線粒體解碼神經(jīng)元活動(dòng)研究

北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所程和平團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)外科學(xué)家合作，研究了腦神經(jīng)元線粒體與胞質(zhì)之間鈣瞬變的概率性耦合，以及其耦合度如何受大腦信息加工活動(dòng)的調(diào)節(jié)。相關(guān)論文發(fā)表于Nature Communications。在小鼠靜息狀態(tài)下，耦合度僅為3%～5%；而在小鼠跑步或接受視覺刺激時(shí)，不僅初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層或視覺皮層神經(jīng)元活動(dòng)增加，同時(shí)耦合度也顯著上升至約25%，使得線粒體鈣活動(dòng)大大加強(qiáng)。耦合度與胞質(zhì)鈣瞬變振幅、時(shí)程和耦合事件前數(shù)秒內(nèi)的發(fā)放頻率密切相關(guān)，鈣依賴性蛋白激酶CaMKII是耦合度調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子。論文揭示了線粒體如何解碼神經(jīng)元活動(dòng)模態(tài)，從而精準(zhǔn)調(diào)控腦動(dòng)態(tài)能量代謝的新現(xiàn)象和新機(jī)制。

非人靈長類大腦衰老潛在機(jī)制研究

中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所吳東東研究員等利用來自4個(gè)青年獼猴、3個(gè)老年獼猴44個(gè)腦區(qū)的547個(gè)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，研究探索了非人靈長類動(dòng)物大腦老化的潛在分子遺傳機(jī)制。研究論文發(fā)表于Genome Biology。大腦衰老是一個(gè)復(fù)雜的過程，它依賴于多個(gè)腦區(qū)的精確調(diào)控，而以往的研究通常集中于少數(shù)腦區(qū)。隨著年齡的增長，皮質(zhì)內(nèi)腦區(qū)之間的表達(dá)連接性以及皮質(zhì)內(nèi)左右腦半球之間的表達(dá)連接性都發(fā)生了明顯的下降。研究人員發(fā)現(xiàn)了9個(gè)在老年猴中表現(xiàn)出連接性增強(qiáng)的模塊，并解析出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)基因PGLS，在老年猴中表達(dá)上調(diào)，可能對(duì)大腦衰老有重要作用。

一種新的細(xì)粒度學(xué)習(xí)框架

廈門大學(xué)信息學(xué)院紀(jì)榮嶸教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的細(xì)粒度學(xué)習(xí)策略FG-A1C，通過分析視覺問答任務(wù)中的樣本多樣性及標(biāo)簽的冗余性問題來針對(duì)性地挑選訓(xùn)練樣本以提高模型的訓(xùn)練效率及減少標(biāo)記支出。研究論文發(fā)表于IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence。FG-A1C使用一個(gè)強(qiáng)化學(xué)習(xí)代理來自適應(yīng)地評(píng)估模型訓(xùn)練狀態(tài)、選擇對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本類型，并使用基于主動(dòng)學(xué)習(xí)或課程表學(xué)習(xí)的采樣策略對(duì)該類型下的樣本進(jìn)行評(píng)估，以選擇對(duì)模型訓(xùn)練幫助最為有效的訓(xùn)練樣本。該算法在多個(gè)視覺問答數(shù)據(jù)集上獲得優(yōu)秀的訓(xùn)練效果，能夠顯著地降低模型訓(xùn)練成本以及標(biāo)簽成本。

長期記憶的動(dòng)態(tài)維持機(jī)制

清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鐘毅課題組揭示了Rac1活性依賴的遺忘的可逆性是長期記憶動(dòng)態(tài)維持的基礎(chǔ)。該成果發(fā)表于Nature Communications。小鼠研究表明，情境恐懼記憶即使在形成很久之后，也能夠被進(jìn)一步增強(qiáng)。一次足底電刺激的情境恐懼訓(xùn)練同時(shí)誘發(fā)海馬腦區(qū)的Rac1的持續(xù)激活和α2-chimaerin蛋白的長期合成。Rac1的持續(xù)激活介導(dǎo)了可逆性遺忘。而α2-chimaerin作為記憶維持分子，通過在維持階段抑制Rac1活性，進(jìn)而維持記憶在中間水平。通過調(diào)控背側(cè)海馬腦區(qū)的Rac1活性或改變?chǔ)?-chimaerin的表達(dá)，中間水平的記憶能夠被增強(qiáng)或者減弱。

精神分裂癥患者元認(rèn)知損傷的神經(jīng)機(jī)制

北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室萬小紅課題組和首都醫(yī)科大學(xué)附屬安定醫(yī)院賈竑曉課題組合作，闡釋了精神分裂癥患者元認(rèn)知損傷的神經(jīng)機(jī)制，并從元認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)間功能聯(lián)結(jié)的角度揭示了網(wǎng)絡(luò)間的平衡與精神分裂癥患者臨床癥狀的關(guān)系。研究論文發(fā)表于Human Brain Mapping。眾多臨床行為研究表明精神分裂癥患者存在自我認(rèn)知的缺陷，不能很好地監(jiān)控自己的內(nèi)部狀態(tài)。這種損傷和患者的臨床癥狀緊密相關(guān)，且可以預(yù)測患者半年甚至一年之后的臨床恢復(fù)狀況以及社會(huì)功能。因而元認(rèn)知損傷是精神分裂癥認(rèn)知損傷的重要表現(xiàn)。

多智能體協(xié)作研究進(jìn)展

北京大學(xué)工學(xué)院謝廣明教授與合作者在多智能體系統(tǒng)的編隊(duì)控制研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于IEEE Transactions on Automatic Control。針對(duì)二階動(dòng)態(tài)描述個(gè)體的系統(tǒng)，提出一種基于極限環(huán)設(shè)計(jì)的控制協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)平面上的任意編隊(duì)。該控制協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)之一是能夠在個(gè)體的局部坐標(biāo)系下應(yīng)用，因此個(gè)體只需要知道局部信息，而不需要全局信息和全局坐標(biāo)系；優(yōu)點(diǎn)之二是它保證了在形成期望編隊(duì)的過程中，個(gè)體之間不會(huì)發(fā)生碰撞?；诖?，在團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的多仿生機(jī)器魚系統(tǒng)和多四旋翼無人機(jī)系統(tǒng)上分別進(jìn)行了編隊(duì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提出的編隊(duì)控制協(xié)議在實(shí)際系統(tǒng)中的可行性和有效性。

基于深度學(xué)習(xí)的航拍圖像目標(biāo)檢測研究進(jìn)展

中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所光電信息技術(shù)研究人員提出了去除航拍圖像檢測結(jié)果中誤檢目標(biāo)的方法，并針對(duì)航拍圖像特性設(shè)計(jì)了相應(yīng)的檢測網(wǎng)絡(luò)。研究成果發(fā)表于Sensors。該研究從去除檢測結(jié)果中誤檢目標(biāo)的角度出發(fā)，提出Dual-NMS算法，通過統(tǒng)計(jì)各個(gè)檢出目標(biāo)周圍生成檢測框的密度和相應(yīng)的分類置信度，實(shí)現(xiàn)自主地去除檢測結(jié)果中的誤檢目標(biāo)，提高了檢測結(jié)果精度。進(jìn)一步將誤檢目標(biāo)的判斷結(jié)果作為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的約束項(xiàng)，從根本上加強(qiáng)了檢測網(wǎng)絡(luò)提取待檢測目標(biāo)抽象特征的能力。此外，該研究還將目標(biāo)間的相關(guān)性引入檢測網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了該方法對(duì)目標(biāo)的檢出能力。

揭示視覺注意的無意識(shí)操縱可影響個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)選擇

中國科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李紓研究組的饒儷琳青年特聘研究員等人為探究視覺注意與風(fēng)險(xiǎn)決策之間是否存在因果關(guān)系，使用眼動(dòng)技術(shù)，采用不為被試所覺察的基于注視的操縱方式，以考察視覺注意對(duì)風(fēng)險(xiǎn)決策的影響。研究成果發(fā)表于Cognition。實(shí)驗(yàn)1中，研究者基于選項(xiàng)進(jìn)行視覺注意的眼動(dòng)操縱。實(shí)驗(yàn)2中，研究者基于選項(xiàng)維度進(jìn)行視覺注意的眼動(dòng)操縱。實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證了視覺注意操縱的有效性和穩(wěn)定性。研究結(jié)果為風(fēng)險(xiǎn)決策的理論發(fā)展指明新方向，未來理論應(yīng)考慮能夠同時(shí)解釋基于選項(xiàng)和基于維度的視覺注意的動(dòng)態(tài)模型。此外，該研究結(jié)果還啟示人們通過監(jiān)測個(gè)體的注意分配，可以輔助個(gè)體更好地進(jìn)行決策。