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蒙特卡洛模拟预测了智商高和低智商的个体中不同的实际脑电图模式
Monte Carlo simulations predict distinct real EEG patterns in individuals with high and low IQs Arturo Tozzi (corresponding author) Center for Nonlinear Science, Department of Physics, University of North Texas, Denton, Texas, USA 1155 Union Circle, #311427 Denton, TX 76203-5017 USA tozziarturo@libero.it ABSTRACT The neural mechanisms underlying individual differences in intelligence are神经科学的主要重点。我们研究了蒙特卡洛模拟在预测实际脑电图模式和识别智力高和低智力个人之间潜在的神经差异方面的有效性。EEG数据是从IQ分类的两组志愿者中收集的，即高IQ组和一个低IQ组。使用最大似然估计将单变量的正态分布拟合到每个EEG通道，然后根据估计参数生成合成数据集。统计分析在内，包括均方根误差（RMSE）计算评估了真实数据和模拟数据之间的比对。我们表明，蒙特卡洛模拟有效地复制了来自两个组的脑电图数据的统计特性，与实际的中心趋势，可变性和整体分布形状非常匹配。特定的脑电图通道，尤其是在额叶和颞两侧区域，两组之间表现出显着差异，指出了潜在的认知能力神经标记。此外，低IQ组表现出更高的可预测性和更一致的神经模式，这反映出较低的RMSE值和几个EEG通道之间的较小标准偏差。lu等。相反，高IQ组显示出更大的可变性和更大的RMSE值，反映了复杂的神经动力学，而复杂的神经动力学通过Monte Carlo Simulations不太可预测。我们的发现强调了蒙特卡洛模拟作为复制脑电图模式，识别认知差异并预测与智能水平相关的脑电图活动的强大工具的实用性。这些见解可以为有针对性认知增强的预测建模，神经认知研究，教育策略和临床干预提供信息。关键字：统计分析；奇怪的任务；合成数据集；脑电图通道。引言探索智力智能的神经机制一直是认知神经科学研究的主要重点。脑电图（EEG）提供了评估认知能力差异的独特见解，包括不同智能水平的个人之间的区别（Friedman等，2019）。具有高度分辨率，非侵入性脑电图评估了同步，复杂性和网络效率之间的相互作用（Van Dellen等，2015）。例如，较高的智商与减少的长距离脑电图信息流和增强的局部处理效率相关联，支持小世界模型（Thatcher等，2016）。额外区域的短脑段延误和增加的连贯性与较高的智力相关，强调了额叶同步的作用（Thatcher等，2005）。Microstate动力学的变化与液体智能及其在认知训练后的增强有关（Santarnecchi等，2017）。静止状态的脑电图研究进一步探索了与智能相关的差异，报告了更聪明的个体中alpha和beta频段中静态间的平衡（Jahidin等，2013）。此外，已经证明，智商与脑电图的能量有负相关，但与特定频率下的信息流强度呈正相关，这强调了效率在神经通信中的作用（Luo等，2021）。（2022）发现，流体智能较高的人会更灵活地分配注意力资源，尤其是在复杂的任务中，如Theta和Alpha EEG活动所反映的那样。在一起，这些发现强调了脑电图在评估智力机制中的实用性，从而揭示了神经效率，半球间协调和适应性资源分配的一致模式。相反，由于脑电图数据的固有可变性，高维度和对噪声的敏感性，对脑电图数据的分析提出了重大挑战（Hassani等，2015）。要应对这些挑战并增强我们建模和预测脑电图模式的能力，需要先进的统计和计算方法。蒙特卡洛模拟已在各种科学学科中广泛使用，为受可变性和不确定性影响的复杂系统建模提供了强大的框架（Metropolis和Ulam，1949； Rubinstein and Kroese，2016）。通过利用从观察到的数据得出的统计特性，蒙特卡洛模拟产生了可能反映现实世界行为的合成数据集（Salvadori等，2024； Jones and Fleming，2024）。一种蒙特卡洛方法可能特别适合脑电图数据，因为它允许研究人员探索和复制神经动力学，而无需大量的实验数据收集。蒙特卡洛方法已应用于神经科学中以模拟和分析
Joshi Science Advances EABA0959（2020）.pdf
量子假设检验是量子信息理论中最基本的问题之一，在诸如量子传感等领域具有至关重要的含义，在量子传感等领域中，它已被用于在一系列二进制光子方案中证明量子优势，例如目标检测或记忆细胞读数。在这项工作中，我们将这种理论模型推广到条形码解码和模式识别的多目标设置。我们首先将数字图像定义为像素的阵列或网格，每个像素对应于量子通道集合。将每个像素专门用于黑白字母，我们自然定义了条形码的光学模型。在这种情况下，我们表明，使用适当的测量和数据处理的量子纠缠来源的使用极大地超过了条形码数据解码和黑白模式分类的经典相干状态策略。引入相关的界限，我们表明，只要图像与不同类别的图像之间的最小锤距足够大，模式识别的问题比条形码解码非常简单。最后，我们从理论上说明了使用量子传感器与最近的邻居分类器，一种监督学习算法进行模式识别的优势，并在数值上验证了手写数字分类的这一预测。
AI 模型以高精度破译溅落模式
液滴撞击固体表面是一种具有多种应用的重要现象。尤其是当液滴溅出时，会引起印刷和油漆质量下降、腐蚀、空气传播病毒等。因此，观察和了解不同液体溅出液滴的特性非常重要。
人类肠道真菌群的组成、发育模式和病理关联
目的：人类肠道真菌群由多种真菌物种组成，尽管与细菌种群相比数量相对较少，但其在健康和疾病中发挥着至关重要的作用。本综述概述了真菌群的组成、发育模式和各种病理条件下的菌群失调。此外，还讨论了肠道微生物群内真菌群落的复杂相互作用。当前内容：肠道真菌群的发展遵循与细菌微生物群相似的模式，出生方式、饮食和年龄是关键决定因素。与细菌趋势相反，真菌群多样性在儿童和老年时期增加。最近的研究表明，不同种族群体的真菌群组成存在差异。真菌群失调与自身免疫、胃肠道和心血管疾病有关。某些真菌，尤其是白色念珠菌，在病理状态下相对更丰富。真菌代谢活动，特别是次级代谢产物的产生，可显著影响疾病进展。肠道微生物群中的细菌-真菌相互作用很复杂，受饮食和抗生素使用等环境因素的调节。此外，肠道真菌群调节治疗效果。肠道真菌通过生物转化增强天然产物化合物的生物活性，包括其抗癌和抗炎作用。这表明肠道真菌群具有优化天然产物治疗效果的潜力。结论：本综述强调了肠道真菌群作为诊断生物标志物和治疗靶点的相关性。未来的研究应侧重于阐明真菌群变化与疾病状态之间的因果关系，并进一步探索肠道生态系统中的细菌-真菌相互作用。
雌二醇通过改变离子通道电导在雌性弓状核 kisspeptin 神经元中引发不同的放电模式
摘要 下丘脑的 kisspeptin (Kiss1) 神经元对青春期发育和生殖至关重要。弓状核 Kiss1 (Kiss1 ARH) 神经元负责促性腺激素释放激素 (GnRH) 的脉冲式释放。在女性中，表达 Kiss1、神经激肽 B (NKB) 和强啡肽 (Dyn) 的 Kiss1 ARH 神经元的行为在整个卵巢周期中都会发生变化。研究表明，17 β -雌二醇 (E2) 会降低这些神经元中的肽表达，但会增加 Slc17a6 (Vglut2) mRNA 和谷氨酸神经传递，这表明从肽能信号传导转变为谷氨酸能信号传导。为了研究这种转变，我们结合了转录组学、电生理学和数学建模。我们的结果表明，E2 治疗上调了电压激活钙通道的 mRNA 表达，提高了有助于高频爆发放电的全细胞钙电流。此外，E2 治疗降低了典型瞬时受体电位 (TPRC) 5 和 G 蛋白偶联 K + (GIRK) 通道的 mRNA 水平。当使用 CRISPR/SaCas9 删除 Kiss1 ARH 神经元中的 Trpc5 通道时，缓慢的兴奋性突触后电位被消除。我们的数据使我们能够制定一个生物物理上真实的 Kiss1 ARH 神经元数学模型，表明 E2 改变了这些神经元中的离子电导，从而实现了从高频同步放电（通过 NKB 驱动的 TRPC5 通道激活）到促进谷氨酸释放的短爆发模式的转变。在低 E2 环境中，Kiss1 ARH 的同步放电
鹿角珊瑚组织内内生菌的差异聚集模式
预印本（未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此版本的版权所有者于 2024 年 12 月 20 日发布。；https://doi.org/10.1101/2024.12.17.629048 doi：bioRxiv 预印本
细胞自主定时驱动脊椎动物分割时钟的波模式
生长的脊椎动物体的抽象节奏和顺序分割依赖于分割时钟，这是一种多细胞振荡遗传网络。时钟可见为组织级运动学基因表达的运动波，这些运动波穿过前中胚层（PSM），并在每个形成段的位置停滞。在这里，我们测试了该标志性波模式是如何通过培养单个成熟PSM细胞来驱动的。我们将它们的细胞自主振荡和停滞动力学与我们在细胞分辨率下在胚胎中观察到的动力学进行了比较，发现振荡相对放慢的相似性和与分化的一致性相似。这表明细胞不需要细胞 - 超支信号来指导波模式下的发展程序。我们表明，在尾梁中退出的细胞中，一个细胞自主的时序活动会启动，然后在PSM中的前向细胞流中向下延伸，从而使用经过的时间为时钟提供位置信息。外源性FGF延长了细胞中性计时器的持续时间，表明胚胎中的外在因子可能通过计时器调节分段时钟。总的来说，我们的工作表明，嘈杂的细胞自主，固有的计时器驱动了波模式下的振荡放缓和停止，而胚胎中的外部因素则在该计时器的持续时间和精确度中。这是对驱动发育中组织模式的细胞中性和 - 超级机制平衡的新见解。
使用开/关的微型图案的定向骨基质组织的成骨基质剪裁，用于钛表面上的成骨细胞粘附
钛（Ti）植入物以其机械可靠性和化学稳定性而闻名，这对于肉体再生至关重要。已经开发了各种形状控制和表面修饰技术，以增强生物学活性。尽管胶原蛋白/磷灰石骨微结构对机械功能，抗菌特性以及生物相容性，精确和多功能模式控制对重生微结构至关重要。在这里，我们开发了一种新型的成骨裁缝条纹 - 微图案MPC-TI底物，可诱导对定向骨基质组织的遗传水平控制。这种生物材料是通过微观图2-甲基丙酰氧甲基乙基磷酸胆碱（MPC）聚合物通过选择性光反应到钛（Ti）表面上产生的。Stripe-Micropatened MPC-TI底物建立了一个独特的细胞粘附界面，可通过肌动蛋白细胞骨架比对来稳健地诱导成骨细胞细胞骨架对准，并促进形成骨骼模拟骨骼的骨骼与方向的胶原蛋白/apatite consue。更多，我们的研究表明，通过激活Wnt/β -catenin信号传导途径，促进了这种骨比对过程，该途径是由强烈的细胞比对引导引起的核变形引起的。这种创新的材料对于个性化的下一代医疗设备至关重要，提供了高可定制性和骨微结构的积极恢复。调节细胞粘附和细胞骨架比对的创新方法激活了Wnt/β -catenin信号传导途径，对于骨分化和方向至关重要。的意义陈述：这项研究表明了一种新型的成骨剪裁条纹 - 微调Micropatened MPC-TI底物，该基材基于遗传机制诱导成骨细胞比对和骨基质方向。通过采用光反应性MPC聚合物，我们成功地微孔钛表面，创建了一种生物材料，从而刺激单向成骨细胞排列，并增强了天然骨模拟于天然骨模拟各向异性微观结构的形成。这项研究提出了第一种生物材料，该生物材料人为地诱导机械上各向异性骨组织的构建，并有望通过增强骨骼不同的诱导和方向来促进功能性骨骼再生 - 靶向骨组织的数量和质量。
机械力通过 mTORC2-PKC 通路 1 激活心内膜 Notch
预印本（未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此版本的版权所有者于 2024 年 11 月 26 日发布。；https://doi.org/10.1101/2024.04.01.587562 doi：bioRxiv 预印本