生成的AI模型,例如稳定的扩散,DALL-E和MIDJOURNEY,最近引起了广泛的关注,因为它们可以通过学习复杂,高维图像数据的分布来产生高质量的合成图像。这些模型现在正在适用于医学和神经影像学数据,其中基于AI的任务(例如诊断分类和预测性建模)通常使用深度学习方法,例如卷积神经网络(CNNS)和视觉变形金刚(VITS)(VITS),并具有可解释性的增强性。在我们的研究中,我们训练了潜在扩散模型(LDM)和deno的扩散概率模型(DDPM),专门生成合成扩散张量张量成像(DTI)地图。我们开发了通过对实际3D DTI扫描进行训练以及使用最大平均差异(MMD)和多规模结构相似性指数(MS-SSSIM)评估合成数据的现实主义和多样性来生成平均扩散率的合成DTI图。我们还通过培训真实和合成DTI的组合来评估基于3D CNN的性别分类器的性能,以检查在培训期间添加合成扫描时的性能是否有所提高,作为数据增强形式。我们的方法有效地产生了现实和多样化的合成数据,有助于为神经科学研究和临床诊断创建可解释的AI驱动图。
细菌疫病(BB)是实现高稳定的米粒产量的重要限制。已经确定并克隆了越来越多的BB抗性(R)基因,以增加抗稻病抗性繁殖的可用选择。但是,有必要了解R基因在水稻品种中的分布进行合理分布和繁殖。在这里,我们的基因分型基因,即XA4,XA7,XA21,XA23和XA27,使用相应的特定标记在中国广东省的70个主要品种中。我们的结果表明,在所有测试的品种中均未检测到61个品种携带XA4,只有三个携带的XA27和XA7,XA21或XA23。值得注意的是,只有33个品种表现出对病原体IV XO菌株的抗性。这些结果表明XA4不再适合在水稻繁殖中广泛使用,尽管XA4在测试品种中广泛存在。值得注意的是,在中国南部,病原IX的强烈毒性BB菌株迅速发展,发现XA23有效地赋予了对病原体IX菌株的抗性。随后,我们使用宽光谱XA23通过标记物辅助选择(MAS)结合了现场型型选择,成功地繁殖了两个新型的近交稻品种,并成为修复剂线和两个光周期和热敏感的基因雄性无菌(P/TGMS)系。所有开发的线条和衍生的杂种表现出对BB的增强性,其产量表现出色。我们的研究可能有可能促进近交和杂交水稻耐药性繁殖。
AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 结构具有出色的电气和材料特性,使其成为制造高性能紫外光电探测器 (UV PD) 的理想选择,尤其是使用金属-半导体-金属 (MSM) 配置时。然而,MSM 设计的金属布局和多堆栈 HEMT 中的晶体缺陷会降低光电流并降低器件性能。具有不同纳米特征的 AlGaN/GaN 表面纳米结构化是一种很有前途的方法,可以提高光吸收效率并增加器件响应。在这项工作中,我们展示了通过使用周期性纳米孔阵列设计表面来增强性能参数的 AlGaN/GaN HEMT MSM 紫外光电探测器。光学模拟用于优化纳米孔周期性和深度的设计。我们制造了具有不同纳米孔深度的无图案化和纳米孔图案化器件,并且随着纳米孔的加入,它们的性能得到了显着增强。具有 40 nm 深纳米孔和 230 nm 阵列周期的器件在光电流 (0.15 mA)、响应度 (1.4 × 10 5 AW − 1 )、紫外/可见光抑制比 (≈ 10 3 ) 和比探测率 (4.9 × 10 14 Jones) 方面表现出最高的性能。这些发现提出了一种与 HEMT 兼容的策略来增强紫外光电探测器在电力光电应用中的性能,突出表明纳米孔图案化对于紫外光电检测技术的进步具有良好的前景。
慢性疼痛和抑郁症的合并症对两者的治疗构成了巨大的挑战,因为它们会以未知的机制相互加剧。作为后岛的皮层(PIC)整合了多种体感和情感信息,并与慢性疼痛或抑郁症有关,我们假设PIC及其预测可能有助于慢性慢性疼痛和抑郁症的病理生理学。我们表明,在幼稚和神经性疼痛的雄性小鼠中,机械,热,厌恶,压力性和开胃刺激很容易激活PIC神经元。PIC神经元的光遗传激活诱导的痛觉过敏并在天真小鼠中厌恶调节,而这些神经元的抑制导致了镇痛,调节位置偏好(CPP)以及天真和SNI小鼠的抗抑郁作用。结合神经元跟踪,上遗传学和电生理技术,我们发现从图片到基底外侧杏仁核(BLA)的单突触谷氨酸助剂和腹腔核核(VM)的基底外侧杏仁核(bla)含糊不清的神经膜中的神经症中的神经症状症状症状症状症状。在SNI小鼠中,这两种投影都伴随着PIC,BLA和VM神经元的多动症,并且对这些投影的抑制导致了镇痛,CPP和抗抑郁药样效应。本研究表明,PIC→BLA和PIC→VM投影的增强可能是神经性疼痛中痛觉过敏和类似sion的行为的重要病理生理碱基,并且可以逆转增强性可能是对稳定的慢性疼痛和抑郁症的有前途的治疗策略。
自然界中的抽象微生物群落正在动态发展,因为成员物种会改变其相互作用。考虑了种间相互作用中这种与上下文相关的动态变化,对于预测性生态建模至关重要。在没有可推广的理论基础的情况下,我们对微生物相互作用如何由环境因素驱动,这显着限制了我们预测和设计社区动态和功能的能力。为了解决这个问题,我们提出了一个新颖的理论框架,使我们能够通过结合生长动力学和广义的Lotka-volterra模型来表示种间相互作用作为环境变量(例如底物浓度)的明确函数。这两个互补模型的协同整合导致了种间相互作用的改变,这是微生物物种在混合关系中的阳性和负面影响之间动态平衡的结果。使用两个大肠杆菌突变体的合成联盟在智力上证明了我们的方法,这些联盟是代谢依赖的(由于无法合成必需氨基酸的合成),但在共享底物上竞争性生长。使用我们的模型对大肠杆菌二进制联盟进行了分析,不仅显示了两个氨基酸增强性突变体之间的相互作用如何受到限制底物的动态变化的控制,还可以量化以前不可示的微生物相互作用的复杂方面,例如相互作用中的不对称。我们的方法可以扩展到其他生态系统,以模拟其与生长动力学的种间相互作用。
近年来,研究人员探索了基于强化学习的对象检测方法。但是,现有方法总是几乎没有令人满意的性能。主要原因是当前基于增强学习的方法生成一系列不准确区域而没有合理的奖励函数,并将最终步骤中的非最佳选择视为缺乏有效的区域选择和重新构成策略的检测结果。为了解决上述问题,我们提出了一种新的基于增强的基于基于的对象检测框架,即增强框架,通过将增强剂学习剂与基于卷积神经网络的特征空间整合在一起,具有区域选择的能力并进行了重新确定。在钢筋中,我们重新开发了一个奖励功能,该奖励功能使代理可以有效地训练并提供更准确的区域建议。为了进一步优化它们,我们设计了基于卷积神经网络的区域选择网(RS-NET)和边界框重新填充网络(BBR-NET)。尤其是前者由两个子网络组成:联合网络(IOU-NET)和完整性网络(CPL-NET)共同选择了最佳区域建议。后者旨在将选定的结果重新定义为最终结果。在两个标准数据集Pascal VOC 2007和VOC 2012上的广泛实验结果表明,增强剂能够改善该地区的选择,并学习更好的代理动作表示增强性学习,从而导致最先进的表现。2021 Elsevier B.V.保留所有权利。
摘要:表观遗传学在慢性疼痛上的作用尚未充分表征。DNA组蛋白甲基化受到从头甲基转移酶(DNMT1-3)和十种二加氧酶(TET1-3)至关重要的调节。证据表明,与伤害感受相关的不同中枢神经系统区域,即背根神经节,脊髓和不同的大脑区域都改变了甲基化标记。在DRG,前额叶皮层和杏仁核中发现了全局甲基化的降低,这与DNMT1/3A表达降低有关。相比之下,TET1和TET3的甲基化水平和mRNA水平升高与炎性和神经性疼痛模型中的增强性疼痛性超敏反应和异常性有关。由于表观遗传机制可能负责慢性疼痛状态中描述的各种转录修饰的调节和协调,因此,通过这项研究,我们旨在评估几个大脑区域中神经性疼痛中TET1-3和DNMT1/3A基因的功能作用。在神经性疼痛的不幸的神经损伤大鼠模型中,手术后21天,我们发现内侧前额叶皮层中的TET1表达增加,并且在尾甲状腺肿和杏仁核中的表达降低。 TET2在内侧丘脑中被上调。内侧前额叶皮层和尾状甲状腺中的TET3 mRNA水平降低;在尾状药物和内侧丘脑中,DNMT1被下调。使用DNMT3A观察到表达的统计学显着变化。我们的结果表明,在神经性疼痛的背景下,这些基因在不同大脑区域中具有复杂的功能作用。DNA甲基化和羟甲基的概念是细胞类型的特定细胞类型,而不是组织特定的,以及在建立神经性疼痛模型后的时间顺序差异基因表达的可能性。
摘要:火星的殖民化在开发可持续和有效的运输系统方面构成了前所未有的挑战,以支持解决方案间的连接和资源分配。这项研究对火星菌落提出的两种拟议的运输系统进行了全面评估:基于地面的磁悬浮(Maglev)火车和一个低轨道太空平面。通过模拟模型,我们评估了每个系统的能源消耗,运营和施工成本以及环境影响。Monte Carlo模拟进一步提供了十年来与每种期权相关的成本变异性和财务风险的见解。我们的发现表明,尽管太空平面系统提供了较低的平均成本和降低的财务风险,但Maglev Train具有更大的可扩展性和与火星基础设施开发相结合的潜力。Maglev系统的初始成本较高,还是作为长期殖民地扩张和可持续性的战略资产而出现的,强调了对与火星殖民目标保持一致的运输技术平衡投资的需求。进一步扩展了我们的探索,这项研究介绍了对替代运输技术的先进分析,包括Hyperloop系统,无人机和流浪者,并结合了火星的动态环境建模和增强性学习以进行自主导航。为了增强火星导航模拟的现实主义和复杂性,我们引入了一些重大改进。此分析是火星运输基础设施未来研究和战略规划的基础框架。这些增强功能集中在包括动态大气条件的包含,诸如陨石坑和岩石等地形特异性障碍的模拟以及引入群体智能方法以同时导航多个无人机。
摘要:肌萎缩性的侧面硬化症是一种疾病,以不可逆的方式损害了运动系统和人的功能能力,从而导致交流能力的逐渐丧失。基于增强和替代沟通的工具对于促进自主权和改善沟通,生活质量和生存至关重要。这项系统的文献综述旨在为基于眼图的人类计算机相互作用方法提供证据,以增强肌萎缩性侧向硬化症患者的增强和替代性交流。根据搜索问题,包含和排除标准以及质量评估的协议进行了系统文献综述,并选择了2010年至2021年之间在六个存储库中发表的主要研究:科学直接科学,Springer,Springer,IEEE Xplore,IEEE Xplore,ACM数字图书馆和PubMed。筛选后,评估了25项主要研究。这些研究表明,在患有肌萎缩性侧面硬化症患者的增强和替代交流中采用了四个低成本的,非侵入性的人类交互策略。策略包括眼睛凝视,其中36%的研究中有介绍;眼睛闪烁和望向望远镜,每个方法占28%的方法;以及在8%的研究中采用的混合策略。对于这些方法,确定了几种计算技术。为了更好地理解,生成了包含开发阶段的工作流量以及每个策略使用的相应方法。结果表明,基于眼睛图像来开发人与计算机相互作用资源的可能性和可行性,以增强对照组的增强性和替代性交流。缺乏肌萎缩性横向硬化症患者的实验测试重申了这些技术对患有疾病的人的可扩展性,效率和可用性相关的挑战。尽管仍然存在挑战,但这些发现代表了健康科学和技术领域的重要进步,从而促进了有希望的未来,并具有更好的生活质量的可能性。
交流是构造障碍患者的优先事项,例如中风和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)1。患有疾病的人会损害沟通报告,增加了隔离,抑郁症和生活质量下降的速度2,3;失去沟通可能会确定一个人是否会在高级ALS 4中追求或撤回维持生命的护理。虽然可以使用现有的增强性和辅助通信技术,例如头部或眼动仪,但随着患者失去自愿性肌肉控制5,它们的信息传输率较低,并且越来越难以使用。大脑计算机接口是一种有前途的通信技术,可以直接从皮质神经信号中解码用户的预期语音6。开发语音神经假期的努力主要是基于研究的研究,这些数据是从经受电生理监测的能力强大的扬声器进行回顾性分析的,以实现临床目的7-16。几个小组已经进行了实时的脑界面研究,以使用植入的皮质摄影(ECOG)17-20恢复丢失的语音,其中包括在17期发表的报告,或物质内多电极阵列21。最近的两份报告通过将尝试的语音通过尝试到音素(单词的基础)而产生的皮质神经信号并将这些音素组装成在计算机屏幕上显示的单词和/或句子,从而建立了“大脑到文本”的语音表现19,21。这些研究实现了通过单词错误率量化的沟通性能,为25.5%,1,024字词汇19和23.8%,词汇为125,000字,词汇21,并需要大约17个小时的记录才能收集足够的训练数据以获得该水平的表现。