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    通过AI算法和TPU芯片，人类成功重建了果蝇大脑神经元的3D模型。这项成果意味着人类对于脑科学的研究更进了一步。新研究的论文已经发表在《细胞》杂志上。论文：日，谷歌与霍华德·修斯医学研究所（HHMI）珍妮莉亚研究园区（JaneliaResearchCampus）以及剑桥大学展开合作，共同在细胞杂志上发表了论文《AutomatedReconstructionofaSerial-SectionEMDrosophilaBrainwithFlood-FillingNetworksandLocalRealignment》，深入果蝇大脑的所有神经元和突触。为了生成详尽的大脑图像，研究人员使用了多达7062个大脑切片，共计2100万张图片——其背后使用的算法和硬件可谓强大。谷歌AI负责人，计算机大神JeffDean点评了这项研究：TPU带你飞！这一连接组学研究有望加速人类对于果蝇——乃至所有生物学习、记忆和感知方面的研究。目前该成果已开源，人们可以在Neuroglancer上对果蝇的大脑进行3D预览。这项研究的作者之一、Janelia研究组长DaviBock表示：「此前人类从未对果蝇大脑实现神经元连接级别的成像。」这种级别的细节是绘制大脑电路的关键——只有获取精确的神经元连接网络，我们才能了解果蝇行为的生成机制。连接组学研究的目标是绘制大脑的「接线图」。

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    以了解神经系统的工作方式。果蝇是生物学上公认的一种研究动物，果蝇的大脑更是近来研究的主要目标对象。截至目前，已有八项诺贝尔奖授予了果蝇相关研究，这些研究推动了分子生物学、遗传学和神经科学的发展。果蝇研究的重大优势在于它们的大小：与老鼠大脑（1亿个神经元）、章鱼大脑（5亿个神经元）或人类大脑（1000亿个神经元）相比，果蝇大脑相对较小（只有10万个神经元）。这种优势使得研究人员更容易将果蝇大脑作为一个完整回路来研究。40万亿像素下的果蝇大脑重建，任何人都可以交互浏览。40万亿像素下的果蝇大脑自动重建谷歌在霍华德·修斯医学研究所的合作者将果蝇大脑切分成数千个40纳米的超薄切片，并且使用透射电子显微镜生成每个切片的图像（由此产生了40万亿像素以上的果蝇大脑影像），然后将2D图像排列对齐形成完整果蝇大脑的3D图像。这项研究用到了数千块谷歌CloudTPU和泛洪算法网络（Flood-FillingNetwork，FNN），后者能够自动跟踪果蝇大脑中的每个神经元。虽然该算法大体上运行良好，但研究人员发现，当对齐效果不完美（连续切片中的图像内容不稳定）或切片和成像过程存在问题导致多个连续切片缺失时，该算法的性能会下降。为了应对这些问题。

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    我们所做的只是一些小的、孤立的研究，”Charvat说。“我们需要大量的人口研究，包括敏感的认知数据。如果一个神经心理学家每小时花600美元出去测试每个人，你就做不到这一点。”所以Savonix和BU决定用一个应用程序试试。与苹果心脏研究一样，ASSIST研究将收集纯粹的数字数据，没有医生的访问，没有大脑扫描。相反，参与者通过签署同意书并填写一份简短的健康史问卷在网上注册。该团队希望通过数字广告和推广活动，从不同年龄、性别和种族招募40万人。注册后，参与者需要下载Savonix移动应用程序。在这个应用程序中，用户在建立的、经过验证的神经认知任务的基础上，在记忆、学习和注意力等领域进行一系列认知测试。Savonix测试由神经心理学家设计和运行，测试多个大脑区域，斯坦福大学培训的神经心理学家Charvat说。该试验未经FDA批准，且FDA不将其视为器械。Charvat说，目前，该公司将这种检测产品出售给制药公司和临床医生等企业，并没有计划将其直接出售或销售给个人。除了参加Savonix测试外，使用iphone的参与者还被要求分享健康应用程序的数据，包括从手机和可穿戴设备收集的运动、营养和睡眠信息。这是许多敏感的健康数据，涉及隐私。然而，研究组织者指出。

   研究人员将泛洪算法网络与以下两个处理流程相结合：其一，研究人员估计了3D图像各位置切片之间的一致性，然后在FFN跟踪每个神经元时确保各位置图像内容的稳定性；其二，研究人员使用Segmentation-EnhancedCycleGAN（SECGAN）计算出缺失图像的近似图。SECGAN是一种专门用于图像分割的生成对抗网络。研究人员发现，当使用SECGAN幻觉图像数据时，FFN能够更加鲁棒地跟踪多个缺失切片的位置。果蝇大脑在Neuroglancer的交互式可视化使用3D图像重建大脑之后还有一个问题，就是怎么展示：当图像包含上万亿像素时，可视化显得极其重要和困难。受到谷歌新可视化技术的启发，研究人员设计了一种可扩展且功能强大的工具。目前，任何有浏览器且支持WebGL的设备都可以前往观察该研究的开源结果。它以Neuroglancer技术呈现：歌表示，这项技术可以帮助人们展示PB级的3D内容，并支持很多高级功能，如任意轴横截面的重新拼接、多分辨率网格，以及通过Python开发自定义分析任务的强大能力与Python集成。研究展望谷歌表示，其在HHMI和剑桥大学的合作者们已经开始了基于该研究的进一步探索，尽管目前的研究结果还不是真正的神经元连接图——建立连接组还需要识别突触。贵州手术机器人，可以咨询位姿科技（上海|）有限公司；

    这项突破性成果以Amicroroboticsystemguidedbyphotoacousticcomputedtomographyfortargetednavigationinintestinesinvivo为题发表在一期的ScienceRobotics（文章末尾附全文下载链接）。靶向是一种与医学本身一样古老的做法，如给膝盖的伤口贴创口贴、给骨折的胳膊固定石膏和给发痒的眼睛滴眼药水，但是对于身体内部的疾病我们并不容易触及，只能依赖血液循环运输完成药物的递送，这种被动扩散发的方式可能受到多重生物屏障的阻碍而导致有效剂量不足，同时有可能引发全身性的毒副作用，难以完成精细的药物传递需求。微纳机器人可在生物流体中进行可控的自主运动，被认为是靶向药物递送的理想方案。但是，对于微纳机器人的实际医学应用，如何让微纳机器人实现在体内实时成像和控制仍然面临巨大的挑战。加州理工学院高伟教授团队与汪立宏教授研究团队的联合研究成果为微纳米机器人生物医疗中体内成像和控制的瓶颈提供了思路。研究团队设计了基于光声断层扫描技术实现动物体内实施成像并控制的微机器人系统。研究人员将微米机器人包裹于具有保护层的微胶囊内以免于胃酸等流体的侵蚀，借助光声断层成像技术，包裹在微胶囊内的载药微纳机器人可在动物体内的实时定位。

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    医生通常用导管进入心脏，烧掉心房四条肺静脉周围的组织。Trayanova说，这种手术对间歇性房颤患者效果很好，但对持续性房颤患者效果不太好，特别是当患者的组织有时，这与年龄有关。这些患者通常会回到手术室重复手术，甚至多达四五次，每次都会在心脏产生更多的组织，从而导致更多的误射。新的个体化程序，称为OptimalTargetIdentificationviaModelingofArrhythmogenesis(OPTIMA)，可以在次手术尝试中针对心脏的所有问题区域，包括那些在未来或会发生问题的区域。它的工作原理如下：首先，一名房颤患者接受增强MRI心脏扫描，记录心脏上的任何。模型中的每个心脏组织细胞借助于数学方程式产生电信号，这些数学方程表示心脏细胞在健康时如何表现，或者当它们在瘢痕附近时是半衰期的。通过在不同位置用小电信号戳住患者的虚拟心脏，计算机程序然后确定心脏是否发生心律失常以及使其持续的组织的位置。使用该模型，Trayanova然后模拟对心脏区域的消融并反复运行计算机程序以找到医生应该对实际患者进行消融的多个位置。接下来，工程师们用小的电刺激刺激虚拟心脏，看看它会有什么反应。Trayanova说：“通过观察图像，我们不知道会发生什么。”所以。

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