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综合到达/出发控制服务人在回路仿真实验
综合到达/离开控制服务的人机回路模拟实验 Sehchang Hah，博士D.，FAA 人为因素分部 Ben Willems，FAA 人为因素分部 Gary Mueller，FAA 人为因素分部 Daniel R. Johnson，FAA 人为因素分部 Kenneth Schulz，博士D.，TASC，Inc. John DiRico，TASC，Inc. Kevin Hallman，TASC，Inc. Helene Maliko-Abraham，T. G. O’Brien，Associates，Inc. Sonia Alvidrez，TASC，Inc. Robert Bastholm，Spectrum Software Technology，Inc. Matthew Dworsky，TASC，Inc. Thomas Fincannon，博士，Applied Research Associates，Inc. 2017 年 11 月技术报告 本文件可通过弗吉尼亚州亚历山大市的国家技术信息服务 (NTIS) 向公众提供22312。副本保留在 William J. Hughes 技术中心图书馆以供参考。
脂肪和糖加固的单独肠道回路结合起来促进暴饮暴食
研究结果表明，就数量和质量而言，睡眠会影响患者控制其新陈代谢的能力。研究表明，在禁食，禁食葡萄糖和胰岛素耐药性（HOMA-IR）的空腹，禁食葡萄糖和稳态模型评估期间，较短的循环胰岛素水平更高。睡眠不足和睡眠卫生不足与糖化血红蛋白（HBA1C）水平升高有关。在对中年高加索志愿者的研究中，发现睡眠质量和代谢综合征差，睡眠状况与胰岛素，禁食葡萄糖水平和胰岛素抵抗之间存在很大的关联。2型糖尿病和睡眠障碍是通常并存的普遍状况。患有2型糖尿病的人经常遇到睡眠问题，这可能会对他们的一般健康，情感和生活质量产生不利影响。
新的RNA工具增强了合成遗传回路的精度
为了解决这个问题，金教授的团队专注于翻译耦合，这是一种自然基因调节机制，通常在操纵子中发现的自然基因调节机制，该机制调节多个基因，上游基因的翻译影响下游基因的翻译效率。通过这项研究，该团队设计了模拟该机制的同义词，并将其与合成生物学RNA设备成功整合在一起，以创建更有效的遗传回路。
遗传回路与机器学习相结合提供快速响应的生活传感器
1 Akyilmaz，E。，Yorganci，E。＆Asav，E。铜离子会激活酪氨酸酶吗？溶液的生物传感器模型。生物电化学78，155-160，doi：10.1016/j.bioelechem.2009.09.007（2010）。2 Wang，J。电化学葡萄糖生物传感器。Chem Rev 108，814-825，doi：10.1021/cr068123a（2008）。3 Ghasemi-Varnamkhasti，M。等。使用生物电子舌头监测啤酒的衰老。食品控制25，216-224，doi：10.1016/j.foodcont.2011.10.020（2012）。4 Mishra，R。K.，Dominguez，R。B.，Bhand，S.，Munoz，R。＆Marty，J。L.一种新型的基于自动流动流动性生物传感器，用于测定牛奶中有机磷酸盐农药。Biosens Bioelectron 32，56-61，doi：10.1016/j.bios.2011.11.028（2012）。5 Chambers，C。E.，Visser，M。B.，Schwab，U。＆Sokol，P。A.囊性纤维化患者的粘液性呼吸道分泌物中N-酰胺类内酯的鉴定。FEMS Microbiol Lett 244，297-304，doi：10.1016/j.femsle.2005.01.055（2005）。6 Conroy，P。J.，Hearty，S.，Leonard，P。＆O'Kennedy，R。J.基于生物传感器的应用的抗体生产，设计和使用。Semin Cell Dev Biol 20，10-26，doi：10.1016/j.semcdb.2009.01.010（2009）。7 Wang，J。基于肽核酸（PNA）识别层的DNA生物传感器。评论。Biosens Bioelectron 13，757-762，doi：doi 10.1016/s0956-5663（98）00039-6（1998）。
检查人类皮质回路演变的基础的更新开发机制
现代人类的大脑已经发展出了显着的计算能力，从而启用了更高的认知功能。这些能力与大脑皮层的大小和连通性的增加紧密相关，这被认为是由于皮质发育机制的进化变化而产生的。进化基因组学，发育生物学和神经科学方面的收敛进步最近使基因组变化成为了皮质发育的人类特异性修饰符。这些修饰符会影响皮质发生的大多数方面，从皮质神经发生的时间和复杂性到突触发生和皮质回路的组装。皮质生成的人类特异性遗传修饰剂的突变已经开始与神经发育疾病有关，提供了其生理相关性的证据，并暗示了人脑的演变与特定疾病的敏感性之间的潜在关系。
CRISPR 介导的基因激活回路中由于资源竞争而产生的相互作用*
摘要 Ð CRISPR 介导的基因调控因其可扩展性而备受关注，可以创建越来越大的遗传回路。由于不同小向导 RNA 之间对 dCas9 资源的竞争而产生的非预期相互作用已被广泛描述为 CRISPR 介导的抑制 (CRISPRi)。对于 CRISPR 介导的激活 (CRISPRa)，这种分析在很大程度上是缺失的。在本文中，我们考虑两个必需的共享资源 (dCas9 和激活蛋白) 对 CRISPRa 进行建模，并确定通过资源竞争出现的相互作用图。多个支架 RNA (scRNA) 之间存在两个共享资源是造成两种主要现象的原因。首先，我们用数学证明了“自我隔离”效应的存在，其中 scRNA 抑制其自身的靶基因而不是激活它，从而否定了 CRISPRa 的功能。其次，我们证明与单一资源的情况相比，非靶基因的不必要抑制要强得多。这些结果表明，同时调节多种资源的新控制方法将有助于减轻 CRISPRa 中资源竞争的不良影响。
因果回路Feynman图和定向无环形图的变异量子量表
我们提出了一种差异量子本素（VQE）算法，用于在循环树二元性中有效地引导多链feynman图的因果表示，或等效地，在有线图中选择了acyclic配置。基于描述多核拓扑的邻接矩阵的循环hamiltonian，其不同的能级对应于循环的数量，而VQE则将其最小化以识别因果或无环构型。该算法已改编成选择多个退化的最小值，从而达到更高的检测率。详细讨论了与基于Grover的算法的性能比较。，VQE方法通常需要更少的量子和较短的电路来实施，尽管成功率较小。
深层建模揭示了神经回路机理中动态依赖性的不向导
摘要8神经种群动力学由许多细胞，突触和网络特性塑造。不仅要9了解电路参数的协调变化如何改变神经活动，而且当动态不受影响的情况下，或不变的变化时，也很重要。计算建模揭示了单个神经元和小11个电路中的不变，这些电路被认为反映了它们对可变性和扰动的稳健性。但是，将这12个见解概括为皮质和其他大脑区域的较大电路仍然具有挑战性。一个关键的瓶颈在于具有尖峰网络模型的13个神经回路的反向建模，即识别量化对动力学14在神经记录中观察到的动力学14的参数配置。在这里，我们提出了从神经动力学（Automind）的自动化模型推断，以有效发现不变电路模型配置。自动源具有自适应16个尖峰神经元和聚类连接性的机械模型，该模型显示出丰富的时空动力学。概率17深生成模型（仅在网络模拟上进行训练），然后返回许多参数配置，一致18，具有给定的神经活动目标观察。应用于几个数据集，Automind发现了早期发育中人类脑类器官中同步网络爆发的电路模型19，以及捕获小鼠海马和皮质中神经偶像记录的20个复杂频率曲线的模型。在每种情况下，我们都会获得21个组成（非线性）参数子空间的配置，其中人口动态保持22不变。令人惊讶的是，不变子空间的全局和局部几何形状并不固定，但在不同的23个动态方面有所不同。一起，我们的结果阐明了24个种群动态的基础电路参数的动态依赖性不向导，同时证明了自动源对神经回路的反向建模的灵活性。25