机制研究 | 知识分享官

脑机接口新突破：用意念同时操控自然肢体与机械臂脑机接口（BCI）旨在通过直接神经控制扩展人类运动能力，但一个关键挑战是如何在不干扰自然肢体运动的情况下，同时整合额外机械臂的指令

Sat, 04 Jul 2026 23:01:04 GMT

脑机接口新突破：用意念同时操控自然肢体与机械臂

脑机接口（BCI）旨在通过直接神经控制扩展人类运动能力，但一个关键挑战是如何在不干扰自然肢体运动的情况下，同时整合额外机械臂的指令。传统方法常导致自然运动受影响，而新研究提出了一种创新方案。

研究团队开发了一种“触觉编码BCI”，利用感觉传入通路，通过触觉引发的P300事件相关电位（ERP）范式来解码额外运动意图。在多日实验中，受试者经过训练后，系统能实时可靠地解码四个额外自由度，且在双任务（同时使用BCI和自然运动）条件下，自然运动并未受到显著影响，性能与单任务时相当。

这项研究证明了通过刺激感觉神经通路实现运动增强的可行性，为未来辅助肢体瘫痪或增强能力提供了新思路。不过，目前研究仍基于小样本，且实际应用中可能面临长期稳定性、个体差异等挑战，未来需要更大规模和更长期的实验验证。

章鱼博士：这个我擅长🤪

来源：Nature communications

#脑机接口 #运动控制 #机械臂 #神经工程 #感觉传入

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

肺癌风险可提前5年预测？血浆蛋白标志物或成新指标肺癌是威胁健康的重大疾病，早期发现困难，预防成为关键

Sat, 13 Jun 2026 00:01:23 GMT

肺癌风险可提前5年预测？血浆蛋白标志物或成新指标

肺癌是威胁健康的重大疾病，早期发现困难，预防成为关键。现在，科学家通过机器学习发现，一种血浆中的14种蛋白组合，能提前5年预测肺癌风险，为个性化预防提供了新思路。

研究团队利用机器学习分析大量数据，识别出这14种蛋白的血浆标志物，并在8个队列中验证其有效性。该标志物在吸烟者和PM2.5暴露者中水平升高，与肺癌中一种称为KAC的细胞状态相关。实验显示，PM、致癌基因EGFR或IL-1β都能诱导这些蛋白，而IL-1β抑制剂能抑制PM驱动的KAC扩张和早期肿瘤形成。

这一发现意味着，未来可能通过检测血浆标志物，提前识别高风险人群，并针对性干预，比如对标志物升高且吸烟或暴露于PM的人群，使用IL-1β抑制剂可能更有效，从而降低预防治疗的“需要治疗人数”（NNT），但研究仍需更多样本验证，且标志物是否适用于所有肺癌类型仍需进一步探索。

早知道，戒烟和防霾还能加个“生物指标”buff！🚀

来源：Cell

#肺癌风险预测 #血浆蛋白标志物 #机器学习 #吸烟 #PM25 #IL1抑制剂

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

心脏的机械压力竟能抑制癌症？科学家揭示新机制心脏很少患癌，这背后可能隐藏着与它“不增殖”特性相关的秘密

Mon, 27 Apr 2026 23:20:29 GMT

心脏的机械压力竟能抑制癌症？科学家揭示新机制

心脏很少患癌，这背后可能隐藏着与它“不增殖”特性相关的秘密。传统认为，心肌细胞出生后停止分裂，既保证了心脏的稳定，也可能为癌症提供了“避风港”。

一项新研究揭示，心脏的机械负荷（如心跳产生的压力）可能正是这种保护机制的关键。研究通过小鼠和人类心脏模型发现，机械负荷能显著降低心肌内癌细胞的增殖。空间转录组分析显示，机械负荷导致组蛋白甲基化水平下降，染色质更松散，从而提高了增殖相关基因的染色质可及性。关键机制在于Nesprin-2蛋白，它作为机械传感器，响应机械力并调节染色质状态，最终抑制癌细胞生长。

这一发现不仅解释了心脏为何天然抗癌，也为癌症治疗提供了新思路——通过机械刺激（如体外循环或特定运动）可能增强机体对癌症的抵抗力。不过，研究目前主要基于动物模型，在人类中的效果仍需更多临床验证，且机械负荷的具体剂量和安全性需进一步探索。

心脏跳得快点，癌细胞就怕了？🤔

来源：Science (New York, N.Y.)

#心脏 #机械负荷 #癌症 #Nesprin2 #癌症治疗

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

新型纳米表面可通过机械应力“压垮”病毒，实现高效灭活病毒通过污染表面传播是公共卫生的持续挑战，传统抗病毒涂层常因毒性、环境持久性等问题受限

Sun, 26 Apr 2026 23:27:30 GMT

新型纳米表面可通过机械应力“压垮”病毒，实现高效灭活

病毒通过污染表面传播是公共卫生的持续挑战，传统抗病毒涂层常因毒性、环境持久性等问题受限。科学家们正探索一种无需化学药剂的新方法——通过物理机械应力破坏病毒结构。近日，一项研究设计出一种可扩展的机械病毒灭活表面，有望为公共环境提供更安全、持久的防护。

该表面由柔性丙烯酸薄膜上的纳米柱阵列构成，通过阳极氧化铝（AAO）模具和紫外纳米压印光刻（UV-NIL）技术制造。研究发现，纳米柱的间距是决定抗病毒效果的关键因素。当柱间距为60纳米时，对人呼吸道合胞病毒（hPIV-3）的灭活效果最佳，能在1小时内使其感染性降低1.2个对数级（约94%）。有限元方法（FEM）模拟显示，这些纳米结构产生的局部应力超过病毒包膜约10兆帕的破裂阈值，从而物理破坏病毒。

这一化学免费、可大规模生产的策略为医疗、消费和环保领域提供了新思路，可能减少抗病毒耐药性的风险。不过，研究目前主要针对特定病毒，未来需验证其在不同环境条件下的稳定性和对其他病毒的有效性。

病毒这下怕了，表面都成了“高压锅”？🥖

来源：Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)

#纳米技术 #病毒灭活 #表面科学 #机械应力

via: 热心群友

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

AI乒乓球机器人击败人类精英，物理交互新突破人类AI在围棋、象棋等计算机游戏中已超越人类，但现实中的快节奏、高精度运动如乒乓球，对实时交互要求极高，传统方法难以应对

Fri, 24 Apr 2026 05:21:45 GMT

AI乒乓球机器人击败人类精英，物理交互新突破

人类AI在围棋、象棋等计算机游戏中已超越人类，但现实中的快节奏、高精度运动如乒乓球，对实时交互要求极高，传统方法难以应对。

近日，研究人员开发出首个能在真实比赛中与精英人类选手竞争的自主乒乓球机器人“Ace”，为物理AI在现实世界中的应用开辟了新路径。Ace的核心突破在于其高速感知与控制系统。它采用事件驱动视觉传感器，能以极低延迟捕捉高速球和对手动作，结合模型无关强化学习算法，快速调整策略。在正式比赛中，Ace不仅多次战胜职业选手，还能稳定回击高速、高旋转的球，展示了物理AI在复杂实时交互任务中的强大能力。

这一成果标志着物理AI从虚拟世界向现实物理环境的重大跨越，可能推动机器人技术在体育训练、医疗康复等领域的应用。不过，研究仍处于早期阶段，机器人的灵活性、应变能力等仍有提升空间，未来需更多研究验证其普适性。

看来以后打乒乓球得小心机器人了🤖

来源：Nature

#人工智能 #机器人 #乒乓球 #物理交互 #强化学习

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

脂肪肝为什么会一路拖到肝纤维化？研究盯上了细胞“快递包裹”代谢相关脂肪性肝炎（MASH）最麻烦的一点，是它常常不是停在“脂肪多一点”，而会继续往肝纤维化、肝硬化甚至肝癌方向走

Mon, 09 Mar 2026 13:30:13 GMT

脂肪肝为什么会一路拖到肝纤维化？研究盯上了细胞“快递包裹”

代谢相关脂肪性肝炎（MASH）最麻烦的一点，是它常常不是停在“脂肪多一点”，而会继续往肝纤维化、肝硬化甚至肝癌方向走。这篇研究发现，受脂毒性损伤的肝细胞会释放富含 UBQLN1 的小细胞外囊泡，像打包快递一样，把促纤维化信号送给肝星状细胞。

作者在人群队列、动物模型、人类类器官和细胞实验中都看到了 UBQLN1 升高，而且它在血清和细胞外囊泡中的诊断表现都不差。更关键的是，机制上这批“快递包裹”会扰乱受体细胞的溶酶体酸化和线粒体自噬，让肝星状细胞更容易被激活，进而推动纤维化进程。

对普通读者来说，可以把它理解成：肝脏受伤后，不只是坏细胞自己出问题，还会主动“带坏”周围细胞。好消息是，这也意味着未来既可能把 UBQLN1 当生物标志物，也可能把这条囊泡传递通路当治疗靶点。MASH 这条赛道，终于不只剩“少吃多动”四个字了。

原来肝脏细胞闹情绪，不是自己内耗，而是群发坏消息 😄

Autophagy
发表日期：2026-03-08
#代谢 #脂肪肝 #肝纤维化 #机制研究

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

脑肿瘤压迫会直接损伤神经元？新研究揭示机械压迫的破坏机制脑肿瘤患者常因肿瘤生长压迫正常脑组织而出现头痛、认知障碍等症状，但肿瘤压迫如何具体损伤大脑功能，一直是个谜

Mon, 23 Feb 2026 23:24:27 GMT

脑肿瘤压迫会直接损伤神经元？新研究揭示机械压迫的破坏机制

脑肿瘤患者常因肿瘤生长压迫正常脑组织而出现头痛、认知障碍等症状，但肿瘤压迫如何具体损伤大脑功能，一直是个谜。一项新研究揭示了机械压迫对神经元的直接破坏机制。

研究团队通过小鼠和人类脑组织模型发现，慢性机械压迫会诱导神经元凋亡（细胞死亡），减少突触连接（就像大脑的“电线”断裂），同时激活神经元内的HIF-1信号通路，引发应激反应。更关键的是，压迫还会刺激胶质细胞（如小胶质细胞）释放炎症因子，引发神经炎症。

这一发现解释了肿瘤压迫导致认知下降的病理基础，为开发针对机械压迫的神经保护药物提供了新靶点。不过，研究主要基于动物模型和人类组织样本，未来仍需更多临床数据验证，且机械压迫的缓解可能需要手术或放疗等手段。

脑肿瘤压迫就像给大脑按了重物，难怪会变笨！🤯

来源：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

#脑肿瘤 #机械压迫 #神经元损伤 #神经炎症 #胶质细胞

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

骨里的“机械开关”激活，或能抑制脂肪生成，预防骨质疏松？随着年龄增长，我们常担心骨质疏松，而研究发现，骨髓中的脂肪细胞增多可能加速骨量流失

Wed, 04 Feb 2026 11:05:07 GMT

骨里的“机械开关”激活，或能抑制脂肪生成，预防骨质疏松？

随着年龄增长，我们常担心骨质疏松，而研究发现，骨髓中的脂肪细胞增多可能加速骨量流失。这些脂肪细胞来自骨髓间充质干细胞，它们能分化为脂肪或骨细胞。现在，科学家发现一个关键“开关”——Piezo1，它像机械敏感的传感器，可能通过感知机械力，调控细胞命运。

研究显示，当Piezo1被激活时，能抑制炎症信号（Ccl2-Lcn2循环），促进成骨。具体来说，Piezo1缺失的骨髓间充质干细胞更倾向于变成脂肪细胞，同时激活CCR2-Ccl2通路，诱导脂ocalin-2（Lcn2）产生，加速脂肪分化。相反，Piezo1开放会通过钙调蛋白激酶II（CaMKII）激活Klf2，抑制c-Jun，减少Ccl2，从而抑制脂肪生成，促进骨细胞形成。

这一发现揭示了机械力、炎症和细胞分化的新联系，为骨质疏松治疗提供了新思路。不过，目前研究主要在老鼠中进行，人类是否适用仍需更多研究，且样本量有限。未来可能通过激活Piezo1或模拟机械力来开发新疗法，但需谨慎评估安全性。

骨里的脂肪细胞也有“开关”？机械力还能这么玩？🤔

来源：Signal transduction and targeted therapy

#骨质疏松 #骨小管 #Piezo1 #机械信号 #脂肪生成 #成骨分化

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

机器学习指导电子显微镜成像，连接组学研究提速7倍连接组学通过纳米级分辨率解析神经回路，是理解大脑活动与行为的“金钥匙”，但高吞吐量电子显微镜的获取成本与操作难度，让许多研究者望而却步

Mon, 19 Jan 2026 05:03:05 GMT

机器学习指导电子显微镜成像，连接组学研究提速7倍

连接组学通过纳米级分辨率解析神经回路，是理解大脑活动与行为的“金钥匙”，但高吞吐量电子显微镜的获取成本与操作难度，让许多研究者望而却步。当前，机器学习多用于成像后分析，而SmartEM创新地将机器学习融入实时成像过程——在单束扫描电子显微镜中实现“数据感知”成像。该技术通过先快速扫描所有像素，再对高信号区域进行慢速重扫，精准分配成像时间，在秀丽隐杆线虫、小鼠及人脑样本中，实现了高达7倍的成像加速，且重建精度与传统方法相当。

核心机制在于，SmartEM的机器学习模型实时分析图像质量，动态调整扫描策略，让电子显微镜“聪明”地聚焦于关键区域，避免无效时间浪费。这一突破将显著降低连接组学研究的成本与周期，推动更广泛的大脑结构解析。

意义方面，SmartEM为神经科学研究提供了高效工具，但当前仍聚焦于特定样本类型（如小型动物与人脑），未来需验证其在复杂组织或更大样本中的适用性，同时确保机器学习模型的泛化能力。

电子显微镜也能“聪明”提速，7倍加速太香了🤖

来源：Nature methods

#机器学习 #电子显微镜 #连接组学 #神经科学 #成像技术

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

机器人皮肤新突破：不仅能感知，还会主动喊疼随着人机交互日益紧密，我们希望机器人不再是冷冰冰的机器，而是能更安全、更自然地与我们共处

Tue, 30 Dec 2025 03:49:17 GMT

机器人皮肤新突破：不仅能感知，还会主动喊疼

随着人机交互日益紧密，我们希望机器人不再是冷冰冰的机器，而是能更安全、更自然地与我们共处。要实现这一点，赋予机器人敏锐的触觉至关重要。目前，大多数电子皮肤仅能实现基础的触摸感知，功能相对单一，限制了机器人与人类的深度互动。

近日，一项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究带来突破。科学家开发出一种神经形态机器人电子皮肤（NRE-skin），它不仅能感知触摸，还能模拟生物神经系统，将动态触觉刺激编码成神经脉冲信号。其核心亮点在于“主动疼痛感知”功能，当检测到可能造成损伤的强烈刺激时，它会触发保护性反射，就像人手碰到烫东西会立刻缩回一样。

这项技术的意义在于，它让机器人从被动感知转向了主动自我保护，极大地提升了人机交互的安全性。此外，其损伤感知和模块化设计，使得机器人能像生物一样“感觉”到皮肤哪里受伤了，并快速更换受损模块。需要明确的是，这并非赋予机器人真实的情感，而是通过模拟生物机制，让机器人的行为更智能、更符合人类的安全预期。

这下机器人也怕疼了，以后不敢随便欺负了🤣

来源：PNAS

#机器人 #电子皮肤 #神经形态 #疼痛感知 #人机交互

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

大脑越“软”长得越快？环境硬度竟是神经发育的隐形指挥棒我们通常认为大脑的发育主要由基因蓝图和化学信号掌控，仿佛一切早已注定

Mon, 17 Nov 2025 02:56:10 GMT

大脑越“软”长得越快？环境硬度竟是神经发育的隐形指挥棒

我们通常认为大脑的发育主要由基因蓝图和化学信号掌控，仿佛一切早已注定。但你是否想过，大脑组织的“手感”,即脑组织的软硬程度，竟然也是决定神经元何时成熟、何时“通电”的关键因素？

最新发表在《自然-通讯》的研究发现，神经元是个典型的“吃软不吃硬”。在模拟年轻大脑的柔软环境下，神经元能迅速形成突触连接并产生动作电位；而在较硬的基质上，神经元的成熟则被显著推迟。研究揭示了背后的分子机制：细胞膜上的机械力感应通道Piezo1是关键“传感器”，环境越硬，Piezo1越活跃，它会抑制下游转甲状腺素蛋白的表达，从而像刹车一样延缓神经元的电生理成熟。

这种“硬度调控”机制在活体动物脑中也得到了验证：较硬的脑区突触密度确实更低。这表明物理环境是调控大脑回路组装时序的重要一环。随着发育和衰老，大脑组织会逐渐变硬，这种机制或许有助于在特定阶段“锁定”神经连接，但也为理解神经发育障碍及脑功能退化提供了全新的物理学视角。

所以说做人不能太头铁（）

来源：Nature Communications

#神经发育 #机械力感应 #Piezo1

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

人类“迷你肾脏”植入猪肾！新研究展示“器官修复”潜力面对全球性的器官短缺，科学家一直在尝试再生和修复器官

Mon, 10 Nov 2025 07:05:25 GMT

人类“迷你肾脏”植入猪肾！新研究展示“器官修复”潜力

面对全球性的器官短缺，科学家一直在尝试再生和修复器官。类器官技术是希望之一，但如何高效、稳定地制造，并将其安全地送入受损器官，一直是巨大的挑战。

近日，一项新研究针对这两大难题取得了突破：研究人员不仅优化了培育方法，还首次演示了将人类“迷你肾脏”通过常温机械灌注 (NMP) 技术植入猪肾，并移植回猪体内的全过程。这项工作首先解决了“制造”难题。研究团队发现，从500个细胞开始聚合，能产生更多关键的肾脏细胞，并显著减少了阻碍成熟的基质细胞。为便于规模化生产，团队还用CRISPR技术制造了WT1荧光报告细胞系，用于实时监测分化。随后，团队解决了“递送与移植”问题。他们利用NMP技术，将培育好的人类“迷你肾脏”注入离体的猪肾，并将其移植回猪体内。48小时后，检测显示人类细胞成功“安家” ，且猪的免疫系统未产生明显的排斥反应。

这项研究为未来在移植前，利用NMP技术对捐献器官进行细胞修复或功能增强，提供了理论基础。然而，研究团队也指出该研究的局限性：1.48小时的观察期太短，无法评估长期的细胞存活和潜在的免疫排斥风险；2.未确定这些植入的“迷你肾脏”是否真正具备过滤血液等生理功能。

虽然还在试用期，但是未来大有可为啊

来源：Nature Biomedical Engineering

#肾脏类器官 #机械灌注 #异种移植

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿

“意念控制”成真？新技术实现无创脑机接口精准控制机械手指控制机械臂不再是科幻片专属

Thu, 30 Oct 2025 00:00:51 GMT

“意念控制”成真？新技术实现无创脑机接口精准控制机械手指

控制机械臂不再是科幻片专属。近期，卡内基梅隆大学的团队在《自然·通讯》上发表研究，展示了一种非侵入式的脑机接口（BCI）系统。该系统能让佩戴者通过“意念”实时控制机械手的独立手指运动。

研究团队使用脑电图捕捉大脑信号，并采用深度学习网络进行解码。在21名受试者中，该系统在区分两个手指（拇指与小指）的运动想象任务中，实时解码准确率达到了80.56% ；在三个手指（拇指、食指、小指）的任务中，准确率也达到了60.61% 。

此前，要实现如此精细的手指控制大多依赖侵入式电极。这项研究首次证实了使用EEG这种无创、低成本技术，也能实现自然且精准的机械手单指控制，为运动障碍患者的功能恢复带来了新希望。

玩游戏玩不好被骂脑残而不是手残的日子越来越近了🤪

来源：Nature Communication

#脑机接口 #机械手 #深度学习

🧬 频道｜ 🧑‍🔬 群组｜ 📨 投稿