跳转至

2026-07-31 每日论文

来源 独立页面
arXiv arXiv
bioRxiv bioRxiv
medRxiv medRxiv

arXiv

标题 作者 发布日期 PDF链接 摘要
学习追踪塞伯格对偶 Jonathan J. Heckman 2026-07-30 PDF 对偶性在建立广泛物理系统中的微观现象与涌现现象中扮演着重要角色。然而，在实践中，即使所有“游戏规则”众所周知，确定两个系统是否对偶往往在计算上具有挑战性。换言之，面对两个系统时，如何高效地确认它们实际上是对偶的？在本文中，我们利用机器学习方法来解决超对称箭图规范理论中的塞伯格对偶问题。从数学角度看，这涉及建立箭图的突变，而这又是“学习解结”主题的一种变体。一方面，这引导我们开发出一个实用工具，用于确定不同对偶性的计算复杂度。另一方面，它也使我们能够研究不同网络架构如何学习追踪塞伯格对偶。我们发现，对于具有适度数量箭图节点（约$10$个）的箭图，由变换器和多层感知器组成的各种网络架构往往优于确定性算法。通过补充成熟的路径查找算法（本质上是“箭图的谷歌地图”）来增强网络，可以进一步提高搜索策略的效率和准确性。我们预期，这类问题可以作为前沿AI模型应用于理论物理的有用基准。
ReToken：一种用于提升视觉-语言模型视觉检索能力的单一令牌 Yao Xiao 2026-07-30 PDF 长视觉上下文对视觉-语言模型构成挑战：随着干扰项数量的增加，性能下降，且在GPU内存限制下，一次性处理所有令牌在计算上不可行。我们提出ReToken，一种单一可学习嵌入，作为显式检索目标进行训练，从预填充的视觉KV缓存中选择一组稀疏的、与查询相关的视觉令牌。仅在小规模图像问答数据集上训练，ReToken在图像和视频基准测试中均取得一致提升：在Visual Haystacks上，它使Qwen3VL-8B提升13.4个百分点，InternVL3.5提升12.4个百分点（相对提升超过20%）；在LVBench上，它零样本迁移至长视频，为Qwen3VL-8B带来8.0个百分点的增益。得益于其轻量设计，训练和长视频推理均可在单个H100上完成。代码可在以下网址获取：https://github.com/avaxiao/ReToken
ACE-Data-0：以人为中心的泛在感知作为具身数据引擎 Yukang Cao 2026-07-30 PDF 具身智能面临一个根本性的数据瓶颈。模型必须捕捉第一人称感知、全身运动、灵巧操作、物体状态、声音和触觉如何随着人类在时间推移中追求目标而共同演化。现有数据集将这些体验分散在不同的视角、模态或空间尺度上，使得完整的感知-行动环路仅被部分观测。我们引入了环境捕捉引擎（ACE），一个以人为中心的数据引擎，将真实家庭环境转变为空间校准、时间同步的录制工作室。ACE在两种互补的尺度上运行：桌面级配置捕捉手-物操作，而房间级配置捕捉全身运动、移动以及在家具齐全的家庭中的交互。ACE记录自我中心和多视角外部视频、全身和关节化手部运动、物体几何和六自由度轨迹、音频和触觉信号，作为统一的多感官流。利用ACE，我们构建了ACE-Data-0，包含150小时和1700万视频帧，覆盖200个任务类别，由50名参与者在2个环境中执行，总计75,000个交互片段。该数据集涵盖原子操作、长时程家务活动链以及人-场景交互，同时通过目标级而非逐步指令保留自然行为变异。我们进一步引入了一个分层基准，从信号进展到场景组件，再到交互。对最先进方法的评估揭示了在接触、遮挡、自我运动和长时间跨度下的显著差距。ACE-Data-0提供了同步的人类演示，带有对齐的感知、运动和接触监督，为模仿学习、世界模型、视觉-语言-行动系统和具身AI提供了可扩展的基础。
PhiZero：围绕物理语言构建的世界模型 Shuyao Shang 2026-07-30 PDF 我们介绍PhiZero，一个围绕物理语言构建的物理世界模型，物理语言是一种世界状态转换的紧凑离散表示。现有的物理世界模型通常直接在像素空间中预测未来视频，将底层世界动态隐含在高维视觉预测器中。受人类从视觉经验中抽象预测结构并将其组织为自然语言进行显式推理的能力启发，我们通过自监督从野外视频中学习物理语言，并用它来显式推理物理世界如何演化。相应地，PhiZero采用先推理后渲染的范式：它首先将未来世界演化推断为物理语言序列，然后将推断的转换渲染成视频。在生成和理解基准上的广泛实验验证了PhiZero建模物理一致世界演化的能力。我们进一步展示了其在现实和交互式世界建模、细粒度动作条件模拟以及零样本运动迁移方面的潜力。
PAC-MAN：感知感知CBF-RL用于人形躲避球中的全身安全 Lizhi Yang 2026-07-30 PDF 我们提出了PAC-MAN，一个感知感知的CBF-RL框架，它将控制障碍安全性与部署现实的机载感知相结合，用于全身人形躲避球。部署的策略仅通过头戴式摄像头的分割掩蔽深度看到球，而训练时的CBF指导则代表每个身体链接的间隙，并且对抗性运动先验正则化由此产生的躲避反射。我们在一个受控的任意链接接触基准上进行了评估，该基准使用两种模式的种子投掷：单次投掷和部署循环，其中机器人走回其站点并在投掷之间恢复。在此基准上，该策略的表现接近特权状态预言机：仅固定机载摄像头就足以进行躲避。我们发现，有用的障碍结构取决于感知可观测性：联合CBF在准确的球状态下表现最佳，在固定摄像头观测下仅作为训练指导时性能下降，并通过球跟踪云台或特权运行时滤波器恢复。因此，我们在真实世界的Unitree G1上零样本部署了一个轻量级链接CBF策略，它能容忍不完美的感知，在95%的投掷中成功，并使用语义分割来躲避不同的球。
AskChem：面向化学文献综合的以声明为中心的基础设施 Bing Yan 2026-07-30 PDF 化学文献综述通常需要整合分散在众多出版物中的具体发现，然而现有的文献检索系统主要返回排序后的文档列表。因此，科学家和AI代理需要自行定位相关信息、验证其来源，并手动整合跨论文的答案。我们提出了AskChem，一种以主张为中心的跨论文化学检索基础设施。AskChem将检索单元从论文转变为携带来源的主张：每篇论文被转化为原子化、类型化的主张，每个主张都基于来源DOI和逐字引用或明确的证据定位符。在这一共享主张存储之上，AskChem提供了互补的检索与综合结构：一个稳定的分面分类法用于层级检索和浏览，一个通过关系连接主张的证据图，以及一个将索引论文置于科学原理下的探索性动态分类法。AskChem目前索引了来自147K篇论文的240万条主张，并提供网页界面，以及面向AI代理的REST、SDK和MCP访问。在AskChem-Bench上，将GPT-5.5阅读器基于AskChem进行检索，可实现100%可解析的DOI，而无检索时为88.3%，并且在五个测试系统中拥有最高的引用密度。AskChem已上线，网址为https://askchem.org。
AISPA：面向大型语言模型应用的以用户为中心的系统提示审计 Xiangning Lin 2026-07-30 PDF 系统提示词是由开发者配置的指令，用于管理AI应用中基础模型的行为。它们在商业AI产品中广泛使用，但很少向公众或监管机构公开，这在AI系统的广泛部署中造成了严重的信任和问责缺口。本文介绍了人工智能系统提示词保障（AISPA），一个以用户为中心的框架，用于系统审计AI系统中的系统提示词。AISPA检查系统提示词的特定部分，并沿八个对用户重要的维度进行评估。我们随后使用此框架审查了88个商业AI产品中系统提示词的3,249条指令，将每条指令分类为保护性（对用户）或问题性。我们的审计揭示了四个核心发现。首先，系统提示词设计在不同产品和开发者间差异显著，一些组织每个产品平均包含超过60条保护性指令，而其他组织平均少于5条。其次，保护性指令被广泛采纳但范围浅显：98.9%的产品至少包含一条，但仅24%覆盖了AISPA分类法的所有八个维度。第三，系统提示词持续变长且更注重保护用户，表明用户保护在商业提示词设计中正成为更明显的关注点。第四，尽管有这些进展，问题性指令仍然普遍存在：大约40%的产品包含至少一条违背用户利益的指令，且保护性和问题性指令经常在同一提示词中共存。我们的发现强调了在商业AI产品中提高系统提示词透明度、标准化和独立监督的必要性。
Chimera：混合视觉扩散Transformer的设计与Chinchilla缩放 Chongjian Ge 2026-07-30 PDF 视觉生成日益需要高分辨率图像、长视频和多模态上下文，这使得全注意力的二次成本变得难以承受。我们引入了Chimera，一种混合视觉扩散骨干网络，并配以原则性的缩放策略。Chimera在一个无位置嵌入的光栅顺序流中处理文本、图像和视频令牌。它结合了Kimbi Delta Attention（KDA）用于长上下文状态跟踪，复杂度为O(N)，交错的多头潜在注意力（MLA）用于直接全局交互，以及模态感知的短卷积用于局部时空上下文。稀疏专家混合（MoE）层在控制激活计算的同时扩展容量。为了缩放这种异构架构，我们提出了HeteroP，一种模块级方案，根据每个张量的功能扇入和模型深度，在宽度和深度间转移超参数。HeteroP产生一个一致调优的家族，用于拟合类似Chinchilla的计算最优法则，涉及激活模型大小、训练令牌数和图像-视频数据比例。依据这些法则，我们训练了一个具有20亿激活参数的110亿参数Chimera模型。实验显示三个结果。首先，以预训练扩散损失衡量，密集骨干网络比匹配的全注意力Wan-2.1 2B基线计算效率高1.7倍，而完整系统达到7.3倍。其次，无需长度特定微调，Chimera从5秒训练片段零样本外推到30秒视频，最后五秒仅出现6.5%的FID退化。第三，拟合法则显示，计算最优的图像预训练在激活模型大小和训练令牌数之间几乎均匀分配计算，而视频预训练在更高预算下适度偏向模型大小。这些结果为设计和缩放高效长上下文扩散架构奠定了基础。
OSReward：为跨平台计算机使用奖励模型建立标准化评估 Qiushi Sun 2026-07-30 PDF 计算机使用智能体（CUA）在数字世界中迅速发展。CUA轨迹记录了智能体的动作、状态和推理过程。验证其是否完成了任务指令，是CUA评估、数据整理和强化学习的核心。人工编写的验证器或人工标注者无法大规模提供此类验证，因此该领域越来越多地转向视觉语言模型（VLM）作为CUA轨迹的评判者。但一个基本问题长期未被审视：这些VLM评判者是否足够可靠？为系统研究此问题，我们引入了OSReward，一个真实、高质量的基准，用于评估VLM评判者在CUA轨迹上的表现。轨迹来自多样化的智能体骨干，执行跨平台的人工验证指令，并通过多阶段人工标注严格标记了地面真值判定。在此基础上，我们衍生出OSReward-Hard，一个聚焦于真正困难案例的挑战集，以及OSReward-Multi，用于细粒度的效率和一致性评分。迄今为止最全面的VLM评判者评估发现，即使是最先进的模型也未能达到理想评判者的标准，存在系统性宽松偏差，将失败运行误标为成功。少数足够可靠的模型因成本过高而无法大规模运行，而价格适中的开源模型则远远落后。为弥合这一差距，我们构建并发布了OS-Shepherd-100K，一个为CUA社区提供的带推理注释的轨迹判断开放语料库。在此基础上，我们训练了OS-Shepherd（9B和35B），这些开源奖励模型提供低成本、稳定且可靠的奖励信号，以30-60%低于前沿模型的成本匹配商业评判者。广泛的分析进一步为大规模可靠CUA奖励的设计提供了信息。我们的代码、基准、数据集和模型检查点可在https://os-copilot.github.io/OSReward-Home/获取。
KAISEN：临床风险模型的可复现亚组公平性审计 Sparsh Roy 2026-07-30 PDF 临床风险模型通常能实现较强的总体性能，但在不同患者亚组间的错误率却存在显著差异。为捕捉这一问题，已有审计流程被提出，但其各组成部分很少经过压力测试，因此尚不清楚审计的哪些环节在何种条件下可被信赖。我们提出KAISEN，一个五阶段审计流程，涵盖亚组分层、差异度量、机制诊断、事后缓解和漂移监测，并在一个包含16种疾病任务、来自“健康人群2030”的15个社会决定因素轴及三个预设交叉点的合成基准上评估至失效点。四项发现如下。(i) 显著性追踪各轴差距与其自身最小可检测效应：15个轴上显著性计数与原始均等化赔率差（EOD）的秩相关为rho = 0.56，当EOD按该下限标准化后升至rho = 0.78。(ii) 分组阈值优化在48次保留运行中全部降低EOD（配对delta = -0.285，95% CI [-0.313, -0.252]），而分组Platt缩放——作为更好的校准器——在EOD上表现如抛硬币（48次运行中19次改善，95% CI [0.26, 0.55]），平均效应接近零，因此审计应报告的是方差而非平均值。(iii) 机制诊断在144个受控案例中全部正确分类，但在代理变量错误设定下未能恢复48个模型驱动案例中的任何一个，且无任何失败信号。(iv) CUSUM失效和误报追踪队列实现远多于疾病：在参考阈值下，所有27个误报和8个漏检偏移中的7个来自不同种子（卡方p = 0.002），因此在一个队列上调优的阈值无法迁移。所有结果均为合成数据且已知真实标签，不确立临床有效性。复现每个数字的代码、工件和脚本均已发布。

bioRxiv

标题 作者 发布日期 PDF链接 摘要
细菌通过三种不同的感应器劫持宿主代谢物以协调感染 Liu, Q. 2026-07-31 PDF 抗菌素耐药性危机要求我们制定超越传统杀菌策略的新方案。在此，我们证明假结核耶尔森菌能够截获宿主间信号分子mesifurane，该分子模拟群体感应信号AI-2。mesifurane并非通过单一受体发挥作用，而是被三类受体——YcrA、NarX和CusR——直接且独立地感知，这些受体汇聚于一个“感知、武装、招募”程序。YcrA驱动向宿主细胞的趋化运动；NarX-NarP授权T6SS介导的杀伤；CusR则放大AI-2的产生以招募更多细菌。YcrA在革兰氏阴性病原体中保守存在，构成治疗上的脆弱点。苏拉明钠作为一种重新定位的药物，可阻断YcrA，从而在不抑制生长的情况下解除这一回路。在小鼠脓毒症模型中，苏拉明钠对WHO关键优先级病原体（包括耐碳青霉烯的鲍曼不动杆菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌）赋予80-90%的生存率，即使在感染后延迟8小时给药也有效，且不诱导耐药性。这些发现表明，干扰感官感知而非生存能力，提供了一种绕过耐药性并施加最小选择压力的抗感染策略。
下丘脑少突胶质细胞通过Notch依赖的状态转换调节全身能量平衡 Hankeova, S. 2026-07-31 PDF 胶质细胞调控全身代谢的中枢机制仍知之甚少。在此，我们鉴定下丘脑少突胶质细胞谱系中的Notch信号为先前未识别的全身能量稳态调节因子。药理学抑制Notch配体Jagged1（Jag1）和Jagged2（Jag2）可在多种生理和代谢背景下诱导快速且可逆的体重减轻，且不依赖毒性或热量摄入。单核转录组分析确定下丘脑少突胶质前体细胞（OPCs）为系统性Jag1/2抑制后主要的Notch响应群体，并揭示代谢特化的GPR17中间状态的扩增，该状态以增强的氧化代谢和与下丘脑神经元预测通讯增加为特征。这种胶质重塑伴随AgRP神经元的禁食样转录重编程、黑皮质素-自主神经回路活性的重组以及外周分解代谢程序的激活。重要的是，下丘脑OPCs中Notch1/2的选择性缺失重现了系统性Jag1/2抑制的主要生理和代谢效应，确立少突胶质细胞Notch信号为全身代谢的因果调节因子。综上，我们的发现确立了Notch依赖性少突胶质细胞状态转变作为连接胶质可塑性与全身能量稳态的先前未识别机制。
代谢脑网络在稀疏连接的基线与高度整合的状态之间切换，以支持认知功能。 Deery, H. 2026-07-31 PDF 人脑通过在大规模功能网络状态之间快速切换来实现认知灵活性。尽管网络状态切换被认为是一个能量需求较高的过程，但支撑状态切换的直接代谢和神经化学基础尚未被表征。在此，我们结合功能性FDG-PET（fPET）成像和滑动窗口分析，表征了85名健康成年人（20-86岁）的代谢网络状态切换。在整个动态fPET扫描过程中，识别出四种反复出现的代谢网络状态：一种高度普遍、连接稀疏的基线状态，以及三种短暂的、全局整合的认知控制和注意网络状态。认知表现依赖于调动整合且代谢高效的联想系统状态的能力。这种灵活的网络切换直接由底层区域葡萄糖信号的瞬时动态范围所促成，该范围支持大脑偏离基线，并使得在高阶认知支持的网络状态中停留时间延长。神经递质分析揭示了一个低维的神经化学层级结构，主导动态网络状态，以以内源性大麻素、代谢、血清素能和GABA能系统为主轴。偏离这一稳定轴线的动态变化由专门的去甲肾上腺素能状态切换门控控制。动态代谢网络架构在老年人中也表现出减弱，他们表现出网络灵活性丧失，并被锚定在稀疏连接的基线状态上。这些发现表明，功能网络状态切换是大脑代谢架构的一个涌现特性，且大规模神经网络的组织受能量和神经化学原则约束。这一理解可能为大脑衰老、神经退行性疾病和精神疾病状态的代谢基础提供关键的新见解。
持续威胁下神经降压素对探索驱力的制动作用 McDougle, M. 2026-07-31 PDF 回避行为是一种适应性反应，通过延迟探索以促进生存。回避行为因心理压力而增强，并且是许多神经精神疾病的标志。控制回避行为的神经回路，通过整合压力刺激并调节探索行为，尚未得到充分研究。阐明这一高度保守现象的功能动态及其回避行为的潜在神经机制，是一个重要的开放性问题，与理解先天行为和神经精神疾病均相关。利用捕食者气味作为先天性的慢性压力源以增强小鼠的回避行为，我们识别出外侧隔核（LS）中的一个神经群体，该群体整合威胁信息并调节探索潜伏期。自由探索小鼠中的钙记录结合基于活性的转录组学揭示，捕食者响应性LS神经元为GABA能并表达神经降压素（LSNT）。此外，单核RNA测序分析显示，在捕食者响应性神经元中，富含NT的抑制性簇占主导。LSNT神经元的慢性激活在无捕食者气味的情况下诱导回避行为，而该群体的突触沉默则消除捕食者增强的回避。利用转基因小鼠模型不可逆地标记捕食者响应性神经元，我们定义了将捕食者气味信息编码连接至外侧下丘脑的下游回路。投射特异性激活LSNT-LHA神经元重现了小鼠中压力诱导的回避行为。最后，我们证明从LS神经元中删除神经降压素可阻止捕食者气味对探索的影响。综合这些发现，我们识别出一个遗传和投射定义的、自上而下的回路，将边缘系统神经降压素能系统与小鼠的慢性心理压力和回避行为联系起来。
Rett综合征中星形胶质细胞至神经元胆固醇转运受损驱动突触功能障碍 Postogna, F. M. 2026-07-31 PDF Rett综合征（RTT）是一种严重的X连锁神经发育障碍，由MECP2基因的功能缺失突变引起，其特征是神经元成熟和突触连接性的严重损害。越来越多的证据表明，星形胶质细胞功能障碍通过非细胞自主机制参与RTT的发病机制，尽管星形胶质细胞-神经元通讯缺陷背后的分子通路仅被部分理解。星形胶质细胞是大脑中胆固醇的主要来源，并通过含有ApoE的脂蛋白供应胆固醇来支持神经元成熟和突触功能。尽管RTT中已有脑胆固醇代谢改变的报道，但其潜在的细胞机制及其功能后果仍研究不足。在此，我们研究了Mecp2敲除（KO）星形胶质细胞中的胆固醇稳态及其对神经元-星形胶质细胞通讯的影响。Mecp2 KO星形胶质细胞表现出转录调节因子Srebp2的核定位减少，同时参与胆固醇生物合成和转运的基因下调。这些分子改变与细胞内胆固醇和链甾醇积累、Abca1表达减少以及ApoE脂化缺陷相关，尽管ApoE表达和胆固醇分泌得以保留。重要的是，在急性分离的星形胶质细胞和Mecp2缺陷小鼠的大脑皮层中也检测到类似的改变，表明胆固醇稳态受损不仅限于体外模型。在功能上，星形胶质细胞条件培养基的胆固醇补充挽救了Mecp2 KO星形胶质细胞诱导的野生型神经元突触缺陷。此外，胆固醇处理恢复了Mecp2杂合（HET）神经元的前突触和后突触密度，以及轴突初始段长度。总之，这些发现确定了星形胶质细胞向神经元的胆固醇转运缺陷是RTT中神经元功能障碍的关键机制，并提示旨在恢复胆固醇功能可用性的策略可能代表RTT的一种有前景的治疗途径。
早期青少年期逆境与海马宏观及微观结构的不同空间关联 Marsiglia, M. 2026-07-31 PDF 青少年逆境与海马结构改变有关；然而，不同形式的逆境是否与其沿前后轴和近远轴的组织结构存在不同关联仍不清楚。在此，我们研究了来自ABCD研究的5,263名早期青少年中不同类型逆境与海马多种结构特性的关联。海马宏观结构通过体积、厚度和脑回化来表征，而T1w/T2w比值作为微观结构的体内代理指标。逆境在家庭层面通过关于家庭环境和养育方式的问卷进行评估，在社会经济层面使用收入需求比和通过区域剥夺指数测量的邻里劣势进行评估。每种逆境类型的关联在多元分析中分别检验，累积逆境暴露在单变量模型中检验。海马特征使用HippUnfold获得，这是一种先进的自动分割方法，考虑了个体间折叠变异性，并在全局以及海马前后轴和近远轴上进行分析。社会经济测量显示与整个海马及两个解剖轴上的海马宏观结构存在广泛关联，而与T1w/T2w比值的关联有限，仅在前-后轴上观察到邻里劣势的关联。累积逆境暴露与CA1和下托在体积、厚度和脑回化方面的改变一致相关，但与T1w/T2w比值无关。综合来看，这些发现表明不同类型的逆境在互补的海马宏观和微观结构特征上表现出不同的空间关联，突显了发育中海马对环境逆境易感性的区域差异。
突触印迹是记忆的基础 Han, D. H. 2026-07-31 PDF 记忆编码细胞，即印记细胞，在大脑中稀疏分布。近期研究发现，记忆形成与印记细胞群之间区域间突触连接的增强同步发生。然而，这种学习诱导的突触重组是否因果性地支持记忆，独立或与异突触及内在可塑性协同作用，仍不明确。在此，我们开发了光学实现的尖峰时序依赖性可塑性（oSTDP），通过控制突触前和突触后活动的相对时序，选择性地在目标突触诱导突触抑制。将oSTDP在体内应用于内嗅皮层（EC）与齿状回（DG）印记细胞之间的突触，导致显著的突触抑制及随之而来的记忆损伤。我们的结果表明，记忆编码群体间功能连接的塑性因果性地支撑记忆。
突触外耦合改善了神经群体编码 Banaie Boroujeni, K. 2026-07-31 PDF 神经元共享一个细胞外介质，因此每个动作电位的电流都会建立一个局部场，该场反馈到邻近细胞的膜电位上，这种相互作用被称为电突触耦合。局部场通常通过外部施加来研究，例如通过细胞外电极注入正弦电流，这会带动并同步放电。然而，内源性场，即由网络自身放电自发生成的场，是一种不同的现象，其功能作用仍不清楚，因为在不沉默产生它的神经元的情况下无法将其移除。我们构建了匹配的尖峰网络，分别带有和不带自洽的内源性场，以及一个速率匹配的对照组，以将场与放电率分离。结果表明，场的起源决定了其效应。网络为自身生成的场使群体去相关，扩展了其维度，并改善了解码，而相同的外部施加场则相反，使群体同步并降低编码性能。这种益处跨越空间和时间编码任务均保持，并在速率匹配后依然存在。一个闭式理论将去相关与场作为神经元共享慢成分的空间滤波器联系起来。为了在皮层中寻找这一现象，我们分析了多片记录，显示一个神经元的尖峰在未连接的邻居中留下了距离依赖的痕迹，我们通过相同的场模型重现了这一点。因此，自生成场并非副产品，而是一种无需布线即可改善群体编码并重塑神经群体动力学几何结构的机制。
神经纤维瘤蛋白的缺失通过发育关键期的影响改变成年期代谢 Steele, C. 2026-07-31 PDF 代谢改变通常伴随神经发育障碍，并可能参与其病理生理过程。1型神经纤维瘤病（OMIM 162200）是一种由NF1基因及其编码的神经纤维瘤蛋白（Nf1）突变引起的遗传性疾病。该疾病涉及多系统，影响发育、生理和脑功能的多个方面。此外，近期证据表明，Nf1缺乏在人类和动物模型中均改变代谢功能。代谢改变是否源于神经发育变化尚不清楚。在此，我们在黑腹果蝇中探讨这一问题，该物种表达保守的NF1基因，表现出类似人类疾病的表型，并与人类共享关键发育机制。携带nf1突变或RNAi介导敲低的果蝇在成年期表现出代谢改变。条件性Nf1失活揭示，成年代谢表型源于神经元在发育关键期（三龄幼虫/蛹期）的Nf1缺失，该时期对应神经系统成熟阶段。在发育关键期之前，nf1突变体未表现出代谢差异——相反，代谢改变仅在关键期之后出现。这表明成年表型源于关键期发育改变的发生。对成年线粒体的高分辨率呼吸测定显示，nf1突变体与对照组在复合物I/II功能或脂肪酸氧化方面无差异，提示代谢改变在细胞水平上定位于电子传递链上游。总体而言，这些数据表明，Nf1缺失通过神经系统发育关键期的影响改变成年代谢。
记忆编码通过持久的染色质重塑重编程神经元转录反应 Ke, Y. 2026-07-31 PDF 哺乳动物大脑的长期记忆回路整合了先前和新的经验信息。内侧前额叶皮层（mPFC）在此过程中起关键作用，能在啮齿动物中可靠存储信息数周至数月，在人类中则可持续数年。为在这些延长的时间尺度上维持信息，远程记忆的神经编码涉及持久的突触、转录和表观遗传变化，这些变化超越了记忆存储最初几分钟到几小时内发生的瞬时分子激活形式。然而，这些持久效应是否包括染色质结构的长期改变，以及染色质状态主要反映先前的神经激活事件还是重新调整对未来激活事件的转录反应，仍属未知。在此，我们展示了在记忆初始形成期间参与的mPFC神经元，在记忆存储的前四周内经历染色质可及性的渐进变化，这证明了在后续记忆检索期间激活的遗传程序发生了长期修饰。我们的实验涉及对情境恐惧条件反射激活的小鼠mPFC印记神经元进行遗传捕获和单细胞多组学测序分析。在没有后续记忆回忆的情况下，与记忆存储相关的染色质结构变化在恐惧条件反射后第7天和第28天的基因表达模式中仅得到适度反映。然而，在记忆回忆时，遗传捕获的印记神经元执行了与同遗传类型其他神经元不同的转录程序，这表明远程记忆存储期间产生的染色质重排改变了印记神经元对新经验响应的转录控制逻辑。这些对转录程序的元可塑性变化优先影响基因调控和转录后控制机制，显著富集与神经发育和细胞状态调控相关的转录因子基序，并下调神经元对未来兴奋的转录反应。因此，印记神经元中的染色质结构变化并非仅仅保留先前学习的分子记录，而是在数周时间尺度上发生，并部分重新利用保守的调控机制来抑制这些神经元进一步参与信息存储的程度。基于这些发现，我们提出染色质结构变化提供了神经计算的慢时间尺度成分，减少了不同记忆表征之间的干扰。

medRxiv

标题 作者 发布日期 PDF链接 摘要
体温差异驱动性别特异性免疫反应 Maloney, E. 2026-07-31 PDF 人体体温存在性别二态性，女性平均比男性高0.1-0.5摄氏度。体温还与免疫反应相关，通过高度保守的发热和热休克通路发挥作用。我们假设细微的温度变化可能介导免疫反应中的性别差异，并具有潜在临床意义。为验证此假设，我们分析了来自Milieu Interieur队列的975名健康成年人，确认了性别和年龄对稳态体温的影响。在36-38摄氏度的狭窄范围内，我们观察到与基线和诱导免疫反应相关的性别特异性关联。在男性中，较高体温与细菌和病毒刺激后干扰素α反应降低相关，而在女性中，则与超抗原刺激后干扰素γ反应降低相关。这些发现在离体发热温度下得到重现，并在COVID-19患者中得到临床验证，显示男性特异性发热对抗病毒通路的抑制。对刺激后单细胞数据的多细胞网络分析识别出协调这些温度依赖性效应的细胞调控级联。据我们所知，这是首个系统层面研究，探讨体温自然变异如何促成疾病性别差异背后的免疫变异。
伏隔核与背侧中缝核中努力消耗奖励的fMRI表型：艾司西酞普兰治疗下抑郁症的纵向研究 Hajric, M. 2026-07-31 PDF 快感缺失和动机障碍是重度抑郁症的核心特征，然而将奖励信息与持续目标导向行为联系起来的神经过程仍未得到充分理解。使用功能性磁共振成像，我们检查了在艾司西酞普兰治疗下抑郁患者中持续努力消耗（RDoC框架中的一个构念）期间奖励水平的表征，作为奖励处理的一个独立组成部分。二十八名当前处于抑郁发作期且未用药的患者和四十三名健康对照参与者，在相隔三周的两次时间点接受了fMRI扫描；患者在第一次测量后立即开始服用艾司西酞普兰。在所有参与者中，持续努力消耗激活了中脑奖励回路（腹侧被盖区，VTA），即使在缺乏即时强化的情况下也是如此。一项针对性分析还揭示了患者中背缝核（DRN）活动的变化。VTA活动的增加与临床医生评定的抑郁症状改善相关，而自我报告的快感缺失则保持不变。通过分离支持持续目标导向行为的神经机制，本研究识别出奖励处理的新颖且临床相关的影像表型，以及艾司西酞普兰治疗抑郁症的潜在途径。
病理训练脂质衰老时钟揭示胰腺疾病中的加速衰老与预后性鞘脂特征 Unfried, M. 2026-07-31 PDF 脂质代谢改变日益被认为是衰老及年龄相关疾病（包括癌症）的一个特征。在此，我们基于443例胰腺导管腺癌（PDAC）患者的血清脂质组学数据，开发了一种基于脂质的生物衰老时钟。利用惩罚性Cox比例风险模型，我们推导出风险等效的脂质年龄和脂质年龄加速（LAA）指标，并评估了其与生存、健康衰老及胰腺炎的关系。尽管该时钟仅在病理性的PDAC队列中训练，但它在健康个体中预测实际年龄时表现出高准确性（Pearson r=0.86；中位绝对误差=3.46年），表明病理队列可保留具有生物学意义的衰老信号。PDAC患者以及探索性分析中的胰腺炎患者均表现出相对于健康个体加速的脂质衰老，平均LAA值分别为5.57年和2.71年。连续LAA的增加与较差的总生存期和无进展生存期显著相关，并且在调整了标准临床癌症指标、分期及常规肿瘤标志物CA19-9后，仍能预测总死亡率（每增加1年，HR=1.09，p<0.005）。特定的单个脂质种类，尤其是鞘脂类，具有独立的预后价值。脂质年龄加速与胰腺疾病相关，并与符合系统性衰老相关及炎症性重塑的脂质组学模式相关，且独立于传统肿瘤风险参数。由于该模型是在单一母数据集和分析平台内开发和评估的，因此需要在独立队列中进行外部验证，以确立更广泛的普适性。
从病毒载量和每日接触率数据中解析SARS-CoV-2传播异质性的驱动因素 Quilty, B. J. 2026-07-31 PDF SARS-CoV-2的传播具有高度过度分散性，少数个体导致了大部分传播，尽管这种异质性的驱动因素尚不清楚。在此，我们通过结合已发表的病毒载量估计和接触调查数据，在一个数学模型中评估病毒载量和每日接触率变化对这种异质性的贡献，以估计继发感染分布。利用BBC大流行和CoMix接触调查的数据，我们估计了2020年英国疫情期间的继发感染分布，以及频繁检测和事件前快速检测在减少超级传播事件方面的有效性。我们发现，接触中的个体异质性而非排毒中的个体异质性，是观察到的继发感染分布异质性的主要驱动因素。我们的结果表明，每个人每3天检测一次可将再生数降至1以下，并且在对疫情前接触水平的影响上，等同于每个人仅在事件前检测且最小事件规模为10人的效果。这项工作展示了利用病毒载量和接触数据来估计传播异质性以及快速检测策略在未来大流行中遏制传播的有效性的潜力。
加州和路易斯安那州非免疫受损老年人中BNT162b2 LP.8.1适应性COVID-19疫苗的中期有效性，2025年8月至12月 Zambrano, L. D. 2026-07-31 PDF 关于2025-26年COVID-19疫苗有效性（VE）的证据有限。我们利用美国两个州的关联索赔和免疫登记数据，估算了BNT162b2 LP.8.1适应性疫苗在非免疫功能低下、年龄≥65岁成人中截至2025年12月的VE。针对COVID-19相关急诊/紧急护理就诊的VE为48%（95% CI：19, 66）。
在欧洲范围内高分辨率绘制零售食品环境图谱 J S, M. R. 2026-07-31 PDF 目的：邻里食品销售点的可获得性影响饮食行为及营养相关健康结局。然而，欧洲食品环境研究仍受限于空间数据不一致、食品销售点分类异质性以及缺乏公开的高分辨率零售食品数据。我们开发并评估了一个可扩展框架，用于从谷歌地图获取、分类、验证和分析覆盖欧洲39国及土耳其的食品相关兴趣点（POIs）。我们还开发了一种方法，用于表征多种销售点类型在邻里层面的联合共现作为食品环境暴露。方法：我们统一了约326万个食品相关POIs。销售点被分为五大类（咖啡馆和面包店、餐馆、快餐和小吃店、杂货和食品零售、酒吧和酒馆）及25个子类。我们对照五个地区（荷兰、英国、丹麦、马德里（西班牙）和布尔诺（捷克共和国））的官方登记数据评估数据质量，检验位置精度、完整性、空间聚类（最近邻指数）和空间密度（核密度估计（KDE））的一致性。为便于跨国比较，POIs被聚合到国家和城市尺度，食品销售点密度计算为每千名居民的销售点数量，并使用z分数标准化。为表征邻里层面的共同暴露，我们对八个主要欧洲城市500米六边形网格单元中的z标准化销售点密度应用主成分分析（PCA）和潜在类别分析（LCA）。结果：谷歌地图数据显示高位置精度，91%的销售点位于登记记录30米范围内。完整性因地区而异，而KDE比较显示中等到强的空间一致性，但存在城市特定差异。PCA识别出两个成分，解释了68.4%的方差（PC1：51.3%，PC2：17.1%），其中PC2区分了咖啡馆/酒吧与快餐/超市密度。LCA识别出四类邻里：低可达性、中等混合、外出就餐型和高密度混合型。结论：我们统一的、高分辨率框架支持欧洲环境中零售食品环境的跨国监测和空间流行病学研究。
一种低成本、连续新生儿呼吸监测仪的设计与初步临床评估 Coyle, J. 2026-07-31 PDF 早产新生儿极易出现呼吸系统并发症，需要密切监测呼吸频率（RR）。然而，在资源匮乏环境中，连续呼吸监测仪并不普及。因此，世界卫生组织建议临床医生手动计数新生儿一分钟内的呼吸次数来测量呼吸频率。在患者与护士比例较高的资源匮乏病房中，手动计数并不可行。为满足资源匮乏环境中对连续呼吸监测仪的需求，我们开发了BreathAlert，这是一种新型设备，通过附着在可重复使用腹部绑带中心线两侧的两个运动传感器来识别呼吸。在本初步研究中，我们在美国和马拉维的医院对BreathAlert进行了临床评估，将其呼吸频率测量准确性与参考视觉计数进行比较，并评估其性能与标准患者监测仪的差异。共招募了二十名早产新生儿（每个地点各十名），通过标准患者监测仪和BreathAlert设备进行呼吸监测，同时使用网络摄像头录制视频，用于手动事件标注和呼吸计数。总共收集了29.6小时的监测数据，其中4.4小时（15%）被标注为新生儿在活动。平均胎龄、入组时体重和监测时间分别为32周（30-36周）、1479克（1030-2415克）和130分钟（49-140分钟）。从每位参与者的静息数据中随机选取十个60秒时间段，共200个时间段，代表3.3小时的监测数据。每个时间段中，分别获取参考手动计数、BreathAlert和患者监测仪的呼吸频率。BreathAlert相对于参考计数呼吸频率的均方根误差为2.1次/分钟，而Bland-Altman分析显示平均偏差为+0.8次/分钟，95%一致性界限为-3.1次/分钟和+4.7次/分钟。该设备成本低、可连续监测、无需耗材或稳定电源，并在两个医院环境中展示了呼吸频率测量的准确性。这项工作表明，BreathAlert可为新生儿呼吸频率提供准确的连续评估，填补了资源匮乏环境中的重要空白。
超越扁桃体位置：颅颈交界区拥挤影响Chiari I畸形脑脊液有效运动性 Hosseini, H. 2026-07-31 PDF Chiari I畸形（CM-I）传统上以小脑扁桃体位置来定义，然而扁桃体位置仅是阻碍脑脊液（CSF）在颅颈交界区（CCJ）流动的解剖性梗阻的间接替代指标。我们假设CCJ拥挤，即枕骨大孔和C1水平蛛网膜下腔狭窄的量化指标，能比扁桃体位置更直接地解释CSF流动障碍。利用无创低b值弥散加权MRI（low-b dMRI），我们量化了上颈髓、CCJ和后颅窝的有效CSF运动性，以平均伪弥散系数（M{psi}）为指标。将体素级CCJ CSF伪弥散空间统计与基于CSF水道图谱的区域分析相结合。我们将该方法应用于81名儿童和成人CM-I参与者，以确定CCJ结构特征如何塑造区域CSF动力学和临床结局。体素级分析显示，枕骨大孔处的拥挤是降低颅内CSF有效运动性跨CCJ、基底池和第四脑室流出通路的主要结构决定因素（经族系误差校正p < 0.05）。虽然较低的扁桃体位置和C1水平拥挤也与跨CCJ和第四脑室流出通路的CSF有效运动性降低相关，但它们在基底池内的关联在空间上局限于Liliequist膜邻近区域。基于图谱的感兴趣区分析证实，枕骨大孔拥挤程度越大，多个基底池中的M{psi}越低，但腹侧脊髓CSF腔室中的M{psi}越高。中介分析表明，枕骨大孔和C1处的CCJ拥挤解释了扁桃体位置与基底池CSF运动性降低之间关系的大部分。跨CSF区域的多变量M{psi}谱识别出数据驱动的枕骨大孔拥挤阈值69.5%和77.5%，将患者分为轻度、中度和重度生理性拥挤组。探索性分析将较低的术前CSF M{psi}与更大的疼痛相关功能损害、认知功能降低以及后续减压手术可能性增加相关联。综合来看，这些发现表明CCJ拥挤，尤其是枕骨大孔处，对CM-I中的CSF有效运动性产生可量化的、区域特异性的影响，且low-b dMRI提供了CSF流动障碍的敏感互补标志物。这一整合性CCJ结构和CSF流动成像框架建立了CCJ解剖、CSF动力学和症状负担之间的机制联系，为CM-I表型分型及临床决策提供可扩展工具。
使用跨试验注意力从单脉冲电刺激反应中定位致痫区 Norris, J. 2026-07-31 PDF 背景：SPES反应的分析通常依赖于对重复刺激试验进行平均以提高信号质量。然而，这可能掩盖临床上相关的试验间变异。我们测试了显式建模跨试验依赖性是否能改善癫痫灶定位，以与临床SOZ的一致性作为代理终点，并探讨切除模型阳性通道是否与术后无发作相关。方法：我们开发了一种交错层次注意力变换器（HAT），在不进行平均的情况下建模多试验SPES反应中的跨试验和跨通道依赖性。我们将HAT与两种基线方法进行比较，这两种方法分别对反应或试验嵌入进行平均。模型在35名患者的SPES数据上通过患者留出、重复五次交叉验证进行评估。通过将测试输入限制为1或5个试验来评估推理时减少试验可用性的鲁棒性。手术结果的相关性通过AUROC和患者水平测试（模型阳性通道切除比例）进行评估。结果：HAT的SOZ一致性高于试验平均基线（AUROC 0.762对0.721；平均配对差异0.041；单侧95%置信下限0.009；Holm校正p = 0.0197）。当推理限制为1个试验时，性能变化不大。结果分析未提供统计学证据表明无发作患者切除的模型阳性通道比例更高（AUROC 0.634；p = 0.102）。结论：与试验平均方法相比，建模跨试验依赖性改善了与SOZ的一致性，同时在推理时对减少试验可用性保持鲁棒性。与术后结果的相关性不确定，这与样本量有限以及训练使用SOZ标签而非结果对齐标签一致。
模拟癫痫试验中回归均值现象的解剖学分析 Goldenholz, D. M. 2026-07-31 PDF 均值回归（RTM）可放大癫痫试验中表观安慰剂反应，但其机制常被混淆。利用CHOCOLATES，我们模拟了1,000,000名患者，每人有36个月的每日癫痫发作计数，并模拟了安慰剂试验：2个月基线期后接3个月无治疗效果的测试期。短暂恶化（RTM类型1）、更严格的入选阈值（RTM类型2）、敏感性降低及误报（RTM类型3）均增加了RTM和表观反应。这些发现表明，安慰剂组改善可能源于暂时性疾病、自然变异、测量误差或其混合，为癫痫试验设计和终点解读提供依据。