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Sherrington – Kirkpatrick模型中的淬火 - Infoscience
摘要。Sherrington – Kirkpatrick模型是复杂的非凸能景观的原型。在此类景观上演变的动态过程和局部旨在达到最小值的过程通常对了解最小值。在这里，我们研究淬火，即旨在减少能量的动力学。我们分析了两种不同的算法类别，单旋植物和同步动力学的收敛能量，重点是贪婪和不情愿的策略。我们提供了有限尺寸效应的精确数值分析，并得出结论，也许在违反直觉上，不情愿的算法与融合到基础状态能量密度兼容，而贪婪的策略却没有。受单旋替代和贪婪算法的启发，我们研究了两种同步时间算法，即同步螺旋和同步利用算法。这些同步过程可以使用动力学平均值理论（DMFT）和DMFT的新回溯版本进行分析。值得注意的是，这是第一次将回溯DMFT用于研究完全连接的无序模型中的动力收敛性。分析表明Sync-Greedy算法可以
太阳能 - Infoscience -EPFL
节能窗口用于增加立面的热绝缘。这种绝缘窗口包含超薄的多层，透明的银色涂层，充当红外镜，可大大降低通过建筑物内部辐射发生的热损失。这些所谓的低发射涂层彻底改变了建筑物的隔热场，但也降低了太阳热增益系数，从而降低了冬季节能的潜力。在寒冷的气候下绝缘窗户应在EM波的传播中实现选择性行为。理想情况下，应该传输太阳能并反映中红外辐射，从而减少建筑物的加热需求。本科学论文介绍了基于有限差分时间域（FDTD）的数值研究，该研究重点介绍了银等离子体方形纳米霍尔阵列的光传递特性，并探讨了它们在绝缘窗口中的潜在应用。发现，周期性为350 nm且线宽为50 nm的纳米尔阵列具有出色的特性，并代表了在低E涂层中获得高太阳热增益的好候选者。这些发现有助于理解纳米荷尔阵列中的等离子效应，并提供有关此类结构在开发高级绝缘窗口中具有增强光学性能的实际应用的见解。
受控释放杂志 - 信息科学 - EPFL
调节癌细胞、免疫细胞或两者的代谢是增强营养竞争性肿瘤微环境中癌症免疫疗法的一种有前途的策略。谷氨酰胺已成为理想的靶标，因为癌细胞高度依赖谷氨酰胺来补充有氧糖酵解过程中的三羧酸循环。然而，非特异性谷氨酰胺限制可能会在无关组织中引起不良影响，因此谷氨酰胺抑制剂迄今为止在临床上取得的成功有限。在这里，我们报告了一种氧化还原响应性前药 6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸 (redox-DON) 的合成和评估，用于肿瘤靶向谷氨酰胺抑制。当用于治疗患有皮下 CT26 小鼠结肠癌的小鼠时，与最先进的 DON 前药 JHU083 相比，redox-DON 表现出同等的抗肿瘤功效，但安全性大大提高，特别是在脾脏和胃肠道中。此外，redox-DON 与检查点阻断抗体协同作用，导致肿瘤小鼠的持久治愈。我们的结果表明 redox-DON 是一种安全有效的肿瘤靶向谷氨酰胺抑制疗法，有望增强代谢调节免疫疗法。可逆化学修饰方法可推广到其他具有明显毒性的代谢调节药物。
神经图像：临床 - Infoscience -EPFL
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IEEE CICC 2024 智能神经接口 - 信息科学
1 瑞士洛桑联邦理工学院，2 纽约州伊萨卡康奈尔大学 简介 在过去十年中，人们对开发智能神经接口片上系统 (SoC) 的兴趣日益浓厚，该系统用于治疗各种神经系统疾病和新兴的脑机接口 (BMI) 应用。人们开始转向创建具有植入信号处理、神经生物标志物提取和人工智能的智能系统，取代了之前主要侧重于原始神经信号采集和数据压缩以供离体处理的努力 [1-4]。将复杂功能集成到微型神经装置中为各种应用提供了重要机会，包括用于中枢神经系统 (CNS) 疾病的治疗装置、周围神经假体、脊髓接口等。在本文中，我们回顾了基于 CMOS 的集成电路 (IC) 开发的最新进展，用于三类智能神经假体，所有假体均在植入式或可穿戴设备上具有嵌入式信号处理功能。这些类别包括：1) 用于闭环症状跟踪和响应刺激的神经接口； 2) 用于治疗新兴网络相关疾病（如精神病和记忆障碍）的神经接口；3) 用于瘫痪后运动和通信恢复的智能 BMI SoC。这些发展标志着一个充满活力的领域的开始，我们预计未来几年会出现更广泛的智能神经假体。未来智能神经接口面临的挑战将先进的信号处理和机器学习 (ML) 算法集成到神经接口系统上，可以显著增强这些设备未来的治疗潜力。例如，嵌入 AI 的神经接口技术已证明可为脑部疾病（尤其是癫痫）患者提供准确、个性化的症状检测。十多年来，IC 和 AI 算法开发方面的积极创新促成了先进系统的诞生，使用硬件高效的侵入式或非侵入式 SoC 在癫痫发作检测中实现了超过 95% 的灵敏度和特异性 [5-10]。类似地，嵌入式神经生物标记物可以指导各种神经系统适应症中的刺激传递，因为它们可以代表神经元活动随时间的动态状态 [11- 14]。此外，基于软件的 AI 算法使越来越复杂的 BMI 系统能够快速恢复运动和通信 [15-18]，最近出现了微型硬件实现 [8, 19]。虽然这一进展令人鼓舞，但下一代智能神经接口 SoC 仍有几个挑战需要解决。可扩展性：利用来自完善的 EEG 数据集的有限数量的传感通道（8-24），硬件系统已经实现了卓越的癫痫发作检测性能，例如儿科 CHB-MIT 数据集 [20]。最近的一些研究将其扩展到更大的颅内脑电图 (iEEG) 数据集，这些数据集具有更多的通道数 (≤128) 和更复杂的成人难治性癫痫发作模式 [21, 22]。癫痫发作检测或其他症状跟踪系统中电极的空间分辨率有限
癌症进化：一个多面性的问题 - Infoscience
1 瑞士洛桑莱曼癌症中心。2 瑞士洛桑大学计算生物学系。3 英国伦敦癌症研究所乳腺癌托比罗宾斯研究中心。4 英国伦敦癌症研究所乳腺癌研究部乳腺表观遗传可塑性和进化实验室。5 英国伦敦帝国理工学院外科和癌症系。6 英国剑桥大学医学研究委员会毒理学部。7 英国剑桥大学医院 NHS 基金会组织病理学系。8 荷兰阿姆斯特丹荷兰癌症研究所 Oncode 研究所肿瘤生物学和免疫学部。9 英国欣克斯顿威康桑格研究所。10 英国剑桥大学医院 NHS 基金会。11 英国剑桥大学儿科系。 12 瑞士洛桑路德维希癌症研究所。13 纽约基因组中心，纽约，纽约。14 纽约威尔康奈尔医学院医学系和迈耶癌症中心血液学和医学肿瘤学分部，纽约，纽约。15 威尔康奈尔医学院计算生物医学研究所，纽约，纽约。16 西班牙巴塞罗那科学技术研究所生物医学研究所 (IRB Barcelona)。17 西班牙马德里卡洛斯三世健康研究所癌症红细胞生物医学研究中心 (CIBERONC)。18 西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚先进治疗和研究中心 (ICREA)。19 德国柏林亥姆霍兹联合会马克斯德尔布吕克分子医学中心、柏林医学系统生物学研究所。 20 比利时鲁汶 VIB 癌症生物学中心分子癌症生物学实验室。21 比利时鲁汶鲁汶大学肿瘤学系分子癌症生物学实验室。22 德国癌症研究中心分子神经生物学系
大脑中的惊奇和新奇 - 信息科学
摘要 惊讶和新颖的概念已在多个大脑区域和物种的各种实验和理论研究中使用。然而，“惊讶”和“新颖”在不同的研究中指的是不同的量，这引发了人们对这些研究是否确实与大脑中的相同功能和机制有关的担忧。在这里，我们通过系统地研究惊讶和新颖的不同方面如何与不同的大脑功能和生理信号相关来解决这些问题。我们回顾了最近对惊讶和新颖性提出的定义的分类以及与实验观察的联系。我们表明，计算建模和可量化的定义可以对以前的发现进行新颖的解释，并为未来的理论和实验研究奠定基础。
软多材料磁性纤维和纺织品 - 信息科学
磁响应软材料是下一代软机器人、假肢、手术工具和智能纺织品的有前途的构建模块。然而，迄今为止，制造具有极端长宽比的高度集成磁性纤维（可用作可操纵导管、内窥镜或功能性纺织品）仍然具有挑战性。本文提出了多材料热拉伸作为材料和加工平台，以实现数十米长的柔软、超可拉伸且高弹性的磁性纤维。展示了直径低至 300 μ m、长宽比为 10 5 的纤维，将纳米复合域与嵌入软弹性体基质中的铁磁微粒集成在一起。通过选择适当的填料含量，必须在磁化密度和机械刚度之间取得适当的平衡，展示了可承受 > 1000% 应变的纤维，它们可以被磁力驱动并举起高达自身重量 370 倍的重量。磁性纤维还可以集成其他功能，如微流体通道，并编织到传统纺织品中。研究表明，这种新型磁性纺织品可以清洗并承受极端的机械约束，并且在磁力驱动下可以折叠成任意形状，这为医疗纺织品和软磁系统领域的新奇机遇铺平了道路。
精神分裂症中的氧化还原和免疫信号传导 - Infoscience
氧化还原生物学和免疫信号传导在人体中起主要作用，包括大脑功能。迅速成长的文献还表明，氧化还原和免疫异常与精神分裂症（SZ），双极性疾病，自闭症和癫痫病有关。在本文中，我们回顾了这一文献，其对SZ的病理生理的影响以及针对氧化还原和免疫信号传导的新型治疗干预措施的发展潜力。氧化还原生物学和大脑中的免疫信号传导很复杂，尚未完全理解。此外，文献中存在差异，尤其是在以患者为导向的研究中。尽管如此，很明显，在敏感的大脑发育期间，遗传因素与环境因素之间的相互作用在SZ中产生异常，这些异常破坏了本地电路和远距离连通性。纠正这些异常的干预措施可能有效地使精神疾病的大脑功能正常化，尤其是在疾病的早期阶段。
应用能源 - 信息科学 - EPFL
本研究提出了一种在考虑削减光伏 (PV) 发电选项的同时，对配电网中的储能系统 (ESS) 进行最优规划（定型和选址）的方法。更具体地说，对于给定的光伏发电安装容量，该方法评估削减光伏发电是否比安装储能系统更经济。事实上，虽然削减过剩的光伏发电可能被视为避免在运行期间违反电网规定的最后手段，但它通常在规划阶段被忽视。所提出的方法考虑了电网的约束（即节点电压、线路和变电站变压器限制），这些约束由线性功率流方程建模，以使问题公式易于处理。规划问题考虑了 20 年的规划期限，最小化储能系统的净投资成本以及进口和出口电力成本。结果针对具有不同光伏发电安装容量水平的中压 (MV) 配电网给出，反映了光伏发电发展的未来情景。我们还研究了储能系统的规模和投资成本对电价的敏感性，其中考虑了全球发电结构中不同水平的光伏发电。