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思维大脑系统的动力学
所有当前的计算思维脑模型均基于对世界的机械（机械哲学）和确定性的视野，这些愿景是出于笛卡尔二元论和牛顿物理学的迹象，它们是在每个知识领域和知识范围内通过普遍机械秩序而进行的。目前，西方关于人类思想在自然界中的地位的理论可以降低到五个：唯物主义，形而上学的唯心主义，二元论，整体主义，量子。基于对现实的两个不同和刺激的物理平面的识别，即张力的平面或域以及能量的平面或能量领域，基于关系的替代性解释是对思维脑系统非线性动力学的替代解释。讨论了拟人化过程的古植物和心理根源。在先前的作品中，综合假设总结了由Planck常数定义的物理尺寸的可能的推导（以及随后的共存），该尺寸是由（带有）由张力梯度的不均匀分布（具有其心理现象的“原材料”所制成的“原材料”所定义的物理维度所定义的。生物系统被定义为在混乱和有序（相干）方案之间的相边界处依赖于非平衡热力学的超复合预期系统嵌入的非线性耗散系统。还讨论了神经细胞在系统发育多样化过程中所起的作用。在结论中，先进的人类学，现象学和物理解释，意识和思想脑系统的动力学是先进的。思维不是物质的内在特性，也不是物质的状态。思维是一种与能量相关的张力的特殊方式，当生物系统的自动植物动态由神经系统关系模块介导。的思维被移植在神经依赖性动力学中经过的感觉（状态变化）上，而能量在混乱的边缘融合成十个，即作为事件所经历的状态变化流，即的关系的结与它们所组成的整体，其价值和相关性是物种特异性的定义。
我们能解释数千种分子鉴定的小鼠神经元类型吗？从知道到理解
脑计划细胞普查网络 (BICCN) 于 2023 年 12 月 13 日在《自然》杂志上发布了《全鼠脑图谱》出版包（https://www.nature.com/collections/fgihbeccbd，2024 年 5 月 5 日访问）。这项单细胞转录组、表观基因组和空间转录组综合工作将小鼠脑中存在的不同神经元细胞类型的数量更新为惊人的总数，略多于 5300 种，揭示了它们的分子多样性与它们的相对位置一致。我们在此提出的问题是：我们能否解释如此多不同类型的细胞是如何产生和定位的？这个问题与另一个问题相关：我们是否有形态模型允许在相对位置和神经元类型规范方面将这种程度的多样性相关联？令人惊讶的是，答案是可能的，而且几乎是肯定的。 BICCN 出版物隐含地使用了 Herrick 的传统柱状脑模型（[ 1 ]；图 1 a-d），可能是 Swanson 的修改版（[ 2 , 3 ]；图 1 e），或 Dong [ 4 ] 在 Allen 研究所的成年小鼠大脑图谱 [mouse.brain-map.org] 中使用的模型。该模型将端脑、间脑、中脑、后脑和脊髓视为主要分区（五个喙尾小泡；图 1 a）。在该模型中，Herrick 的最小单位由四个功能实体表示（脑干和脊髓中定义的躯体运动、内脏运动、内脏感觉和躯体感觉柱：Sm、Vm、Vs、Ss；图 1 a、d）。本文作者将它们外推到前脑（即间脑的 Eth、Dth、Vth、Hth；端脑的 Hi、Pir、Str、Se；图 1 a-c 中统一颜色的代码）。请注意，前脑柱可能执行与后脑不同的功能，尽管间脑在功能上被解释为脑干的延续。总的来说，这就构成了 5 个囊泡 × 4 个柱 = 20 个柱状单元，它们应该产生最近发现的 5300 种神经元类型（平均每柱 265 种细胞类型）。
基于机器学习的精神分裂症和主要抑郁症的脑电图表型
尽管精神诊断是基于公开特征（例如行为，情绪和思想）的现象学区别，但具有脑电图（EEG）神经病理学机制（EEG）的确定仍然具有挑战性。在使用脑电图确定的神经生理表型中，精神分裂症（SZ）和主要抑郁症（MDD）始终没有推荐的脑模型。以前的EEG研究集中在病理生理学的区别和症状关系上（1-3）。SZ和MDD的临床变化非常异质（4-6）。除了基于SZ和MDD之间的现象学区别的临床诊断之外，使用机器学习的脑电图定义可以提供促进治疗突破的见解（7-10）。，通过应用线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）（11）来确保精神疾病中的分类表现。听觉P300（AP300）是SZ和抑郁症患者的代表性神经生理指标（12-15）；但是，一些研究为抑郁症指标提供了不一致的发现（16）。ap300包括N1和P3组件，它们在100毫秒左右的最大电位和最正的电位分别是听觉刺激发作后300毫秒左右的最积极电位。通常观察到中线电极中P3和N1振幅的变化（17，18）。另外，定义时间范围内振幅的宽度也可以表明病理状态（21）。此外，每个组件定义时间范围内的最高峰电势在各个个体之间显示出较大的变化，因为每个成分都包含几种神经生物学属性（19，20）。AP300在听觉响应以及工作记忆和注意力过程中反映了认知过程（22，23）。n1已被定义为目标刺激的早期感觉输入的神经分配（24、25），而N1减少可以反映SZ和情绪障碍中的异常选择性注意（26 - 29）。p3是AP300的主要组成部分，它是由信息处理的晚期积极潜力产生的，例如在普通情况下的输入罕见事件（30，31）。n1和p3降低（32，33）。几项研究还报道了MDD患者的N1和P3的延迟延迟和幅度降低（13、34-36）。在这里，我们比较了健康对照组（HCS）与SZ和MDD患者之间的AP300。为了鉴定SZ和抑郁症的大脑表型，N1和P3成分的变化在三个维度上表达，即通过使用雷达图表，峰值，潜伏期，振幅和皮质来源的峰值。此外，我们使用线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）分类器应用机器学习技术，以适用于每个两组分类。
布莱恩·纳特教授
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DarkTrace提供产品规范
3D打印的医疗用途正在快速扩展，并且会改变医疗保健的大时间。这些用途可以分为四个主要领域：制造组织和器官，创建定制的植入物和假肢，对药物进行研究，并弄清楚如何将药物置于体内正确的位置。在医学中使用3D打印可以使诸如假肢，设备甚至药物之类的东西为每个人进行超级定制，这真的很酷。它还使事情变得更便宜，帮助人们更有效地工作，让任何人都可以在不需要花哨的机器的情况下设计东西，并将科学家聚集在一起从事项目。，但这并不是所有的阳光 - 在3D打印之前，仍有许多科学和监管挑战确实可以改变医疗保健。人们一直在医学上的3D打印中取得了重大进步，但他们仍在等待最具游戏规则的东西。通过3D打印制造的自定义助听器彻底改变了听力学领域，超过99％的现代助听器是针对个人用户量身定制的。人体的独特复杂性使3D打印模型对于手术制备必不可少，比传统的2D成像方法提供了更准确的表示。此外，神经外科医生可以从3D打印模型中受益，以更好地理解复杂的人体解剖结构。在许多情况下，这些模型有助于医学专业人员在手术前对患者的特定解剖学特征获得宝贵的见解。3D打印技术的最新进步正在彻底改变包括医学在内的各个领域。此外，3D打印的进步导致了定制的药物配方和新型剂型的形式，例如微胶囊和纳米舒张，这对个性化医学有希望。3D打印在医疗应用中的潜在好处包括增加定制和个性化，成本效率，提高生产率，民主化和协作。尽管有希望的应用，但3D打印仍面临一些挑战，包括不切实际的期望和炒作，安全和保安问题，专利和版权问题。虽然已经使用了某些应用程序，但例如器官打印等其他应用程序需要更多的时间来开发。可以在线找到有关3D打印医学应用程序的综合报告，其中包含详细的图像和说明。国家医学图书馆（NLM）提供了对科学文献的访问权限，并维护了一个数据库，其中包含有关医学中3D印刷的信息。但是，将其包含在其数据库中并不意味着与NLM或国家卫生研究院的内容认可或同意。最近的一篇文章回顾了将3D打印应用于医疗领域的一些最新发展，涵盖了当前的艺术状况以及用于医疗应用的3D打印的局限性。美国测试与材料学会（ASTM）国际委员会F42采用了添加剂制造（AM）来从三维数字数据中产生物理对象的技术。手术规划已演变为合并高级技术。在一项研究中，Vodiskat等。添加剂制造（通常称为3D打印）是一种制造方法，可以通过将材料融合或将材料融合到底物上或将物质融合或沉积物质来创建物体。此过程具有高度的用途，可以利用各种材料，例如粉末，塑料，陶瓷，金属，液体或活细胞。通过研究复杂的器官或解剖标本的解剖学和生理学，外科医生可以为操作创建个性化计划。3D模型使他们能够在进入手术室之前探索不同的方法并获得动手经验。此过程大大减少了操作时间并改善了结果。3D印刷患者特定的假体的最新进展使残疾人能够过正常生活。高质量的成像技术允许精确的解剖假体创建，影响包括牙科在内的各个医学领域。将尸体材料用于培训引起了道德问题和成本问题。3D打印通过从CT成像中重现复杂的解剖器官提供了一种新颖的解决方案，适用于没有尸体的情况。能够打印不同尺寸的多个副本的能力也有益于培训设施。可以直接印刷细胞的打印机的开发导致了毒性测试的细胞结构的自动产生，并针对疾病和肿瘤进行了新的治疗方法。这项技术通过允许对匹配天然细胞排列的组织的可重复打印来加速研究过程。使用3D打印模型来对复杂的先天性心脏状况进行术前计划。医学研究的应用包括生产人体器官和组织结构，将它们与模仿本地人体器官的功能相结合。下一步是在操作过程中打印可移植的器官或器官，彻底改变医学。药物输送也将随着3D打印成为药品不可或缺的一部分，可以实现指定剂量和持续的释放层。使用3D打印技术可以实现个性化治疗，并通过创建针对其解剖结构的定制药物输送设备来帮助患者减少药物。这些进步表明，3D打印正在改变医学，许多应用程序使进行详尽的审查变得具有挑战性。最近的几项研究集中在特定领域，例如组织和器官的医学成像，手术和生物打印。本综述旨在通过研究各种应用程序（包括个性化处理，术前计划模型和定制的药物输送设备）来检查2014年以来的发展，从而证明当前的艺术状况。他们采用了两种不同的市售技术来重建三名患者的缺陷，得出结论，有了良好的CT扫描数据，可以创建一种具有成本效益的3D印刷模型。另一个具有挑战性的区域是旧骨盆骨折手术，其中Wu等人。评估了在四年和9个临床病例中使用3D打印的骨盆模型进行术前计划。他们发现术前计划与术后结果之间有良好的相关性，但建议进一步研究以巩固这些模型的使用。Truscott等人。提出了3D打印模型的案例研究，这些模型可以帮助外科医生进行术前计划，从而从骨盆和股骨，眼窝和肩cap骨的CT扫描数据创建模型。他们使用激光插入技术从钛中脱颖而出，与CNC工艺相比，结论一下将材料废物最小化。研究人员使用3D打印技术成功地创建了耳朵假肢（PVDF）。假体对压力变化表现出很高的敏感性，表明在生物医学工程中使用了潜力。传统的患者特异性颅骨成形术假体很昂贵。相比之下，一种具有成本效益的方法使用丙烯酸骨水泥。但是，水泥的手动制造可能很麻烦，可能不会产生令人满意的结果。使用FDM创建了CT扫描数据的3D打印头骨，作为模板来塑造丙烯酸植入物。这种方法在临床环境中的有效性需要进一步研究。一种新型的陶瓷制造技术，结合了冻结的泡沫，实现了开放式孔连接的泡沫结构，可以用作下一代骨骼替代材料，用于个性化植入。提出了一种创建周期性蜂窝结构的设计方法，由材料制成的3D打印植入物将满足较轻的植入物的要求并满足审美和功能需求。最近的研究还使用了3D打印来再现具有精确反映个人特征的组织的巨大潜力的患者特异性组织材料。Khaled等。 Goyanes等。Khaled等。Goyanes等。3D打印模型在解剖学上是准确的，只要提供高质量的CT扫描数据。但是，它们可能不灵活，这使得在涉及大脑（大脑）的软组织的情况下进行应用。使用组合的3D打印，成型和铸造的一种建议的方法创造了逼真的，生理准确和可变形的人脑模型。研究人员已使用独特的技术成功地创建了个性化的大脑模型。这种突破允许创建解剖上准确且可变形的大脑模型，可用于手术计划或医学训练（图3）。此外，科学家还开发了具有成本效益的方法来生产人类解剖学对象的高质量复制品，以进行培训。3D打印技术的发展也导致了癌症研究的重大进步。通过使用HeLa细胞和水凝胶结构创建合成宫颈肿瘤，研究人员已经能够研究该疾病的生长和行为（图4）。这种创新的方法显示出令人鼓舞的结果，肿瘤增殖得更快并形成细胞球体。此外，生物打印已通过微流体网络引导细胞来创建复杂的组织结构。Drexel University的研究人员开发了定制的沉积设备，可以精确材料沉积和异质细胞共培养（图5）。在另一个突破中，科学家使用了3D打印的水凝胶支架来种植微藻和人类细胞的培养物。生物制造。2016; 138（4）：041007。2016; 138（4）：041007。微藻能够迅速生长，叶绿素含量在几天内增加了16倍。该技术有可能将氧或二级代谢物作为治疗剂提供。技术与生物学的交集导致了3D生物打印的开创性进步。康奈尔大学的研究人员成功地使用水凝胶作为细胞的脚手架打印了全尺寸三叶心脏瓣膜，展示了它们在医疗应用中的潜力。但是，他们指出原型的拉伸强度需要改进。爱丁堡的研究人员通过使用3D打印技术打印功能“迷你肝”，取得了重大进步。他们的创新在于保留3D藻酸盐水凝胶基质中脆弱的臀部细胞的生存力和多能性。这项工作对无动物的药物试验和个性化医学具有深远的影响。超出人体器官的范围，研究人员创建了一个3D形态空间，以描述各种尺度（包括细胞和动物生物）的生物结构。此工具使他们能够探索新的生物配置并研究有关进化的基本问题。此外，伦敦大学学院的研究人员还表明，在制造局部药物输送系统以治疗痤疮等疾病中，有3D生物打印的潜力。他们使用热熔体挤出将水杨酸加载到商业聚合物丝中，突出了该技术的多功能性。3D打印的多功能性可通过调整丝制剂来进行不同的剂量。3D打印技术因其在创建个性化医疗设备（包括药物片和假肢）方面的潜在应用而进行了探索。研究人员发现，立体光刻（SLA）方法可以生产具有精确接触甚至剂量输送的设备。使用桌面3D打印机成功打印了甲烯烃双层片，证明了其产生高质量药物片的潜力。他们比较了药物释放曲线，发现在14小时剂量周期中，一种设计保留在商业药物概况的10％之内。通过使用FDM工艺打印paracetamol的细丝，研究了不同形状对药物释放曲线的影响。他们的结果表明，使用传统方法很难制造复杂的几何形状，但可以更好地控制药物释放。3D印刷和医学生物印刷方面的最新发展在各个领域都具有巨大的潜力。在手术中，3D印刷模型可以帮助外科医生进行计划操作，缩短程序时间和改善结果。也可以快速，经济地创建特定于患者的假肢，使其成为传统解决方案的有吸引力的替代品。Zhao等，Snyder等人和Lode等人等研究人员的工作。已经证明了更准确的疾病模型的潜力，尤其是在癌症研究中。将微流体与3D生物构成整合起来，可以创建复杂的组织结构和共培养物，为功能器官的发展铺平道路。2014; 6（3）：035001。 doi：10.1088/1758-5082/6/3/035001。目前，打印整个生物器官仍然是一个遥远的目标。虽然细胞打印可以产生强大的细胞培养，但创建具有必要结构完整性的结构仍然是一个重大挑战。水凝胶矩阵，印刷技术和微流体的整合是通过生物打印来开发功能性人造器官的关键步骤。在不久的将来，3D打印机可能在药房中很普遍，从而实现了个性化的药物输送和制造定制设备。例如，可以通过控制几何形状和精度来实现具有控制药物释放的打印平板电脑。3D印刷在医学中的应用是巨大而变革性的，从创建一次性物体到假肢。随着研发的继续，我们可以期望在个性化药物，器官印刷和手术计划等领域取得令人兴奋的进步。但是，这些技术仍处于早期阶段，需要在广泛采用之前进行进一步的创新和实际考虑。本文讨论了3D打印技术的应用和进步，尤其是在医学领域。作者参考了各种研究和研究论文，探讨了3D印刷在医学中的潜在用途，包括创建假肢，植入物和生物印刷。引用的论文涵盖了一系列主题，从钛植入物的生物相容性到开发用于测试药物毒性的芯片技术。几项研究探讨了3D打印在手术和医学中的使用。生命科学工程学。讨论的其他领域包括三维生物印刷，医学成像和假肢的计算机辅助制造。一些好处包括提高手术计划中的准确性和精度，减少了传统方法上花费的成本和时间，以及改善患者的结果。研究人员还使用3D打印来为具有独特需求的患者创建定制的植入物和假肢。3D印刷在医学中的其他应用包括为训练目的创建实际的器官和组织模型，开发了个性化的神经外科手术计划的大脑模型，以及用诸如压力和温度等内在特性的感觉耳朵假体制造感觉耳朵假体。研究还研究了使用3D打印来生产患者特异性的丙烯酸颅骨成形术，定制的骨盆损伤模板和具有量身定制的机械性能的功能多孔结构。此外，研究人员还探索了用于生物医学应用的陶瓷和金属陶瓷复合材料的创新制造方法。3D打印在手术中的优点包括其创建复杂形状和结构，减少废物和材料消耗的能力，并提高手术计划的准确性和精度。但是，这项技术也存在一些挑战和局限性，例如对专业设备和专业知识的需求以及对灭菌和感染控制的潜在关注。总体而言，3D打印有可能彻底改变手术和医学的各个方面，从术前计划到植入植入物和患者护理。2015; 15（2）：177–183。2015; 15（2）：177–183。Zhang等人，用于体外Zhang T，Zhang T，Cheng S，Sun W.宫颈肿瘤模型的HeLa细胞三维印刷。Zhang等人，用于细胞设备的微流体歧管制造Snyder J，Son AR，Hamid Q，Sun W.通过精确挤出沉积和含细胞装置的复制模制来制造微流体歧管。制造科学与工程杂志。lode等人，绿色生物打印Lode A，Krujatz F，BrüggemeierS，Quade M，SchützK，Knaack S，Weber J，Bley J，Bley T，Bley T，Gelinsky M. Green Bioprinting：光合作用藻类Laden Hadegae Laden Hydogel scapforts的生物性和医学物质。duan等人，异质主动脉阀Conduits Duan B，Hockaday LA，Kang KH，Butcher JT的3D生物打印。与藻酸盐/明胶水凝胶异质主动脉瓣导管的3D生物打印。生物医学材料研究杂志研究部分A。2013; 101（5）：1255–1264。 Faulkner-Jones et al., Bioprinting of human pluripotent stem cells Faulkner-Jones A, Fyfe C, Cornelissen DJ, Gardner J, King J, Courtney A, Shu W. Bioprinting of human pluripotent stem cells and their directed differentiation into hepatocyte-like cells for the generation of mini-livers in 3D. 生物制造。 2015; 7（4）：044102。 ollé-Vila等，合成器官和类符号的形态 - ollé-vila A，Duran-Nebreda S，Conde-Pueyo N，MontañezR，SoléR。 综合生物学。 2016; 8（4）：485–503。 受控释放杂志。 2016; 234：41–48。2013; 101（5）：1255–1264。Faulkner-Jones et al., Bioprinting of human pluripotent stem cells Faulkner-Jones A, Fyfe C, Cornelissen DJ, Gardner J, King J, Courtney A, Shu W. 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