科技前沿

正生命科学Biological Science编辑圈点:造血干细胞可以救助很多患有血液病的人,最常见的病种就是白血病。老鼠造血干细胞的培育成功,对患者来说,无异于久旱惊雷,只希望在这过后是一场甘露,而不是冰雹。美成功培育出老鼠造血干细胞美国科学家将实验老鼠的4个遗传因子转化成了成纤维细胞,并由此制造出类似于人体造血干细胞的细胞,这些造血干细胞每天会在人体内制造出数百万个新鲜的血液细胞。这项研究有助于科学家们未来为血液病症患者量身打造造血干/祖细胞,用于细胞替代疗法中。美国西奈山医院伊坎医学院的研究人员对18个诱导血液形成活动的遗传因子进行了     

忆阻器类脑神经突触的研究进展

大脑之所以能够控制人和动物的复杂生命活动,使生物体在多变的自然环境得以生存,得益于大规模神经网络中高效、快速、精准的信息传递。神经突触作为神经元之间信息传递的重要机构,保证了神经网络的高效运转,因此构建具有神经突触功能的电子突触是研究仿生系统和类脑神经网络的必经之路。研究人员尝试各种电子元件对神经突触进行模拟,其中忆阻器由于其独特的器件结构和具有“记忆特性”的电学性能,成为构建类脑神经突触的最佳选择。文章全面概述近年来忆阻器模拟神经突触的研究进展,包括忆阻器模拟神经突触的可塑性、再可塑性、非联想学习、联想学习等功能,总结了忆阻器神经突触在人工神经网络中的应用、存在的问题和挑战,并对忆阻器神经突触的研究进行展望。     

面向神经形态系统的忆阻逻辑电路综述与展望

神经形态系统泛指受脑启发、使用非冯诺依曼结构体系的新型信息处理系统,由于其高度的并行计算能力、极低的功耗和存算一体的特征,逐渐成为了人工智能领域的研究热点之一.其中,逻辑电路是神经形态计算硬件实现的基本计算单元,对于构建新型神经形态系统具有重要的意义.现有的应用于神经形态系统的逻辑电路大多由二极管、三极管等传统元器件或集成芯片组成,在尺寸、性能方面存在限制.具有纳米尺寸、电阻可变且非易失、耗能低等特性的忆阻器为构建面向神经形态系统中的逻辑电路提供了新的思路.基于此,本文对近年来的忆阻逻辑电路进行了详细的梳理和分析,基于电路中输入输出逻辑状态变量的不同,将其大致分为输入输出变量均为电阻(R-R型)电路、输入输出状态变量均为电压(V-V型)电路、输入输出状态变量为阻值和电压的组合(R-V型/V-R型)电路3类.同时,从组成部分、计算方式、逻辑状态变量、外围电路的复杂度、能量损耗、级联能力、延时性7个方面对3类忆阻逻辑电路进行全面的对比和分析,总结不同电路拓扑结构的忆阻逻辑电路的优缺点.进一步,整理分析了现有忆阻逻辑电路在联想记忆、情感计算、模式识别等领域的潜在应用.针对忆阻逻辑电路在操作复...     

科技前沿

正信息科学Information Science编辑圈点:意念控制电脑,听起来仿佛天方夜谭的妄想变成了现实!人们在通过语音、触摸、手势和眼球移动来控制使用移动设备之外,可以随心所欲了。三星研制意念控制电脑日前,三星新兴科技实验室最新研制了一款脑力控制的平板电脑,用户可以通过意念打开应用程序,发送信息,从播放列表中选择歌曲。三星公司研究人员与美国德克萨斯州大学电子工程学副教授罗兹贝赫·贾法里建立合作,开发一     

科技前沿

正材料科学Materials Science编辑圈点:尽管这一现象就如同特异功能般让人难以置信,唯愿这不是科研人员的又一个鸟龙。如果消防队员穿上这种隐热衣,就能在漫天的火海中大显神通了。隐热衣让热弯曲传导德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)研究人员成功演示了超材料同样也能影响热的传导。他们的隐热衣能让热力弯曲似的、绕过中央的隐藏区而传导。这种隐热衣是用铜和硅制造的一个盘子,盘子虽能导热但其中心的圆形区域却不会受热力影响。当给盘子左侧加热时,热量却只在盘子外圈呈现温度从左到右的下降,没有热量能穿透到内部,在内圈没有任何被加热的迹象。研究成果表明,变换光学的方法在热力学领域同样适用。这种虚拟的扭曲可以变成真实的超材料结构,让入射光沿着被隐形目标弯曲,就好像它不存在似的。在基础研究中,隐热衣还是相当新的领域。从长远考虑,它可以用在许多地方实现有效的热量管理,如微芯片、电动部件或机器上。     

基于忆阻器的细胞神经网络及在图像处理中的应用

该文构建一种新的忆阻细胞神经网络,改进传统的忆阻突触桥电路,使之除了具有传统突触桥电路的优势外,还具有更加简化的电路和简化的权值变化条件.通过仿真电路模拟器(SPICE)仿真模拟该突触电路能够实现权值运算.将忆阻细胞神经网络用于图像处理的去噪和边缘提取,实验结果表明忆阻细胞神经网络在图像处理的应用中具有良好的效果.该文...     

发现“心脏再生”细胞

有关研究人员报告说，人在出生后，心脏细胞还能够分裂并成长。这一令人惊讶的发现，大大增加了一种可能性，即可把这些细胞移植到由于心脏病发作而受到伤害的心脏中以修补缺损。心脏病发作时心脏中很多细胞会死去，生成疤痕组织，这是由纤维原细胞（成纤维细胞）的结缔组织细胞构成的，而再生细胞可提高心脏病发作者的存活率。     

纹状体神经干细胞的分离培养及其鉴定

胎脑内存在有能分化为神经元和神经胶质细胞的神经干细胞 .在表皮生长因子 (EGF)或碱性成纤维细胞生长因子 (b FGF)存在的条件下 ,从 14d胎鼠纹状体分离培养神经干细胞 ,并通过间接免疫荧光细胞化学法对其鉴定 ,发现大量呈 Nestin抗原阳性的干细胞团的形成 ,EGF和 b FGF对神经干细胞的增殖及分化能产生一定的影响 ,但它们对增殖及分化的影响是有差别的 .     

氧化钨-氧化锌忆阻器的制备及其神经突触特性

为了实现忆阻器在神经形态计算中的应用,采用射频磁控溅射技术,在氧化铟锡导电玻璃衬底上依次生长氧化钨、氧化锌异质结的阻变层和银顶电极,制备氧化钨-氧化锌忆阻器,对制得忆阻器的结构、化学组成及电学性能进行表征和测试。结果表明：制得的忆阻器具有类似生物的神经突触特性,阻变行为由界面势垒调控机制主导作用;制得的忆阻器交叉阵列用于分类识别的平均正确率达到86.3%,接近中央处理器网络的平均正确率87.4%,可用于神经形态计算。     

忆阻型模糊细胞神经网络在时滞脉冲控制下的全局指数同步

文章研究了忆阻型模糊细胞神经网络的全局指数同步控制问题。首先,通过采用Filippo解和可测选择理论将忆阻模糊细胞神经网络转化成一类参数不确定的神经网络,并给出一个新颖的不等式以解决模糊反馈连接权重的参数不确定问题;然后,通过设计时滞脉冲控制器,并结合李雅普诺夫函数法、脉冲不等式以及给出的新的不等式,得到驱动忆阻模糊细胞神经网络与响应忆阻模糊细胞神经网络在时滞脉冲控制下指数同步的结果;最后,通过数值模拟验证了理论结果的有效性。研究结果表明:采用合适的控制器,忆阻型模糊细胞神经网络的驱动-响应系统是可以达到指数同步的。     

神经生长因子对神经干细胞向少突胶质细胞分化的诱导作用研究

目的体外分离和培养大鼠海马神经前体细胞,在此基础上探索在体外环境下使神经干细胞定向分化为少突胶质细胞,为后续的神经干细胞移植提供实验基础.方法取孕10 d的Wistar大鼠胚胎脑的海马,分离神经前体细胞,将单克隆的神经干细胞球贴壁,并使用生长因子(NGF),分析不同浓度的NGF对神经干细胞分化的影响.在含NGF的NSC培养基中进行体外培养,以GalC免疫组化标记分化后的少突胶质细胞,对神经干细胞的分化特性进行鉴定.结果NGF可促进神经前体细胞的增殖及神经球的克隆形成,并获得了Nestin阳性的神经前体细胞,其可分化为分别表达GaIC的阳性细胞.结论体外分离和培养的大鼠海马神经前体细胞,在NGF生长因子的作用下,神经干细胞可定向分化为少突胶质细胞,并与培养基中NGF的浓度有一定的关系,有望应用于脱髓鞘神经系统疾病的细胞移植治疗.     

复旦大学相关成果发表在《Nature Biotechnology》杂志上

来自美国威斯康星大学麦迪逊分校、复旦大学医学院的研究人员在干细胞研究中取得突破性成果,成功地利用人类多能干细胞(hPSCs)分化生成了星形胶质细胞.这一研究成果(Specification     

科学家将人类大脑胶质细胞植入老鼠大脑

<正>美国科学家将人类大脑胶质细胞植入老鼠大脑,可替代老鼠大脑相同类型的细胞,使老鼠变得更聪明,尤其在记忆和认知方面。腾讯科学讯据国外媒体报道,目前,科学家最新研究发现,注射人类大脑细胞的老鼠将逐渐长出一半人类大脑,使它们比同类更加聪明,在记忆和认知方面表现突出。研究人员称,对小老鼠注射一种未成熟的人类大脑细胞——胶质细胞,将导致它们的大脑变得特殊,像人类大脑一样聪明。人类大脑胶质细胞可支持大脑细胞发育,形成大脑细胞结构,供     

三七总皂苷对新生大鼠海马神经干细胞活性影响及促分化作用

目的研究三七总皂苷对海马神经干细胞活性的影响和分化作用。方法体外培养海马神经干细胞,分别接种于96孔板和12孔板,96孔板细胞按三七总皂苷不同浓度梯度和同一浓度的不同时间点进行干预,应用MTT法检测海马神经干细胞的OD值,观察三七总皂苷对海马神经干细胞活性的影响;12细胞孔板分为对照组和给药组,应用免疫荧光染色方法检测神经元新生特异抗原(Tuj-1)和胶质细胞新生抗原(Vimentin)的表达,以观察三七总皂苷对海马神经干细胞分化的影响。结果(1)一定浓度范围内三七总皂苷能增强海马神经干细胞活性;(2)三七总皂苷能促进海马神经干细胞向神经元和胶质细胞方向分化。结论三七总皂苷能增强海马神经干细胞的活性并能促进海马神经干细胞分化。     

三七总皂苷对新生大鼠海马神经干细胞活性影响及促分化作用

目的研究三七总皂苷对海马神经干细胞活性的影响和分化作用。方法体外培养海马神经干细胞,分别接种于96孔板和12孔板,96孔板细胞按三七总皂苷不同浓度梯度和同一浓度的不同时间点进行干预,应用MTT法检测海马神经干细胞的OD值,观察三七总皂苷对海马神经干细胞活性的影响;12细胞孔板分为对照组和给药组,应用免疫荧光染色方法检测神经元新生特异抗原（Tuj-1）和胶质细胞新生抗原（Vimentin）的表达,以观察三七总皂苷对海马神经干细胞分化的影响。结果（1）一定浓度范围内三七总皂苷能增强海马神经干细胞活性;（2）三七总皂苷能促进海马神经干细胞向神经元和胶质细胞方向分化。结论三七总皂苷能增强海马神经干细胞的活性并能促进海马神经干细胞分化。     

干细胞可帮助修复受损脊髓

瑞典卡罗林斯卡医学院研究人员8日报告说，他们研究发现一类名为室管膜细胞的干细胞不仅可帮助生成更多新的脊髓细胞，还能帮助恢复脊髓功能。这一成果将有助于研究人员寻找治疗人类各种脊髓损伤的新疗法。     

神经干细胞有望助脑瘤患者修复认知

美国研究人员日前报告说,他们进行的动物研究显示,神经干细胞有望帮助脑瘤患者修复受损的认知功能。     

读者之声

本期第42至47页刊登了一篇题为"神经营养因子NT-3神经干细胞移植对帕金森病大鼠功能修复研究"的文章。神经干细胞移植治疗各种疾病的应用研究正值研究热点,该文特点是将能促进神经细胞生长、分化的NT-3基因,通过