神经程序是高度准确且结构化的策略,可以通过控制计算机制的行为来执行算法 - MIC任务。尽管有可能增加人工剂的行为的解释性和组成性,但仍很难从代表计算机程序的演示神经网络中学习。与其他模仿学习域不同的设定算法的主要挑战是需要高精度,数据的特定结构的参与以及极为有限的观察力。为了应对这些挑战,我们建议将程序建模为参数化的层次结构程序(PHP)。php是一系列条件操作,使用程序计数器以及观察结果,在采取基本操作,将另一个PHP作为子处理和返回呼叫者之间进行选择。我们开发了一种从一组主管演示中培训PHP的算法,其中只有一些用内部呼叫结构注释,并将其应用于对多级PHP的有效水平培训。我们以两个基准(纳米司法机构和长局添加)的形式显示,PHP可以从较小量的注释和未经通知的示范中更准确地学习神经程序。
微纳器件与技术研究是信息科学与生命科学交叉领域的重要前沿,在神经科学和医学应用领域具有重要的战略意义和良好的应用前景(Liu et al.,2020)。随着微纳加工技术的快速进步,创新的智能化、微型化、集成化器件不断涌现,在检测和调控方面具有独特的优势。值得注意的是,将微纳器件与神经科学和临床医学相结合,可以解决科学前沿问题并培育新的研究热点。癫痫是一种主要的神经系统疾病,影响着全球超过六千万人,严重影响他们的健康和生活质量(Bernhardt et al.,2019)。研究相关神经回路内神经活动的变化对阐明癫痫的发病机制和治疗方法至关重要。可植入微电极阵列能够高质量地记录信号和解码神经信息,在脑机接口方面具有巨大的应用潜力(Wang 等人,2024 年)。Han 等人设计并制造了一种可植入微电极阵列,专门用于癫痫大鼠基底神经节纹状体区域的电生理信号检测和分析。对癫痫发作期间纹状体的电生理数据的分析为了解颞叶癫痫发作初期和潜伏期期间纹状体神经活动的动态过程提供了宝贵的见解。这一理解有助于揭示癫痫的神经机制,同时促进相关治疗方法的进步。疼痛是一种情绪和不愉快的感官体验,会对生活和工作的各个方面产生重大的生理和心理影响。纳米技术的最新进展为利用各种纳米材料和靶向表面的创新止痛策略铺平了道路
卷积神经网络(CNN)在培训数据集代表预期在测试时遇到的变化时,可以很好地解决监督学习问题。在医学图像细分中,当培训和测试图像之间的获取细节(例如扫描仪模型或协议)之间存在不匹配和测试图像之间的不匹配时,就会违反此前提。在这种情况下,CNNS的显着性能降解在文献中有很好的记录。为了解决此问题,我们将分割CNN设计为两个子网络的串联:一个相对较浅的图像差异CNN,然后是将归一化图像分离的深CNN。我们使用培训数据集训练这两个子网络,这些数据集由特定扫描仪和协议设置的带注释的图像组成。现在,在测试时,我们适应了每个测试图像的图像归一化子网络,并在预测的分割标签上具有隐式先验。我们采用了经过独立训练的Denoising自动编码器(DAE),以对合理的解剖分段标签进行模型。我们验证了三个解剖学的多中心磁共振成像数据集的拟议思想:大脑,心脏和前列腺。拟议的测试时间适应不断提供绩效的改进,证明了方法的前景和普遍性。对深CNN的体系结构不可知,第二个子网络可以使用任何分割网络使用,以提高成像扫描仪和协议的变化的鲁棒性。我们的代码可在以下网址提供:https://github.com/neerakara/test- time- aptaptable-neural-near-netural-netural-networks- for- domain-概括。
需要开发适应不断变化的生产情景的植物品种,特别是在气候变化的情况下,这要求作物满足日益复杂和多样化的需求,这对育种者来说是一个巨大的挑战。在此背景下,追求赋予所需作物特性和适应性的性状组合比以往任何时候都更加重要,因此有必要加强多标准或多性状育种(Moeinizade 等人,2020 年)。利用分布在基因组中的完整核苷酸多样性来预测数量性状的育种值(基因组预测,GP,Meuwissen 等人,2001 年)已证明其在育种计划中的有效性。事实证明,这种方法有助于提高遗传增益率并降低成本(Hickey 等人,2017 年)。然而,为了应对气候变化和更明确的环境目标种群(Chapman 等人,2000 年),对多环境(ME)育种的需求日益增长,这需要采用基因组预测方法来解释基因型和环境(GxE)之间相互作用的出现(Rincent 等人,2017 年)。先前的研究试图在基因组选择(GS)中解决 GxE。例如,Burgueño 等人(2012) 开发了多环境统计模型。然而,这些模型仅考虑线性和非因果环境效应,从而降低了预测准确性的可能增益,尤其是对于复杂的综合性状或与校准集有显着差异的环境(Rogers and Holland,2022)。Heslot 等人。另一方面,(2014 年)使用作物生长模型 (CGM) 来推导环境协变量。与标准 GS 模型相比,在 GS 框架内加入环境协变量可提高预测准确性并降低未观察环境中的预测变异性。整合作物模型以解决 GxE,如 Heslot 等人的研究所示。(2014) ,强调了这种方法在所述育种环境中的实用性。尽管如此,考虑大量协变量会显著增加问题的复杂性,使得建模变得极具挑战性(Larkin 等人,2019 年)。
由 Aaron Beck 提出的抑郁症认知理论得到广泛认可,该理论关注的是信息处理的偏见,强调情感和概念信息的消极方面。当前,人们试图发现这种认知和情感偏见的神经机制,并成功地确定了与情绪、注意力、沉思和抑制控制等几种偏见功能相关的各个大脑区域。然而,抑郁症患者如何发展出这种选择性消极处理的神经生物学机制仍存在疑问。本文介绍了一个以额叶边缘回路为中心的神经学框架,具体分析和综合了杏仁核、海马和内侧前额叶皮质内的活动和功能连接。首先,建立了正反馈回路如何在自动水平上导致抑郁症患者杏仁核持续过度活跃的可能解释。在此基础上,提出了两个假设:假设 1 围绕双向杏仁核海马投射,促进负面情绪和记忆的放大,同时阻碍海马吸引子网络中对立信息的检索。假设 2 强调腹内侧前额叶皮层通过与杏仁核和海马一起概括概念和情感信息,参与建立负面认知框架。本研究的主要目的是改进和补充现有的抑郁症病理模型,推动情感障碍神经科学当前理解的前沿,并最终有助于成功康复令人衰弱的情感障碍。
人们对由相对少量相互作用的神经元组成的各种集合和大型神经形态系统进行了研究 [1±6]。在《Physics Uspekhi》中,许多综述介绍了使用非线性物理方法研究大脑和神经集合中的动态过程的相关主题 [7±18]。最近,对工作大脑的认知和功能特性进行建模已经成为神经动力学的前沿 [19±21]。尤其是,人们对这一主题越来越感兴趣,这与创建能够重现自然智能关键特性的人工智能系统有关 [22, 23]。为了解决这类问题,有必要建立新的动态模型,这些模型首先可以重现复杂的层次组织,其次可以重现神经元结构的可塑性,因为它们的组成以及结构之间和结构内的连接会根据信息输入的存在与否而变化。迄今为止,已经开发出两种动态建模方法 [24, 25]。其中一种方法是所谓的自上而下的方法,模型采用大脑活动模式——模拟大脑高级过程的积分变量 [20]。另一种方法自下而上,对于可以重现大脑高级功能的神经结构模型,首先,基于对神经元和结构之间连接的真实描述,建立单个神经元的模型 [25, 26]。显然,这两种方法的生物学相关模型都应该基于实验数据。在神经生理学家对大脑进行的实验研究中,神经元的活动是在受试者休息时或受试者执行某项任务时记录的。基于实验数据的模型可以通过两种方式开发。第一种是数据驱动建模,即重建一个动态系统,该系统产生的时间序列在数量上接近实验记录的时间序列。第二种方式是基于所考虑的行为问题建模,即
摘要 在当今世界,多语言已成为常态,单语者是少数,学术研究一直未能适应这一现实。这一现象凸显了人类大脑掌握多种语言的能力,无论是母语 (L1)、第二语言 (L2) 还是第三语言 (L3),这要求重新评估传统范式。本研究旨在挑战认知语言学的传统方法,特别是与语言习得、语言选择和潜在的大脑过程相关的方法。研究问题包括:个人如何在不同的认知和社会背景下在多种语言之间导航,这对我们理解人类的认知能力有何影响?所采用的方法结合了使用脑成像、心理语言学测试和多语言使用者的社会语言学调查的实验分析。研究结果表明,双语和多语不仅可以提高认知灵活性,还可以提高多元文化环境中的解决问题的能力和适应能力。总之,本研究表明,多语言能力不仅仅是多种语言系统的习得,而是一种影响认知、社交互动和大脑结构的复杂现象。通过重新定义我们对认知和语言过程的理解,本研究提出了在全球化背景下研究语言的新范式。
众所周知,大脑中的可塑性电路通过突触整合和突触强度局部调节机制受到突触权重分布的影响。然而,迄今为止设计的大多数人工神经网络训练算法都忽略了刺激依赖性可塑性与局部学习信号之间的复杂相互作用。在这里,我们提出了一种新型的生物启发式人工神经网络和脉冲神经网络优化器,它结合了皮质树突中观察到的突触可塑性的关键原理:GRAPES(调整误差信号传播的组责任)。GRAPES 在网络的每个节点上实施依赖于权重分布的误差信号调制。我们表明,这种生物启发式机制可以显著提高具有前馈、卷积和循环架构的人工神经网络和脉冲神经网络的性能,它可以减轻灾难性遗忘,并且最适合专用硬件实现。总的来说,我们的工作表明,将神经生理学见解与机器智能相结合是提高神经网络性能的关键。
抽象注意力缺陷多动症(ADHD)是一种神经发育多基因疾病,影响了世界各地5%以上的儿童和青少年。遗传和环境因素在ADHD病因中起着重要作用,这导致了整个人群中广泛的临床结果和生物学表型。与同龄人的对照相比,患者通常发现了4年滞后的大脑成熟延迟。细胞生长率的可能差异可能反映了多动症患者的临床观察结果。但是,仍未阐明细胞机制。为了检验这一假设,我们分析了诱导多能干细胞(IPSC)和神经干细胞(NSC)的增殖,这些细胞(NSC)源自男性儿童和诊断为ADHD的男孩和青少年(使用多基因风险评分评估),以及其相应的对照组。在当前的试点研究中,值得注意的是,ADHD组的NSC繁殖小于对照,而在IPSC发育阶段没有发现差异。我们来自两种不同的增殖方法的结果表明,患者发现的功能和结构延迟可能与这些体外表型差异有关,但从明显的神经发育阶段开始。这些发现是多动症疾病建模领域的第一个发现,对于更好地了解该疾病的病理生理可能至关重要。