█ 脑科学动态
Cell：首个多器官衰老细胞空间图谱发布，助力攻克老年慢性病
Cell：首个灵长类胚胎样系统实现体外连续建模
Science：社会经济状况对儿童大脑发育的影响显著超越智商与养育方式
睡眠不足导致小鼠社交遗忘，哮喘药成功恢复记忆提取
高分辨率神经影像揭示抑郁症大脑的不对称能量图谱
BMAL1蛋白调控核脂质代谢加速肝肿瘤形成
超四成日本电竞选手睡眠质量差，清晨游戏为主要诱因
为什么话到嘴边却想不起来？发现控制瞬时记忆提取的组胺开关
微观神经环路模型成功预测人类fMRI动态
青少年爱冒险可能是大脑多巴胺不够，长大后就好了
抑郁情绪者不盲目乐观，但更易误读他人
█ AI行业动态
北京大学团队联合推出自驱动材料系统CarbonKylin™
降价与智力分级双管齐下，OpenAI或于本月推出新模型迎战对手
█ AI驱动科学
迷走神经刺激如何缓解疼痛？
情境感知得分达86.5%，AR安全缓冲区让机器人行进路线更透明
机器人玩伴需兼顾“人情味”与游戏规则
单个皮层锥体神经元具有多层人工神经网络的强大计算能力
AI智能体快速估算电子设备碳足迹
香港大学研发出能在接近绝对零度运行的类脑芯片
基于多模态数据的“数字脑孪生”高保真重建大脑解剖与动力学
脑科学动态
Cell：首个多器官衰老细胞空间图谱发布，助力攻克老年慢性病
如何精准靶向体内促衰老的有害细胞？Vidyani Suryadevara、Negin Farzad、Mingyu Yang、Paul Robbins、Rong Fan等研究人员与美国国立卫生研究院细胞衰老网络（NIH SenNet）联盟合作，成功构建了人类首个大规模多器官衰老细胞空间多组学图谱，为老龄化慢性疾病的预防与干预奠定了分子基础。
▷ 在不同人体组织中发现异质性衰老标志物。Credit: Cell (2026).
研究人员利用单细胞和空间多组学技术，分析了人类大脑前额叶皮层、肺及淋巴结等十余种组织的衰老状况。研究引入了衰老细胞类型的概念，开发了人工智能算法以克服稀有衰老细胞的识别难题。同时，团队建立了包含30多种细胞模型的衰老目录，并在多项大型老龄化队列研究中验证了这些特征。结果表明，特定的血液循环衰老标志物能够精准预测肾脏疾病、虚弱症及未来糖尿病的发生风险。此外，研究还测试了新型衰老细胞清除剂如α-桐酸，证实其能通过诱导铁死亡而非凋亡来清除衰老细胞并延长小鼠健康寿命。研究发表在 Cell 上。
#疾病与健康 #健康管理与寿命延长 #细胞衰老 #空间多组学 #生物标志物
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Suryadevara, Vidyani, et al. “Charting Human Cellular Senescence in Aging and Disease.” Cell, vol. 189, no. 12, June 2026, pp. 3501–05. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.028
Cell：首个灵长类胚胎样系统实现体外连续建模
解析胚胎发生的体内启动程序极具挑战。杜鹏团队（北京大学、中国科学院动物研究所等）利用食蟹猴全能性干细胞，成功构建出首个无需受精、能连续模拟灵长类自全能性至早期器官发生全过程的体外胚胎样系统。
研究团队利用由多能干细胞重编程得到的食蟹猴全能性卵裂球样干细胞（cTBLC，一种可模拟受精卵早期全能性状态的特殊细胞）。cTBLC在无需大量人工操作下可自组装形成类囊胚，并可通过原肠作用（gastrulation，指胚胎细胞重新排列并特化出多胚层结构的发育过程）连续发育至早期器官发生阶段，产生神经管样结构和心脏样搏动。团队利用单细胞RNA测序解析了这一过程中的细胞状态转变，并发现该模型存在一个独立于受精事件的内在发育启动程序。研究发表在 Cell 上。
#其他 #胚胎发育 #干细胞 #器官发生
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Zheng, Wei, et al. “Continuous Modeling of Primate Embryogenesis from Totipotency to Early Organogenesis.” Cell, vol. 0, no. 0, June 2026. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.023
Science：社会经济状况对儿童大脑发育的影响显著超越智商与养育方式
儿童大脑发育受多种复杂因素影响，但究竟何者起主导作用？Scott Marek和Nico U. F. Dosenbach等（圣路易斯华盛顿大学医学院）通过分析大规模儿童队列数据发现，家庭的经济状况和社区资源对大脑结构与功能的影响最为深远，其主导效应显著超越了智商和养育方式。
研究团队分析了青少年大脑认知发展研究中11878名9至10岁儿童的数据。他们利用磁共振成像评估了649个发展变量与大脑皮层厚度及功能连接的关系。全脑关联研究结果显示，社会经济地位是塑造大脑发育的主导轴，解释了多达16%的大脑功能变异。这种影响主要集中在对睡眠不足和慢性压力极度敏感的运动和感觉脑区，而非高阶思考区域。令人意外的是，在控制社会经济因素后，此前观察到的智商与大脑结构及功能关联性有大约70%不再具有统计学意义。这表明所谓智商的大脑印记，很大程度上只是日常压力和睡眠剥夺带来的生理反映。研究发表在 Science 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #社会经济因素 #大脑发育
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Marek, Scott, et al. “Patterns of Brain-Wide Associations Reflect Socioeconomics.” Science, vol. 392, no. 6803, June 2026, p. eaee6213. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.aee6213
睡眠不足导致小鼠社交遗忘，哮喘药成功恢复记忆提取
睡眠不足引起的记忆障碍该如何挽救？格罗宁根大学的 Robbert Havekes 及其研究团队（格罗宁根大学）通过小鼠实验发现，睡眠剥夺导致的社交遗忘并不是因为记忆彻底丢失，而是由于大脑提取功能受阻，通过光遗传学手段或使用临床哮喘药物能够成功帮其重新寻回这些记忆。
▷ 图示为海马齿状回中记忆痕迹（记忆印迹）的代表性图像。图中标记了在社交经历中被激活的神经元，使研究人员能够识别参与存储社交记忆的脑细胞。Credit: Havekes Lab, University of Groningen
研究团队设计了社交识别记忆（识别并记住个体社交经历的能力）实验，并在小鼠社交后对其进行6小时的睡眠剥夺。结果显示，睡眠剥夺的小鼠在次日测试中表现出社交遗忘，无法认出见过的同伴。为了探究其机制，研究人员首先利用光遗传学技术，重新激活了小鼠海马齿状回中的记忆印迹细胞。结果成功让小鼠恢复了社交记忆，证明相关信息在睡眠剥夺后依然完整储存在大脑中，只是难以被提取。此外，他们采用了一种非侵入性的药物方法，在测试前30分钟给小鼠注射了临床批准的磷酸二酯酶4（PDE4，一种会降解维持记忆所必需的环磷酸腺苷的酶）抑制剂——哮喘药罗氟司特。药物治疗同样逆转了小鼠的社交遗忘，甚至在社交发生5天后依然能有效帮助小鼠提取记忆。这一发现表明通过药理学手段激活特定的神经回路，能够有效对抗因睡眠不足或神经退行性疾病引起的记忆提取障碍。研究发表在 Science Advances 上。
#疾病与健康 #记忆机制 #睡眠剥夺 #社交记忆
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Sarma, Adithya, et al. “Restoring Access to Long-Term Social Recognition Memories Disrupted by Sleep Deprivation.” Science Advances, vol. 12, no. 24, June 2026, p. eadu9805. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adu9805
高分辨率神经影像揭示抑郁症大脑的不对称能量图谱
抑郁症患者为何常感陷入消极状态？B. Ülgen Kilic、Yael Jacob等（西奈山伊坎医学院）通过结合神经影像与数学建模，发现患者大脑状态转换存在困顿模式，将抑郁症定义为一种大脑动力学紊乱。
为了解脑活动状态的动态转换，研究人员将静息态功能磁共振成像与扩散张量成像相结合。这些方法帮助构建了大脑的能量景观。结果表明，与抑郁症相关的某些特定脑状态出现频率更高但持续时间更短，且与快感缺失高度相关。此外，在视觉注意力网络与边缘默认模式网络之间的状态转换减少，导致了认知僵化。研究还发现患者大脑能量分布存在不对称性，即便存在低能量的结构化替代通路，大脑仍更倾向于选择高能量消耗的转换路径，从而陷入适应不良的恶性循环，无法顺利摆脱负面模式。研究发表在 Nature Communications 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #神经机制与脑功能解析 #脑科学
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Kilic, B. Ülgen, et al. “Spatiotemporal Asymmetries on Brain Energy Landscape Uncover System Entrapment Related to Depression Severity.” Nature Communications, Apr. 2026. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-71961-4
BMAL1蛋白调控核脂质代谢加速肝肿瘤形成
昼夜节律如何影响人体的免疫反应与癌症发生？Akito Tsuruta、Naoya Matsunaga、Satoru Koyanagi和Shigehiro Ohdo团队（九州大学药学部）研究发现，生物钟核心蛋白通过一种非转录的核脂质代谢途径调控巨噬细胞极化，进而影响肝脏炎症和肿瘤的发生。
▷ Credit: Akito Tsuruta, Naoya Matsunaga, and Shigehiro Ohdo/Kyushu University
研究人员利用敲除了 脑和肌肉 ARNT 样蛋白 1（BMAL1，一种控制昼夜节律的核心生物钟蛋白）的缺陷小鼠，并将其暴露于二乙基亚硝胺中。结果显示，正常小鼠的促炎性 M1 型巨噬细胞显著增加，而缺陷小鼠的肝脏炎症反应明显降低，且肝脏肿瘤的发生也受到抑制。机制分析表明，BMAL1 能够结合并转运通常存在于过氧化物酶体中的 多功能蛋白 2（MFP2，一种参与脂肪酸氧化的代谢酶）进入细胞核。核内的 MFP2 会提高 乙酰辅酶 A的水平，促使核因子-κB的亚基 p65 发生乙酰化，从而开启炎症基因开关，推动巨噬细胞向促炎状态转变。研究发表在 Cell Reports 上。
#疾病与健康 #其他 #生物钟 #巨噬细胞 #癌症风险
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Tsuruta, Akito, et al. “The Circadian Clock Component BMAL1 Enhances Macrophage Inflammation by Nuclear Translocation of Peroxisomal β-Oxidation Enzyme MFP2.” Cell Reports, vol. 45, no. 6, June 2026. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117480
超四成日本电竞选手睡眠质量差，清晨游戏为主要诱因
电子竞技选手常因深夜训练面临睡眠不足的隐患。Takafumi Monma团队（筑波大学）针对日本电子竞技选手的睡眠质量进行了横断面调查，结果显示，超四成选手的睡眠质量堪忧，且清晨进行游戏与睡眠变差密切相关。
这项研究采用网络调查方法，对来自一支职业战队和五支业余战队的90名日本电竞选手进行了评估，其平均年龄为22.4岁。研究人员使用匹兹堡睡眠质量指数（Pittsburgh Sleep Quality Index，评估主观睡眠质量的常用量表）测定发现，43.3%的参与者主观睡眠质量较差，得分达到或超过5.5分。虽然职业和业余选手在睡眠变差的比例上没有显著差异，但他们的具体睡眠模式各不相同。职业选手普遍入睡和起床时间较晚，而业余选手则面临总睡眠时间较短的问题。此外，研究确定了游戏时间段对睡眠的影响：在凌晨3:00至早上8:59之间进行电竞活动与较差的主观睡眠质量显著相关。研究人员建议将睡眠卫生教育纳入战队健康管理，帮助选手避免清晨游戏。研究发表在 Sage Open 上。
#疾病与健康 #健康管理与寿命延长 #电子竞技 #睡眠质量 #生活方式
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https://dx.doi.org/10.1177/21582440261420180
为什么话到嘴边却想不起来？发现控制瞬时记忆提取的组胺开关
为什么记忆有时清晰，有时却难以提起？Hiroshi Nomura带领的研究团队（名古屋市立大学医学研究生院）对此开展研究，发现大脑下丘脑的组胺神经元自发慢速波动，是因果性调控瞬时记忆提取的关键神经机制。
▷ 概念图展示了大脑组胺神经元活动的缓慢波动如何控制记忆的瞬时提取。Credit: Nagoya City University
研究团队通过光纤记录技术监测小鼠结节乳头体核（tuberomammillary nucleus，下丘脑中负责产生组胺并调节觉醒的脑区）中的组胺神经元活动，发现其呈现出极低频波动（频率在0.05至0.1赫兹之间的慢速神经活动波动）。该波动与脑电图、瞳孔及面部运动等身体状态高度同步。在巴甫洛夫声音糖水关联任务中，团队利用闭环系统，在组胺神经元自发处于高活动状态时给出声音线索，结果小鼠的记忆引导舔舐反应比在低活动状态时高出约40％。为确立因果关系，研究人员利用光遗传学技术在声音线索出现前1秒瞬时抑制组胺神经元，导致小鼠记忆表达显著下降；而瞬时激活则能增强对不同线索的区分度。钙成像进一步显示，这种波动通过启动下游的基底外侧杏仁核，使其神经元群能够更可靠地重现记忆活动模式。研究发表在 Neuron 上。
#神经科学 #记忆机制 #组胺 #下丘脑 #杏仁核
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Morishita, Yoshikazu, et al. “Infraslow Histaminergic Dynamics Govern Priming States to Gate Moment-to-Moment Memory Accessibility.” Neuron, vol. 0, no. 0, June 2026. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.05.019
微观神经环路模型成功预测人类fMRI动态
尽管数据驱动算法能识别大脑模式，但其缺乏微观因果机制。Simon Carter、Zeming Kuang和Lilianne Rivka Mujica-Parodi等（纽约州立大学石溪分校、哈佛医学院等）开发出一种生物物理皮层-纹状体环路模型，成功预测了人类学习时的脑电与影像动态，并能精准识别个体奖励偏差。
研究人员将先前在猕猴电生理中验证的环路模型，通过气球模型转化为合成的功能磁共振成像信号。随后，团队收集了31名人类受试者进行类别学习任务时的7特斯拉高场成像数据。结果表明，模型产生了一个违反直觉的预测：尽管学习过程中前额叶与纹状体的神经元同步电活动增加，但血氧信号相关性反而由于皮层的选择性表征而降低，该预测在实际扫描中得到了证实。此外，受试者的血流动力学速度在熟练后显著降低（回归系数为0.57）；低频振幅波动（amplitude of low-frequency fluctuations，反映脑区自发神经活动强度的指标）在额叶显著增加（上额叶回归系数为0.53，中额叶为0.45），而在纹状体中变化微弱。仅基于模拟行为数据训练的分类器还成功将受试者划分为正向奖励偏差（13人）和负向奖励偏差（18人）。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #功能磁共振成像 #计算神经科学 #强化学习
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Carter, Simon, et al. “Mechanistic Corticostriatal Circuit Model Predicts Learning-Dependent fMRI Dynamics and Individual Reward Bias in Humans.” bioRxiv, 9 June 2026, p. 2026.05.28.728582. bioRxiv, https://doi.org/10.64898/2026.05.28.728582
青少年爱冒险可能是大脑多巴胺不够，长大后就好了
青少年为何容易出现冒险行为？Ashley C. Parr和Beatriz Luna（匹兹堡大学医学院）研究发现，大脑奖赏系统中较低的多巴胺基线水平，才是部分青少年冒险的驱动因素。该结果挑战了以往高多巴胺导致冒险的观点。
为了解青少年冒险行为的生物学基础，研究团队分析了来自美国青少年和青年酒精与神经发育国家联盟（NCANDA-A）队列中802名青少年的数据，跨度长达九年，共包含6078次纵向评估。研究人员通过检测基底神经节组织铁含量（basal ganglia tissue iron，间接反映大脑多巴胺含量的磁共振非侵入性测量指标）来评估多巴胺水平，并结合了冲动性和抑制控制能力的测试。通过生长混合模型分析，研究识别出四种不同的物质使用轨迹。其中占比百分之二十六的青春期高峰组个体，在青春期早期表现出显著较低的基底神经节组织铁含量。这意味着，这些青少年由于大脑奖赏系统的多巴胺基线水平较低，可能需要通过冒险或尝试物质来启动这一系统。随着他们年龄增长，其大脑铁含量稳步且快速地上升，代表多巴胺系统发育成熟，其物质使用行为也随之显著减少。该项研究发表在 Nature Communications 上，表明青春期的冒险行为大多只是发育过程中的一个阶段性高峰，通常会随着年龄增长而平息。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #多巴胺 #青春期发育
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Parr, Ashley C., et al. “Developmental Variation in Basal Ganglia Tissue Iron, Neurocognitive Functioning, and Impulsivity Is Associated with Substance Use Trajectories in Youth.” Nature Communications, vol. 17, no. 1, June 2026, p. 4861. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-73611-1
抑郁情绪者不盲目乐观，但更易误读他人
针对抑郁情绪与现实判断的关系，June Chun Yeung（波兰科学院）、和Darius K.-S. Chan（香港中文大学）团队开展全球荟萃分析发现，抑郁情绪能提升个体自我判断与复杂分析的准确性，却会模糊对社交信号的解读。
▷ Credit: Clinical Psychology Review (2026).
研究团队检索了近半个世纪的数据，综合分析了 33043 名参与者的行为学实验。在评估控制感（judgment of control，指个体对外部事件影响力大小的评估）的绿灯测试中，健康对照组因乐观偏差（指人们普遍高估自己控制力的一种健康心理防御机制）表现出高估，而抑郁个体则能客观认识到自己无法控制随机结果，展现出抑郁现实主义（depressive realism）。在需要多步骤逻辑解构的谎言识别任务中，抑郁个体的分析准确率也高于对照组。然而在涉及他人参照任务（观察并解读他人情绪、行为和社交互动的任务）时，重度抑郁者的判断准确性显著下降，容易误解社交信号，表现出抑郁偏差这表明抑郁对现实判断的影响因任务而异，并非一味让人更客观。研究发表在 Clinical Psychology Review 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #认知科学 #社交信号 #抑郁现实主义
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Yeung, June Chun, et al. “Depression and Accuracy of Judgment: A Meta-Analysis.” Clinical Psychology Review, vol. 128, Aug. 2026, p. 102752. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.cpr.2026.102752
AI 行业动态
北京大学团队联合推出自驱动材料系统CarbonKylin™
北京大学深圳研究生院等机构的研究人员联合企业推出了自驱动材料研发系统CarbonKylin™，旨在破解跨尺度性能退化这一行业瓶颈。该系统基于RhinoAI物理智能平台，首次将编译物质科学与工程（将计算机编译理念引入材料制备以提升性能保留率的范式）工程化落地，通过自主实验、多尺度模拟与可解释分析，构建了能够与物理世界交互的闭环研发回路，改变了传统的低效试错模式。
该平台的核心特色在于其智能体架构。研究人员利用这一系统成功自主设计出拉伸强度达41.2 cN/dtex的碳材料掺杂杂环芳纶复合纤维，并揭示了其微观应力传递机理，实现了从“黑箱优化”向“可解释发现”的跨越。这种融合了通用平台与专有知识的分层设计，未来有望快速推广至半导体和电池等更广泛的材料研发领域。
#CarbonKylin #材料研发 #人工智能 #自主实验
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https://www.rhino.ai/
降价与智力分级双管齐下，OpenAI或于本月推出新模型迎战对手
OpenAI机构近期计划于本月推出代号为5.6的新模型，并更新了ChatGPT界面，将复杂模型选项简化为“智力分级”。该模型在智能体编码能力等基准上表现优异。为应对竞争，该机构还准备下调接口定价。在技术快速迭代背景下，负责人 Altman 透露，若AI的递归自我改进速度足够快，推迟首次公开募股反而更有利，因为私有公司在技术剧变期拥有更高的灵活性。
与此同时，首席研究人员 Jakub Pachocki 及团队正以每六到七周一代的速度推进模型更新。目前各大前沿AI机构竞争激烈，Anthropic 机构的最新模型也在基准榜单上表现亮眼。研究人员指出，与获取华尔街的资金相比，率先跑通自我改进循环并实现技术指数级跃升才是竞争的终局。通过降价和界面改版，OpenAI 机构在吸引企业客户的同时，正试图在这一轮关于人工智能未来规则制定权的博弈中占据主动地位。
#OpenAI #递归自我改进 #Altman #接口降价
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https://www.theinformation.com/briefings/exclusive-openai-preps-new-ai-model-expects-go-public-within-next-year?rc=epv9gi
AI 驱动科学
迷走神经刺激如何缓解疼痛？中科院联合复旦团队揭示脑干局部门控机制
迷走神经刺激镇痛的机制尚不清楚。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的研究人员合作发现了一条脑干通路，揭示了迷走神经刺激通过局部门控减弱疼痛并改善负面情绪的神经环路机制。
研究人员通过光遗传学和神经环路示踪技术解析了小鼠体内的脊髓—延髓尾侧孤束核（cNTS，是脑干中接受外周迷走神经和脊髓感觉传入的重要节点）—中脑导水管周围灰质（PAG，是中脑中参与疼痛调控的关键区域）通路。实验表明，选择性激活该通路中投射至PAG的cNTS神经元，会诱发明显的疼痛回避行为。当引入迷走神经刺激时，小鼠对机械伤害的疼痛行为和条件性位置厌恶显著减轻。其潜在机制在于，VNS能够募集cNTS内的局部GABA能抑制性神经元，对疼痛信号进行选择性门控调控。此外，激活该通路会降低伏隔核的外侧壳区多巴胺信号，而VNS能有效缓解疼痛引发的多巴胺下降。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
#疾病与健康 #神经调控 #脑科学 #疼痛 #多巴胺
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Tang, Yuan, et al. “A Brainstem Pathway Underlying Vagal Modulation of Somatic Pain and Affective States.” Nature Neuroscience, June 2026, pp. 1–16. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02313-0
情境感知得分达86.5%，AR安全缓冲区让机器人行进路线更透明
针对机器人决策过程不透明易导致人机协作安全隐患的问题，Sonia Chacko与Vikram Kapila等研究人员（纽约大学坦顿工程学院和鲍灵格林州立大学）开发出一种轻量级智能手机增强现实系统，显著提升了人类对机器人行进意图的预测能力。
▷ AR 界面截图。绿点代表预计导航路径，带有紫色箭头的蓝色定位图钉表示目标姿态。Credit: NYU Tandon School of Engineering
研究团队使用Unity3D和Google ARCore技术开发了一款移动应用程序。该系统通过扫描参考标记，直接在普通手机屏幕的现实画面上叠加机器人的虚拟目标点、绿色的规划路径，以及带有零点五米黄色避撞缓冲区的数字孪生模型。在测试中，五十八名不同背景的参与者观看了机器人导航场景，并接受了情境意识全球评估技术（SAGAT，一种通过在特定时间点提问来测量用户感知、理解和预测能力的框架）的评估。结果显示，参与者在各层级任务中的平均情境感知得分高达百分之八十六点五，尤其在识别障碍物和规划避让区上表现优异。此外，超过百分之九十六点六的参与者表示该界面显著提升了预测机器人行为的信心。研究发表在 Empathic Computing 上。
#认知科学 #机器人及其进展 #增强现实 #人机交互 #情境感知
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Chacko, Sonia, and Vikram Kapila. “Making Robots Understandable: Augmented Reality for Enhancing Situational Awareness in Human–Robot Co-Located Environments.” Empathic Computing, vol. 2, no. 1, Jan. 2026, pp. 202522–202522. www.sciexplor.com, https://doi.org/10.70401/ec.2026.0016
机器人玩伴需兼顾“人情味”与游戏规则
人形社交机器人作为玩伴时，其行为表现的合理性是影响玩家体验的关键。挪威科技大学吉约维克设计系的Yavuz Inal、Deepti Mishra和Suraj De团队通过一项受控实验，揭示了机器人作为玩伴的潜力及其设计关键，为未来人机互动游戏设计提供了重要见解。
研究团队设计了一项实验室实验，让参与者与Pepper人形社交机器人进行了一场实体版的“垃圾桶篮球”游戏。为了全面评估玩家体验，实验设置了两种游戏模式：合作模式（人类与机器人组队）和竞技模式（人类与机器人对抗），并交替了游戏顺序（人类先投掷或机器人先投掷），随后通过观察和问卷评估了参与者的参与度、动机、情绪反应和体育活动乐趣。
结果显示，机器人如果能展现出对人类有意义的行为，同时考虑到游戏模式、节奏、角色和顺序，就能成为良好的玩伴。参与者在合作模式下，尤其是由人类先开始游戏时，游戏体验最佳，感受到更强的掌控感。然而，竞技模式也深受喜爱，它能提供刺激感和成就感，特别是当参与者战胜机器人时。值得注意的是，当Pepper的动作僵硬、投掷前停顿过长，或过于“求胜心切”时，尤其是在竞技模式下由机器人先开始游戏，参与者的挫败感会显著增加，因为他们期望机器人表现得更动态、更像人类。在玩家体验构念评估中，“目标与规则”、“易于控制”和“好奇心”得分最高，而“自主性”、“沉浸感”和“掌控感”得分相对较低。这项研究为未来机器人作为玩伴的设计提供了宝贵数据。研究发表在 Entertainment Computing 上。
#机器人及其进展 #跨学科整合 #人机交互 #游戏体验 #社交机器人
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Inal, Yavuz, et al. “The Effect of Cooperative and Competitive Human-Robot Interaction on Player Experience.” Entertainment Computing, vol. 57, May 2026, p. 101105. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.entcom.2026.101105
单个皮层锥体神经元具有多层人工神经网络的强大计算能力
单个生物神经元的计算极限在哪里？针对这一缺乏系统量化框架的难题，Ido Aizenbud、David Beniaguev、Noam Pnueli、Idan Segev 与 Michael London（耶路撒冷希伯来大学）开发了 TwinProp 算法，证实单个神经元能独立解决原本需要多层人工网络处理的复杂非线性任务。
研究团队引入了基于数字孪生的反向传播算法 TwinProp。该方法首先利用深度神经网络高精度模拟大鼠第5层锥体细胞的输入输出关系。接着，冻结该孪生网络的内部参数，仅通过梯度下降算法优化突触的强度与树突位置，最后将优化参数映射回生物物理模型。测试表明，单个 L5PC 在图像和声音分类任务中分别达到了约百分之八十和百分之七十一的准确率，远超传统的泄漏积分发放模型，逼近理想解码器的表现。此外，该神经元还成功解决了异或以及十位奇偶校验等高维非线性布尔任务。机制分析显示，任务复杂度的提升会招募树突非线性机制，移除这些机制或简化树突结构会导致计算性能下降。
#AI驱动科学 #计算模型与人工智能模拟 #树突计算 #神经元计算 #数字孪生
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Aizenbud, Ido, et al. “What Can a Neuron Compute.” bioRxiv, 9 June 2026, p. 2026.06.08.730984. bioRxiv, https://doi.org/10.64898/2026.06.08.730984
AI智能体快速估算电子设备碳足迹
如何快速评估电子产品的环境影响？Vikram Iyer （华盛顿大学）开发了一套人工智能系统，利用自主运行的人工智能代理估算制造电子设备的碳足迹，大幅缩短了传统评估所需的时间。
本研究开发了一个由多模态多智能体协同运行的系统。其中一个代理扮演分析师，设定评估范围并审核结果；另一个代理扮演工程师，通过抓取互联网、联邦通信委员会（FCC）数据库以及 iFixit 社区等渠道的公开信息，提取设备内部的芯片及部件数据。两个代理以循环方式工作，并将收集到的信息与生命周期评估数据库匹配以估算碳排放。此外，团队还引入了最近邻方法，通过将规格相似材料或产品的已知数据进行加权平均，来填补数据库中缺失材料的空白。结果显示，该系统将专家原本需要数周至数月的数据收集工作缩短至约 1 分钟，平均误差率在 5% 至 19% 之间，与专家评估精度相近。在估算缺失排放因子时，该方法的误差仅为 23%，远优于人类专家的 143%。同时，该系统选用低功耗的小型模型，单次估算能耗与冲茶相当。研究发表在 Nature Electronics 上。
#AI驱动科学 #自动化科研 #生命周期评估 #碳足迹 #人工智能代理
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Zhang, Zhihan, et al. “Sustainability Assessment Using Multimodal Artificial Intelligence Agents.” Nature Electronics, June 2026, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41928-026-01653-w
香港大学研发出能在接近绝对零度运行的类脑芯片
量子计算机控制器的散热和功耗极大地限制了量子系统的扩展规模。香港大学工程学院和先进半导体及集成电路中心的研究团队合作开发出一种可在接近绝对零度下运行的可编程神经形态硬件平台，为大规模量子计算的硬件集成和极寒深空探索提供了新的解决方案。
研究团队利用工业标准的 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 开展低温实验。他们发现在低于2K的极低温度下，该器件会表现出由 电子供体碰撞电离驱动的 负微分电阻（negative differential resistance，指在特定电压区间内电流随电压升高反而降低的异常电学特性）。这种独特的材料特性使得单个晶体管在低至10mK的超低温环境下，成功模拟出生物神经元的节能脉冲行为，且器件的开关电流比超过10000000。通过调节栅极电压，研究人员能够精准编程控制这些低温脉冲神经形态电路。由于该器件可级联成更大的局部数据处理网络，未来可以直接放置在量子处理器旁执行实时的量子纠错，从而打破布线瓶颈。研究发表在 Nature Communications 上。
#其他 #计算模型与人工智能模拟 #类脑芯片 #量子计算 #碳化硅
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Yang, Xin, et al. “Cryogenic Neuromorphic Circuits Using Gate-Controlled Negative Differential Resistance in Silicon Carbide.” Nature Communications, vol. 17, no. 1, Mar. 2026, p. 4351. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-70963-6
基于多模态数据的“数字脑孪生”高保真重建大脑解剖与动力学
如何在单一虚拟模型中同时还原人脑的解剖结构与动态活动？Michelangelo Fabbrizzi、Lorenzo Gaetano Amato以及团队（意大利国家核物理研究所等机构）开发出一种名为FEDE的高保真“数字脑孪生”管道，成功为一名孤独症幼儿重建了解剖学精确且具备高度真实神经动力学的虚拟大脑。
▷ 参与者大脑及其数字孪生体的纤维束成像 Credit: Lorenzo Gaetano Amato and Michelangelo Fabbrizzi,
为了克服现有大脑模型无法兼容高精度解剖与全脑动力学模拟的局限，该研究利用多模态磁共振成像（MRI）数据开发了FEDE管道。该管道首先通过计算体素级髓鞘化水平，构建了个体化的传导速度矩阵，发现不考虑髓鞘化的传统方法会将神经信号传输延迟平均高估百分之二十一。接着，研究人员构建了包含十二种组织类型的头部有限元模型，并纠正了传统方法对近电极皮质信号贡献的显著高估。研究人员将该模型应用于一名两岁多患有孤独症的幼儿。通过优化突触时间尺度等生物物理参数，该数字孪生体高精度复制了患者的静息态脑电图（EEG）特征。其模拟与实验的功率谱密度相关性达到零点九二，功能连接相关性达到零点八零。该模型不仅准确还原了大脑信号，还成功检测出与孤独症病理生理学一致的患者特异性突触传递异常。研究发表在 PLOS Digital Health 上。
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Fabbrizzi, Michelangelo, et al. “A Digital Twin Approach for Simultaneous Reconstruction of Brain Anatomy and Dynamics from Neural Data.” PLOS Digital Health, vol. 5, no. 6, June 2026, p. e0001445. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pdig.0001445
整理｜ChatGPT
编辑｜丹雀、存源
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研究院在华山医院、上海市精神卫生中心分别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陈天桥雒芊芊神经科学研究院。
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