2026-09-05 每日论文
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| 时间自蒸馏：无监督学习视频中的视觉状态跟踪 | Shravan Venkatraman | 2026-09-03 | 我们提出S$^3$T（时间上的自监督自蒸馏），据我们所知，这是首个完全自包含的连续视频状态跟踪框架。我们的方法将时间采样密度视为特权信息，基于假设：同一片段更密集的视图能更准确地恢复运行状态。该视图作为教师，而具有相同权重的稀疏视图学生则学习匹配其下一个令牌分布。模型自行生成目标，因此训练无需标签、独立教师或奖励信号，且不增加推理成本。在LLaVA-OneVision-2-8B上，S$^3$T将VSTAT准确率提升$+1.74$（单模型）、$+2.38$（通过模型汤）、$+2.70$（额外视觉编码器适应），而先前的自进化方法几乎未改变状态跟踪。从无标签合成片段学到的能力可迁移至真实视频，在VSTAT-YouTube状态跟踪问题上提升$+7.95$，在MVBench动作计数上提升$+4.50$。 | |
| TokenMatch：基于曲率引导分词的三维网格对应Transformer | Adeela Islam | 2026-09-03 | 尽管基于数据驱动的三维形状对应估计近年来取得了显著进展，但在部分观测和强非等距变形下的鲁棒匹配仍然具有挑战性。现有的学习方法通常依赖手工设计的描述符或基于模板的表示，而近期基于函数映射的生成模型则面临推理成本高、可解释性有限以及对部分形状泛化能力差的问题。针对这些局限，本文引入了TokenMatch，一种新的基于Transformer的统一模型，用于估计三维形状对应关系。我们的前馈方法仅在BeCoS（一个具有挑战性的非等距部分到部分形状匹配数据集）上训练，能够无需重新训练或微调即可泛化到完整形状的匹配。TokenMatch利用自注意力和交叉注意力机制，高效学习补丁级和点级关系以及形状对之间的稠密对应。我们的核心洞见是，网格可以通过形状曲率引导自适应地标记化为补丁，从而有效学习用于对应估计的形状特定几何描述符。我们在标准基准上评估了TokenMatch，包括部分和完整形状匹配的CP2P、PSMAL、BeCoS、FAUST、SCAPE和SHREC'19。我们的方法在平均测地误差和交并比指标上持续取得高性能，在大多数情况下优于现有部分和完整形状匹配方法，同时以亚秒级推理速度运行更快。 | |
| Scal3R：面向可扩展在线三维重建的高效多相对位姿查询学习 | Chin-Yang Lin | 2026-09-03 | 在线3D重建模型在长视频上表现不佳。这是因为相对于固定的首帧锚点回归位姿，迫使模型外推到远超训练分布的范围。微小的漂移不断累积并放大，导致显著的几何塌陷。然而，我们观察到，在此失败过程中，逐帧深度保持稳定。骨干网络的局部几何结构完好无损；只有全局位姿头失效。受这种解耦现象的启发，我们提出了Scal3R。该方法将在线重建重新表述为多参考相对位姿查询。我们使用轻量级可学习令牌，其参数约占全部参数的1%，并通过非对称注意力将其注入完全冻结的骨干网络。这种设置相对于多个过去的关键帧查询位姿。一个带有闭环的在线位姿图优化系统抑制了长距离漂移。Scal3R在单个GPU上8小时内达到收敛。与在线基线相比，它在KITTI上将平均ATE降低了超过60%。它还在Virtual KITTI、Sintel、TUM-Dynamic、ScanNet和7-Scenes上达到了最先进的性能。项目页面：https://linjohnss.github.io/scal3r/ | |
| 《原理》：视频模型的关联物理测试 | Varun Varma Thozhiyoor | 2026-09-03 | 在视频模型中评估物理推理能力颇具挑战，因为绝对运动测量依赖于帧率、物体尺度及相机校准，而这些因素在生成视频中往往模糊不清或不可获取。我们提出了一种不同的方法。当同一场景中的两个物体遵循相同的物理定律时，它们的运动必须满足可预测的关系，且这些关系独立于校准而成立。我们引入了Principia基准，通过配对物体间的相对一致性来评估牛顿物理。Principia涵盖八种现象——重力、恢复系数、摩擦、转动惯量、抛体运动、动量、摆和质量-弹簧振荡——涉及平移、旋转、碰撞和振荡动力学，采用受控协议记录的真实场景。我们还引入了一种独立于校准的一致性评分，直接在图像空间中量化物理违背程度。在来自六个最先进视频生成器的数千次生成中，尽管所有模型在VBench上得分约0.8，但没有模型在Principia上超过0.42。我们还评估了视觉-语言模型检测相对物理违背的能力，最佳模型准确率仅为67%，多数模型表现接近随机水平。 | |
| 通过训练进行编译：将自然语言规范转化为局部神经函数 | Yuntian Deng | 2026-09-03 | 许多重复出现的文本函数易于描述，但难以用规则实现，而针对每个输入调用大型远程模型会带来重复的成本、延迟以及对提供商的依赖。我们提出“通过训练进行编译”，将自然语言规范转化为可复用的神经函数。在编译时，教师模型生成任务特定的示例，用于训练一个小型适配器，以适配一个紧凑的解释器。由此产生的函数无需教师模型即可运行，并且可以像普通软件一样存储、版本控制和组合。在FuzzyBench-Hard上，这是一个Program-as-Weights快速编译器未产生任何精确匹配的子集，通过训练进行编译达到了83.6%的语义准确率。这种更高的准确率伴随着更高的编译时成本：大约需要一分钟，而快速编译器只需几秒钟。我们将该编译器部署在一个公共交互式服务中，并展示了编译函数在多站点网站助手、语言控制的3D虚拟形象以及双向英语-克劳迪什翻译器中的应用。 | |
| 清洁工程，不稳定测量：共享端点上黑盒LLM观察者的预注册信度失效 | Haoyaun Zhu | 2026-09-03 | 语言模型裁判现在把关训练数据、给生成结果打分、并驱动排行榜。裁判因此成为一种测量工具，它建立在一个很少被言明的假设之上：同一个请求，发送给同一个模型名称，明天读起来是一样的。我们在两项预先注册的活动中审计了这一假设，所有阈值均事先固定；两者都未能通过其工具的验证阶段。在总共52,988次被审计的请求尝试中，同一窗口内的重复排名一致性为Spearman 0.400，而要求为0.90；字节完全相同的次日重放一致性为0.78，而要求为0.99，每次执行记录都处于上限水平。三种机制解释了这一差距：一种标签到含义的映射，其偏差强度与信号本身相当；候选差距比工具自身噪声底限低七个数量级；以及字节相同输入返回不同排名，这种噪声被精确排列读数进一步放大。在测试的网格上，指标替换或采样均未能修复问题。预先注册的后续研究界定了问题范围：等待在所采样的天数上没有帮助（0.805对0.800，并在另外五天重复验证）；更换提供商没有帮助（四个提供商共享同一底限，中位数0.74至0.88，且它们暴露的元数据字段均无法预测）；在批量不变内核上自托管仅在服务器空闲时有帮助；而在已知差距的构造错误上，读数的区分度跟随错误类型而非大小。我们将证据提炼为一个三级快照身份阶梯、八条设计规则和一份报告清单；一项约为研究调用量2%的试点本可提前暴露这两个不可达的门槛。所有结果均涉及共享服务基础设施上的外部可测行为。在共享端点上，模型名称并非冻结的工具；预先注册的评估必须在冻结任何门槛之前先测量其工具。 | |
| ESPO：通过诊断、多样化与稳定化实现错误结构化提示优化 | Lihao Liu | 2026-09-03 | 进化提示优化器如GEPA存在提示膨胀问题：每次迭代都会附加规则和注意事项，导致提示长度增加至3倍，但准确性并未提升。我们将此归因于三个缺陷——错误观察不完整、搜索多样性有限及选择不可靠——并提出ESPO（错误结构化提示优化），它将提示优化分解为三个阶段：诊断阶段在一轮内将所有训练错误聚类为结构模式；提议阶段通过四种具有独立偏见的互补策略生成候选；选择阶段应用自助法稳定性选择。在七个公开NLP基准测试——Tweet、MMLU、GSM8K、HotpotQA、ScoNe、HoVer和PUPA上，ESPO相比最先进方法平均准确率提升+3.76个百分点（74.67%对比GEPA的70.91%），在每个数据集上均达到或超过GEPA，同时生成的提示缩短47%（1,004字符对比1,878字符），推理速度更快。跨模型实验在四个额外学生模型（Gemma 3 12B、Mistral 14B、Qwen3 32B、Claude Haiku 4.5）上显示，ESPO在每个测试模型上均取得最佳平均准确率，其中在Qwen3 GSM8K上差距最大（15.00%提升至91.40%）。泛化界限（见附录）将每个阶段与测试时差距的相应项联系起来，消融实验证实了一个关键预测：在无自助法选择的情况下增加多样性实际上会损害性能（-1.20%）。 | |
| Puffin-World：以原生3D世界状态扩展统一多模态模型 | Kang Liao | 2026-09-03 | 我们提出Puffin-World，一种统一的多模态架构，集成了物理理解、空间模拟以及3D世界生成与重建，无需依赖外部离线模块。为可靠构建并交互3D世界，我们的框架联合建模三种原生世界状态：物理（重力场和纬度）、几何（深度）和外观（图像），并配以统一的Omni-Camera表示，支持多样任务和灵活运动。除建模这些状态外，我们引入一种跨未来帧传播物理动态的策略。通过将绝对相机属性锚定于真实世界，Puffin-World实现物理一致且视觉稳定的世界生成。我们进一步将外观和几何耦合于单一生成过程中，联合合成每个未来视图并重建其底层几何。这一统一范式支持需要多任务协同的交错闭环应用，包括模仿和自我校准的世界探索。为将Puffin-World扩展至复杂场景，我们构建了Puffin-16M，包含1500万个视觉-语言-相机三元组和100万条具有多样且挑战性运动的轨迹。为促进该领域的进一步研究，我们发布了代码、模型和数据集。 | |
| 可读性不等于可解释性：思维链推理中评判重要性与实际重要性的比较 | Kevin Du | 2026-09-03 | 思维链模型的推理痕迹似乎为模型如何得出答案提供了一个可读的窗口。越来越多的研究将其视为如此，使用LLM评判器来诊断错误、评估忠实性，并通过过程奖励模型和生成式批评者提供步骤级监督。这些实践依赖于推理步骤的文本携带其功能角色的信息。但文本是否真的编码了哪些推理步骤重要的信息？我们将推理步骤的重要性操作化为其优势：包含该步骤所带来的期望奖励变化，例如产生正确的最终答案，通过蒙特卡洛展开进行估计。基于这些估计作为真实基准，我们评估LLM评判器是否能识别高优势步骤，发现足够强大的LLM能超越流行率基线，但远未达到噪声上限。将模型微调为步骤级批评者对错误响应产生显著改进，但对正确响应仍远离上限，这表明步骤重要性仅能从推理痕迹文本中部分恢复。我们的发现为日益增长的思维链忠实性研究做出贡献，该研究警告不要将推理痕迹的可读性视为可解释性，尤其对过程奖励建模具有启示意义。 | |
| 轴突延迟离散度决定了神经元是检测单个事件还是序列，并预测皮层柱直径 | Cheng Bi | 2026-09-03 | 皮层神经元稀疏放电——通常每个感觉窗口内少于一个脉冲——这使得速率编码不足，而时间编码成为必需。传导延迟将放电顺序转化为同步性，这一点早已确立。但何种因素决定神经元检测哪类时间特征——是一组同步输入，还是按特定顺序的两组——尚未被研究。我们提出一个延迟签名框架，其中汇聚到树突分支的轴突传导延迟构成一把物理钥匙：只有那些脉冲时间差被延迟补偿的输入序列才会同步到达，而通过钙平台阈值的重合检测，将这种同步转化为全或无的输出。在整合器神经元模型的模拟中，我们报告三个结果。第一，一个单一的物理标量——延迟集的离散度——将群体从事件检测转变为顺序选择性序列检测。这种转变在随机延迟和连接下是涌现的：在窄离散度下，序列检测器不存在，而它们超越事件检测器的离散度，追踪事件间间隔，其斜率在统计上与一不可区分。这将计算上的区别映射到有髓鞘和无髓鞘投射之间的解剖区别，使髓鞘化成为神经元计算内容的开关，而不仅仅是速度的调节器。第二，相同的离散度设定了编码的极限：它限制了最长可编码间隔，并固定了约一毫秒的绝对时间容差，其中减速比加速更易容忍。第三，这一毫秒窗口和水平传导速度共同预测皮层柱直径，而两个有直接测量的区域恰好落在该关系所预测的位置。因此，一个解剖学上可测量的参数，决定了神经元检测的内容及其可表征范围的极限。 |
bioRxiv
| 标题 | 作者 | 发布日期 | PDF链接 | 摘要 |
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| 心理理论可预测早期右半球卒中恢复中的会话成功 | Suazo, A. | 2026-09-05 | 右半球损伤（RHD）患者常难以参与需要理解说话者意图的对话方面。越来越多的证据表明，对话依赖于推断说话者视角的能力，即心理理论（ToM）。然而，RHD后对话中的个体差异是否与ToM缺陷相关尚不清楚。本研究将33名RHD早期阶段（卒中后中位数5天）患者的对话成功个体差异与ToM相关联，并与16名年龄和教育匹配的对照组进行比较。我们通过参与者在与研究协调员对话时识别两幅图像之间差异的数量来衡量对话成功。采用非言语错误信念任务评估ToM能力。基线认知任务评估视觉忽视、抑制控制/视觉选择性注意和工作记忆。线性混合效应模型显示，在管理自身视角冲突的同时明确推断他人视角的ToM能力可靠地预测了对话成功（β = 0.40，p = .035；敏感性模型中β范围.36 - .52）。加入错误信念ToM显著提高了模型拟合度（ΔR2 = .108，Cohen's f2 = .14），且独立于基线认知能力和人口统计学因素。这些发现首次为单侧RHD提供了实证证据，表明推理伙伴知识并管理与自身特权视角冲突的能力对成功对话至关重要。结果支持ToM作为日常对话认知基础的理论模型。临床意义强调社会认知筛查和基于ToM的干预措施对改善卒中康复中沟通结果的重要性。 | |
| 在睡眠前后从人类神经元中读取特定记忆 | Ding, Y. | 2026-09-05 | 仅凭一次经历便能提取单一情节的能力，是人类智力和情景记忆的标志性特征[1]。然而，从人脑神经元活动中解码特定记忆仍是一项艰巨挑战。在此，我们开发了一种基于变压器的神经网络模型[2,3]，该模型在单次观看视听情节期间，利用颅内微电极记录的神经元尖峰进行训练。通过跨通道注意力[4]整合全脑尖峰，该模型能够发现分布在不同脑区和时间尺度上的神经模式，个体参与者模型在分布外记忆回忆时能预测特定概念（如人物或地点）的发声。不同脑区在睡眠前后对记忆解码的贡献有所差异。仅使用内侧颞叶（MTL）尖峰训练的模型在睡眠前能显著解码概念，但睡眠后则不能；而仅使用额叶皮层（FC）尖峰训练的模型在睡眠后能解码概念，但睡眠前则不能，且更好的FC解码与非快速眼动睡眠增加相关。这些发现表明，信息在神经群体中系统性地分布，并随觉醒/睡眠周期发生转变[5]。这种对内部生成记忆的解码，为通过增强或抑制特定记忆来治疗情景记忆障碍的脑机接口提供了可能路径。 | |
| 生态位约束驱动菌根真菌不同功能群在未来分布范围迁移中的差异 | Edwards, J. | 2026-09-05 | 菌根真菌是一类多样且广泛分布的植物共生体，其分布对全球生态系统功能具有重要影响。然而，迄今为止，我们缺乏不同菌根真菌类群分布范围大小的定量数据，这限制了我们预测群落组成和功能未来变化的能力。本研究利用115,924条基于DNA序列的观测数据，绘制了651种常见菌根真菌类群的分布图，并预测了其分布范围大小的未来变化。我们证明，气候、植被覆盖和土壤因素，特别是年平均温度、净初级生产力和土壤有机碳，对菌根真菌的分布起主要控制作用。基于这些驱动因素，丛枝菌根和外生菌根功能类群的生态位存在一致性差异。丛枝菌根真菌类群通常占据比外生菌根真菌更宽的生态位宽度，分布在更广泛的气候、土壤、植被覆盖、地形和干扰条件范围内。我们的模型还预测，在预计的未来全球气候下，菌根真菌类群的适宜分布范围将普遍缩小，在高排放情景（ssp5-8.5）下，平均范围将减少13.8%，约220万平方公里。这种预计的范围缩小对外生菌根真菌最为显著，与其较小的整体生态位限制密切相关。通过生成常见菌根真菌及其相关环境生态位的全球图谱，我们为广泛怀疑的全球真菌生物多样性下降建立了关键基线。 | |
| 日本孵化场鲑鱼卵径的长期下降与回归率和资源量的下降相关联 | Kitada, S. | 2026-09-05 | 生活史性状的变异影响鲑科鱼类的适合度和种群生产力。为探究日本孵化场秋大麻哈鱼卵径和体长的长期变化及其与回归率和丰度下降的联系，我分析了1999—2019年间日本13条经孵化场增殖的河流中约21,000尾4龄和5龄鱼的卵径及雌鱼叉长（FL）。河流特异性广义加性模型（GAMs）显示多数河流中卵径呈同步下降。调整雌鱼FL、年龄和河流效应的分层GAMs揭示全国性卵径下降，而调整后的FL表现出显著的年际波动，无长期下降趋势。约2010年后，由于年龄组成变化，平均回归年龄亦下降。卵径、回归率和秋大麻哈鱼丰度的标准化指数衰减速率极为相似，提示共同的环境和进化过程在起作用。这些发现表明，母体投入的长期减少可能促成了回归率和丰度的下降，凸显了生活史性状在评估孵化场增殖项目长期后果中的重要性。 | |
| PoolParty：在Python中简化DNA序列文库的设计 | Liu, Z. | 2026-09-05 | 背景：计算设计的DNA序列文库是大规模平行报告分析（MPRAs）、深度突变扫描（DMS）实验及其他变异效应多重分析（MAVEs）的关键组成部分。它们也日益被用于计算机模拟中分析基因组AI模型。然而，由于缺乏专门设计的软件，设计这些文库仍然繁琐且易出错。结果：在此，我们介绍PoolParty，一个Python包，通过简单而灵活的API简化复杂寡核苷酸池的设计。在PoolParty中，每个文库由一个计算图表示，仅需几行代码即可指定。超过50种内置操作涵盖核苷酸和密码子水平的突变生成、基序插入、条形码生成等。PoolParty自动为每个序列生成信息丰富的名称，并提供“设计卡片”，详细说明每个序列的生成过程。可视化方法让用户能快速审查文库内容并检查底层图结构。因此，PoolParty将寡核苷酸池设计从需要自定义函数和脚本的繁琐任务转变为结构化、透明且可重复的过程。结论：PoolParty简化了DMS、MPRA及其他多重分析文库的设计，其提供的设计卡片有助于研究人员系统性地探测和解读基因组AI模型。PoolParty还可扩展以支持新出现的分析方法和策略。 | |
| 核生长素信号通路亚网络建模的通用数学框架 | Shuttleworth, J. G. | 2026-09-05 | 生长素是一类植物激素家族，参与植物组织和物种中的多种过程。核生长素通路（NAP）由相互作用的转录因子（ARFs）和抑制因子（Aux/IAAs）组成，这些因子调控单个细胞对生长素浓度变化的响应。这些组分存在于所有陆地植物中，且许多物种拥有每种信号组分的多个拷贝。我们提出了一个基于ODE的NAP子模块模型的通用框架，该框架具有灵活性，可模拟任何转录调控因子组合对靶基因的促进和抑制作用。我们分析了已发表的数据，并表明拟南芥根中的生长素处理会引发一系列特征性不同的时间响应谱——无论是针对靶基因还是信号组分本身。利用我们的建模框架，我们通过展示真实和理论NAP子网络的示例，并分析这些网络动态对生长素介导的转录响应的影响，重现了该行为的某些方面。这项工作证明了我们的建模框架作为通用工具的实用性，可通过其对NAP的影响来理解特定蛋白质-蛋白质和蛋白质-DNA相互作用的功能。对更复杂信号通路丰富动态的探索有望推进我们对NAP的理解。 | |
| 被动灌溉增加了城市悉尼地区Lophostemon confertus（昆士兰桉）的蒸腾作用，并减少了其热胁迫。 | Siclari, D. | 2026-09-05 | 城市环境通常比周边自然景观温度更高，因此城市植被对于降低局部温度、改善城市居民健康至关重要。不透水的城市地表限制了降水的吸收和滞留，可能限制树木的水分获取，并威胁其长期存活。本研究测量了Lophostemon confertus（昆士兰箱木）的树木生理和生长情况，以探究一种储存雨水的被动灌溉系统如何影响澳大利亚悉尼西部炎热干燥郊区中幼龄定植树木的表现。在2024-2025年南半球夏季，即种植三年后，当地气候周期性炎热干燥，共有16天温度超过35°C。与对照树木相比，灌溉的L. confertus树木具有更高的水分可用性（即更高的黎明前叶片水势，{Psi}pre）、更低的水分胁迫（即更高的正午叶片水势，{Psi}mid，更频繁地高于膨压丧失点）、在炎热干燥夏季日更高的气孔导度（gs），以及更低的叶片温度（Tleaf）。在最初三年的定植期内，灌溉树木与对照树木之间的生长速率未观察到显著差异，但灌溉树木在炎热干燥夏季具有更高的树冠存活率。我们的结果表明，被动灌溉可能通过增加水分获取以支持蒸腾作用，从而防止叶片过热，缓解城市树木短期高温和干旱胁迫，改善树木健康。更高的树木蒸腾作用可能通过增强降温效益带来更大的生态系统服务，有助于缓解城市热岛效应。 | |
| Haloplasma MreB在最小合成细菌中的重构揭示了支原体不同运动系统背后的正交力方向 | Mimura, M. | 2026-09-05 | MreB，一种细菌肌动蛋白同源物，在细菌中广泛保守，作为肽聚糖合成的支架发挥作用。有趣的是，缺乏细胞壁的柔膜菌纲成员尽管没有肽聚糖，却保留了多个mreB基因。先前的研究表明，来自螺原体的两种MreB同工型能够在最小合成细菌syn3B中重建游泳运动能力，表明MreB被重新用于运动功能。在此，我们在syn3B中表达了来自早期分化柔膜菌Haloplasma contractile的七种MreB蛋白。约50%的细胞伸长，15%表现出类似Haloplasma的弯曲和卷曲运动，但与螺原体的运动方式不同。对同工型组合的系统分析揭示，运动需要特定的MreB配对，且额外的同工型能增强运动效率。冷冻电子断层扫描显示，膜相关条带由MreB丝组成。数学模型表明，仅通过改变力生成的方向即可重现Haloplasma型和螺原体型运动。因此，肌动蛋白同源物内力方向的多样化促成了柔膜菌中独立运动系统的演化。 | |
| 脊椎动物发育中视网膜的指数增长和神经元产量由Hedgehog信号通路介导 | Perez-Dones, D. | 2026-09-05 | 神经祖细胞的自我更新与终末分化之间的平衡，受信号通路复杂相互作用的调控，这些通路设定了最终塑造并组织神经源性组织的时空线索。在本研究中，我们结合整体实验、三维图像分析、计算建模和理论工具，对发育中脊椎动物视网膜的生长与分化动态进行了定量表征。我们表明，该组织通过逐渐提高平均分化速率并缩短平均细胞周期长度来发育。此外，这种分化与细胞周期持续时间之间的平衡增加了终末分化神经元的产出效率，并且是实现明确指数生长所必需的。我们还表明，这一平衡的潜在调节因子是Hedgehog（Hh），它同时促进视网膜祖细胞（RPCs）的细胞周期进展和细胞周期退出。我们的结果代表了视网膜神经发生及其信号在脊椎动物视网膜发育过程中调节增殖与分化平衡的详细而精确的定量表征。 | |
| 小脑引擎：多尺度数字脑协同仿真揭示小脑脉冲架构如何塑造皮层相干性 | Geminiani, A. | 2026-09-05 | 细胞活动塑造了决定大脑功能与疾病的大尺度脑动力学，然而跨尺度的因果机制仍不清楚。特别是，小脑据报道通过未知的回路相互作用在感觉运动整合过程中调节全脑动力学。为探究其潜在机制，我们开发了一种新型多尺度数字大脑模拟器，其中将橄榄小脑微回路的脉冲神经网络嵌入平均场虚拟小鼠大脑，并利用基于图谱的长程连接组进行布线。参数被系统调整以匹配来自初级感觉皮层和运动皮层（S1和M1）及小脑的多尺度实验数据。我们通过计算机模拟中损伤关键回路连接，分析了小脑回路对感觉运动整合的作用。结果表明，浦肯野细胞抑制通过去相关小脑核活动增强了“小脑引擎”的处理效率，而苔藓纤维与小脑核之间的通路是微回路内驱动M1-S1相干性的特定通路。这些结果揭示了小脑微回路与皮层感觉运动处理之间的机制联系。这一新框架为更广泛地研究特定细胞和微回路特性相关的大脑生理及病理状态开辟了新视角。 |
medRxiv
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| 难治性膀胱过度活动症中机械生长因子（MGF）的表达 | Spiritosanto, E. | 2026-09-05 | 膀胱过度活动症（OAB）是一种以尿急为特征的泌尿系统症状综合征，可能对个体生活质量造成严重影响，并带来显著的经济负担。胰岛素样生长因子1（IGF-1）是一种蛋白质激素，参与包括细胞增殖和分化在内的多种过程。IGF-1也通过选择性剪接进行调控。虽然主要的IGF-1Ea转录本在肝脏中高表达，但替代的IGF-1Ec转录本编码经蛋白水解衍生的MGF肽，并主要在骨骼肌中研究。MGF已被证明在组织机械拉伸或损伤后刺激卫星细胞增殖，但MGF在平滑肌（如膀胱逼尿肌）中的作用鲜有探索。本研究旨在探讨OAB患者和年龄匹配对照组膀胱活检中MGF的表达。我们通过免疫组化显示，MGF在膀胱组织中广泛表达。通过蛋白质印迹定量MGF表达显示，OAB活检中平均MGF表达是对照组的两倍以上（OAB中平均MGF=0.51±0.1，n=23；对照组中平均MGF=0.22±0.07，n=9；p=0.05）。此外，MGF蛋白水平与症状严重程度（通过尿动力学参数最大膀胱测压容量确定）呈负相关（相关系数=0.53，p=0.03，n=16）。在肌肉细胞标志物DES强表达的OAB活检中，MGF表达最高。结合我们观察到MGF在原代膀胱培养中诱导细胞增殖的结果，我们的数据表明，OAB患者中高MGF表达可能代表膀胱中一种尝试性的保护性反应。 | |
| 2026年国际足联世界杯™团队聚集空间中的空气采样用于呼吸道病毒威胁的早期检测 | Simon, D. | 2026-09-05 | 背景。呼吸道感染是大型体育赛事中导致疾病的主要原因，然而监测依赖于运动员识别并报告症状，这遗漏了无症状、症状前及未报告的感染。比赛期间，队伍集中住宿，并与更广泛社区成员共享空间。目的。评估在比赛期间，对精英队伍聚集空间进行连续空气采样并结合即时检测，能否检测呼吸道病毒核酸，以及这些信号是否具有操作实用性。方法。一项前瞻性、描述性环境监测研究，跟踪加拿大男子国家足球队在2026年国际足联世界杯期间（2026年6月3日至7月4日）跨越五个主办城市的情况。InBio Apollo生物气溶胶采样器在每家酒店最多四个队伍专用房间（物理治疗室、餐厅、装备室和教练室或走廊）中连续运行；过滤器大约每天更换两次，现场洗脱，并使用Cepheid Xpert(R) Xpress SARS-CoV-2/Flu/RSV plus检测试剂盒进行测试。如果任何靶标的循环阈值（Ct）值报告为小于45，则样本视为阳性。结果。在174个空气过滤器中，13个检测到病毒遗传物质（9个SARS-CoV-2，3个甲型流感病毒，1个乙型流感病毒，0个呼吸道合胞病毒）。检测结果在赛事早期稀疏，后期集中出现。一名球员因发热被送回家当天早上出现甲型流感信号，而SARS-CoV-2信号与明显生病的酒店工作人员同时出现，且在生病工作人员被排除后信号下降。结论。在精英队伍背景下，空气采样结合即时检测是可行的，能在比赛期间揭示不依赖行为的病毒信号，这可能为更早采取预防措施提供机会。 | |
| MARLA：用于医学人工智能研究与开发的自主智能体 | Chen, X. | 2026-09-05 | 医学AI模型对生物医学研究和真实世界临床应用产生了重大影响，但开展跨学科医学AI研究仍具挑战性，需要临床医生与AI专家紧密合作。大语言模型（LLMs）和自主代码代理的最新进展为低成本医学AI开发提供了机遇，临床医生可以构建针对自身研究问题的AI，即使没有专职AI专家的持续支持。然而，使代码代理能够自主处理复杂的多模态医学AI开发任务，要求临床医生构建并监督一个包含详细技术细节的AI研究循环，这需要他们在AI和计算机科学方面具备大量专业知识，而这往往是他们所缺乏的。为应对这一挑战，我们引入了医学AI研究循环代理（MARLA），一个从临床医生处完全抽象化医学AI研究循环构建与监督的代理框架。给定临床医生定义的研究意图，MARLA自动将高层次研究目标转化为可执行的层级研究循环，将其分解为可验证的子循环，并为每项任务指定所需的模型、数据集、工具和评估协议。在执行过程中，MARLA协调专门的代码代理，监控进展，诊断失败，并基于实验反馈迭代优化研究策略，以推动研究过程朝向最优结果。我们在多模态医学AI任务上评估MARLA，这些任务要求从高层临床研究目标到训练并验证的AI模型的闭环转换。结果表明，MARLA能够自主开展复杂的医学AI研究，同时大幅减少对AI专业知识的需求。 | |
| APOE对阿尔茨海默病内表型的祖先特异性效应 | Boeriu, A. I. | 2026-09-05 | 引言：APOE{varepsilon}4是阿尔茨海默病（AD）最强的遗传风险因素，但其效应在不同祖先人群中存在差异。随着血浆生物标志物日益用于AD诊断，若未能同时考虑APOE基因型和遗传祖先，可能导致诊断误分类。方法：在来自健康与衰老脑研究健康差异（HABS-HD）的2,733名参与者中，我们评估了遗传推断的祖先是否修饰APOE与AD内表型的关联。回归模型应用于三种框架：祖先分层分析、全球祖先组成建模以及APOE位点的局部祖先分析。结果：APOE {varepsilon}4+与更高的pTau217和pTau181、更低的A{beta}42/A{beta}40以及更差的整体认知（CDR-SB）相关，在FDR校正后各祖先组内均显著。{varepsilon}4+对pTau217的效应在类似欧洲人（EUR-like）参与者中比类似非洲人（AFR-like）参与者大约2.5倍。讨论：非洲祖先减弱了APOE4+与pTau217的关联，强调在基于生物标志物的AD评估中需同时考虑APOE基因型和祖先。 | |
| 研究设计索引的转型：手动NLM索引与基于Transformer的自动化模型的聚焦比较 | Das, P. | 2026-09-05 | 目标：生物医学出版物的研究设计索引对于证据检索和综合至关重要。我们旨在评估一种基于变换器的模型（TM）在索引临床研究设计方面的准确性和适用性，并与国家医学图书馆（NLM）的索引进行比较。然而，这至少面临三个挑战：首先，迄今为止，所有自动化系统都是在人工NLM索引分配的基础上进行训练和评估的，而该索引本身存在错误。其次，TM的概率预测分数考虑了不确定性，可根据用户需求以不同方式转换为真/假分配，而NLM标签是分类性的。第三，我们的目标（仅标记表现出特定设计的文章）与NLM不同，后者标记既讨论又表现出该设计的文章。材料与方法：因此，我们对TM模型进行了有限评估，仅关注那些获得最自信预测的文章，即几乎确定为真且分数最高以及几乎确定为假且分数最低的文章，但这些预测与NLM分配不一致。此评估针对2016年（NLM决策为人工）和2025年（NLM决策为自动化）发表的文章进行。为建立金标准，双注释者根据书面定义独立索引文章，涵盖四种主要研究设计——队列、病例对照、横断面和病例报告。结果：对于三种设计（病例对照、病例报告、横断面），当NLM未分配该设计时，TM预测分数最高的前100篇文章在绝大多数情况下（86-100%）被判定为表现出该设计。相反，当NLM确实分配了研究设计时，TM预测分数最低的100篇文章中，表现出该设计的比例相对较低（0-21%）。TM模型最自信的预测高度准确，且与自动化NLM索引不冗余；例外是队列研究文章，其中TM和NLM标签均显示出较高的遗漏和误报错误率。讨论与结论：TM在识别表现出研究设计的文章方面可能具有价值，这对临床决策以及系统评价和其他证据综合尤为重要。NLM对队列研究的索引不能被视为训练或评估自动化系统的可靠金标准，这需要努力创建新的人工注释语料库。 | |
| 用于临床表征人脑细胞架构的时间依赖性扩散MRI框架 | Leibovici, A. | 2026-09-05 | 扩散加权MRI，在常用的扩散张量框架之外，为体内组织微观结构提供了独特视角，但其临床应用仍有限。主要障碍包括扩散MRI序列设计的复杂性、冗长的采集协议，以及高维微观结构模型参数稳健估计的挑战。在此，我们通过结合优化扩散编码与最先进的基于模拟的推断来应对这些限制，建立了一个临床可行的多隔室扩散建模框架。我们通过(i)深入的在硅实验和(ii)包含人类和啮齿动物数据的体内研究验证了该方法。所得微观结构指标稳健，在健康个体间可重复，并显示与细胞特异性基因的全脑表达模式显著空间关联。该框架所需采集时间少于10分钟，大幅降低了先进微观结构成像的障碍，这是其最终评估用于脑疾病诊断、分层和监测的先决步骤。 | |
| 使用VR头戴式设备进行瞳孔对称性及摆动光试验以检测瞳孔不等和相对性传入性瞳孔缺陷 | Strumbelj, M. | 2026-09-05 | 目的：瞳孔检查是对出现眼科或神经症状患者的常规检查。我们的目的是确定使用HP Reverb G2 Omnicept虚拟现实（VR）头戴设备进行瞳孔测量法检测瞳孔不等和相对性传入性瞳孔缺陷（RAPD）的敏感性。方法：纳入29名患者；I组为不对称性视神经病变（N=21），II组为疑似病理性瞳孔不等（N=8）；另有19名对照组。VR瞳孔测量法包括瞳孔对称性测试和摆动光测试。病理阈值基于对照组的上限确定。结果与常规瞳孔检查进行比较，并分析与功能性眼科检查结果的相关性。结果：在I组患者中，通过VR瞳孔测量法和标准检查均检测到16/21的RAPD。其余5名患者表现出相对性传入性瞳孔不对称（RAPA），处于对照组范围内（0.1-0.2毫米）。RAPA/RAPD与双眼视力差异及视野缺损（MD）之间存在显著相关性（R=0.58和0.68，p<0.01）。所有双眼MD差异大于5.8分贝的患者均有RAPD。在II组中，通过VR瞳孔测量法检测到病理性瞳孔不等（>0.8毫米），而标准检查仅检测到1/8。观察到瞳孔收缩的定性差异。在对照组中，37%（7/19）检测到瞳孔不等（0.4-0.8毫米）；所有在暗光下差异更大（平均0.2毫米）。结论：与传统检查相比，VR瞳孔测量法在RAPD检测率上相当，并超过了病理性瞳孔不等的检测率。瞳孔收缩特征的纵向数据可能显著有助于临床研究中患者的诊断和监测，以及理解生理变异性。 | |
| 使用集成模型与严格无泄漏验证的可解释人工智能皮肤癌分类 | BARAN, M. T. | 2026-09-05 | 背景：可靠的黑色素瘤分类需要模型既能捕捉局部皮肤镜形态特征，又能捕捉更广泛的上下文模式，同时保持可审计且避免泄漏的内部验证。目的：开发并内部验证一种EfficientNetB0-Swin Transformer Tiny集成模型，用于将组织病理学验证的皮肤镜图像分类为良性黑色素细胞病变或恶性黑色素瘤。方法：这项回顾性诊断模型开发与内部验证研究筛选了552,869条ISIC档案记录；经过过滤和皮肤科医生审查，最终纳入1,199张来自独特患者和独特病变的图像（578张良性，621张恶性）。图像作为预测变量，组织病理学作为参考标准。融合了ImageNet预训练的EfficientNetB0和Swin-T特征。采用患者独立的五折验证，结合加权采样、mixup、标签平滑、AdamW、早停和五视图测试时增强。结果：平均准确率为0.89325 ± 0.03179，平均受试者工作特征曲线下面积（ROC-AUC）为0.96348 ± 0.01695，平均支持加权F1分数为0.89300 ± 0.03220。折级95%置信区间为准确率0.8538-0.9327，ROC-AUC为0.9424-0.9845。合并计数为526个真阴性、52个假阳性、76个假阴性和545个真阳性，得出87.76%的敏感性和91.00%的特异性。定性Grad-CAM审查显示，两个假阳性病例中存在外周伪影激活，两个正确分类病例中呈现病灶中心激活；这些观察结果未进行系统评分。局限性：验证折也用于早停和检查点选择。设备分层分析、系统性可解释性评分、校准和独立外部验证不可用。结论：该集成模型显示出较高的内部判别能力，仅旨在作为临床医生辅助工具。错误审计流程支持有针对性的回顾性审查，但在临床使用或泛化性声明之前必须进行外部验证。 | |
| 青光眼与糖尿病：尼日利亚伊莫州奥韦里患者中合并症对泪液量的比较评估 | Chukwuoha, C. M. | 2026-09-05 | 目的：青光眼是一种损害眼部健康的慢性疾病，可能加剧眼表疾病，导致泪膜不稳定、干眼症状及生活质量下降。本研究比较了在尼日利亚一家眼科诊所就诊的伴有和不伴有糖尿病的青光眼患者泪液量的变化。方法：采用比较横断面研究设计。共有157名受试者参与研究，其中包括74名伴有糖尿病的青光眼患者和83名不伴有糖尿病的青光眼患者。泪液量评估包括Schirmer I试验和泪河高度测量。使用描述性统计、独立样本t检验和卡方检验在0.05显著性水平下分析数据。结果：伴有糖尿病的青光眼患者泪液分泌显著减少（11.4±6.8毫米），而不伴有糖尿病的青光眼患者为（19.6±9.6毫米；p<0.001）。伴有糖尿病的青光眼患者泪河高度（0.8±0.3毫米）显著高于不伴有糖尿病的患者（0.7±0.3毫米；p=0.034）。结论：糖尿病通过减少泪液分泌、改变泪河高度及增加眼表症状严重程度，显著恶化青光眼患者的眼表功能。常规青光眼护理，尤其是对伴有糖尿病的患者，应包括全面的眼表评估，如Schirmer I试验、泪膜破裂时间、泪河高度和眼表疾病指数评估，以便早期发现和管理眼表疾病，提高治疗依从性，并改善视觉预后。 | |
| 尼日利亚伊莫州奥韦里地区青光眼患者中伴有与不伴有糖尿病者的泪膜稳定性及眼表疾病指数评估 | Chukwuoha, C. M. | 2026-09-05 | 目的：眼表是视觉系统不可分割的组成部分。其由泪膜维持的光滑湿润表面，是视觉系统中最重要的屈光界面。本研究比较了尼日利亚伊莫州奥韦里地区患有和不患有糖尿病的青光眼患者之间的眼表改变。方法：纳入诊断为青光眼且伴有或不伴有糖尿病的受试者。眼表评估包括眼表疾病指数（OSDI）问卷和泪膜破裂时间（TBUT）。采用描述性统计、独立样本t检验和卡方检验，在0.05显著性水平下分析数据。结果：患有糖尿病的青光眼受试者泪膜破裂时间显著缩短（11.3 ± 9.0秒），而未患糖尿病者较长（16.0 ± 10.6秒；p = 0.003），表明泪膜稳定性较差。平均OSDI评分也反映了类似情况，患有糖尿病的青光眼患者评分显著较高（40.0 ± 23.4），而未患糖尿病者较低（28.1 ± 21.8；p = 0.001），显示眼表症状负担更大。然而，尽管患有糖尿病的青光眼受试者中严重OSDI症状的频率更高，但糖尿病状态与OSDI严重程度分类之间的关系无统计学显著性（χ² = 7.584，p = 0.055）。结论：糖尿病显著影响青光眼受试者的眼表健康。青光眼与糖尿病的联合可能导致更快速的泪膜不稳定、眼痛加剧、生活质量下降及长期青光眼药物依从性降低。关键词：青光眼，糖尿病，泪膜破裂时间，眼表疾病指数，眼表症状 |