追问daily | 习惯形成并非渐进，而是瞬间发生；雾霾不仅伤肺更伤脑；从呼吸信号中翻译出睡眠脑电波

█ 脑科学动态

Nature：不足200个基本模块拼出果蝇大脑本能行为

Nature：耶鲁大学发现器官能主动塑造自身神经系统

Nature：意想不到的染色体相互作用会加剧侵袭性癌症

操纵海马dCA1脑区，成功改变小鼠自私或慷慨的行为选择

空腹使人对食物的味觉想象更生动

社交圈和经济状况如何决定你的胃肠健康

经强化训练后大脑可实现真正的多任务处理

雾霾不仅伤肺更伤脑：17年追踪发现PM2.5选择性损害语义记忆

围产期睡眠不足预示孕妇焦虑与强迫观念增加

习惯形成并非渐进而是瞬间发生

告别“笛卡尔剧场”：感觉运动循环才是行为的真因

█ AI行业动态

癌症之王迎来克星？新型靶向疗法显著延长晚期胰腺癌生存期

OpenAI整合Codex与ChatGPT，推动从“聊天”到“执行”的变革

当大脑植入物会“自学”：神经外科医生必须回答的五个伦理拷问

16GB显存玩转图文音视频：谷歌发布开源“全能小钢炮”Gemma 4 12B

█ AI驱动科学

从呼吸信号中翻译出睡眠脑电波

脑机接口能用多久？首个二十年临床回顾给出乐观答案

AI教练BioCoach实现实时生物力学纠错

MIT联合IBM推出百万级图表理解数据集ChartNet

阿贡实验室绘就大模型赋能电池研究路线图

AI玩具在幼儿社交与角色扮演中表现不佳

首个基于自演化多智能体的临床决策支持框架VIBEMed

借助无线磁电刺激，NPCbots实现截瘫动物神经再生与功能恢复

脑科学动态

Nature：不足200个基本模块拼出果蝇大脑本能行为

如何简化分子、细胞与行为学之间的复杂联系？Najia A. Elkahlah、E. Josephine Clowney及其团队（密歇根大学）通过对果蝇脑发育的研究，发现原本复杂的数千种神经元可被简化归类为不足200种基本图景，并揭示了其背后的基因调控层级，有望大幅降低未来哺乳动物大脑研究的复杂性。

▷ 密歇根大学牵头的一项研究项目有望简化分子生物学、细胞生物学和行为学之间的联系。这项研究源于对雄性果蝇（左）和雌性果蝇（右）大脑发育差异的探索。图中比例尺为 50 微米，约等于人类头发的直径。Credit: Nature (2026).

研究团队以黑腹果蝇为对象，开发出一种将行为调节神经元嵌入其神经谱系的示踪方法。通过在蛹期关键阶段进行单细胞RNA测序并分析转录因子，研究人员发现，果蝇大脑负责本能行为的脑区虽有超过8000种神经元，但主要能划分为不足200个基本图景（ground plans），即由共同祖先细胞分裂而来的半谱系结构群。研究表明，神经元特征受两组基因的层级调控：第一组基因协调基本图景的粗略特征，决定神经元的大致形状；第二组基因则根据神经元的诞生顺序，微调其精细形态和回路连接性。例如，在感知味道并阻止行为的基本图景下，精细基因调控出两个不同亚型回路：一个负责因难吃而停止进食，另一个负责因不悦信息素而停止交配。由于这些基因在哺乳动物中存在同源基因，这一简化框架为未来人类等哺乳动物的脑功能与决策机制研究提供了重要启示。研究发表在 Nature 上。

#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #发育生物学 #基因调控 #果蝇

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Elkahlah, Najia A., et al. “Transcription Factor Codes Patterning Neuronal Groundplans of the Cerebrum.” Nature, May 2026, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10526-3

Nature：耶鲁大学发现器官能主动塑造自身神经系统

身体器官不仅是被动的指令接受者，更能主动构建自身的微型神经系统。I-Uen Yvonne Hsu、Le Zhang和Rui B. Chang等（耶鲁大学医学院）在研究中揭示了不同器官如何塑造器官固有神经系统（organ intrinsic nervous systems），阐明了这些微型系统在发育早期自主构建并与大脑进行双向沟通的机制。

▷ 小鼠胚胎经神经（绿色）和器官固有神经元标记物（红色）染色。Credit: I-Uen “Yvonne” Hsu

研究团队通过整合谱系追踪、高分辨率三维成像、单细胞核糖核酸测序和基因干扰技术，系统分析了小鼠多个器官的神经系统发育。研究表明，这些系统的多样性源于双重逻辑。首先，胚胎早期神经嵴细胞（neural crest cells，一种具有多向分化潜能的胚胎细胞群）的迁移路径决定了神经元的空间分布，如肠道神经元广泛分布，而心肺神经元紧密聚集。其次，器官局部环境信号决定了神经元的分子特征。实验发现，心脏组织可以对肠道神经元进行重编程，使其行为更像心脏神经元，这一过程主要由细胞外基质介导。研究发表在 Nature 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #器官固有神经系统 #细胞重编程 #发育生物学

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Hsu, I.-Uen Yvonne, et al. “Lineage and Organ Signals Sequentially Build Organ Intrinsic Nervous Systems.” Nature, May 2026, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10490-y

Nature：意想不到的染色体相互作用会加剧侵袭性癌症

如何解释侵袭性癌症的无限生长？Ragini Bhargava、Yael Nechemia-Arbely和Roderick J. O’Sullivan（匹兹堡大学医学院及希尔曼癌症中心）合作发现，一类高侵袭性癌症通过让原本不应接触的染色体着丝粒与端粒区域发生非正常重组来维持端粒完整性。这揭示了肿瘤存活的新标志。

▷ 来自 U2OS 细胞（一种利用端粒替代延长（ALT）途径维持端粒的骨肉瘤细胞系）中期染色体的一个子集。染色体（蓝色）使用 DAPI 染色，我们进行了荧光原位杂交（FISH）以将端粒标记为绿色，将着丝粒标记为粉色。星号表示端粒处含有着丝粒序列的染色体。Credit: Ragini Bhargava and O'Sullivan Laboratory and Nechemia-Arbel Laboratory

研究团队聚焦于占癌症总数百分之五至百分之十的端粒替代延长（alternative lengthening of telomeres，一种不依赖端粒酶维持端粒的特殊机制，简称ALT）阳性肿瘤。通过荧光原位杂交（FISH）和靶向甲基化长读段测序（DiMeLo-seq）等技术，团队发现在ALT阳性肿瘤细胞中，通常位于染色体中央的着丝粒DNA被错误地插入到了染色体末端的端粒附近。对五十八例儿童神经母细胞瘤临床样本的分析证实，ALT阳性肿瘤中的这种嵌合序列水平比阴性肿瘤高出约三倍。研究还表明，这种异常重组依赖于染色质调节因子ATRX的缺失，而干扰该机制会导致端粒不稳定并降低ALT活性。该特征不仅是这类癌症的核心标志，也为早期诊断和监测提供了潜在的生物标志物。研究发表在 Nature 上。

#疾病与健康 #其他 #癌症生物学 #染色体变异 #端粒

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Bhargava, Ragini, et al. “Centromeric Footprints Preserve Telomere Integrity in ALT Cancers.” Nature, June 2026, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10598-1

操纵海马dCA1脑区，成功改变小鼠自私或慷慨的行为选择

动物如何通过观察同伴学习互助行为？Filippo La Greca、Elisa Zianni和Diego Scheggia等（米兰大学、蔚蓝海岸大学和意大利国家研究委员会）研究发现，小鼠能通过观察习得亲社会行为，并揭示了背侧海马体在其中的关键调控机制。

▷ 海马神经元的特写图像，显示了树突棘——神经元之间进行通讯的微小结构。这些微观连接会随着经验不断重塑，被认为在学习、记忆和社会行为中发挥着关键作用。Credit: La Greca et al.

研究团队设计了社交决策范式。观察小鼠在隔网注视演示小鼠做出分享或自私的选择后，自身也转为决策者。结果显示，经过5天观察后，56只观察小鼠中的44只在测试首日就表现出大于0.20的连贯偏好，其反应延迟也显著缩短，证实它们通过观察习得动作与奖赏的关联。为解析大脑机制，团队结合光纤光度测量，发现小鼠在观察时背侧CA1（dCA1）脑区的神经活动能准确预测其未来的抉择。若通过化学或光遗传学手段操控该区活动，可直接引导小鼠走向亲社会或自私的选择。这表明该过程依赖dCA1脑区的突触可塑性。研究发表在 Nature Neuroscience 上。

#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #社会学习 #亲社会行为 #海马体

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La Greca, Filippo, et al. “Individual Differences in Prosocial Learning Are Represented in the Hippocampal Dorsal CA1.” Nature Neuroscience, May 2026, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02292-2

空腹使人对食物的味觉想象更生动

空腹如何改变我们对食物的认知？Maggie Hames和Mei Peng等（奥塔哥大学）开展的研究发现，饥饿不仅激发食欲，还会让食物在大脑中的成像更生动。该研究表明，饥饿状态会使食物风味的心理意象变得更轻松、更快速且更具诱惑力。

研究团队通过两组实验探究了代谢状态对心理意象的影响。在第一项实验中，约60名参与者在饥饿或饱腹状态下，通过视觉线索尝试在大脑中生成食物的风味（flavour，结合了嗅觉与味觉的综合感官体验）和质地（texture，食物在口中的物理触感）意象。结果显示，饥饿状态显著增强了风味意象的强度，使其生动度、生成速度和容易度均高于饱腹状态。有趣的是，饥饿并未以同样的方式增强质地意象，尽管人们普遍发现在大脑中重现食物的物理质地比重现味道更容易。在第二项实验中，参与者重复想象食用巧克力饼干30次。虽然随着想象次数增加，他们对想象中食物的喜爱评分逐渐下降，但这并未改变他们对实际食物样品的真实喜好度和渴望度。研究发表在 Appetite 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #饮食行为 #心理意象

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Hames, Maggie, et al. “Assessing the Relationship between Food-Related Mental Imagery and Appetite.” Appetite, vol. 224, Sept. 2026, p. 108592. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.appet.2026.108592

社交圈和经济状况如何决定你的胃肠健康

胃肠健康仅由生理决定吗？Reuben K. Wong 和 Agata Mulak 等人（弗罗茨瓦夫医科大学等）研究指出，肠脑相互作用障碍不仅受生物学影响，更深受文化、压力和社交等社会文化因子的共同塑造。

▷ 影响 DGBI 患者症状表现、报告和医疗保健利用的社会文化因素。Credit: Gastroenterology (2026).

该研究作为罗马五期（Rome V）标准更新的一部分，系统探讨了非医学因素对肠道健康的影响。研究指出，慢性压力会扰乱肠脑轴，增加内脏高敏感性并改变肠道菌群，从而加剧肠易激综合征等疾病症状。此外，社会文化因素显著改变了患者的就医行为。在某些将胃肠疾病视为禁忌的文化中，患者常因病耻感延误治疗。语言差异同样会干扰症状的主观报告，不同语言中缺乏对疼痛和不适的精确词汇，极易导致医患沟通障碍。罗马基金会全球流行病学研究（Rome Foundation Global Epidemiology Study）数据显示，网络调查与面对面访谈得出的患病率存在近一倍的偏差，且症状流行率与人均GDP呈显著负相关。研究强调，未来的诊疗需结合生物心理社会模型，通过改善沟通、减压及饮食进行整体干预。研究发表在 Gastroenterology 上。

#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #肠脑轴 #社会文化因素 #肠脑相互作用障碍

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Wong, Reuben K., et al. “Sociocultural Aspects of the Pathophysiology, Clinical Presentation, and Management of Disorders of Gut–Brain Interaction.” Gastroenterology, vol. 170, no. 6, May 2026, pp. 1190–204. www.gastrojournal.org, https://doi.org/10.1053/j.gastro.2026.02.006

经强化训练后大脑可实现真正的多任务处理

人类真的能一心二用吗？Patrick H. Cox、Clara A. Scholl、Marissa Laws、Xiong Jiang和Maximilian Riesenhuber等研究人员（乔治城大学医学中心与利哈伊大学）通过纵向训练研究发现，通过系统性强化训练，大脑能够重塑自身神经网络以实现任务自动化，从而实现真正的多任务处理。

研究团队让参与者在5至10周内利用手机应用进行超过30,000次汽车图像分类训练。他们使用功能磁共振成像和脑电图测量训练前后的脑部变化。结果显示，在初学阶段，任务激活了前额叶皮层。然而，经过长期训练，分类任务的处理区域转移到了颞叶皮层。分类信息得以绕过前额叶皮层直接连接至运动输出脑区。这一变化释放了前额叶皮层的空间，使其能够同时处理其他任务，从而实现了真正的多任务处理。该发现不仅挑战了人类无法多任务处理的传统观点，也对理解强迫行为和优化人工智能持续学习能力提供了启示。研究发表在 Journal of Cognitive Neuroscience 上。

#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #多任务处理 #大脑重塑 #前额叶皮层

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Cox, Patrick H., et al. Extensive Experience Remodels Neural Task Circuitry to Increase Automaticity of Categorization | JOV | ARVO Journals. jov.arvojournals.org, https://jov.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2809326. Accessed 5 June 2026

雾霾不仅伤肺更伤脑：17年追踪发现PM2.5选择性损害语义记忆

长期空气污染如何影响特定大脑功能？Stacey E. Alexeeff等（加州大学戴维斯分校健康中心与凯撒医疗集团）对此展开研究，发现长期暴露于细颗粒物（PM2.5）会显著损害老年人的语义记忆，为通过公共政策预防痴呆症提供了新证据。

▷ 2000 年至 2016 年加利福尼亚州 17 年平均长期暴露于直径 2.5 微米细颗粒物（PM2.5）的分布情况。Credit: Alzheimer's & Dementia: Behavior & Socioeconomics of Aging (2026).

研究数据来自非裔美国人健康老龄化研究（STAR）项目中740名53至94岁成年人的数据。研究人员通过估算受试者居住地址的每日细颗粒物（PM2.5）水平，计算出其17年的长期平均暴露量。研究评估了三种认知能力，结果显示，17年长期PM2.5暴露水平较高的人群，其语义记忆测试得分明显较低。PM2.5暴露量每增加5微克每立方米，语义记忆便下降0.61个标准差，这一损害程度甚至超过了正常衰老10年所带来的影响。即使在调整了年龄、教育和收入等因素后，这种关联依然显著。然而，研究未发现污染对执行功能和言语情景记忆产生显著影响。研究发表在 Alzheimer's & Dementia: Behavior & Socioeconomics of Aging 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #认知科学 #空气污染 #语义记忆

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Alexeeff, Stacey E., et al. “Particulate Air Pollution and Domain-Specific Cognition among Black Adults.” Alzheimer’s & Dementia: Behavior & Socioeconomics of Aging, vol. 2, no. 2, 2026, p. e70074. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/bsa3.70074

围产期睡眠不足预示孕妇焦虑与强迫观念增加

围产期焦虑和强迫症状影响着大约15%的孕产妇，但其预测因素此前较少受到学术界关注。Rebecca C. Cox和Mary Kimmel等研究人员（圣路易斯华盛顿大学）对此展开了长期追踪研究，揭示了围产期睡眠不足对焦虑和强迫观念产生的纵向预测作用，并探讨了应对能力在其中的调节机制。

▷ Credit: SLEEP (2026).

这项纵向研究招募了231名女性，在她们怀孕早期、怀孕晚期、产后6周及产后6个月进行多阶段追踪。研究结果显示，较短的睡眠时间可以显著预测后续围产期焦虑和强迫观念（obsessive beliefs，过度担忧有害事件发生或过度追求完美的认知偏差）的增加。在面对失眠症状时，个体的应对能力起到了关键缓冲作用。应对能力较弱的母亲在睡眠不足时焦虑症状更为严重。相比之下，焦虑和强迫症状并不能反向预测随后的睡眠减少，表明睡眠恶化在时间顺序上先于焦虑相关症状出现。因此，优先保障母亲的睡眠时间，可能成为预防和干预围产期心理健康问题的有效靶点。研究发表在 Sleep 上。

#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #围产期焦虑 #睡眠障碍 #强迫症状

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Cox, Rebecca C., et al. “Subjective Sleep Disruption, Coping, and Anxiety and Related Symptoms in the Perinatal Period: Findings from a Longitudinal Study.” Sleep, Apr. 2026, p. zsag089. Silverchair, https://doi.org/10.1093/sleep/zsag089

习惯形成并非渐进而是瞬间发生

习惯如何形成？学界长期认为是渐进过程。Sharlen Moore、Kishore V. Kuchibhotla等（约翰·霍普金斯大学）开展研究，通过全新行为测试与数学模型，首次证实习惯性行为的转变是瞬间发生的，并揭示了控制这一转变的大脑机制。

▷ 自我限制会降低对白开水的寻求奖励行为，且不影响辨别学习能力。Credit: Nature Communications (2026).

研究团队设计了一种更贴近日常动机的自我限制实验方法，并利用听觉辨别任务训练小鼠。结合隐马尔可夫广义线性模型分析单试次数据，团队发现小鼠在习惯形成前，会在高度参与和不参与状态间频繁波动。然而，在某个特定时刻，这种波动在短短3个试次内突然停止，小鼠瞬间转入持续自动执行的习惯状态。通过双位点光纤光度测定记录发现，伴随这一行为突变，背外侧纹状体的神经动力学发生剧变，信号从结果驱动迅速转为刺激驱动。这表明习惯并非由突触渐进改变积累而成，而是通过大脑开关迅速启动了已有的习惯回路。研究发表在 Nature Communications 上。

#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #习惯形成 #行为决策

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Moore, Sharlen, et al. “Revealing Abrupt Transitions from Goal-Directed to Habitual Behavior.” Nature Communications, vol. 17, no. 1, Mar. 2026, p. 4751. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-71048-0

告别“笛卡尔剧场”：感觉运动循环才是行为的真因

大脑究竟如何做出决策？Thomas W. James（印第安纳大学心理与脑科学系）对此提出挑战，指出大脑中并不存在一个独立的物理决策过程，所谓的决策实际上是身体、大脑与环境之间感觉运动循环互动产生的行动选择。

该研究在理论层面挑战了传统的三明治模型（sandwich model，将决策视为感知与行动之间线性因果阶段的理论）。研究指出，虽然感知和行动在大脑中均有明确对应的感觉和运动机制，但在两者之间却找不到任何独立的神经决策过程。为了解释这一现象，研究引入了物理主义框架并进行类比：决策就像质心（center of mass，一个能够描述物体状态但本身无法产生物理作用力的数学抽象概念），它只是对复杂物理行为的抽象概括。如果假设大脑存在一个高级中央控制器，就会陷入笛卡尔剧场（Cartesian Theater，大脑中存在一个微型小人来监控和调节一切的逻辑谬误），导致无限循环。通过机器人‘沿墙行进’的机制类比，研究证明无需内置决策系统，仅靠简单的感觉运动反馈即可产生看似有目的的决策行为。因此，决策本质上是感觉运动过程结合引发的行动选择。研究提出，未来应在更具生态性的环境中研究主动感知。研究发表在 Journal of Cognitive Neuroscience 上。

#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #具身认知 #感觉运动机制 #决策理论

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James, Thomas W. “Sensorimotor Mechanisms of Decisions and Actions.” Journal of Cognitive Neuroscience, vol. 38, no. 6, June 2026, pp. 1089–100. Silverchair, https://doi.org/10.1162/JOCN.a.2484

AI 行业动态

癌症之王迎来克星？新型靶向疗法显著延长晚期胰腺癌生存期

在近期举办的美国临床肿瘤学会年会上，一项针对胰腺癌的新型疗法引起广泛关注。由RevMed公司研发的靶向药物Daraxonrasib，针对胰腺癌等RAS驱动型癌症展现出显著疗效。该药采用独特的分子胶水技术，利用三元复合物抑制机制发挥作用。药物进入细胞后与CypA蛋白结合，进而精准锁死处于活性状态的致癌RAS蛋白，阻断肿瘤生长信号。

临床试验数据显示，在晚期胰腺癌患者的3期试验中，接受Daraxonrasib治疗的患者中位总生存期达13.2个月，较传统化疗的6.7个月延长了近一倍。研究人员指出，该疗法显著降低了患者的死亡风险，且其不良反应多为轻度，患者的生活质量明显优于传统化疗组。目前，该疗法已获得美国食品药物监督管理局的优先审评凭证。这一进展为攻克此类难治性肿瘤带来了新希望。

#胰腺癌治疗 #分子胶水 #Daraxonrasib #抗癌新药 #RevMed

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https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2605555

OpenAI整合Codex与ChatGPT，推动从“聊天”到“执行”的变革

在近期发布会上，OpenAI宣布其Codex应用将在数周内并入ChatGPT，标志着其产品路线从对话转向智能体。研究人员指出，Codex周活用户已超500万，非程序员群体的快速增长和企业营收的强劲表现，推动了这一整合。未来，ChatGPT将作为入口，结合Codex的执行力与网络浏览器，打造统一的智能体平台。同时，Codex还新增了标记注解和网页生成等实用工具。

此举在很大程度上源于与Anthropic公司Claude Code的竞争。尽管对手在代码质量上表现突出，但Codex凭价格优势与更少的使用限制迅速破圈。为提升竞争力，OpenAI在后续模型中更注重效率，其产品负责人Alexander Embiricos指出，新模型配合Codex使用能大幅降低Token消耗，仅需三分之一的代币即可达成同等产出。随着各大厂商纷纷布局，AI竞争正加速从对话向工作流场景落地演进。

#OpenAI #ChatGPT #Codex #智能体 #AI工作流

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https://openai.com/index/codex-for-every-role-tool-workflow/

当大脑植入物会“自学”：神经外科医生必须回答的五个伦理拷问

随着具备自主学习与自适应调控能力的脑机接口和深部脑刺激设备进入临床，神经外科医生正面临前所未有的伦理挑战。近日，来自澳大利亚麦考瑞大学、美国布法罗门诊神经外科中心等机构的研究人员Amin Tavallaii、Antonio Di Ieva和Aimee DeGaetano在NeuroNews International 刊发评述，并基于2026年世界计算神经外科大会上正式发布的《悉尼宣言》（Declaration of Sydney），提出了植入此类设备前必须回答的五个问题。该宣言特别关注脑机接口与神经增强技术的治理，指出设备正从固定参数的刺激器演变为“硬件+算法+数据”的复合系统，算法更新、数据归属和长期责任已成为临床一线无法回避的现实。

《悉尼宣言》框架下，专家们凝练出五大伦理追问：算法设计者与后续更新责任方是谁？患者签署的知情同意能否覆盖一个持续学习的系统？若企业被收购或产品停产，患者的长期支持由谁保障？治疗与增强的模糊界限由谁界定？以及当算法出现静默失效或性能缓慢漂移时，医生如何担责？文章特别引入“关联自主权（Relational Agency，指人的决策受算法、环境等多重因素动态影响下的自主能力）”概念，强调患者自主权不再是孤立决策。神经数据治理也成为焦点——未来设备记录的意图、情绪甚至语言信息一旦上云，其所有权与隐私保护将面临严峻挑战。《悉尼宣言》并非要放缓创新，而是标志着脑机接口从“技术验证时代”迈入“社会应用时代”，未来的监管必将覆盖算法透明度、数据治理和长期患者保障体系。

#脑机接口 #神经伦理 #自适应植入设备 #悉尼宣言 #算法责任

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https://neuronewsinternational.com/ai-enabled-neural-devices-declaration-of-sydney/

16GB显存玩转图文音视频：谷歌发布开源“全能小钢炮”Gemma 4 12B

谷歌近日发布Gemma 4系列全新开源模型——Gemma 4 12B，这是一款参数规模为120亿的密集模型，采用Apache 2.0许可协议，专为在笔记本级别硬件上本地运行而设计。其最大创新在于采用名为“Unified”的无编码器架构（Encoder-free Architecture，即无需独立的视觉或音频编码器预处理输入数据），让文字、图片、音频和视频四种模态的信息直接进入同一个变换器主干网络进行处理。传统多模态模型通常需要专门的视觉编码器和音频编码器对输入进行预处理，而Gemma 4 12B直接处理原始像素块和声波帧，此举显著降低了显存占用和推理延迟。该模型支持16GB显存运行，4-bit量化后仅需8GB，具备256K Token的上下文窗口，覆盖140多种语言，并内置思维链推理模式和原生函数调用。在性能方面，其MMLU Pro得分为77.2%，AIME 2026（美国邀请数学考试2026，评估数学推理能力）达77.5%，接近自家260亿参数的混合专家模型，但内存占用不足后者一半。

谷歌此举旨在补齐Gemma 4系列中“笔记本级别本地部署”的空白。此前该系列已有面向手机端的E2B、边缘设备的E4B、260亿参数的MoE版本和310亿参数的密集版本（Dense版本，指所有参数在每次计算中都被激活的传统大模型）。Gemma 4 12B成为首个中等体量且原生支持音频输入的语言模型，既具备接近大模型的智力水平，又能在普通笔记本上流畅运行。实际应用中，该模型可通过谷歌新推出的macOS桌面应用AI Edge Gallery在苹果芯片（Apple Silicon）上离线运行，并支持语音交互。开发者还可通过litert-lm serve工具启动本地API服务器，方便集成到各类编程助手中。目前主流推理框架如vLLM、MLX、llama.cpp和Ollama等均已支持该模型。需要注意的是，该模型存在音频最长30秒、视频最长60秒的长度限制，且无编码器架构的音频识别质量尚未经过独立评测充分验证。尽管如此，对于希望在本地运行多模态AI的开发者而言，Gemma 4 12B凭借其体积、全模态能力与宽松授权的组合，成为了一个极具实用价值的选择。整个Gemma 4系列迄今累计下载量已达1.5亿次。

#Gemma4 #开源多模态模型 #本地AI #无编码器架构 #谷歌

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https://blog.google/innovation-and-ai/technology/developers-tools/introducing-gemma-4-12B/

AI 驱动科学

借助无线磁电刺激，NPCbots实现截瘫动物神经再生与功能恢复

脊髓损伤后神经纤维极难自然再生，而传统电刺激疗法又面临植入电极可能对敏感组织造成物理损伤的局限。为此，Hao Ye、Salvador Pané以及Stephan C. F. Neuhauss、Jingjing Zang等（苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学）组成的研究团队，开发出一种结合干细胞与磁电纳米颗粒的生物混合微型机器人（NPCbots），成功在斑马鱼和小鼠模型中实现了非侵入式的脊髓损伤精准修复。

▷ 开始时和三天后：顶部图像显示斑马鱼未受伤的脊髓；中间图像显示受伤的脊髓；底部图像说明神经细胞如何在微型机器人的帮助下生长。Credit:ETH Zurich

研究人员利用诱导多能干细胞分化出神经祖细胞（neural progenitor cells，具有分化为神经系统细胞潜能的细胞），并将其与双层结构的磁电纳米颗粒结合，在芯片实验室系统中快速制备出微型机器人。在实验中，团队将这些机器人精准注射到脊髓损伤的斑马鱼体内，并通过在体外施加交变磁场进行无线电刺激。结果显示，仅需三天时间，斑马鱼便恢复了近乎正常的游泳和探索能力。在通常无法再生的完全脊髓断裂小鼠模型中，经过二十八天的治疗，损伤部位的神经细胞重新建立了连接，小鼠的步幅和步态协调性等行为学指标得到显著改善。这种技术通过无线磁场穿透组织，无需植入电极和电缆即可实施高精度刺激，大大减少了对敏感脊髓的微创损伤，并在完成任务后自动溶解。研究发表在 Nature Materials 上。

#疾病与健康 #神经调控 #脊髓损伤 #机器人及其进展

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Ye, Hao, et al. “Magnetoelectric Microrobots for Spinal Cord Injury Regeneration.” Nature Materials, June 2026, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41563-026-02625-3

从呼吸信号中翻译出睡眠脑电波

传统的睡眠脑电监测因佩戴繁琐易干扰自然睡眠，难以获取真实的睡眠状态数据。Kaiwen Zha、Chao Li、Dina Katabi等（麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室、布里格姆妇女医院）开发了一种全新的跨生理域翻译框架，成功仅凭睡眠中的呼吸信号高保真地还原出整晚的脑电波活动。

该团队提出生理即语言的设想，设计出一种非对称生成模型。模型输入端保留完整的连续呼吸波形，输出端则通过向量量化变分自编码器将高维脑电图时频谱图转化为离散的脑电词汇表。随后，利用基于自注意力机制的掩码生成模型根据呼吸上下文预测并生成脑电词汇。研究人员在包含28394名受试者、超3万个夜晚的数据集上验证了该模型。结果表明，重构脑电频谱图的平均绝对误差仅为7%，信噪比达14分贝。生成的脑电图在年龄评估（误差5.0岁）、性别检测（曲线下面积0.81）和睡眠分期（准确率0.84）等任务中，表现高度逼近真实脑电图。此外，该技术还支持通过无线射频（radio frequency，利用电磁波反射进行无接触感知的技术）传感器捕捉的呼吸信号来重建脑电波，误差仅为8%。

#疾病与健康 #大脑信号解析 #睡眠监测 #跨生理域翻译 #无接触感知

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Zha, Kaiwen, et al. Physiology as Language: Translating Respiration to Sleep EEG. Version 1, 2026. Semantic Scholar, https://doi.org/10.48550/ARXIV.2602.00526

脑机接口能用多久？首个二十年临床回顾给出乐观答案

植入脑部的电极能稳定工作多久？Nick V. Hahn、Elias Stein和Francis R. Willett等研究者（斯坦福大学及布朗大学等组成的BrainGate联盟）分析了二十年的临床数据，系统证实了植入式脑机接口在人脑中的长期稳定性。

研究团队分析了14名参与者的2319次记录会话和20个植入式微电极阵列的数据。结果显示，阵列产率（array yield，即能成功捕捉到单个神经元脉冲信号的电极比例）表现较好：在最长7.6年、平均2.8年的记录期内，平均有35.6%的电极保持活跃，且在整个记录期内整体产率仅平均下降7%。为了评估脑机接口将脑电波转化为控制指令的精准度，研究引入了解码信噪比（decoding signal-to-noise ratio，用于衡量神经信号中运动意图纯净度的指标）这一参数。结果表明，14个阵列中有11个全程保持了有效的运动解码能力，部分阵列的性能甚至逼近健全人手控鼠标的水平。此外，神经调谐稳定性（neural tuning stability，指大脑运动意图的神经放电特征在时间跨度上的恒定性）评估显示，相关性在一个月内保持稳定，这意味着患者无需每日重新校准系统。

#意识与脑机接口 #脑机接口 #临床试验 #电极稳定性

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Hahn, Nick V., et al. “Long-Term Performance of Intracortical Microelectrode Arrays in 14 BrainGate Clinical Trial Participants.” medRxiv, 2 July 2025, p. 2025.07.02.25330310. medRxiv, https://doi.org/10.1101/2025.07.02.25330310

AI教练BioCoach实现实时生物力学纠错

居家锻炼缺乏指导易导致运动损伤。Yuyang Ji、Yixuan Shen、Shengjie Zhu、Yu Kong与Feng Liu团队（德雷克塞尔大学与密歇根州立大学）开发了BioCoach系统原型。该系统融合生物力学与大模型，能像专业教练一样实时个性化评估运动并提供姿势纠正。

研究人员首先创建了QEVD-bio-fit-coach数据集，为200多个运动视频添加了2400多条精细的生物力学注释。BioCoach系统通过双流信息处理视频：一方面利用三维卷积神经网络捕捉视觉外观，另一方面通过姿态提取器估算三维骨骼运动学与体型，获取关节角度等结构化数据。系统随后通过特定运动的自由度选择器筛选关键关节，并结合个人体型与运动周期建立生物力学上下文。最后，视觉-语言模型将这些数据转化为具体的、基于生物力学的反馈，并解释其原理。测试表明，在生物力学准确性和细节反馈指标上，BioCoach全面超越了包括麻省理工学院和英伟达联合开发的Stream-VLM在内的众多竞争对手，且保持了极高的实时响应速度。

#疾病与健康 #健康管理与寿命延长 #人工智能 #计算机视觉 #生物力学

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Ji, Yuyang, et al. “From 3D Pose to Prose: Biomechanics-Grounded Vision--Language Coaching.” arXiv:2603.26938, arXiv, 27 Mar. 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2603.26938

MIT联合IBM推出百万级图表理解数据集ChartNet

如何解决人工智能难以准确解读复杂图表的痛点？Jovana Kondic及合作者（麻省理工学院与麻省理工学院-IBM计算研究实验室等机构）开发了包含150万张高质图表的多模态数据集ChartNet，成功训练出在图表解读任务上超越商业巨头的轻量级开源视觉语言模型。

▷ 基于代码的图表增强：首先，将种子图表图像传递给视觉语言模型进行图表重建——将图像转换为可执行的绘图代码。然后，将生成的代码传递给大型语言模型，并进行迭代增强以收集多样化的输出。

研究人员开发了一个两步式代码引导的数据生成流程。首先，系统将种子图表转换为绘图代码，随后利用大语言模型进行迭代增强，合成了150万个涵盖24种图表类型和6个绘图库的样本。每个样本均包含图像、代码、数据表及带有思维链推理的问答对。为了确保质量，团队引入过滤机制，将视觉缺陷率降至5.9%。利用该数据集训练的开源视觉语言模型，在数据提取和图表总结等任务中不仅表现大幅提升，甚至击败了规模大几个数量级的商业对手如 GPT-4o。

#大模型技术 #大模型技术 #多模态AI #数据可视化

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Kondic, Jovana, et al. “ChartNet: A Million-Scale, High-Quality Multimodal Dataset for Robust Chart Understanding.” arXiv:2603.27064, arXiv, 14 Apr. 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2603.27064

阿贡实验室绘就大模型赋能电池研究路线图

面对高性能电池设计与材料研发的挑战，Wenhua Zuo、Huihuo Zheng、Khalil Amine和Gui-Liang Xu等（美国阿贡国家实验室）提出了一项技术路线图，旨在利用大语言模型构建智能自动驾驶实验室，通过自动化加速电池技术突破。

▷ Credit: Joule (2025).

研究指出，大语言模型在电池领域具有巨大应用潜力。通过部署多个分工协同的Agents，可以构建起自动化科研的自动驾驶实验室。该系统能自动执行文献的文本挖掘、筛选材料特性数据库、设计合成路径，并操控机器人制备和表征材料。针对锂离子电池等储能器件，该模型能通过电化学数据集识别失效机制并优化运行参数。研究强调，优化该系统需要建立包含失败实验在内的高质量标准化共享数据集，并开发具可解释性推理的专用模型。这一愿景有望大幅缩短电池研发周期。研究发表在 Joule 上。

#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #行为进化 #发声交流 #冷泉港实验室

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Zuo, Wenhua, et al. “Large Language Models for Batteries.” Joule, vol. 9, no. 8, Aug. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.102037

AI玩具在幼儿社交与角色扮演中表现不佳

集成大语言模型的智能玩具正快速涌入市场，但其对幼儿早期发育的影响尚不明确。JMIR特约记者 Simon Spichak 撰文探讨了这一现象，指出智能AI玩具在快速普及的同时，面临着严重的儿童神经发育研究空白以及监管缺失带来的隐私风险。

预计到2025年全球将售出2200万件AI玩具。剑桥大学开展的早期人工智能项目对此进行了系统性研究，通过观察14名儿童及其家长与一款名为Gabbo的玩具互动来评估其影响。结果显示，该玩具在角色扮演和社交游戏等对幼儿发育至关重要的活动中表现不佳，例如它无法在亲子共同游戏时区分家长和孩子，且在孩子让其睡觉时因机械设定而拒绝配合。研究指出，此类玩具还可能导致儿童产生认知和情感混淆，例如孩子对玩具说我爱你时，玩具仅冷冰冰地回复合规指南。此外，这些配备摄像头和麦克风的玩具缺乏隐私防护措施，处于完全不受监管的真空地带，甚至存在向儿童潜移默化传递错误信息的风险。研究发表在 Journal of Medical Internet Research 上。

#认知科学 #其他 #人工智能玩具 #儿童发育 #隐私安全

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Spichak, Simon. “Policymakers and Researchers Zero In On the Impact of AI Toys.” Journal of Medical Internet Research, vol. 28, no. 1, June 2026, p. e102064. www.jmir.org, https://doi.org/10.2196/102064

迈向“氛围医学”：首个基于自演化多智能体的临床决策支持框架VIBEMed

如何让医疗人工智能系统像人类医生一样通过临床经验持续自我进化？河北医科大学第一医院张练团队联合国内外多家研究机构开发了名为VIBEMed的自演化多智能体框架，成功实现了能从临床反馈和既往失败经验中持续安全演进的医疗决策辅助系统。

研究人员提出的VIBEMed（多功能智能行为演化医疗框架）包含三个专业角色：临床诊断智能体（Clinical Diagnostic Agent, CDA）用于诊断推理，治疗执行智能体（Therapeutic Execution Agent, TEA）负责方案制定，以及临床演化管理智能体（Clinical Evolution Manager Agent, CEMA）用于提取长期反馈。为克服传统大语言模型难以动态更新的局限，该系统引入了三级自演化机制：在记忆层面将成败经验转化为持久记忆；在模型层面通过监督微调和直接偏好优化进行阶段性更新；在代码层面优化逻辑。同时，系统配备架构级安全沙箱以确保患者隐私和更新可追溯。实验表明，该框架在肿瘤治疗规划等复杂医学推理任务中展现出卓越的性能。研究发表在 Meta-Radiology 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #自演化智能体 #大模型技术 #医疗AI安全

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Zhang, Qianxue, et al. “Toward Vibe Medicine: A Self-Evolving Multi-Agent Framework for Clinical Decision Support.” Meta-Radiology, vol. 4, no. 2, June 2026, p. 100223. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.metrad.2026.100223

整理｜ChatGPT

编辑｜丹雀、存源

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关于天桥脑科学研究院

天桥脑科学研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute）是由陈天桥、雒芊芊夫妇出资10亿美元创建的世界最大私人脑科学研究机构之一，围绕全球化、跨学科和青年科学家三大重点，支持脑科学研究，造福人类。

研究院在华山医院、上海市精神卫生中心分别设立了应用神经技术前沿实验室、人工智能与精神健康前沿实验室；与加州理工学院合作成立了加州理工陈天桥雒芊芊神经科学研究院。

研究院还建成了支持脑科学和人工智能领域研究的生态系统，项目遍布欧美、亚洲和大洋洲，包括、、、科研型临床医生奖励计划、、科普视频媒体「大圆镜」等。