2026-06-16 每日论文
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| 价值轴:语言模型编码判断自身是否处于正确轨道 | Nick Jiang | 2026-06-15 | 我们研究了语言模型是否会在内部追踪其当前轨迹的价值,即当前策略实现目标的可能性。通过使用合成的上下文强化学习数据,我们为Qwen3-8B构建了一个“价值”轴。我们发现,沿该轴的激活能够区分高/低口头表达的置信度、有无回溯的生成过程,以及正确与错误的代码。向高价值方向引导会因果性地抑制自我修正并减少解释性冗余,而向低价值方向引导则会引发回溯和探索。我们证明,直接偏好优化(DPO)可以提升受奖励行为(例如使用特定词语)的内部价值,使模型在表现出这些行为后更加自信。最后,我们将价值轴应用于真实场景研究。例如,我们发现Qwen在后期训练后对政治敏感聊天查询赋予低价值,而监督微调会提升训练领域内的内部置信度。我们的结果表明,语言模型线性编码了对预期目标成功概率的估计,这种估计会调节模型在推进某个方向时的自信程度。 | |
| 面向智能体与多模态大语言模型的上下文感知强化学习 | Peiyang Xu | 2026-06-15 | 大型语言模型(LLMs)在需要从长文本或复杂上下文中识别微小但关键证据(如工具追踪中的单行记录或图像中的细微细节)时常常失败。我们提出ContextRL,一种上下文感知强化学习方法,通过间接辅助目标提升长程推理与多模态性能。该方法不直接监督最终答案,而是向模型提供查询、答案及两个高度相似的上下文,并奖励其选择支持查询-答案对的上下文,从而促进细粒度定位。我们在两个领域构建对比上下文数据:对于编码代理,将执行轨迹作为上下文,通过条件过滤构建1K对数据;对于多模态推理,将图像作为上下文,通过生成式编辑与相似性搜索构建7K对数据。ContextRL在5个长程基准测试中平均提升+2.2%,在12个多样化视觉问答基准测试中平均提升+1.8%。为区分目标函数与额外数据的影响,我们对比了将相同对比上下文重新用作标准查询-上下文-答案示例的数据增强基线。这些基线几乎无改进,表明性能提升源于所提出的上下文选择目标,而非对比数据本身。 | |
| BRDFusion:物理与生成结合的城市场景逆渲染 | Yi-Ruei Liu | 2026-06-15 | 从捕获视频中对城市场景进行逆渲染可实现多种应用,包括内容生成和自动驾驶仿真。基于物理的渲染方法遵循并控制光照物理规律,但存在重建和渲染伪影问题。生成模型虽能生成逼真视频,但一致性和可控性有限。我们提出BRDFusion,一个融合两种互补模型进行逆渲染和前向渲染的统一框架。具体而言,BRDFusion通过物理建模恢复显式一致的场景属性,并利用生成先验缓解优化歧义。在前向渲染过程中,物理模型根据场景配置提供可控渲染,生成模型则进行去噪和伪影修复。因此,我们的方法在实现精确控制的同时生成高质量视频,在真实和合成场景中均优于基线方法。此外,BRDFusion支持新视角重光照、夜间模拟以及动态物体插入/编辑。项目页面:https://shigon255.github.io/brdfusion-page/ | |
| 精确后验分数估计用于解决线性逆问题 | Abbas Mammadov | 2026-06-15 | 扩散模型和流模型通过训练去噪器来逆转高斯噪声破坏,从而学习到强大的数据先验。要利用这种先验解决线性逆问题,需要从后验分布中采样,但先验提供的分数是无条件分数,而非后验分数。现有方法要么使用近似测量匹配校正来引导固定的预训练去噪器,要么训练一个放弃先验去噪结构的条件恢复模型。我们推导了线性高斯逆问题在一般高斯插值条件下的精确后验分数闭式解,并证明后验采样可简化为在算子依赖的偏移枢轴点及各向异性噪声协方差下的去噪问题。我们将这一恒等式转化为精确后验分数(EPS)——一种保留标准预训练输入/输出结构的去噪训练目标,因此既可从零训练,也可基于预训练去噪器微调。在推理阶段,EPS使用与基础骨干网络相同的采样器,无需似然梯度或投影操作。我们在FFHQ和ImageNet数据集上针对五个线性逆问题评估了EPS,其在保真度、感知质量和分布指标上均优于无训练和有训练的基线方法,同时去噪器评估次数比基于梯度的后验采样器少约一个数量级。 | |
| 机器人策略学习的几何动作模型 | Jisang Han | 2026-06-15 | 通用型机器人策略必须遵循用户指令,同时推理物体、摄像头和机器人动作在三维物理世界中的交互方式。当前的视觉-语言-动作模型(VLA)和视频世界-动作模型(WAM)虽然从大规模基础模型中继承了强大的语义或时间先验,但它们仍主要基于二维图像帧或二维导出的潜在空间运行,隐含了接触密集型操作所需的三维几何信息。我们提出几何动作模型(GAM),这是一种语言条件化的操作策略,直接复用预训练的几何基础模型(GFM)作为感知、时间预测和动作解码的共享基座。GAM在GFM的中间层进行拆分:浅层作为观测编码器,在拆分层插入的因果未来预测器基于语言、本体感知和动作历史预测未来潜在标记。预测的未来标记随后通过剩余的GFM模块进行特征传播和解码,使单一骨干网络能够同时生成未来几何信息和动作。这种设计通过最小的架构修改赋予GFM语言条件化的时间世界建模能力,同时保留其丰富的几何先验。在涵盖仿真和真实机器人操作的广泛基准测试中,GAM相比当前基础模型规模的基线方法更准确、更鲁棒、更快速且更轻量。 | |
| 用于从稀疏回合结果中在线微调VLA的分层优势加权方法 | Tongyan Fang | 2026-06-15 | 当预训练的VLA策略通过在线强化学习进行微调时,每次回滚回合仅产生单一二元结果(成功或失败),但演员更新需要逐转换监督。现有方法通常将此稀疏结果简化为单个标量奖励或优势信号,这混淆了不同形式的转换级反馈,且在基本任务成功可实现后提供的指导有限。首先,单一标量信号混淆了可行性与效率两个目标;一旦基本成功达成,二元标签无法提供区分高效完成与缓慢完成的梯度。其次,真实世界回滚混合了自主与干预片段;简单地将回合结果跨越这些边界分配会导致错误的信用分配。为解决这些问题,我们提出分层优势加权行为克隆(HABC),该方法在不同数据子集上为这两个目标训练独立的评论家头,并通过状态自适应平衡组合其输出。状态自适应门控$g_t$合并它们的一步优势,在成功不确定时优先考虑可行性,仅在可行性高时转向效率,并将结果转换为演员损失的逐转换权重。干预感知的信用分配进一步将结果标签限制在当前策略执行的片段,防止监督跨越干预边界泄露。在三个接触密集型双臂任务的真实机器人实验中,HABC将监督微调(SFT)基线从36%、44%和12%的成功率提升至92%、88%和38%。 | |
| 对来自Nature Portfolio的元分析文章中的LLM智能体进行基准测试 | Anzhe Xie | 2026-06-15 | Meta分析是一种高要求的证据综合形式,结合了文献检索、PI/ECO指导的研究筛选和统计聚合。其结构化、可验证的工作流程使其成为评估系统性科学推理的理想载体,然而现有基准缺乏覆盖完整检索-筛选-综合流程的黄金标准。我们提出MetaSyn数据集,包含来自Nature Portfolio期刊的442项专家精选元分析。每项条目将研究问题与PI/ECO标准、包含14万篇PubMed文章的检索语料库、经核实的阳性研究、主题相似但不符合PI/ECO条件的困难负样本、完整检索策略及日期范围配对。对十二种流水线配置(九种RAG变体与一种协议驱动智能体)的基准测试揭示了关键筛选瓶颈:尽管在K=200时检索上限达到90.9%召回率,但没有任何系统能恢复超过52.7%的黄金标准纳入文献。当前LLM无法在主题相关性相当的文献池中可靠区分符合条件的研究与不符合PI/ECO的干扰项。分阶段归因指标可捕捉系统成功与失败的具体环节,而单一端到端评分无法实现。 | |
| R2RDreamer:面向空间泛化二维操作策略的三维感知数据增强 | Xiuwei Xu | 2026-06-15 | 空间泛化对于模仿学习的操作策略至关重要,但实现这一目标通常需要跨不同物体姿态、机器人配置和相机视角的大规模演示数据。从少量源演示中进行数据增强,为昂贵的真实世界数据采集提供了实用替代方案。基于仿真的增强可以产生可控变化,但需要复杂的环境和物体设置,并可能引入仿真到现实的差距。近期实到实方法通过联合编辑真实演示中的3D观测和动作轨迹避免了这些问题,但仍依赖强大的3D场景解析和几何补全,且生成的观测通常针对3D点云策略而非基于RGB的2D策略。我们提出R2RDreamer,一种保持3D动作-观测编辑几何一致性的实到实演示增强框架,同时将视觉补全迁移至2D视频空间。具体而言,R2RDreamer首先通过在同一3D坐标系中编辑不完整物体点云和末端执行器轨迹执行轻量级3D增强;随后通过带遮挡感知的推理将编辑后的场景投影至掩膜图像空间控制视频,并利用密集控制图像到视频模型补全时间连贯的RGB观测。在空间偏移操作任务上使用2D扩散策略和视觉-语言-动作策略的实验表明,R2RDreamer能从有限源演示中提升空间泛化能力,分析验证了3D编辑、遮挡感知投影和视频补全的贡献。 | |
| 神经表征中相位的重要性:图像分类器的内部Oppenheim-Lim测试 | Alper Yıldırım | 2026-06-15 | Oppenheim和Lim(1981)的研究表明,仅从傅里叶相位重建的自然图像仍可识别,而幅度几乎不携带图像的身份信息。我们探究经过训练的图像分类器是否在其隐藏层中复现这种不对称性,并通过因果实验进行验证:给定两幅图像,我们在选定层将一幅图像的相位移植到另一幅图像的幅度上,记录预测结果跟随哪幅图像。在PRISM2D、GFNet和ViT-B/16中,预测结果跟随相位或符号的供体,删除所有图像特异性幅度对准确率影响极小,因此身份信息由相位承载,而图像特异性幅度对读出层而言基本可舍弃。ResNet-50最初看似打破这一模式,因其ReLU后的符号移植无效;但在ReLU前的公平干预揭示了深层块中存在强潜在符号编码,而仅含直流分量的对照实验表明读出层消耗的是通道空间平均值。对照实验排除了幅度完全不再依赖图像的平凡情况。因此,这些架构共享相位/符号身份编码,但通过整流和读出几何结构在不同基中暴露该编码,这为CNN与注意力模型之间的纹理-形状差异提供了机制性解释。 | |
| 你的隐私,我的伪装:差分隐私联邦学习中的后门攻击 | Xiaolin Li | 2026-06-15 | 先前研究表明,差分隐私(DP)本质上能增强联邦学习(FL)抵御后门攻击的鲁棒性。本文对这一假设提出质疑。通过对两种基线攻击策略的实证分析,我们揭示了DP-FL中存在的根本性矛盾:绕过DP机制时,现有防御手段能够检测并过滤恶意更新;但遵循DP约束反而会掩盖恶意更新的统计特征差异。因此,当DP削弱原始后门信号时,现有防御手段将失效。基于这种掩盖效应,我们提出RING攻击——一种明确利用DP来隐藏恶意贡献同时最大化攻击效果的新型攻击方法。通过协作构建对抗性扰动,受损客户端在聚合过程中重建强后门信号而不触发异常检测。RING作为与底层后门技术无关的扰动层,具有广泛适用性和可组合性,能与现有攻击协同作用——这一特性显著放大了其对DP-FL的威胁。在非独立同分布条件下对四个图像和文本数据集的广泛评估表明,在中等隐私预算下,RING针对六种最新防御手段的平均攻击成功率达90.3%,较基线策略提升高达26.08倍。最后,我们评估了潜在防御措施,发现缓解该威胁需付出显著的效用代价,这暴露了部署差分隐私FL时的根本性安全漏洞。 |
bioRxiv
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| 从脑微观结构到动力学:连接灰质与白质架构与传播延迟 | Manolova, S. | 2026-06-16 | 理解神经动态与大脑结构之间的关系,特别是后者对传导延迟的影响,仍是神经科学的核心问题。在人类研究中,我们主要通过神经生理传播测量在宏观尺度上探究这些现象。在此尺度上,信号传播体现在由白质轴突传导和灰质突触及整合过程共同产生的可测量延迟中。尽管特定白质特征已明确与单轴突传导延迟相关联,但目前尚无清晰模型将灰质微结构特性与大规模传播联系起来。为此,我们结合先进MRI微结构建模与静息态脑磁图,在94名健康对照样本中建立脑结构与信号传播的关联。白质指标包括轴突直径、髓鞘化(g-ratio、髓鞘水分数)和纤维束长度,灰质则采用SANDI模型和皮层厚度进行表征。通过神经元雪崩框架量化传播延迟,发现所有白质和灰质指标均与传播延迟存在显著关联。利用线性回归模型,我们可基于白质/灰质指标预测约26%的观测延迟。同时发现频率特异性传播动态与纤维束长度存在关联。最后通过典型相关分析,证实白质/灰质指标与脑磁图频率特异性传播延迟之间存在多变量耦合。本研究为组织结构与大规模神经动态的关联提供了证据,支持了基于生物学的信号传播模型发展。 | |
| 认知功能依赖于皮层投射神经元中Satb2基因的剂量。 | Finn, T. S. | 2026-06-16 | SATB2相关综合征(SAS)是由新生杂合SATB2突变引起的严重神经发育障碍,但单倍体不足如何破坏大脑发育仍知之甚少。虽然纯合Satb2缺失会导致胚胎期细胞命运决定的严重缺陷,但我们通过杂合小鼠模型证明,SAS表型主要出现在出生后神经环路成熟阶段。通过整合染色质图谱分析、转录组学、电生理学和行为学实验,我们发现SATB2作为剂量敏感的染色质调控因子,通过结合保守的增强子-启动子景观来协调与人类智力相关的基因网络。尽管兴奋性神经元亚型分化得以保留,但Satb2杂合子呈现出中间表观遗传状态,导致细胞类型特异性失调的基因富集了智力残疾风险变异。因此,突变神经元表现出树突分支简化、内在兴奋性降低以及第2/3层至第5层皮层内连接减弱。这些环路缺陷最终导致体感桶状皮层结构紊乱和依赖胡须的纹理辨别能力严重受损。最后,通过将Satb2杂合性限制在皮层区域,我们成功将皮层感觉缺陷与皮层下发声表型分离。综上,我们的研究将SATB2剂量与染色质结构及出生后环路成熟联系起来,揭示了SAS干预的关键有丝分裂后治疗窗口期。 | |
| 人类及其近亲灵长类动物发声中的声学空间使用测量与比较 | Bilger, H. | 2026-06-16 | 与近缘灵长类动物相比,人类喉部在喉咙中的位置更深,且缺乏声带膜和气囊。这些变化通常被分析为对类似元音发声的声学影响,因为长期以来人们认为语言进化需要声道改造驱动的音域扩展。然而,元音只是音素的一种类型,语言也只是人类发声的一类。要理解已知人类发声形态变化的进化基础,需要进行更广泛的生物声学比较。具体而言,必须将人类语言中使用的音域范围与其他人类发声以及现存近亲灵长类动物的发声库进行比较。本研究测量了人类语言、非语言发声和音乐发声所占的声学特征空间,并与黑猩猩、倭黑猩猩和查克马狒狒的叫声进行对比。我们使用梅尔频率倒谱系数构建了一个声学空间,描绘了来自公开数据库及其他可验证来源的超过75万个短时发声片段的频谱-时间特征。在该声学空间中,语言和歌曲所占的体积显著小于人类非语言发声。此外,语言和歌曲的声学特征体积与非人灵长类动物并无统计学差异。这些结果表明,语言并非通过人类声学空间的扩展而实现。人类独有的解剖结构变化可能促进了非语言发声的精细化,但习得性发声仅使用了该空间极小的一部分。未来通过系统比较非语言发声的功能与同源性,并收集整合更完整的非人灵长类(尤其是大猩猩和猩猩)发声数据集,将进一步深化我们对人类发声进化的理解。 | |
| 野生黑猩猩群体在冒险集体行动前会增强社会连接性。 | Brooks, J. | 2026-06-16 | 合作是社会复杂性的基础,却带来了深刻的进化困境——成本与收益很少能均匀分配,而合作或背叛的决策往往涉及复杂的背景权衡。当合作从个体对扩展至群体时,这些挑战会进一步加剧。群体层面的合作是许多物种成功的关键,但在自然界中,这种合作如何得以维持和调节?一个有望解答此问题的途径,是研究个体如何为预期中的群体合作而重新组织其亲和互动。我们利用科特迪瓦塔伊国家公园三个相邻野生黑猩猩群体(2013-2018年)的长期数据,考察了这种合作前的重组行为。这些黑猩猩群体通常通过集体协作保卫领地,抵御其他群体。研究发现,黑猩猩通过构建连接更广泛但更松散的亲和网络,为高风险且主动的领地防御行为调整了社会接触的分布。具体而言,在主动防御领地的日子里,成年黑猩猩会与更多群体成员进行理毛和玩耍,且这种模式具有时间敏感性——亲和行为的增加发生在合作行为之前,而非之后。黑猩猩通过提高互动效率(在更多伙伴间切换,每次互动时间更短)来接触更广泛的伙伴。这一模式表明,人科动物在应对群体层面社会困境时,存在动态社会调整的共同进化基础,可能为人类社会正式化的亲和体系奠定了基础。 | |
| 通过异质性先验的图模型方法,从转录组数据扩展基因调控网络 | Kokaji, T. | 2026-06-16 | 基因调控网络推断被广泛用于从转录组数据中重建大规模网络并识别功能基因。与此同时,在许多生物学领域中,核心调控基因已被深入研究,从而建立了小规模基因调控网络,而与这些网络相关的新基因仍有待发现。然而,目前尚未建立通过识别新的调控相互作用来扩展现有基因网络(而非重建整个网络)的成熟方法。本文提出了一种基因网络扩展方法,该方法整合已知调控关系,并逐一评估每个候选基因,推断其与现有网络的调控连接。通过使用DREAM4基准测试的模拟数据集和PRECISE-1K实验数据集,我们的方法通过整合先验知识优于传统方法。特别地,该方法提升了区分真实调控相互作用与因现有网络中基因间强相关性而产生的间接关联的能力。对于涉及高出度或高中心性基因的相互作用,该方法也表现出强劲性能。此外,随着现有网络规模增大,该方法保持稳定性能,并对先验信息中的噪声具有鲁棒性。这些结果表明,我们的方法通过利用先验知识,为扩展现有基因调控网络提供了有效框架。 | |
| 发育神经元中微管组织的框架 | Nicolaou, K. | 2026-06-16 | 神经元的发育和生理功能依赖于其微管组织,其特征是轴突中微管呈正端向外取向,而树突中则混合存在正端向外和正端向内取向的微管。这种取向模式在神经元发育早期建立,并与轴突-树突分化紧密相关。尽管已提出多种潜在相关机制,但基本问题仍未解决:神经元中的微管组织如何形成?神经元如何发育出单个轴突和多个树突?在此,我们从两个不同但互补的层面探讨这些问题:在宏观层面,我们提出一个概念框架,将机制根据其对微管组织的贡献分为三类:取向偏向、平行放大和极化;在微观层面,我们构建了一个生物物理模型,整合了神经元中微管动力学的多种机制,通过解析计算和模拟,深入理解发育中神经元微管组织的形成过程。研究表明,仅几何效应即可赋予微管取向偏向,随后平行放大增强由此产生的极性。将多个神经突与作为共享资源库的共同胞体耦合,可实现极化机制,确保一个神经突的微管组织成为轴突型,而其他神经突则成为树突型。该框架统一了多种分子观察结果,并提出了关于早期神经元发育中微管自组织的可实验验证的预测。 | |
| 小鼠海马CA1神经元在出生后发育过程中的电生理特性及突触活动 | Nagula, I. | 2026-06-16 | 出生后早期发育是海马回路成熟的关键时期。尽管出生后海马发育的研究主要在大鼠中进行,但小鼠作为神经系统分子和遗传学研究中广泛使用的动物模型,其电生理特性的发育轨迹却鲜有报道。本研究探究了雄性和雌性野生型小鼠海马CA1区锥体神经元的出生后成熟过程。通过急性海马脑片全细胞膜片钳记录,评估了被动与主动膜特性及自发兴奋性突触活动。研究发现,神经元放电特性的成熟表现为对刺激的响应速度加快、动作电位幅度增大且时程缩短、以及神经元放电的精准调控增强。同时,突触活动随发育进程发生变化:自发性兴奋性突触后电流(sEPSC)事件间隔缩短而幅度保持稳定,提示功能连接性增强但突触强度未发生显著改变。电生理特性的性别差异主要出现在出生后第一周,表明性别影响神经元成熟的早期轨迹。综上,本研究为小鼠海马CA1区锥体神经元出生后发育提供了全面的电生理基线数据。 | |
| 卡路里限制诱导的小鼠每日冬眠引发周期性DNA损伤与修复 | Lie, F. F. | 2026-06-16 | 冬眠由一系列蛰伏状态组成,其特征是代谢和体温(Tb)显著降低,并与称为间歇觉醒的正常体温期交替出现,在此期间代谢和体温恢复正常。季节性冬眠动物在蛰伏期间积累DNA链断裂,这些损伤在觉醒期间得到修复。本研究评估了由30%热量限制(CR)诱导的小鼠连续每日蛰伏过程中DNA损伤与修复的动态变化,并探究代谢挑战对DNA修复的影响。在20℃环境下饲养的雌雄C57/BL6J小鼠中,由CR诱导的连续每日蛰伏持续6-12小时。与季节性冬眠动物类似,彗星实验和γH2AX积累表明,CR诱导的蛰伏期间DNA损伤增加,并在随后的正常体温期得到修复。为对动物施加代谢挑战,环境温度(Ta)降至4℃,因为蛰伏小鼠会将体温维持在约20℃或更高。尽管诱导了显著的代谢挑战,但与20℃环境相比,将蛰伏小鼠置于4℃并未增加DNA损伤。然而,在正常体温期将Ta降至4℃会抑制DNA修复。有趣的是,暴露于4℃的小鼠p21水平升高,表明暴露于4℃期间细胞周期受到抑制。因此,30% CR在小鼠中诱导了蛰伏相关DNA损伤与正常体温相关DNA修复的每日循环,而觉醒期间暴露于4℃的Ta会抑制DNA修复并引发细胞周期抑制反应。因此,蛰伏-觉醒循环可能是CR延长小鼠寿命的促进因素,通过维护基因组完整性进而促进细胞和组织健康。 | |
| 多种运动蛋白调控ALS相关的TDP-43顺行轴突运输 | Feole, M. | 2026-06-16 | TDP-43是一种对RNA代谢至关重要的RNA结合蛋白。在生理条件下,它主要定位于细胞核,但也在细胞质中表达,调控mRNA运输和局部翻译。在近97%的肌萎缩侧索硬化症(ALS)病例中,TDP-43出现核耗竭和细胞质聚集。尽管其核功能已被充分表征,但其轴突作用仍知之甚少,尽管轴突退化是ALS病理学的标志特征。为填补这一空白,我们研究了H9来源人神经元轴突中TDP-43的定位和运输动力学。我们将荧光标记的TDP-43与三种特征明确的轴突货物Rab5、突触素和APP进行比较,并检测了TDP-43与轴突运输机器之间的蛋白质相互作用。分析显示,TDP-43表现出活跃的顺行轴突运输,并通过接头蛋白KLC1与多种驱动蛋白运动蛋白(包括所有三种KIF5亚型)以及突触囊泡运动蛋白KIF1A相互作用。这种多运动蛋白参与表明存在一个灵活的运输系统,确保mRNA递送至远端轴突。在TDP-43异常积聚于细胞质的ALS中,这种灵活性可能受损,多种运输机制同时受到影响。这可能导致无功能性TDP-43颗粒的渐进性积累,破坏mRNA运输和局部翻译。我们的研究为理解生理性TDP-43运输机制如何在疾病中受损奠定了基础,并指出轴突TDP-43运输通路是潜在的治疗靶点。 | |
| 脑电图-语音包络追踪的频率依赖性并不反映语音单位或音高的速率。 | Thornton, M. D. | 2026-06-16 | 在聆听语音时,神经活动会部分与刺激的声学振幅包络波动同步。这种对语音包络的神经追踪常与音节节奏性和音高周期性等声学特征的处理相关联。然而,目前尚未研究神经包络追踪的频率依赖性在多大程度上反映声学与语言语音单位的速率。本研究利用大规模脑电图(EEG)数据集(参与者聆听自然语音),通过相干性分析量化了宽调制频率范围内语音包络的神经追踪。相干性谱在低频δ波段(0.2-2 Hz)、θ-α波段(4-15 Hz)以及约45、95和175 Hz的高频处呈现显著峰值。我们证明该结构独立于音素、音节、单词的速率以及音高周期性。通过时间响应函数(TRF),我们进一步揭示γ频段(30-250 Hz)的神经包络追踪主要由两个神经发生器簇驱动,其潜伏期分别约为8毫秒和25毫秒,可能分别位于延髓脑干和丘脑皮质通路。这些结果共同凸显了不同神经机制与来源在塑造神经包络追踪中的相互作用,并为评估窄频段神经包络追踪的研究提供了重要的方法论与解释性考量。 |
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| 通过全基因组关联分析和细胞类型特异性转录组分析揭示帕金森病与精神分裂症之间的遗传重叠 | Sun, W. | 2026-06-16 | 背景:帕金森病(PD)与精神分裂症(SZ)虽在临床上表现不同,但存在重叠的症状和神经生物学特征。新兴遗传学证据表明这两种疾病存在共同的遗传成分。本研究旨在识别PD和SZ共有的新遗传位点,并进一步探究可能构成其共同病理生理机制的趋同分子通路。方法:我们采用代理表型方法结合贝叶斯统计方法,分析了大规模全基因组关联研究(GWAS)数据(SZ:55,193例患者与74,132例对照;PD:56,306例患者与1,417,791例对照),评估常见遗传变异的重叠性并增强遗传发现的统计效力。为阐明新发现的PD与SZ共享遗传位点背后的生物学机制,我们利用FOUNDIN-PD联盟(来自PD患者的416,216个高质量单细胞)诱导多能干细胞(iPSC)来源多巴胺能神经元的单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据,通过差异基因表达分析和基因本体(GO)富集分析,系统探究共享位点在疾病相关细胞环境中的功能意义。通过基于效应方向分层重叠SNP构建多基因风险评分(PRS)模型,预测蒂宾根帕金森队列(TUEPAC)的临床结局。采用MAGMA基因集富集分析识别各SNP集富集的细胞类型。结果:我们识别出PD与SZ共享的5个效应方向一致的SNP和9个效应方向相反的SNP。在这14个SNP中,11个与既往报道的PD GWAS显著位点存在连锁不平衡。此外,我们发现了三个新的共享SNP(rs2240921、rs11649804和rs9607782)与PD和SZ均相关。值得注意的是,RAI1基因的错义变异(rs11649804)成为两种疾病的共享遗传信号。差异表达分析和GO富集分析表明RAI1参与线粒体功能障碍相关生物学过程,凸显其在PD发病机制中的潜在作用。此外,PD_方向不一致PRS与非运动症状相关,且特异性富集于脑血管细胞类型表达的基因。结论:本研究为PD和SZ的共享遗传结构提供了新见解,揭示了此前未被识别的具有跨疾病相关性的位点。RAI1位点的功能表征提示线粒体功能障碍可能是神经退行性病变与精神病理学的共同生物学机制。此外,具有相反跨疾病效应的变异可能捕获了特异性导致非运动异质性的生物学通路。这些发现深化了我们对PD与SZ分子互作机制的理解,为识别共享治疗靶点开辟了新途径。 | |
| 任务状态解码器作为个体差异测量:来自工作记忆神经信号的证据 | Baranger, D. A. | 2026-06-16 | 背景 基于任务的功能性磁共振成像(tb-fMRI)可提供对大脑功能的实验控制性探测,但在识别可靠且具有行为意义的个体差异方面面临挑战。用于区分任务状态的解码器模型(即"神经特征")已被广泛用于表征心理过程,但其作为个体差异测量指标的效用仍待深入探索。方法 利用ABCD研究中9,024名早期青少年和人类连接组计划中1,051名年轻成人的数据,我们在情绪性N-back fMRI任务中提取了区分高/低工作记忆负荷的神经特征,该特征可捕捉全脑工作记忆相关神经资源招募的个体差异。结果 该特征在两个样本中均能稳健区分任务条件(AUC=0.88-0.95)。与青少年和年轻成人的标准区域脑激活估计值相比,特征表达具有更高的可靠性(ICC=0.43-0.53),并与任务表现、认知能力和精神病理学存在更大关联(||=0.02-0.53)。特征表现反映了任务诱发激活与个体差异效应之间的对齐程度。相较于直接预测行为结果的模型,神经特征在捕捉独特方差的同时实现了相当的预测性能,且达到方向一致的样本外关联(N=20 vs N=80-320)和最大样本外关联(N=320 vs N=2,560)所需训练样本量显著更小。结论 任务状态解码器(神经特征)可作为个体差异研究中实用且可解释的任务相关脑功能汇总指标。它们无需额外优化即可跨结果和样本良好泛化,并能在现有数据中直接提取。神经特征为量化任务诱发活动中与行为相关的变异提供了补充策略。 | |
| 南亚人群中的选择引导发现表明MAPT基因座与胰岛素抵抗相关。 | Pennarun, E. | 2026-06-16 | 南亚人口占全球总人口的25%,却占2型糖尿病(T2D)患者总数的33%(1)。尽管疾病负担沉重,他们在全基因组关联研究(GWAS)中的代表性仍然严重不足,这限制了对祖先相关疾病生物学的发现(2),进而阻碍了生物学认知和基因组学突破。本研究整合了13个南亚人群(3,4)近期正选择的全基因组信号与跨性状遗传关联数据(3,4),识别出1797个位于近期正选择区域的基因,并优先筛选出65个南亚共享基因。经选择优先化的基因座在最大跨祖先T2D-GWAS的可信集及与脂肪营养不良样脂肪分布、肥胖和胰岛素原生物学相关的分区多基因评分簇中显著富集。多性状精细定位恢复了包括RBM6和PEPD在内的已知T2D基因座,并在两个独立南亚队列(5-7)中鉴定出与肝脏胰岛素抵抗、红细胞特征及HbA1c相关的MAPT信号。这些发现表明,近期正选择信号可与遗传关联数据整合以优先筛选代谢相关基因座,为代表性不足人群的遗传发现提供补充路径。 | |
| 多种(而非孤立)的黄热病病毒相关正黄病毒免疫史会驱动寨卡病毒和登革病毒的抗体依赖性增强。 | Gallon, S. | 2026-06-16 | 抗体依赖性增强(ADE)是黄病毒属病毒感染中的主要关切问题,但多次病毒暴露如何影响增强风险仍不完全清楚。本研究整合巴西萨乌迪地区的血清监测数据与功能性免疫学分析,旨在阐明黄热病病毒(YFV)相关黄病毒属病毒免疫史对ADE表型的影响。通过微中和实验验证的血清复合物特异性抗前膜蛋白抗体谱分析,将血浆样本分为YFV单独感染组、YFV+DENV感染组和YFV+DENV+ZIKV感染组。在表达Fcγ受体的U937细胞中,YFV单独感染组血浆表现出最低的增强活性,而累积性黄病毒属病毒暴露则产生更广泛的异源病毒ADE表型。在IFNAR1-/-被动转移模型中,YFV单独感染组血浆未增强体内ZIKV或DENV2感染。相比之下,YFV+DENV感染组血浆增加了ZIKV病毒血症并加速死亡进程,而YFV+DENV+ZIKV感染组血浆则表现出浓度依赖性增强表型。综合而言,这些发现表明单独的YFV免疫不会导致ADE易感性,而累积性黄病毒属病毒暴露产生的抗体库能够在体内产生浓度依赖性增强效应。 | |
| 一项关于被收养和寄养儿童早期逆境、安置史及产前暴露的多模态临床数据集 | Sullivan, C. R. | 2026-06-16 | 我们构建了一个多模态临床数据集,涵盖2014年至2024年间在明尼苏达大学领养医学诊所(AMC)评估的3,685名以上儿科患者的人口统计学信息、安置史、产前物质暴露(PSE)、出生特征、不良童年经历(ACE)、国际疾病分类(ICD)诊断及实验室结果。数据通过结合手动与自动化提取方案,依据标准化操作程序从电子病历中整理而成。该数据集整合了结构化电子病历字段(包括神经心理学、实验室和诊断信息)与手动提取的ACE评分、PSE史及安置史字段。我们概述了所代表人群的特征,并描述了数据集的结构、变量定义及验证流程。这一资源有助于研究早期逆境对医疗和发育结局的影响,并提供了领养与寄养儿科人群中规模最大的标准化临床安置史、PSE及ACE数据集之一。 | |
| 寄养和收养个体中不良童年经历的心理健康结果:基于电子健康档案数据对已知风险的验证 | Randolph, A. | 2026-06-16 | 背景 不良童年经历(ACEs)是指早期生活中发生的创伤性或不良事件,可能对行为、情感和心理功能产生持久影响。先前研究表明,ACEs通过阈值、累积和个体特异性风险模式与后续精神科结局相关。然而,很少有研究同时采用这三种模型来检验ACEs与收养或寄养史个体中诊断的精神障碍之间的特定关联。 方法 我们进行了一项横断面回顾性研究,使用了2014年至2024年间在明尼苏达大学收养医学诊所就诊的0-21岁寄养和收养患者的电子健康记录数据。提取的指标包括ACE史、人口统计学信息和精神科诊断。我们采用潜在类别分析和逻辑回归来识别逆境聚类,并估计其与精神科诊断领域的关联,同时调整性别和初次就诊年龄。 结果 ACEs在精神科领域表现出阈值模式,较高的ACE计数与更高的精神科诊断几率相关。个体风险模型显示,暴露于虐待或暴力与更高的精神科诊断几率相关。在累积和个体风险方法中,焦虑障碍、情绪障碍以及行为或情感障碍对逆境的敏感性最高。 结论 当前的ACE模型可能无法完全反映青少年中诊断的精神障碍所体现的神经发育影响,尤其是在寄养和收养个体等高危群体中。在一个大型临床样本中,我们的研究结果支持ACEs与后续精神科诊断之间存在细微关联,并强调了针对寄养和收养人群制定以ACE为重点的评估、预防和治疗策略的必要性。 | |
| 致痫性改变海马内尖波涟漪的传播 | Chen, Y. | 2026-06-16 | 目的:追踪高频振荡(HFOs)的传播有助于定位致痫区域并改善手术预后。我们研究了海马致痫性如何影响其产生的HFOs的传播特性。方法:我们分析了49例患者(68个半球)经确认海马接触点的非快速眼动睡眠立体脑电图。根据兴奋性对海马进行分层:28个癫痫发作起始区(SOZ)、22个刺激性更强的非SOZ(>6次发作间期癫痫样放电[IED]/分钟)和18个刺激性较弱的非SOZ(<6次IED/分钟)。为分离显著的HFO传播通路,我们构建了经验性时间网络(最大潜伏期150毫秒),并通过1000次置换生成的替代数据验证。随后比较了各组中源自海马接触点的统计显著传播性HFO比例。结果:我们分析了振荡上的波纹(RonO,80-250 Hz)和振荡上的快波纹(FRonO,250-600 Hz)。FRonO(而非RonO)在海马SOZ接触点中的发生率显著高于非SOZ接触点(p<1e-9)。海马内RonO传播比例在刺激性较弱的非SOZ中最高,显著高于刺激性更强的非SOZ(p<0.05)和SOZ(p<0.001)。各组间未发现RonO或FRonO传播比例的其他差异,包括向其他内侧颞叶结构或新皮层的扩散。意义:刺激性较弱的非SOZ组织中海马内RonO传播比例高于致痫性海马。仅通过信号特征区分生理性与病理性RonO仍具挑战性。我们的研究表明这两类并非截然不同;相反,RonO信号及其潜在的海马基质可能存在于从生理到病理的连续谱系中。此外,RonO传播可作为量化海马致痫性的新指标。 | |
| 聚焦于壳核的间歇性θ爆发经颅时间干涉刺激改善帕金森病运动功能——一项随机对照试验 | Stalter, J. | 2026-06-16 | 经颅时间干扰刺激(tTIS)是一种非侵入性方法,旨在靶向基底节等深部脑区而不影响表层皮层区域。本研究探讨了间歇性θ爆发刺激(iTBS)tTIS对帕金森病(PD)症状严重程度及运动学习行为的影响——该疾病与基底节功能障碍密切相关。我们假设作用于右侧壳核的iTBS tTIS能缓解PD症状并改善对侧手部运动学习能力。这项随机双盲交叉试验纳入19名PD患者(平均年龄64岁,男性14名)及19名年龄性别匹配的健康对照者(平均年龄68.6岁)。每位参与者均获取结构MRI数据,并通过个体化电场模拟预测右侧壳核的场强。运动障碍学会统一帕金森病评定量表运动部分(MDS UPDRS III)作为主要结局指标,交替手指敲击任务(aFTT)及序列手指敲击任务(sFTT)评估的运动学习作为次要结局指标。ITBS tTIS显著降低PD患者的MDS UPDRS运动评分,且刺激引起的运动表现变化与靶向壳核区域的电场强度相关。两组均未发现对运动表现或运动学习的影响。这些结果表明iTBS-tTIS作为PD深部脑刺激的非侵入性方法具有潜在价值。 | |
| 全基因组范围内体脂分布GWAS与皮下脂肪eQTL的共定位分析识别出SNX10、DGKQ和CBX3作为心血管代谢疾病的候选因果基因。 | Iqbal, M. S. | 2026-06-16 | 背景:全基因组关联研究已识别出数百个与体脂分布相关的基因座,但这些变异发挥作用的因果基因及调控机制仍大多未知。表达数量性状位点共定位分析为识别与复杂性状存在遗传共调控的基因提供了有力框架。方法:我们整合了694,649名个体的腰臀比(经BMI校正)GWAS汇总统计数据和基因型-组织表达项目v8中皮下脂肪组织的eQTL数据,开展了全基因组共定位分析。通过将GWAS坐标从GRCh37转换至GRCh38实现与GTEx数据的直接比对。我们引入CAVIAR精细定位结果以突破FDR显著eQTL筛选的局限性,采用近似贝叶斯因子框架对335个独立的全基因组显著位点进行共定位评估。结果:在测试的2,897个位点-基因对中,489个(16.9%)显示强共定位证据,618个(21.3%)显示中等证据。最强共定位信号来自SNX10(分选连接蛋白10;PP.H4=1.000),该基因近期被证实为脂肪细胞分化和雌性特异性饮食诱导肥胖的调控因子。其他重要发现包括DGKQ(二酰甘油激酶θ;PP.H4=0.9999999)——胰岛素抵抗的新兴药理靶点,以及CBX3(染色质盒蛋白3;PP.H4=0.9999974)——与心血管疾病相关的表观遗传调控因子。已确立的肥胖相关基因GRB14(PP.H4=0.681)和KLF14(PP.H4=0.590)被成功验证,证实了方法的可靠性。多个位点呈现广泛等位基因异质性,其中50个基因在3号染色体单一基因座发生共定位。结论:本研究绘制了体脂分布遗传风险相关的脂肪组织基因调控机制综合图谱。SNX10、DGKQ和CBX3被鉴定为高置信度候选因果基因,这将推动GWAS关联结果向肥胖相关心血管代谢疾病机制解析及治疗靶点开发的转化。 | |
| 基于诊所和社区的结核病筛查方法对人群水平的预期影响及成本效益分析 | McCreesh, N. | 2026-06-16 | 南非国家卫生部设定了扩大结核病检测的宏伟目标,主要聚焦于就诊人群。在结核病防治资金持续缩减的背景下,需确定最具成本效益的靶向检测策略。我们构建了南非结核病数学模型,明确纳入按性别及HIV/ART状态分层的就诊行为。模拟了2026-2035年间六种筛查方案(单独及组合实施):三种基于诊所的方案(症状筛查、强化靶向全民结核病检测[TUTT,对关键风险群体就诊者进行无症候痰检]、允许唾液样本的强化TUTT)与三种社区靶向方案(社区影像筛查、症状筛查、通用Xpert Ultra检测),每种方案均设置不同覆盖率层级。模型输出结合机制性成本函数,从社会视角评估潜在影响与成本效益。最具成本效益的独立方案为年度人口覆盖率10%的社区影像筛查,其增量成本效益比(ICER)为每避免一个伤残调整生命年(DALY)421美元。扩展路径上的10/11种情景均包含逐步提高覆盖率的社区影像筛查,并联合诊所方案。相较于独立方案,组合互补策略(如覆盖结核病高风险群体的诊所筛查与覆盖低筛查覆盖群体的社区筛查)可提升结核病筛查成本效益。设计结核病筛查策略时,需同时考量人群风险与现有筛查覆盖率。 |