保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。(未经同行评审证明)是作者/资助者,他已授予Medrxiv的许可证,以永久显示预印本。
大脑的复杂组织从神经元内的分子级过程到大型网络,因此必须了解这种多尺度结构以发现大脑功能并解决神经系统疾病至关重要。多尺寸的大脑建模已成为一种变革性方法,将计算模型,高级成像和大数据集成以弥合这些组织水平。本评论探讨了将微观现象与宏观大脑功能联系起来的挑战和机遇,并强调了推动领域进步的方法。它还强调了多尺度模型的临床潜力,包括它们在推进人工智能(AI)应用程序和改进医疗保健技术中的作用。通过检查当前的研究并提出了跨学科合作的未来方向,这项工作展示了多尺度大脑建模如何彻底改变科学的理解和临床实践。
摘要。许多海洋活动,例如设计海洋结构和规划海洋行动,都需要海态气候的特征。考虑其时空行为,这项研究调查了风状态与海洋国家之间的统计关系。在北大西洋上(预测指标)和三个位置的显着波高(预测和预测)之间建立了传递功能:法国海岸(Gironde)的西南(Gironde),英国通道和缅因州海湾。开发的方法通过包括局部和全球预测因子来考虑风海和膨胀。使用完全数据驱动的方法,定义了全局预测指标的时空结构,以说明风与波之间的非本地和非恒定关系。天气类型是使用回归引导的聚类方法构建的,所得簇对应于不同的波系统(膨胀和风向海域)。然后,在每种天气类型中,预测指标和预测指数之间都拟合了惩罚的线性回归模型。验证分析证明了预测显着波高的模型技能,在三个考虑的位置中,均方根误差约为0.3 m。此外,该研究还讨论了所提出方法的物理见解。
材料建模一直是一个具有挑战性的问题。此类建模中出现了许多复杂性,例如非线性材料行为、复杂物理和大变形,以及多物理现象。此外,材料通常会表现出丰富的厚度响应行为,这阻碍了使用经典简化方法,并且在使用经典模拟技术时需要极其精细的网格。模型简化技术似乎是减少计算时间的合适解决方案。许多应用和材料成型过程都受益于模型简化技术提供的优势,包括固体变形、传热和流体流动。此外,数据驱动建模的最新发展为材料建模开辟了新的可能性。事实上,使用数据建模对模拟进行校正或更新导致了所谓的“数字孪生”模型的形成,从而通过数据驱动建模改进了模拟。通过使用机器学习算法,也可以对当前模型不准确的材料进行数据驱动建模。因此,在材料制造过程和材料建模框架内有效构建数字孪生的问题如今已成为一个越来越受关注的话题。数字孪生技术的最新进展是使用实验结果来校正模拟,同时也在无法通过实验定义基本事实时将其变化纳入正在运行的模拟中。本研究主题讨论了模型简化技术、数据驱动建模和数字孪生技术的最新发展,以及它们在材料建模和材料成型过程中的应用。在 Victor Champaney 等人的论文中,作者解决了非平凡插值的问题,例如,当曲线中的临界点(例如弹塑性转变点)移动位置时就会出现这种问题。为了找到该问题的有效解决方案,本文展示了几种方法,结合了模型简化技术和代理建模。此外,还展示了通过为预测曲线提供统计界限来量化和传播不确定性的替代品。本文展示了几种应用,以经典材料力学问题为例。
保留所有权利。未经许可不得重复使用。永久。预印本(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 medRxiv 许可,可以在此版本中显示预印本。版权所有者于 2025 年 1 月 29 日发布此版本。;https://doi.org/10.1101/2025.01.27.25321226 doi: medRxiv preprint
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证(未经同行评审证明)获得的是作者/资助者,他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。它是制作
埃德斯属的蚊子疾病载体的生态和生物学具有高度动态性,适应了各种气候和地形因素,这使其控制挑战。基于证据的蚊子的控制需要在这种适应性的地位下进行详细的详细信息,这受到环境动态的极大影响。了解其分布的驱动因素与预测疾病风险有关。为了更好地了解驱动因素和动力学,我们研究了埃德斯蚊子在尼日利亚的拉各斯州的分布及其与气候和人为因素的联系。幼虫和成年人是从拉各斯州的八个地方政府地区(LGA,四个城市和四个乡村)收集的,导致98个发生点。使用23个环境变量,我们对AEDES SPP的地理分布进行了建模。在当前气候条件下。人口密度被覆盖以估计灰牛病毒疾病的风险。尽管在所有八个LGA中都发现了埃德斯蚊子,但物种分发量差异很大。在整个LGA中都发现了埃及伊蚊和艾德斯白化病,并具有物种分配的证据。实际上,所有LGA都被预计是埃德斯蚊子的高度合适的环境,其中只有两个LGA中等适当的环境。人为因素,包括广泛的轮胎积累,有助于埃及埃及和艾德斯白化病的幼虫栖息地可用性。与农村地区相比,人口密度较高的城市地区也与幼体栖息地的可用性增加有关。人口密度较高的城市地区也与幼体栖息地的可用性增加有关。此外,该模型表明,与Ogun状态共享BOR DER是AEDES SPP的高度合适的环境。我们的研究强调,最冷的季度的主要促成艾edes分布的主要因素是降水和温度。本文旨在了解人类和气候因素如何影响拉各斯州的埃德斯蚊子分布,这对于防止疾病传播至关重要。
1 产品与工艺设计组 (GDPP),哥伦比亚波哥大安第斯大学化学与食品工程系,2 哥伦比亚波哥大安第斯大学化学系计算生物有机化学 (COBO),3 哥伦比亚卡利 ICESI 大学生物科学、生物过程与生物技术系工程、设计与应用科学学院 Natura 集团,4 哥伦比亚波哥大安第斯大学生物科学系微生物研究中心 (CIMIC),5 哥伦比亚卡利 ICESI 大学制药与化学科学系工程、设计与应用科学学院 Natura 集团,6 哥伦比亚伊瓦格大学自然科学与数学学院生物有机化学与分子系统研究组 (QBOSMO)
在此观点交流中,我们简要概述了计算(生物)材料研究的现状,并讨论了该社区中日益发现的四个挑战的可能解决方案:(i)希望开发一个统一的框架来测试新开发方法的实施一致性和物理准确性,(ii)选择一种标准格式,可以处理模拟数据的多样性,同时简化数据存储、数据交换和数据复制,(iii)如何处理海量数据的生成、存储和分析,以及(iv)高效“核心”引擎的好处。表达的观点是计算利益相关者在 Lorentz 中心研讨会上讨论的结果,该研讨会的标题为“多尺度建模研讨会”,旨在(i)改进计算结果的验证、报告和可重复性,(ii)改进模拟包和分析工具之间的数据迁移,(iii)在非专家中推广使用粗粒度和多尺度计算工具,并向扩展的用户社区开放这些现代计算发展。
介入放射学在过去几十年中已大大增长,并成为治疗或诊断的重要工具。这项技术主要是有益的,而且掌握了,但可能会发生意外暴露,并导致确定性效应的出现。缺乏对用于这些实践的低能X射线的放射生物学后果的知识,这使得对不同组织的预后非常不确定。为了改善患者的辐射保护并更好地预测并发症的风险,我们实施了一种新的临床前小鼠模型来模仿介入放射学中的放射学燃烧,并对剂量沉积进行了完整的表征。设计了一种新的设置和准直仪,可在80 kV的空气中照射15只小鼠的后腿。辐照后,收集小鼠胫骨以通过电子顺磁共振(EPR)光谱测量来评估骨剂量。在简化和体素化的幻像中进行了带有Geant4的Monte Carlo模拟,以表征不同组织中的剂量沉积,并评估次级电子(能量,路径,动量)的特征。收集了30只小鼠胫骨进行EPR分析。在骨最初在30 Gy的骨中测量了平均剂量为194.0±27.0 Gy。确定空气转化因子为6.5±0.9。样本间和间小鼠的变异性估计为13.9%。蒙特卡洛模拟显示了这些低X射线能量的剂量沉积的异质性和密集组织中的剂量增强。研究了二级电子的特定性,并显示了组织密度对能量和路径的影响。获得了实验和计算出的骨与空气转化因子之间的良好一致性。实施了一种新的临床前模型,允许在介入放射学条件下进行放射学燃烧。对于开发新的临床前放射生物学模型,其中沉积在不同组织中的剂量的确切知识至关重要,蒙特卡洛模拟的互补性和对剂量表征的实验测量结果已被证明是相当大的资产。
