█ 脑科学动态
Science:小鼠感觉皮层中的环形神经网络如何引导电波旋转
Nature:颠覆百年运动小人模型,大脑运动皮层并非井然有序
大脑神经元会根据视觉和记忆任务重塑结构和功能
基因剪接异常导致严重失眠
锁定关联六种脑部疾病的三个核心基因
多巴胺通过抑制神经元活动激发运动渴望
新计算模型锁定641个精神分裂症新基因
哪怕看不清字,大脑也能悄悄读懂它的意思
早期神经运输损伤或可逆转
█ AI行业动态
48小时流失两位大将:诺奖得主John Jumper离开谷歌加入Anthropic
█ AI驱动科学
Nature:新型光纤夹爪实现微米级精密机械装配
单个器件实现高维并行计算,能效提升十倍
人工突触利用光颜色编程实现类脑平衡学习
利用强化学习使无人机学会自主侧身挤过极窄缝隙
串联神经网络毫秒级提取半导体特性
统一数据库AkasicDB显著减少大模型幻觉并提升检索效率
智能不等于意识:神经科学家警示AI聊天机器人的拟人化陷阱
融合蚁群与鸟群算法突破人工智能早熟收敛瓶颈
千元机械手:在真实世界不间断打游戏145小时
脑科学动态
Science:小鼠感觉皮层中的环形神经网络如何引导电波旋转
大脑中的神经活动常以波的形式传播,但其解剖学基础和全局协调作用一直不明确。Nicholas A. Steinmetz团队(华盛顿大学医学院)在小鼠大脑中发现了一种新型的旋转脑电波,揭示了其依赖于感觉皮层中的环形解剖回路,并展现出协调全脑活动的功能。
▷ 左图为小鼠大脑的三维渲染图,展示了一个旋转波的示例,以圆形彩虹色表示,颜色代表波的传播方向;右图为小鼠大脑的三维渲染图,展示了旋转波中心的空间分布,颜色越亮表示中心越多。Credit: Zhiwen Ye/Steinmetz Lab
研究团队结合了全脑皮层成像和在丘脑、纹状体及中脑等深部脑区的大规模高密度电极记录。通过分析神经元的轴突投影,研究人员发现产生这些旋转波的神经元在体感皮层中呈圆形排列,如同旋转木马的轨道一般。这种固定的解剖结构引导电信号呈螺旋状运动。研究表明,旋转波在两侧大脑呈镜像对称,并在感觉与运动区域间高度协调。当用微弱气流刺激小鼠胡须时,其右侧感觉皮层会立即产生顺时针旋转波。此外,在需要爪眼协调的物体检测实验中,旋转波的特征随着小鼠的兴奋状态和任务成功率而发生变化,表明这些波可能作为时空时钟来协调感觉与运动反应。研究发表在 Science 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #脑电波 #感觉运动协调
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Ye, Zhiwen, et al. “Brain-Wide Topographic Coordination of Rotating Waves.” Science, vol. 392, no. 6804, June 2026, p. eadx1369. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adx1369
Nature:颠覆近百年运动小人模型,大脑运动皮层并非井然有序
大脑如何控制全身运动?Darrel R. Deo和Francis R. Willett等研究人员(斯坦福大学医学院吴蔡神经科学研究所)通过高分辨率单神经元记录,更新了有着近百年历史的运动小人模型,发现运动皮层并非像传统教科书那样严格有序分区,而是呈现出全身运动信息的混杂表征。
▷ 伦敦自然历史博物馆的三维感觉和运动小人模型。Credit: Wikipedia/Dr. Joe Kiff,
为了在单神经元尺度重新绘制运动皮层,研究团队招募了8名瘫痪受试者。这些受试者均植入了微电极阵列,用于参与脑机接口临床试验。研究人员记录了受试者尝试进行45种身体动作和言语任务时中央前回的神经元电信号。结果显示,运动皮层每个区域都包含全身运动的信息,而非仅对应特定部位。例如,手部运动敏感区也包含面部和腿部的信号。此外,研究人员在上腹侧中央前回两侧发现了两个言语偏好区,其中间是一个广泛参与全身运动的万能区域。这一高度混杂且相互关联的发现挑战了经典的运动小人。在应用方面,这意味着单个植入物即可提供丰富的运动控制信号,有助于设计更高效的辅助设备。研究发表在 Nature 上。
#疾病与健康 #脑机接口 #神经机制与脑功能解析 #运动皮层
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Deo, Darrel R., et al. “A Mosaic of Whole-Body Representations on the Human Precentral Gyrus.” Nature, June 2026, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10653-x
大脑神经元会根据视觉和记忆任务重塑结构和功能
工作记忆等复杂脑功能如何实现?M. Feyerabend和J. F. Staiger等(哥廷根大学医学中心及加拿大西安大略大学)组成的研究团队发现,狨猴脑细胞会根据其所处的视觉或记忆区域,在结构和电生理功能上进行显著的适应性调整,展现出高度特异性。
▷ 狨猴前额叶皮层三种不同类型神经细胞的高分辨率最大投影图像。左图(红色)为棘状锥体细胞(兴奋下游神经细胞的神经细胞);中图(绿色)为无棘多极中间神经元(快速且选择性地抑制其他神经细胞的神经细胞);右图(蓝色)为无棘双极中间神经元(缓慢但持续时间较长地抑制其他神经细胞的神经细胞)。Credit: University Medical Center Göttingen
研究团队通过测量普通狨猴初级视觉皮层和外侧前额叶皮层(lateral prefrontal cortex,LPFC)中三种神经元的三维形态和电特性。研究显示,兴奋性神经元和快速放电抑制性神经元在这两个脑区中表现出显著差异。在负责高级工作记忆的LPFC中,这两种神经元均表现出更宽的动作电位和更多的爆发式放电行为。形态学上,LPFC中的兴奋性神经元拥有更长的树突分支,但电兴奋性较低;相反,快速放电抑制性神经元在LPFC中电兴奋性更高且轴突结构更复杂。相比之下,非快速放电抑制性神经元的区域差异较少。这种神经元水平的特异性适应在灵长类动物中比在啮齿类动物中更为显著,有助于阐明精神分裂症等精神疾病的潜在病理机制。研究发表在 Nature Communications 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #工作记忆 #神经元多样性 #前额叶皮层
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Feyerabend, M., et al. “Intrinsic Neuronal Diversity as a Substrate for Cortical Area Specialization in Primate Vision.” Nature Communications, June 2026. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-73734-5
基因剪接异常导致严重失眠
大脑何时应该清醒,何时又该休息?由 Tahnee Mackensen 和 Manuel Irimia 等人(巴塞罗那庞培法布拉大学与基因组调控中心)组成的研究团队发现,神经元基因中被称为微外显子的微小片段如果发生剪接异常,会导致斑马鱼处于过度兴奋状态并引发严重失眠。这一发现揭示了调控生物觉醒状态和睡眠周期的一种新型分子机制。
▷ 钙成像技术用于测量大脑中的神经活动。图像越亮,神经活动越活跃。Credit: UPF - CRG
研究人员构建了缺乏特定拼接因子基因的斑马鱼突变体,使其无法正常纳入微外显子(microexons,长度仅为3到51个核苷酸的极小外显子片段)。通过高通量行为追踪和高速摄像分析发现,这些突变体表现出明显的过度兴奋状态,白天活动量增加61%,夜间活动量增加66%,且入睡延迟47%,导致夜间每10小时就损失1.5小时的睡眠。此外,突变体前脑区域的环磷酸腺苷(cAMP)水平显著升高,使神经元一直处于过度活跃状态。研究团队使用化学抑制剂降低突变体体内的cAMP水平后,斑马鱼的活动成功恢复到正常状态,证实了cAMP在神经元中扮演着控制觉醒强度的恒温器角色。由于人类自闭症和精神分裂症也存在微外显子调控异常,该研究为缓解相关神经系统疾病的行为症状提供了潜在的药理学靶点。研究发表在 Science Advances 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #选择性剪接 #睡眠障碍 #斑马鱼
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Mackensen, Tahnee, et al. “Neuronal Microexons Modulate Arousal via the cAMP-PKA-CREB Pathway in Zebrafish.” Science Advances, vol. 12, no. 25, June 2026, p. eady8291. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.ady8291
锁定关联六种脑部疾病的三个核心基因
精神疾病的早期发现和治疗一直受限于其复杂的生物学机制。复旦大学、伦敦国王学院以及巴黎-萨克雷大学等机构的研究团队通过对青少年多组学数据的分析,成功发现了跨越精神分裂症、抑郁症和失眠症等六种精神和发育障碍的共同遗传和免疫标志物。
▷ 主要神经精神疾病共有的致病 CpG 位点和致病基因。a、b,图中展示了致病 CpG 位点(a)和致病基因(b)。每种神经精神疾病用特定颜色表示,每条曲线的宽度代表致病 CpG 位点或基因对相应疾病的影响程度(曲线越宽,绝对效应越大)。数字表示相应 CpG 位点/基因与神经精神疾病之间的相关性。Credit: Qian et al. (Nature Mental Health, 2026).
研究团队利用欧洲大型青少年IMAGEN队列项目中1274名健康青少年的血液多组学数据进行分析。他们通过全基因组分析结合孟德尔随机化,在六种神经精神和睡眠障碍(包括精神分裂症、重度抑郁症、双相情感障碍、注意力缺陷多动障碍、自闭症谱系障碍和失眠症)中,确定了73个致病DNA甲基化位点和62个致病基因。其中,研究者重点锁定了三个关键基因(MAD1L1、MRPL2、HLA-DRB1)。例如,在cg06770790位点的甲基化会抑制MRPL2基因的表达,进而增加失眠和精神分裂症的患病风险。研究还显示,这些致病基因在自身免疫性疾病通路中显著富集,提示精神疾病与免疫系统失调存在着共同的基因组机制,这也为未来的多病同治和早期干预开发提供了潜在的分子靶点。研究发表在 Nature Mental Health 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #多组学 #孟德尔随机化
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Qian, Luheng, et al. “Adolescent Multi-Omics and Mendelian Randomization Reveal Transdiagnostic Molecular Mechanisms in Psychiatric Disorders.” Nature Mental Health, June 2026, pp. 1–14. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44220-026-00660-2
多巴胺通过抑制神经元活动激发运动渴望
如何解析行为成瘾中动机异常的脑机制?Naoya Nishitani与Katsuyuki Kaneda等(金泽大学)利用新型小鼠跑轮成瘾模型,阐明了内侧伏隔核中多巴胺及其受体在调节寻求与消耗奖赏中的神经机制。
▷ 在操作性轮跑任务中,向伏隔核内侧部(mNAc)注射 D0 受体拮抗剂可降低奖赏寻求和奖赏消耗(左下)。向伏隔核内侧部注射 D1 受体拮抗剂也可降低奖赏寻求(右下)。Credit: Adapted from Nishitani et al. (2025), Neuropsychopharmacology,
研究团队设计了一种将跑轮运动作为天然奖赏的操作性条件反射任务。小鼠需通过戳鼻达到规定次数来获得1分钟的跑轮机会。研究人员以此独立评估寻求奖赏和消耗奖赏这两种动机。药理学实验显示,系统性或内侧伏隔核(mNAc)局部阻断多巴胺D1和D2受体会抑制寻求行为,而仅阻断D1受体会减少消耗行为。此外,利用光纤光度测定发现,在小鼠开始寻求奖赏前,mNAc的神经活动下降,而多巴胺释放量上升;当获得跑轮奖赏时,两者均显著上升。若使用D1受体拮抗剂,则会阻止寻求前mNAc神经活动的下降。表明多巴胺释放增加并通过D1受体抑制mNAc神经活动,是驱动特定行为动机的关键机制。研究发表在 Neuropsychopharmacology 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #行为成瘾 #多巴胺 #内侧伏隔核
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Nishitani, Naoya, et al. “Medial Nucleus Accumbens Dopamine Receptors Modulate Motivation for Wheel Running in Male Mice.” Neuropsychopharmacology, vol. 50, no. 13, Dec. 2025, pp. 1982–92. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41386-025-02136-w
新计算模型锁定641个精神分裂症新基因
精神分裂症的遗传机制复杂,传统方法难以精确识别其风险基因。Fabiana Rossi、Giulio Pergola和Daniel R. Weinberger等(利伯脑发育研究所与意大利巴里大学等机构)通过构建新型计算模型,揭示了基因网络在大脑中的长程协同作用,成功发现了641个此前未被识别的精神分裂症相关基因。
研究团队开发了名为 INGENE 和 MODULE 的计算模型,用于捕捉远端调控变异(trans-eQTLs)对基因表达的集体影响。传统方法通常只关注近端变异,而新模型能够模拟基因之间的长程调控关系。研究人员分析了超过 10.2 万名个体的基因数据,以及来自数百名捐赠者六个脑区(包括海马体和杏仁核等)的脑组织样本。结果表明,这种结合了顺式和反式预测的模型,显著提升了 18744 个基因的表达预测准确性,性能超越了此前的基准模型。通过将该模型应用于大规模基因组数据,研究团队成功在脑区中筛选出 766 个与精神分裂症相关的基因,其中 641 个为首次发现的全新关联基因。这些基因主要富集在谷氨酸信号传导、脑细胞通讯及免疫过程等关键生物学通路上。这一成果为理解该疾病的遗传相互作用提供了重要见解,有望推动精准精神病学的发展。研究发表在 Nature Genetics 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #精神分裂症 #基因网络 #计算生物学
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Rossi, Fabiana, et al. “Co-Expression-Based Models Improve eQTL Predictions and Highlight Novel Transcriptome-Wide Genes Associated with Schizophrenia.” bioRxiv, 11 Feb. 2026, p. 2026.02.10.704353. bioRxiv, https://doi.org/10.64898/2026.02.10.704353
哪怕看不清字,大脑也能悄悄读懂它的意思
感觉加工在意识中扮演什么角色?Daphné Rimsky Robert、Matteo Lisi及其合作者(法国国家科学研究中心/巴黎西岱大学整合神经科学与认知中心、伦敦大学皇家霍洛威学院)通过设计结合视觉遮蔽与听觉提示的认知实验,证实人类大脑可以在感官细节完全缺失的情况下,有意识地获取并理解已消失文字的抽象语义含义。
在实验中,研究团队向参与者短暂展示一个单词,随后立即用随机字符串进行视觉掩蔽,以打断其视觉加工。在单词消失后,参与者会听到一段相关或不相关的词语录音。测试结果显示,当后来的听觉词汇与先前被掩蔽的单词存在语义关联时,参与者能够显著提高对先前单词的检测与识别能力。然而,令人惊讶的是,他们却完全无法回忆起该单词的大小写形式或在屏幕中的具体位置等物理特征。这表明,通过逆向线索(retro-cueing,利用事后提示激活先前记忆表征的技术),大脑能够在感觉痕迹消失后,帮助纯粹的语义表征进入意识。该发现表明意识获取机制在很大程度上独立于早期的感觉积累,支持了意识源于后期信息广播的理论。研究发表在 Communications Psychology 上。
#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #意识感知 #语义加工 #视觉掩蔽
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Rimsky Robert, Daphné, et al. “Consciously Detecting and Recognizing a Past Visual Word after Its Sensory Trace Is Gone.” Communications Psychology, June 2026. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44271-026-00478-9
早期神经运输损伤或可逆转
神经退行性疾病中的轴突运输受损机制及可逆性长期不明。Edoardo Moretto、Marc Aurel Busche和Giampietro Schiavo等(英国伦敦大学学院女王广场神经病学研究所、英国痴呆症研究所及意大利国家研究中心)通过小鼠实验,发现由病理性tau蛋白聚集引起的轴突运输缺陷在神经元死亡前是可逆的,并揭示了其分子机制。
▷ 利用扫描电子显微镜对培养的小鼠原代皮层神经元进行成像。Credit: Steve Gschmeissner and Giampietro Schiavo
研究团队利用双光子成像技术,在活体小鼠大脑皮层中追踪荧光标记的脑源性神经营养因子的运动,从而实时监测轴突运输。结果显示,在神经纤维缠结形成和神经元死亡之前的疾病极早期,轴突运输便已受损,表现为速度减慢和停顿增加。机制上,过度磷酸化的tau蛋白在微管上形成了被称为tau包膜(tau envelopes,由多个tau蛋白分子协同结合微管形成的聚集体)的障碍,阻碍了驱动蛋白的移动。研究证实该损伤是可逆的。通过药物抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)p38α(一种调节细胞应激和驱动tau蛋白磷酸化的关键酶),能减少异常磷酸化并缩小包膜体积,显著恢复轴突运输功能。持续使用选择性抑制剂neflamapimod治疗效果更佳。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #阿尔茨海默病 #轴突运输 #神经退行性疾病
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Moretto, Edoardo, et al. “Aberrant Tau Accumulation Caused by MAPT Mutations Induces Early Pathological Changes in Axonal Transport That Are Rescued by P38α Inhibition.” Nature Neuroscience, vol. 29, no. 6, June 2026, pp. 1355–68. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02266-4
AI 行业动态
48小时流失两位大将:诺奖得主John Jumper离开谷歌加入Anthropic
继Transformer共同发明人Noam Shazeer加入OpenAI仅48小时后,谷歌DeepMind副总裁、因开发蛋白质结构预测系统AlphaFold荣获诺贝尔化学奖的研究人员John Jumper也宣布离职并加入Anthropic。John Jumper曾长期在掌门人Demis Hassabis支持下领导团队,攻克了生物学界长达半个世纪的蛋白质折叠难题。
分析认为,John Jumper的离职与谷歌在AI编程工具商业化上的滞后,以及对手Anthropic在生命科学领域的重金投入有关。近期,由于主力大模型更新一再延期,谷歌DeepMind团队内部也流露出对模型研发进度落后的担忧。与此同时,各大科技巨头对顶尖研究人员的争夺正日趋白热化,John Jumper的加入无疑将强化Anthropic在生物医药等前沿应用领域的竞争优势。
#谷歌DeepMind #JohnJumper #Anthropic #人才流动 #生物AI
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https://www.bloomberg.com/news/articles/2026-06-19/nobel-winner-john-jumper-to-leave-google-deepmind-for-anthropic
AI 驱动科学
Nature:新型光纤夹爪实现微米级精密机械装配
针对传统光镊抓力不足而无法操控复杂微观物体的难题,安徽大学的研究人员研制出一种光控微型机械夹爪。该成果成功将高精度光控与机械抓握相结合,实现了微观尺度下对复杂物体的三维高效操控。
▷ 利用光纤光栅(OFG)对不透明、不规则且厘米级大小的物体进行高性能三维操控。Credit: Nature (2026).
研究团队利用双光子聚合在商用光纤端面构建了尺寸仅为38×38×61立方微米的微型夹爪。其设计灵感源自生物学:光纤充当神经传输信号,掺有银纳米颗粒的热敏水凝胶充当肌肉提供动力,刚性光刻胶则构成骨骼骨架。当近红外激光照射时,光热效应使水凝胶肌肉收缩从而张开爪子,关闭激光则使爪子闭合。实验表明,该夹爪响应时间仅为77毫秒,每秒可开合5次。其输出力达到微牛级,力质比约为每毫克340微牛,比此前同类装置提升了一到两个数量级。该装置不仅能无损抓取和释放单个癌细胞,还能操控不透明微粒、不规则碎片,甚至完成了微米级精度的微型齿轮箱和轴承的装配,且能深入小于300微米的极窄通道或动物组织中进行采样。研究发表在 Nature 上。
#其他 #机器人及其进展 #仿生技术 #微纳操纵
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Pan, Deng, et al. “Optical Fibre Gripper for High-Performance 3D Micromanipulation.” Nature, June 2026, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10673-7
单个器件实现高维并行计算,能效提升十倍
传统人工智能硬件因存算分离导致能耗巨大,亚利桑那大学的 Jinli Chen, Akinsanmi S. Ige, Keith Runge, Pierre A. Deymier 以及 Xiaodong Yan 团队受人脑启发,开发了一种拓扑声学突触(TAS)。该研究通过利用非线性声波动力学,在单一器件内实现了高维并行计算,极大地提升了处理效率并降低了功耗。
▷ TAS 的神经形态功能和计算基准测试。Credit: Science Advances (2026).
研究团队研制的拓扑声学突触(TAS)弃用了传统的电子传输,转而通过微小连接路径传输声波,并将信息编码为相位比特(phi-bits,由波导内声波集体相互作用产生的信息单位)。这种机制模拟了生物突触的增强与抑制过程。在 Iris 花卉分类测试中,TAS 展现出卓越的性能,其学习收敛速度比传统多层感知机快 20%,参数需求减少 60%,且功耗比场效应晶体管(FET)和忆阻器等尖端电子硬件低至少一个数量级。此外,通过增加波导数量,TAS 还能模拟复杂的神经调节。这种声音芯片实现了真正的硬件并行处理,为解决大数据时代的计算密度挑战提供了新路径。研究发表在 Science Advances 上。
#神经科学 #计算模型与人工智能模拟 #神经形态计算 #声学突触
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Chen, Jinli, et al. “Topological Acoustic Synapse for High-Dimensional Neuromorphic Computing.” Science Advances, vol. 12, no. 24, June 2026, p. eaec6633. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.aec6633
人工突触利用光颜色编程实现类脑平衡学习
如何降低现代人工智能的高能耗并实现类似人脑的自平衡学习?Hyun Woo Kim、Wooseok Yang、Sae Byeok Jo(成均馆大学)等人组成的研究团队利用下一代半导体材料中的缺陷,开发出一种可通过光颜色调控记忆与遗忘的新型人工突触器件。
▷ 通过对光颜色的感知,单个经过基因工程改造的突触能够选择性地增强或减弱其记忆,从而实现类似大脑的稳态学习。Credit: Nature Communications (2026).
研究团队巧妙地利用了硫化银铋(AgBiS2)半导体中的阳离子无序(cation disorder,指晶体结构中阳离子的无序排列)缺陷来制造电子陷阱。他们在该材料上方堆叠了近红外吸收分子层。通过精确调控,入射光的颜色成为了控制学习的开关。近红外光能够填充陷阱,触发长期增强,使突触连接增强13倍以上,实现加速学习。相反,短波长的蓝光则会清空陷阱,驱动长期抑制,实现快速遗忘。超快激光光谱技术证实,两种颜色的光会让电子在相反的路径上运动。在手写数字识别模拟中,采用这种波长正交方案的系统在1000轮训练中保持了稳定的识别率,而传统单一机制系统在200轮内就失去了记忆。该器件可采用与现有半导体生产线兼容的低温溶液法制备。研究发表在 Nature Communications 上。
#其他 #计算模型与人工智能模拟 #神经形态计算 #人工突触 #自平衡学习
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Kim, Hyun Woo, et al. “Disorder-Mediated Non-Equilibrium Photocurrent Redistribution Enables Homeostatic Synaptic Conditioning in AgBiS2 Heterostructure.” Nature Communications, May 2026. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-73235-5
利用强化学习使无人机学会自主侧身挤过极窄缝隙
如何在无外部定位时控制无人机穿过极窄缝隙?浙江大学的研究团队开发出一种全新的感知运动控制策略,成功让四旋翼无人机仅依靠机载传感器即可自主完成高难度倾斜避障,安全穿过极窄空间。
▷ 工作原理和系统实现。Credit: Wu et al.
传统无人机在复杂杂乱环境中极易发生碰撞。为此,研究团队提出了一种感知运动策略,通过强化学习在模拟环境中进行训练。为解决无模型强化学习在三维特殊欧几里得群限制下难以寻找可行路径的难题,研究人员利用基于模型的规划器生成轨迹来引导算法初始化。
研究团队在一架尺寸为38厘米乘10厘米的定制四旋翼无人机上进行了物理验证。实验表明,该控制策略表现出极高的重复性与精准度,使无人机在无需预先获知缝隙位置和方向的前提下,成功穿过间隙仅有5厘米、倾斜角高达90度的矩形缝隙。在面对未曾训练过的动态移动缝隙时,无人机也能敏捷地做出反应并安全穿过。这项研究展示了端到端控制架构在极高精度约束任务中的巨大应用潜力。研究发表在 Science Robotics 上。
#其他 #机器人及其进展 #无人机 #强化学习 #自主导航
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Wu, Tianyue, et al. “Precise Aggressive Aerial Maneuvers with Sensorimotor Policies.” Science Robotics, vol. 11, no. 115, June 2026, p. eaeb0180. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/scirobotics.aeb0180
串联神经网络毫秒级提取半导体特性
如何高效获取晶体管隐藏的物理特性是优化芯片制造的瓶颈。Masatoshi Kimura、Keisuke Ide和Toshio Kamiya等(东京科学研究所、横滨市立大学与台湾国立中山大学)开发出一种新型串联神经网络(tandem neural network)框架,成功在毫秒内准确反向提取出半导体的关键物理参数。
▷ Credit: Institute of Science Tokyo
在半导体领域,不同的物理属性组合可能会产生几乎相同的晶体管特性,这种现象被称为多值性,使得反向推导极为困难。传统方法依赖于器件仿真(TCAD)软件进行数百次迭代,耗时数小时至数天。本研究提出的新型框架将两个机器学习模型串联:第一个模型负责逆向预测,从测量数据估算材料参数;第二个模型则是预训练的正向模型,用于重建晶体管特性并约束预测范围。研究团队使用1000个非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)晶体管的数据集训练该系统,涵盖了缺陷密度、电子迁移率等六个重要参数。结果显示,该系统能在不到1毫秒的时间内,从单条电流-电压曲线中推断出所有参数,决定系数达到了0.99以上。相比传统迭代方法,其分析速度提升了六个数量级以上,且在实验室制造的真实器件测试中表现出高度一致性。研究发表在 Advanced Intelligent Systems 上。
#AI驱动科学 #预测模型构建 #半导体 #机器学习
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Kimura, Masatoshi, et al. “Tandem Neural Network Rapidly Solves Multivalued Inverse Problems: Application to Oxide-Semiconductor Characterization.” Advanced Intelligent Systems, n/a, no. n/a, p. e70437. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/aisy.70437
新一代统一数据库AkasicDB显著减少大模型幻觉并提升检索效率
企业AI代理在处理复杂数据时极易产生事实性幻觉。Geonho Lee、Jeongho Park、Donghyoung Han、Min-Soo Kim(韩国科学技术院与GraphAI Co. Ltd.)合作研发了下一代数据库AkasicDB,通过统一集成向量、图和关系存储,成功减少了AI幻觉并大幅提升了查询效率。
▷ AkasicDB 将向量、图和关系存储集成到单个数据库管理系统 (DBMS) 中,并通过统一的查询规划器和遍历-连接-相似性运算符,将跨三种数据模型的查询处理为单个执行计划。这与传统方法(通常分别操作多个数据库)截然不同。Credit: KAIST
为了应对传统检索增强生成在处理多维数据时的局限,研究团队开发了融合向量、图和关系数据库的单一引擎AkasicDB。在此基础上,他们提出一种称为全方位检索增强生成(Omni RAG,通过结合文档语义、实体关系和表格结构化数据来提高大模型检索质量)的新方法。该系统允许用户将复杂的向量搜索、图遍历和关系过滤合并为单个结构化查询语言和图形查询语言(SQL/GQL)进行统一执行。实验结果表明,该架构最大限度减少了中间数据传输与响应延迟。原本在传统分立系统中需要21.3秒才能完成的复杂搜索,在AkasicDB中耗时缩短至1秒以内,处理速度提升了20倍以上。此外,由于能够同时利用多维度数据进行精准检索,该技术将生成式人工智能的回答准确率提升了78%,显著抑制了幻觉现象。研究发表在 Companion of the International Conference on Management of Data 上。
#大模型技术 #其他 #检索增强生成 #数据库
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Lee, Geonho, et al. “AkasicDB: Demonstrating Omni RAG with a Unified Vector-Graph-Relational DBMS.” Companion of the International Conference on Management of Data [New York, NY, USA], SIGMOD Companion ’26, 2026, pp. 70–73. ACM Digital Library, https://doi.org/10.1145/3788853.3801609
智能不等于意识:神经科学家警示警惕AI聊天机器人的拟人化陷阱
人工智能聊天机器人是否真的具有意识?Vanessa Hadid、Karim Jerbi与John W. Krakauer(蒙特利尔大学和约翰·霍普金斯大学等)合作发表论文,指出AI的高水平智能表现并不等同于拥有意识体验,警告公众需要高度警惕将AI拟人化所带来的心理和认知危机。
研究团队引入神经科学中的盲视(blindsight,指大脑初级视觉皮层受损后,患者主观上看不见却能准确对视觉刺激做出反应的现象)和情感盲视(affective blindsight,指患者在无法有意识感知面部表情时仍能对情绪做出反应的生理现象)来阐释这一问题。这些现象表明,复杂的、具有目标导向和情感响应的行为可以在无意识状态下完成,即智能行为与意识体验是完全分离的。当前的对话式智能体本质上是基于统计模式学习的计算系统,通过数学优化生成回复,属于一种计算自动化,而非产生了内在生命。当人们面对能够流利进行情感互动的AI时,极易落入拟人化陷阱,误认为对方理解并关心自己,从而在心理脆弱时过度产生情感依恋,甚至加剧心理健康隐患。研究发表在 The Transmitter 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病
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“The Illusion of AI Consciousness: Lessons from Humans.” The Transmitter: Neuroscience News and Perspectives, 8 June 2026, https://www.thetransmitter.org/artificial-intelligence/the-illusion-of-ai-consciousness-lessons-from-human-unconscious-processing/.
融合蚁群与鸟群算法突破人工智能早熟收敛瓶颈
AI算法常因过早停止搜索而陷入局部最优。为解决此难题,Donald C. Wunsch II(密苏里科技大学)与Ashraf M. Abdelbar(布兰登大学)将两种自然启发式计算技术结合,研发出能鼓励算法持续探索的高效寻优方法。
该研究将模拟蚂蚁集体觅食的蚁群优化算法,与模拟鸟群信息共享的粒子群优化算法相结合。研究人员在连续域蚁群算法中引入源自鸟群的社会影响机制,以提高算法的搜索多样性,避免其在得到次优解后过早收敛。在算法性能评估中,研究团队利用加州大学欧文分校基准数据库的65个数据集对前馈神经网络进行分类训练,并在包含多达30,000个变量的63个复杂数学优化测试中进行验证。结果显示,与标准蚁群算法相比,新方法在48项神经网络测试及47项数学优化测试中表现更优,显著降低了搜索停滞的发生频率。研究发表在 Memetic Computing 上。
#其他 #算法优化 #仿生计算 #神经网络
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Abdelbar, Ashraf M., and Donald C. Wunsch. “PSO-Style Social Influence in an Ant Colony Algorithm for Continuous-Domain Optimization.” Memetic Computing, vol. 18, no. 2, Mar. 2026, p. 17. Springer Link, https://doi.org/10.1007/s12293-025-00493-z
卡马克与萨顿打造千元机械手:在真实世界不间断打游戏145小时
为了解决机器人从模拟环境向真实世界迁移时策略易失灵的难题,Khurram Javed、John Carmack以及Richard S. Sutton等人在内的团队(Keen Technologies与阿尔伯塔大学),开发出名为Physical Atari的低成本、高耐用物理强化学习平台,实现了机器人在真实世界中连续百余小时自主学习打游戏。
该系统由两个核心模块组成:一是通过3D打印制造、利用伺服电机控制标准游戏摇杆的机械手,二是用树莓派运行游戏并显示视觉标记的控制箱。研究人员在无需人工干预的真实环境中进行了长达145小时的持续实时强化学习实验。为解决硬件磨损,团队引入了高电流反射等工程优化。实验结果表明,该系统成本控制在1000美元以内。更重要的是,测试发现即使在结构完全相同的两台机器人之间迁移策略,微小的制造公差也会导致性能显著下降,证明了设备端自适应对于提升机器人性能的不可替代性。
#其他 #机器人及其进展 #强化学习 #真实世界 #硬件平台
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Javed, Khurram, et al. “Physical Atari: A Robust and Accessible Platform for Real-Time Reinforcement Learning on Robots.” Version 1, arXiv:2606.19357, arXiv, 29 May 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2606.19357
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。
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。
研究院还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、、科普视频媒体「大圆镜」等。
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