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智能时代的脑科学与类脑智能研究

智能时代的脑科学与类脑智能研究

摘要：以智能科技为核心技术、智能算力为生产力的智能时代再次把脑科学推向世界科学与技术前沿。脑科学是研究人、动物和机器的认知与智能的本质和规律的科学。对神经系统结构和功能联结规律进行全面解析将最终绘制成脑功能联结图谱，近10 多年来神经科学研究致力于系统性地解析神经系统的神经元类型和神经结构连接，在单细胞转录组分析、神经网络结构示踪等技术推动下取得了阶段性进展。解析人类大脑这一最为复杂的信息和智能系统，会启迪类脑智能理论和类脑智能技术，即脑科学/神经科学启发的智能理论和技术。在智能时代，脑科学研究的多学科交叉研究范式促使脑机接口、类脑智能计算等类脑智能研究领域加入脑科学。脑机接口的神经解码和编码技术为绘制人脑功能神经网络图谱提供了重要的功能研究技术和方法，并且可探索在脑疾病临床诊治上的应用。类脑计算正成为脑科学研究的一种新范式，借鉴脑处理信息和学习的基本原理发展高能效、高速和智能的新型类脑计算系统，利用发展的类脑计算系统可以加速发展脑模拟和数字大脑，促进理解大脑运行机制和治疗脑疾病，发展数字脑科学和脑医学。新近出现的脉冲神经网络智能处理器为构建大规模类脑智能计算系统奠定了基础，未来类脑超级算力极可能超过人类大脑算力，影响智能科技变革和人类社会发展。
医疗 2024年12月17日
氧化石墨烯的表面处理及其在生物医学领域的应用

氧化石墨烯的表面处理及其在生物医学领域的应用

摘要：氧化石墨烯（graphene oxide, GO）表面具有丰富的含氧基团。通过共价键结合、疏水作用、氢键作用等吸附药物和其他大分子对GO表面微观结构的修饰可提升其实用性。尤其是对生物相容性的增强使得功能化的GO可以在临床医学领域得到广泛应用。介绍了GO表面处理的原理，总结了近几年国内外研究人员在GO 表面修饰方面的研究进展，归纳了修饰后具有优异性能的功能化氧化石墨烯（functionalized graphene oxide, FGO）在生物医学领域中的广泛应用，包括疫苗载体、癌症治疗、药物输送和基因治疗等方面。最后指出，通过加强对GO的进一步研究，可使其在未来的生物医学领域发挥关键作用。
医疗 2024年07月19日
刺激响应性肽纳米材料的分类及应用进展

刺激响应性肽纳米材料的分类及应用进展

摘要：近年来, 刺激响应性肽纳米材料(stimuli-responsive peptide nanomaterials, SRPNs)因其出色的功能性和环境响应特性, 成为纳米生物材料领域的重要研究方向. SRPNs能够感知病理微环境中的特定刺激, 通过精准调控自组装或解组装, 为生物医学应用提供创新解决方案. 通过分子设计, SRPNs不仅具有特异性响应能力, 还兼具优异的生物相容性, 显著提升了治疗效率并降低了副作用. 本综述对SRPNs的设计策略及其在生物医学领域的应用进行了全面梳理, 着重阐述了SRPNs对pH、氧化还原、酶和温度等刺激的响应机制和SRPNs在药物递送、生物成像、抗菌及伤口愈合等方面的应用. 最后, 讨论了SRPNs在实际应用中面临的生物相容性、稳定性及体内精确刺激响应等挑战, 并对其未来发展进行了展望. 期望本文能为相关领域的深入研究提供方向, 助力SRPNs的创新发展.
医疗 2026年01月19日
群体基因组学前沿探索: 发展、技术革新与跨学科融合

群体基因组学前沿探索: 发展、技术革新与跨学科融合

摘要：群体基因组学通过结合高通量测序技术和统计方法, 从基因组层面研究群体内和群体间遗传变异. 通过探讨包括突变、重组、遗传漂变、自然选择和迁移在内的群体演化过程, 群体基因组学揭示基因组变异的来源及其在进化和适应中的作用. 在过去的20年中, 随着数据规模的快速扩张和分析方法的不断迭代, 群体基因组学经历飞速发展, 取得很多重要成果, 包括揭示人类迁徙历史、自然群体适应、农业物种驯化的遗传基础以及病原体的进化轨迹等. 这些研究极大地加深了人们对物种演化历史和环境适应机制的理解. 本文简要回顾群体基因组学的发展历程与主要成就, 并探讨新时代群体基因组学所面临的机遇与挑战.
医疗 2026年03月02日
生物3D打印技术及组织工程应用研究进展

生物3D打印技术及组织工程应用研究进展

摘要：生物3D打印技术基于增材制造思想，有望实现细胞、生物材料等生命物质的自由成形，构建具有仿生天然组织复杂性和异质性的三维组织结构。经过近20年发展，生物3D打印已成为组织工程的主流技术之一，应用于多种组织的构建。综述了生物3D打印的基本技术类型及其在不同组织上的应用现状。
医疗 2024年07月16日
用于癌症治疗的mRNA疫苗递送策略

用于癌症治疗的mRNA疫苗递送策略

摘要：mRNA癌症疫苗是一种新兴的癌症免疫治疗工具, 通过递送编码肿瘤特异性抗原的mRNA来激活患者的抗肿瘤免疫应答, 展示出较传统疗法更高的疗效和更低的毒性. 然而, 其临床应用的关键在于靶向递送系统的设计这不仅能提高治疗效果, 还能实现个体化精准治疗. 本综述系统评述了mRNA癌症疫苗的靶向递送策略, 涵盖基于生物源性、有机、无机及杂化纳米材料的多样化载体设计, 分析了各类递送系统的优缺点, 探讨了不同给药途径对靶向效果的影响, 以及mRNA控释策略在提高靶向性中的作用. 此外, 本文还阐述了mRNA癌症疫苗的作用机制和发展现状, 剖析了靶向递送面临的挑战, 并展望了其临床转化前景. 通过审视靶向策略的设计和应用, 本综述旨在为mRNA癌症疫苗的进一步发展提供参考.
医疗 2026年01月12日
核酸修饰的人工干预和应用

核酸修饰的人工干预和应用

摘要：核酸作为遗传物质的载体, 不仅执行着生命信息的传递功能, 还通过其多样的化学修饰储存着指导生命活动的隐藏信息. 核酸修饰因其动态可逆性, 参与了多种生理和病理过程. 通过人工干预核酸上的修饰, 我们不仅能够更深入地理解这些修饰的存在方式及其生物学意义, 还能为疾病的治疗提供新的思路和潜在的药物靶标. 目前, 核酸修饰干预策略主要包括异源表达干预、代谢干预和靶向干预三种方式. 其中, 异源表达干预通过人为表达异源效应蛋白从而引入新的核酸修饰类型或改变修饰的状态, 代谢干预则是通过利用或调整细胞的代谢途径来影响整体核酸修饰的模式, 而靶向干预针对特定的核酸序列进行精确的修饰添加或去除. 本文将通过概述这三种核酸修饰干预策略及目的, 总结目前已取得的进展, 并对未来的应用进行展望.
医疗 2026年02月25日
骨组织工程镁基支架的制备研究进展

骨组织工程镁基支架的制备研究进展

摘要：骨组织工程为受损骨、病变骨的治疗提供了重要的途径。如何获得易于骨修复、高强度且具有良好生物相容性的支架，是当前骨组织工程支架应用的技术难点和研究热点之一。支架材料的种类及制备方法是影响骨组织工程结构及性能的主要因素。镁基合金因在生物相容性、降解行为等方面具有突出表现而受到了普遍的关注，被认为是一种前景广阔的骨组织工程支架材料。常见的骨组织工程镁基支架制备方法有熔体发泡法、渗流铸造法、固／气共晶定向凝固法和增材制造法等，然而现有制备方法在孔隙结构精细控制及造孔残留物对镁基支架生物相容性的影响等方面仍需进一步研究。本文综述了骨组织工程镁基支架的制备方法，分析了影响镁基支架孔隙结构和性能的因素，总结了每种制备方法的优缺点，并对未来的研究方向进行了展望。
医疗 2024年05月28日
人工智能在血液疾病诊疗中的应用研究进展

人工智能在血液疾病诊疗中的应用研究进展

摘要:血液疾病指原发于造血系统或主要累及血液和造血器官的疾病, 主要包括良性血液疾病和恶性血液疾病两种类型, 不仅对患者的生活质量和生命安全造成负面影响, 也给家庭和社会带来了沉重的负担. 随着计算机与机器学习等相关技术的快速发展, 人工智能已被广泛应用于医学领域和临床研究. 在血液疾病诊疗方面, 基于随机森林、决策树、支持向量机和线性回归等机器学习算法构建的人工智能模型展现出了卓越的工作效能, 在合理利用既有数据、图像识别和组学分析等任务中取得了优于传统方法的表现. 本文综述了人工智能应用于血液疾病预测、诊断、预后评估与治疗指导领域的研究进展, 总结了人工智能技术在该领域的突出成果与局限性, 以期为推动机器学习技术进一步应用于血液疾病诊疗提供参考.
医疗 2026年01月06日
超声引导便携式脉管穿刺机器人

超声引导便携式脉管穿刺机器人

摘要：脉管穿刺介入手术是对目标脉管进行穿刺后插入导丝,精确到达患处进行治疗的一种现代微创治疗方式,具有创伤小、恢复快、安全性高等特点。但由于脉管的深度不同,如何对目标脉管进行定位并精准穿刺是穿刺介入手术的一个难点。目前的穿刺设备由于体积和重量原因并不适用于非临床条件下紧急建立脉管通路使用。为此,设计一种超声引导的便携式脉管穿刺机器人,该机器人通过超声设备观测脉管,利用机械结构将超声图像、穿刺针和目标脉管对准,再通过调节上下移动距离,实现对不同深度脉管的精准穿刺。该机器人体积小、重量轻,可以在非临床条件下便携使用。实验表明,相较于常规的穿刺方法,该机器人可减少患者的创伤,减轻操作者的操作难度,提高脉管穿刺的成功率。
医疗 2026年02月14日