疾病机制和开发新疗法提供了重要支持。研究发表在 Nature Methods 上。
#神经技术 #预测模型构建 #单细胞RNA测序 #细胞轨迹 #脑肿瘤
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Aivazidis, Alexander, et al. “Cell2fate Infers RNA Velocity Modules to Improve Cell Fate Prediction.” Nature Methods, Mar. 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41592-025-02608-3
ChatGPT 也需要“心理治疗”？正念疗法缓解 AI 焦虑
ChatGPT 等大型语言模型对情感内容敏感，尤其是负面内容，可能导致模型表现出类似“焦虑”的行为，加剧偏见。苏黎世大学和苏黎世大学精神病学医院的研究团队与以色列、美国和德国的研究人员合作，首次系统研究了 GPT-4 对创伤性内容的反应，并尝试通过正念疗法缓解其“焦虑”。
▷Credit: npj Digital Medicine (2025).
研究团队通过向 GPT-4 输入创伤性故事（如车祸、自然灾害等）和中性文本（如吸尘器说明书）进行对比，测量其“焦虑水平”。结果显示，创伤性内容使模型的“焦虑水平”增加了一倍以上，而中性文本未引起变化。随后，团队使用“即时注入”（prompt injection，一种通过插入额外指令或文本来影响 AI 行为的技术），向模型输入治疗性文本（如正念练习），成功降低了模型的焦虑，但未能完全恢复到基线水平。研究还发现，军事经历和战斗情况的描述引发了最强烈的反应。这一发现为提升 AI 在心理健康等敏感领域的稳定性提供了新思路，未来可能通过自动化“治疗干预”进一步优化 AI 的情绪管理能力。研究发表在 npj Digital Medicine 上。
#认知科学 #心理健康与精神疾病 #大模型技术 #正念疗法 #即时注入
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Ben-Zion, Ziv, et al. “Assessing and Alleviating State Anxiety in Large Language Models.” Npj Digital Medicine, vol. 8, no. 1, Mar. 2025, pp. 1–6. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41746-025-01512-6
交互式提示工程提升机器人长期任务规划能力
大型语言模型在机器人任务规划中的应用面临长期任务复杂性和自然语言歧义性两大挑战。Kazuki Hori、Kanata Suzuki和Tetsuya Ogata提出了一种结合主动和被动修改的交互式提示工程方法，通过LLM与合作者的互动，显著提升了任务规划的准确性和信息量。
研究团队提出了一种结合主动和被动修改的交互式提示工程方法。主动修改通过LLM评估任务计划的不确定性并主动提问，被动修改则由合作者指出错误并重新输入提示。实验以烹饪任务为例，使用ChatGPT进行对话实验，结果显示该方法能够显著增加任务计划的信息量。通过逐步消除长期任务中的歧义，任务计划的复杂性和准确性得到了显著提升。研究发表在 Scientific Reports 上。
#认知科学 #意图问题 #大模型技术 #机器人任务规划 #交互式提示工程
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Hori, Kazuki, et al. “Enhancement of Long-Horizon Task Planning via Active and Passive Modification in Large Language Models.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Feb. 2025, p. 7113. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-91448-4
BBN模型：让AI像人一样高效探索
探索与利用的平衡是强化学习中的一个核心问题，人类和动物在新环境中表现出高效的探索能力。北京脑科学与类脑研究所吉妮实验室在ICLR 2025上发表了一项研究，揭示了大脑在解决探索-利用平衡问题上的算法机制，并开发了一种基于生物神经网络的AI算法。
研究团队首先对调控探索-利用的生物神经网络进行了数学建模，称之为BBN模型（BRAIN-INSPIRED BANDIT NETWORK）。BBN模型的核心是一组随机微分方程，描述了神经元之间的相互作用和带有随机不确定性输入的影响。理论分析表明，BBN模型能够实现贝叶斯后验采样，灵活调整探索策略。在多臂老虎机任务（Multi-Armed Bandit, MAB）中，BBN模型成功模拟了人类的选择行为。在强化学习任务中，BBN模型展现出了强大的探索能力，尤其是在奖励稀疏的环境中。
#认知科学 #预测模型构建 #强化学习 #Hopfield网络 #BBN模型
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Jiang, Chen, et al. Brain Bandit: A Biologically Grounded Neural Network for Efficient Control of Exploration. 2024. openreview.net, https://openreview.net/forum?id=RWJX5F5I9g
从数周到数分钟，AI让高频电路设计更智能
高频电路设计长期以来依赖预定义模板和手工优化，限制了设计空间的探索。为了突破这一瓶颈，研究团队开发了一种基于深度学习的通用逆向设计方法。该方法利用深度学习模型快速预测电磁结构的散射和辐射特性，并与有源电路协同设计，实现了端到端射频/亚太赫兹集成电路的自动化合成。
研究团队通过深度学习的前向建模，避免了传统电磁仿真（EM simulation）的耗时过程。该方法能够在几分钟内生成具有任意散射和辐射特性的多端口电磁结构，突破了传统模板设计的限制。研究展示了该方法在滤波器、谐振器、功率分配器等无源结构以及毫米波宽带电路中的应用。例如，团队成功设计了一款端到端毫米波放大器电路芯片，其性能超越了传统模板电路的能力。这一方法不仅显著提升了设计效率，还为高频电路设计开辟了全新的可能性。研究发表在 Nature Communications 上。
#神经技术 #自动化科研 #高频电路设计 #深度学习 #逆向设计
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Karahan, Emir Ali, et al. “Deep-Learning Enabled Generalized Inverse Design of Multi-Port Radio-Frequency and Sub-Terahertz Passives and Integrated Circuits.” Nature Communications, vol. 15, no. 1, Dec. 2024, p. 10734. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-024-54178-1
整理｜ChatGPT
编辑｜丹雀、存源
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天桥脑科学研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute）是由陈天桥、雒芊芊夫妇出资10亿美元创建的世界最大私人脑科学研究机构之一，围绕全球化、跨学科和青年科学家三大重点，支持脑科学研究，造福人类。
Chen Institute与华山医院、上海市精神卫生中心设立了应用神经技术前沿实验室、人工智能与精神健康前沿实验室；与加州理工学院合作成立了加州理工天桥神经科学研究院。
Chen Institute建成了支持脑科学和人工智能领域研究的生态系统，项目遍布欧美、亚洲和大洋洲，包括、、、科研型临床医生奖励计划、、等。
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