追问daily | Cell：高温让人变胖；Science：为何心脏不得癌？体重减轻10%即可挽救心脏

█ 脑科学动态

Science：单细胞多组学解析唐氏综合征脑容量缩小之谜

Science：体重减轻10%即可挽救心脏

Science：为何心脏不得癌？力学传导蛋白构建的基因调控防线

Science：iGOF-Perturb-seq平台绘制星形胶质细胞功能图谱

Cell：高温让人变胖：皮肤-大脑信号轴促成代谢受损

微型光纤探针实现体内三种关键生物标志物的同时实时监测

你的身体会记住每一次抚慰：首个情感触觉记忆模型

新型人类干细胞模型真实重现阿尔茨海默病tau蛋白病变

补充多巴胺或可逆转阿尔茨海默病记忆障碍

█ AI行业动态

DeepSeek V4双版本正式开源：百万上下文与国产算力破局

GPT-5.5正式发布：代码与科研能力全面跃升

MIT百页报告勾勒脑仿真路线图：500亿美元或可在10至25年内复刻人脑

Claude Code“降智”真相大白

█ AI驱动科学

Science：可编程打结软体机器人，实现微型机器人跳跃与飞行播种

Meta联合KAUST提出神经计算机：统一计算与内存的新机器形态

多功能铁电生物电子界面实现迷走神经长期安全调控

新型3D设备利用活体脑细胞进行计算

AI无法拥有意识，因其计算过程依赖于人类观察者

RoMem模型用几何旋转解决时序知识冲突

脑科学动态

Science：单细胞多组学解析唐氏综合征脑容量缩小之谜

针对唐氏综合征患者早期脑容量缩小及认知差异的发育机制问题，Luis de la Torre-Ubieta及其团队（加州大学洛杉矶分校）构建了高分辨率的胎儿期大脑发育分子图谱，发现该疾病会扰乱神经元的生成顺序并导致祖细胞耗竭，为理解其认知差异和未来基因干预提供了系统级的分子靶点。

▷ 唐氏综合征患者新皮层发育情况。中间层神经元以品红色标记，深层神经元以绿色标记。在此阶段，唐氏综合征患者的中间层神经元和双阳性神经元数量增加。Credit: de la Torre-Ubieta Lab

研究采用配对单核多组学分析了26名捐献者在妊娠13至23周期间的产前新皮层样本，共测定超10万个细胞核。研究显示，唐氏综合征患者大脑中的祖细胞过早分化为神经元，导致自身细胞库枯竭。这一发现推翻了以往认为细胞大量死亡导致脑容量缩小的传统假设。此外，神经元生成的类型平衡也被打破：上层端脑内神经元（intratelencephalic neurons，负责皮层内部信息处理与两半球连接）数量异常增加，而深层皮质丘脑神经元显著减少。研究还揭示了21号染色体编码的转录因子对这些发育程序的错误调控，并发现这些分子层面的紊乱与孤独症等其他神经精神疾病存在高度重叠。研究发表在 Science 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #唐氏综合征 #单核多组学 #大脑发育

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Vuong, Celine K., et al. “A Single-Cell Multiomic Analysis Identifies Molecular and Gene-Regulatory Mechanisms Dysregulated in Developing Down Syndrome Neocortex.” Science, vol. 392, no. 6796, Apr. 2026, p. eaea1259. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.aea1259

Science：体重减轻10%即可挽救心脏

重度肥胖如何从细胞层面削弱心力衰竭患者的心脏功能？Vivek P. Jani和David A. Kass等研究人员（约翰·霍普金斯大学）开展了深入分析。他们发现，重度肥胖会引发特定心肌收缩蛋白的异常化学修饰，导致心肌细胞收缩能力显著下降，而通过减重治疗可以有效逆转这种心肌损伤。

为探究肥胖与射血分数保留的心力衰竭的深层联系，研究团队从80名该类疾病患者、非心力衰竭器官捐献者及晚期心力衰竭移植患者的心脏中采集微小组织样本。根据体重质量指数，患者被划分为重度肥胖组和轻中度肥胖组。结果显示，重度肥胖组患者的心肌细胞在钙离子刺激或拉伸情况下的收缩力更弱，其功能衰退程度与晚期心衰患者相当。进一步分析表明，原因在于心肌细胞内部的肌钙蛋白I（troponin I，调控心肌收缩与舒张的核心蛋白之一）特定位置发生了过度磷酸化修饰，从而削弱了心肌细胞主动收缩能力。值得注意的是，这种损伤是可逆的。在16名接受GLP-1受体激动剂等减重治疗的重度肥胖患者中，体重减轻超过10%的个体，其心肌细胞最大收缩力已恢复至接近正常水平。研究发表在 Science 上。

#疾病与健康 #健康管理与寿命延长 #心力衰竭 #肥胖 #减重治疗

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Jani, Vivek P., et al. “Severe Obesity in Human HFpEF Alters Contractile Protein Function and Organization.” Science, vol. 0, no. 0, Apr. 2026, p. eadz7118. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adz7118

Science：为何心脏不得癌？力学传导蛋白构建的基因调控防线

心脏为何极罕见肿瘤？Giulio Ciucci和Serena Zacchigna等（的里雅斯特大学等）发现，心脏跳动的机械力是天然的抗癌防线。该研究揭示机械负荷抑制癌细胞增殖的分子机制，为癌症疗法提供新思路。

研究团队利用基因工程小鼠模型证实心脏对致癌突变具抵抗力。随后，他们构建异位心脏移植和工程心脏组织模型进行对比。结果显示，无负荷的心脏中癌细胞迅速增殖，而在正常跳动心脏中癌细胞几乎无法生长。通过对人类心脏转移瘤样本进行空间转录组学分析，发现心脏机械负荷会导致癌细胞组蛋白去甲基酶上调，使染色质结构松散，从而抑制增殖相关基因表达。研究还鉴定出Nesprin-2（一种将细胞质机械力信号传至细胞核的传感器蛋白）为关键传导桥梁。沉默该蛋白后，肺癌细胞在跳动心脏中也能快速增殖。研究发表在 Science 上。

#疾病与健康 #其他 #心脏肿瘤 #机械负荷 #癌症治疗

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“Mechanical Load Inhibits Cancer Growth in Mouse and Human Hearts.” Science. www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads9412. Accessed 24 Apr. 2026

Science：iGOF-Perturb-seq平台绘制星形胶质细胞功能图谱

星形胶质细胞在活体状态下的基因调控网络一直缺乏大规模的研究手段。Haibo Zhou和Yuanyi Zheng等人（中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心及上海市第六人民医院等机构）开发了新型体内测序平台，成功绘制了星形胶质细胞的转录因子功能图谱，并发现了阿尔茨海默病的潜在治疗新靶点。

研究团队开发了一种名为体内功能获得性扰动测序（iGOF-Perturb-seq，一种整合条形码、腺相关病毒递送与单核RNA测序以在活体中系统评估大规模基因过表达效应的技术）的新平台。他们构建了包含约1000个转录因子的过表达文库，并将其应用于小鼠大脑的星形胶质细胞。通过高维加权基因共表达网络分析，团队解析出5个共表达模块和6组转录因子，揭示了多样化基因扰动对转录程序的趋同效应。在模拟疾病条件下的筛选中，研究鉴定出星形胶质细胞特异性的Ferd3l基因作为治疗候选靶点。实验结果表明，在阿尔茨海默病小鼠模型中，全脑范围内过表达Ferd3l不仅显著抑制了星形胶质细胞的炎症反应和神经毒性激活，还成功缓解了小鼠的认知缺陷。这项研究为理解疾病机制和系统性筛选体内治疗靶点提供了强大工具。研究发表在 Science 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #阿尔茨海默病 #单核RNA测序 #星形胶质细胞

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“Mapping Transcription Factor Functions in Astrocytes Using in Vivo Gain-of-Function Perturb-Seq.” Science. www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw2156. Accessed 24 Apr. 2026

Cell：高温让人变胖：皮肤-大脑信号轴促成代谢受损

随着全球气候变暖，长期暴露于高温环境如何破坏机体健康一直有待阐明。Hai-Yan Zhou、Xu Feng、Jie Wen、Jia-Jun Zhao、Yan Huang和Xiang-Hang Luo（中南大学湘雅医院和山东省立医院）揭示了皮肤与大脑之间的信号通路，证实慢性高温暴露会通过重塑下丘脑神经微环境，诱发长期的代谢功能障碍与肥胖。

研究人员结合小鼠模型与人类外卖骑手队列数据开展研究。实验显示，经历慢性热应激的小鼠在恢复常温并进食高脂饮食后，出现了严重的肥胖和葡萄糖耐量受损。单细胞测序表明，高温促使皮肤分泌激肽释放酶相关肽14（kallikrein-related peptidase 14，一种由皮肤角质形成细胞释放的循环蛋白），该物质随血液进入大脑，与下丘脑室旁核中表达LRRC7的星形胶质细胞结合。这一过程诱发了长期的表观遗传重编程，导致细胞过量合成γ-氨基丁酸。过量的神经递质抑制了相邻的催产素神经元活性，进而降低了交感神经的兴奋度，导致脂肪组织中的脂肪分解酶表达下降，最终引发顽固的内脏脂肪堆积。此外，小规模临床试验与动物实验均证实，口服补充维生素A能有效抑制皮肤分泌该循环蛋白，显著改善高温引发的代谢紊乱与体重异常增加。研究发表在 Cell 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #热应激 #代谢功能障碍 #星形胶质细胞

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Zhou, Hai-Yan, et al. “A Skin-Hypothalamus Axis Couples Heat Stress and Metabolic Dysfunction.” Cell, vol. 0, no. 0, Apr. 2026. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.03.045

微型光纤探针实现体内三种关键生物标志物的同时实时监测

在重症监护和代谢健康评估中，急需连续且快速的多重生物标志物监测技术，而传统的微透析取样法耗时且存在信息延迟。德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的Tanya Hutter和Tse-Ang Lee开发出目前同类产品中最小的中红外光纤探针，成功实现了在体内同时、连续、无标记地监测葡萄糖、乳酸和乙醇三种关键化合物。

该研究团队设计了一种直径仅为1.1毫米的中红外透反射光纤探针（mid-infrared transflection optical fiber probe，一种通过发射红外光穿透组织液并收集反射光谱来分析分子浓度的微型传感设备）。探针内部包含两根卤化银光纤，封装在耐用的聚醚醚酮管内，最外层包裹半透膜以阻挡蛋白质大分子干扰并增强生物相容性。结合量子级联激光器（QCL，一种能够发射特定中红外波段高强度光的高性能半导体激光器），探针可直接读取特定分子的光谱特征。由于混合物光谱易重叠，研究人员运用了峰值解卷积技术。离体人类皮肤实验证实，该探针不仅能同时定量这三种化合物，检测限低至约1 mM，而且相比于微透析法，它能在不破坏局部组织微环境的前提下连续追踪浓度变化，响应极快。这种微创技术不仅为医院急救提供了快速决策依据，未来还极具潜力转化为日常健康监测工具。研究发表在 Nature Communications 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #生物标志物 #光纤传感 #实时监测

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Lee, Tse-Ang, and Tanya Hutter. “Compact Mid-Infrared Fiber Probe for in Vivo Multi-Compound Monitoring Demonstrated Using Ex Vivo Human Skin.” Nature Communications, vol. 17, no. 1, Mar. 2026, p. 3665. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-026-70300-x

你的身体会记住每一次抚慰：首个情感触觉记忆模型

为什么令人舒适的触摸能被长久铭记并影响人际交往这一问题长期缺乏系统解释。奥地利维也纳西格蒙德·弗洛伊德大学、意大利特伦托大学与伦敦玛丽女王大学的 Henrik Bischoff 、 Federica Meconi 和 Laura Crucianelli 结合多学科证据，提出了首个解释情感触觉如何被编码和存储的神经生物学模型。

研究团队回顾了神经科学与心理学领域数十年的文献，系统区分了情感触摸与纯粹的辨别性触摸。研究提出，情感触觉记忆依赖于自下而上的感觉信号处理与自上而下的前额叶边缘网络调节相融合的过程。模型指出，慢速且轻柔的触摸会优先激活无髓鞘C类触觉传入神经（C-tactile afferents，专门负责传递愉悦和情感性触摸信号的周围神经纤维），这些信号与杏仁核等区域相互作用，从而将感官体验与情绪调节深度绑定。结果表明，情感触觉不仅在当下被感知，还会以具身化的形式长期存储于大脑中。这些体验能形成外显和内隐的记忆痕迹，不仅能让人有意识地回忆起特定片段，还能在潜意识中持续塑造个体的安全感、社会联结以及心理韧性。研究发表在 Neuroscience & Biobehavioral Reviews 上。

#神经科学 #记忆机制 #情感触觉 #具身认知 #心理健康

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Bischoff, Henrik, et al. “Memories That Touch Deeply: Toward a Neurobiological Model of Affective Tactile Memory.” Neuroscience & Biobehavioral Reviews, vol. 186, July 2026, p. 106685. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2026.106685

新型人类干细胞模型真实重现阿尔茨海默病tau蛋白病变

针对目前缺乏能够真实模拟人类神经退行性痴呆症中成年tau蛋白病理模型的问题，慕尼黑大学的Dominik Paquet团队结合基因编辑技术，成功开发出首个能自主产生晚期阿尔茨海默病典型特征的人类细胞模型，为开发治疗痴呆症的新药物和影像学工具提供了全新且可靠的测试平台。

▷ 基因编辑同源 iPSC 细胞系的质量控制。Credit: Science Translational Medicine (2026).

以往的干细胞衍生模型通常只产生幼年大脑中的早期tau蛋白，缺乏引发疾病的关键成年变异体。为了攻克这一难题，该研究利用CRISPR/Cas9技术对人类诱导多能干细胞进行基因组改造。研究人员调整了细胞内源性的MAPT基因座，使其能够稳定表达成年神经元特有的4R tau蛋白亚型，并植入了特定的致病突变。实验结果显示，这些被改造的神经元在完全没有外部病理来源诱导的情况下，自发形成了类似人类阿尔茨海默病晚期的典型病变特征，包括突触大量丢失，以及高度磷酸化且具有聚集能力的tau蛋白沉积，其形态酷似患者脑内典型的神经原纤维缠结。更值得注意的是，当研究团队在模型中仅表达突变的4R亚型而不表达3R亚型时，细胞的病理反应会急剧恶化，出现极大规模的tau蛋白错误折叠和聚集。在随后的概念验证实验中，一种目前正处于临床试验阶段的化合物成功在该模型中显著减少了病理表现，同时该平台还成功完成了对人类tau蛋白正电子发射断层扫描示踪剂的评估。研究发表在 Science Translational Medicine 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #人类细胞模型 #阿尔茨海默病 #tau蛋白

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Dannert, Angelika, et al. “A Human iPSC Model of Tauopathies Engineered for 4R Tau Isoform Expression Endogenously Develops Late-Stage Neuronal Tau Pathology.” Science Translational Medicine, vol. 18, no. 844, Apr. 2026, p. eadu9845. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/scitranslmed.adu9845

补充多巴胺或可逆转阿尔茨海默病记忆障碍

阿尔茨海默病为何导致早期记忆衰退？Tatsuki Nakagawa与Kei M. Igarashi等（加州大学尔湾分校）揭示内嗅皮层多巴胺系统的早期功能障碍是记忆受损的核心机制，补充多巴胺可恢复记忆功能。

▷ APP-KI 小鼠 LEC 中多巴胺能轴突的保留。Credit: Nature Neuroscience (2026).

研究团队采用淀粉样前体蛋白敲入（amyloid precursor protein knock-in，将特定突变基因精准插入小鼠基因组以模拟疾病的模型构建技术）小鼠作为阿尔茨海默病模型，进行嗅觉关联记忆任务评估。结果显示，模型小鼠内嗅皮层的多巴胺水平降至正常值的五分之一以下。电极阵列记录表明，该区域神经元无法对学习刺激产生适当的编码反应。团队利用光遗传学重新激活多巴胺神经纤维，成功恢复了小鼠的联想学习行为。此外给予左旋多巴后，模型小鼠的神经活动和记忆表现均恢复正常。该发现揭示了记忆回路受损的病理机制，并为延缓认知衰退提供了新干预方向。研究发表在 Nature Neuroscience 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #阿尔茨海默病 #多巴胺 #内嗅皮层

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Nakagawa, Tatsuki, et al. “Early Dopamine Disruption in the Entorhinal Cortex of a Knock-in Model of Alzheimer’s Disease.” Nature Neuroscience, Apr. 2026, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-026-02260-w

AI 行业动态

DeepSeek V4双版本正式开源：百万上下文与国产算力破局

全球AI领域期待已久的DeepSeek V4系列模型于近日正式发布并开源，此次共推出两个版本：DeepSeek-V4-Pro（参数总量1.6万亿，激活参数490亿）和DeepSeek-V4-Flash（参数总量2840亿，激活参数130亿）。两个版本均支持高达100万Token的上下文长度，输出长度最大可达384K Token。在技术层面，该系列引入了多项关键创新：混合注意力架构结合了压缩稀疏注意力（CSA）与高度压缩注意力（HCA），大幅提升长文本处理效率；流形约束超连接（mHC）增强了信号传播稳定性；Muon优化器则加速了模型收敛。与前代DeepSeek-V3相比，V4-Pro版本的推理FLOPs（浮点运算次数）降低了73%，KV缓存大小减少了90%。

DeepSeek-V4系列还提供了“非思考模式”与“思考模式”两种推理方式，后者支持通过reasoning_effort参数调节思考强度，尤其适合复杂的智能体任务。评估结果显示，DeepSeek-V4-Pro-Max版本在推理和世界知识任务上超越了现有开源模型，并逼近部分专有模型。值得关注的是，此次新模型确认采用了华为技术公司设计的昇腾芯片进行国产算力部署，同时寒武纪公司也已基于vLLM完成对两个版本的Day 0适配，相关代码已开源至GitHub。DeepSeek官方引用《荀子》中的“不诱于誉，不恐于诽”表达其超然态度，号召用户亲自体验新模型的能力。

#DeepSeekV4 #百万上下文 #国产算力 #混合注意力架构 #开源模型

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https://huggingface.co/collections/deepseek-ai/deepseek-v4

GPT-5.5正式发布：OpenAI新模型颠覆劳动理论，代码与科研能力全面跃升

人工智能领域的又一里程碑式更新到来。OpenAI于近日凌晨正式发布新一代大模型GPT-5.5，其在推理、代码生成、知识整合及长任务处理等核心能力上均显著超越前代GPT-5.4。该模型在大部分评测基准上领先主要竞品Claude Opus 4.7，且在同等智力水平下仅消耗约一半的Token。OpenAI研究员、德扑AI论文作者Noam Brown指出，人们现在可用GPT-5.5完成以往难以想象的任务，如编写CUDA内核。在编程工具Codex中，GPT-5.5能将代码补全工具升级为能接手完整工程任务链的自主智能体。其定价相比上代翻倍（标准版输入5美元/百万token，输出30美元/百万token），但官方表示更高效的token使用可抵消部分成本。模型支持高达100万token的超长上下文窗口，并在超长文本精度测试中表现远超GPT-5.4。

除了编程领域，GPT-5.5在知识工作、多模态操作乃至前沿科研场景中均展现出了颠覆性潜力。结合Codex的计算机操作能力，新模型能像人类一样“看”屏幕、点击、打字，在复杂客服和真实计算机环境测试中取得高分，标志着模型开始真正“使用”电脑。在科研方面，一个集成定制工具的GPT-5.5内部版本协助发现了关于拉姆齐数（组合数学中描述无序系统必然出现规律结构的临界值）的新数学证明。此外，模型被部署在英伟达最新服务器上，甚至参与了自身推理基础设施的优化。由于评估其网络安全能力达到较高风险等级，OpenAI已部署更严格的安全管控，同时为合法防御性研究提供特殊访问通道。市场普遍认为，这一升级可能颠覆数百年来关于劳动价值的理论基础，将人类从大量脑力重复劳动中解放出来。

#GPT-5.5 #通用人工智能 #代码智能体 #科研自动化 #OpenAI

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https://openai.com/index/introducing-gpt-5-5/

MIT百页报告勾勒脑仿真路线图：500亿美元或可在10至25年内复刻人脑

将人类大脑精确扫描、重建并在计算机中运行，这一曾属于科幻的设想，正被麻省理工学院（MIT）媒体实验室的一项研究转化为具体的工程问题。研究人员艾萨克·弗里曼在导师Edward S. Boyden指导下完成的硕士论文，系统梳理了从秀丽隐杆线虫到人脑的仿真路径。论文指出，连接组学、功能成像与算力的同步提升，已使高保真脑仿真具备明确的里程碑。例如，2024年完成的成年果蝇全脑连接组包含近14万个神经元和5450万个突触；而中国团队已用超1.4万块GPU模拟了860亿神经元的人脑规模网络。真正的瓶颈不再是算力，而是缺乏真实连接组数据支撑的高精度模型。

弗里曼将脑仿真与人类基因组计划、曼哈顿计划等大型科学工程类比，估算完成人脑规模连接组与仿真项目约需500亿美元，耗时10至25年。成本下降速度惊人：重建单个神经元的成本已从1986年的约1.65万美元降至2025年果蝇的约214美元。关键在于高通量电子显微镜和膨胀显微镜等技术的突破。论文也坦承当前局限：分子数据（如受体类型、离子通道密度）仍严重缺失；从结构到功能的映射方法尚处早期。尽管如此，研究人员对在秀丽隐杆线虫、斑马鱼和果蝇等模式生物上率先实现完整仿真持审慎乐观态度，这将为最终扩展到人脑积累关键经验。

#脑仿真 #连接组学 #MIT研究 #数字意识 #大脑复刻

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https://pdf.isaak.net/thesis

Claude Code“降智”真相大白：Anthropic披露三大技术失误并致歉

在OpenAI发布GPT5.5和DeepSeek v4亮相的行业热潮中，Anthropic却罕见地发布了一份“事故报告”，正式回应了用户对旗下编程工具Claude Code近一个月来“变慢、变笨”的广泛吐槽。经过详尽调查，该公司工程负责人Boris Cherny确认，性能下降并非模型本身退化，而是由其运行框架和代理软件开发工具包中的三个Bug所致。这些失误包括：调整“推理努力度”时在高智能与低延迟间做出了错误权衡、缓存清理机制的漏洞导致模型“持续失忆”，以及系统提示词中过度限制输出长度而损害了复杂代码任务的思考深度。这些改动在不同时间点上线，叠加后的效果表现为广泛且不一致的性能下降，使得内部测试未能及时捕获问题。

发现症结后，Anthropic迅速撤回了有问题的调整，并重置所有订阅用户的使用限额作为歉意。同时，公司承诺了一系列改进措施，包括确保内部员工使用与用户一致的公共版本、加强系统提示词变更前的“消融实验”（逐行测试提示词影响），并引入更长的观察期和更细致的灰度发布机制。此番罕见的公开检讨与透明化处理，意在修复用户信任。尽管一些评论认为，AI工具的实际智能波动本就难以预料，但Anthropic主动复盘并详细解释三个具体成因的做法，仍为行业如何应对“AI降智”感知提供了一个负责任的范本。

#ClaudeCode #AI性能波动 #Anthropic #模型降智 #运行框架Bug

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https://x.com/bcherny/status/2047375800945783056

AI 驱动科学

Science：宾大开发可编程打结软体机器人，实现微型机器人跳跃与飞行播种

微型软体机器人如何突破尺寸限制实现爆发性跳跃与多功能运动面临挑战。宾夕法尼亚大学的 Yaoye Hong 和 Shu Yang 等人研发出一种微型复合纤维打结机器人。该研究利用解结释放能量的原理，使几毫米的机器人能弹射近两米高，并在空中翻滚、滑翔，甚至垂直扎入土壤完成播种。

▷ 研究人员用镊子举起一个可编程的绳结机器人，展示了这种比米粒大不了多少的机器人如何在软体自动化机器人领域发挥重要作用。Credit: Bella Ciervo at Penn Engineering

该研究采用不到一毫米粗的复合纤维制成机器人。纤维中心为凯夫拉提供刚度，外层包裹液晶弹性体。研究人员将其打结以储存巨大弹性势能。当加热至60至90摄氏度时，外层收缩解旋触发纽结瞬间解开，将势能转化为动能，使毫米级机器人弹射至两米高空。通过改变纽结拓扑学，研究人员能精准控制机器人在空中翻转或连续旋转。受枫树种子启发，机器人在附加翼状结构后能自旋滑翔，并利用极快的坠落速度以相当于自然雨水驱动载体30倍的巨大局部压力垂直扎入土壤。搭载芝麻菜种子的机器人在实验中已成功入土发芽。研究发表在 Science 上。

#其他 #机器人及其进展 #软体机器人 #拓扑学 #材料科学

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Hong, Yaoye, et al. “Programming Touch-Me-Not Knot Topologies for Rapid and Diverse Leaping and Flying Motions.” Science, vol. 392, no. 6796, Apr. 2026, pp. 401–05. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.aed0434

Meta联合KAUST提出神经计算机：统一计算与内存的新机器形态

针对当前人工智能模型执行状态严重依赖外部环境的局限，Mingchen Zhuge、Changsheng Zhao等（Meta AI与KAUST等）提出了神经计算机这一新型计算形态。该研究成功构建基于视频序列生成的系统原型，初步验证了神经网络自身可直接作为运行中计算机的可行性。

传统计算机依赖计算、内存和输入输出的物理分离，而现有的Agent和世界模型也必须依赖外部操作系统执行核心任务。为了解决上述局限，研究团队提出神经计算机。研究人员将该架构实例化为视频生成模型，分别在命令行界面和图形用户界面设定下，利用同步的指令、像素以及用户动作数据渲染后续屏幕帧。实验显示，该原型成功实现了输入输出对齐、短时程控制以及可测量的界面保真度，验证了从原始交互轨迹学习底层计算逻辑的可行性。团队同时明确了当前模型在稳定复用性等方面的短板，并规划了向完全神经计算机演进的技术路线图。

#大模型技术 #计算模型与人工智能模拟 #神经计算机 #世界模型 #人工智能架构

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Zhuge, Mingchen, et al. “Neural Computers.” arXiv:2604.06425, arXiv, 16 Apr. 2026. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2604.06425

多功能铁电生物电子界面实现迷走神经长期安全调控

如何解决传统神经刺激器植入时面临的几何失配、组织损伤和信号不兼容等难题？中国科学院深圳先进技术研究院的杜学敏、Xule Zhu、Qilong Zhao和Yun Wang团队研发了一种多功能铁电生物电子界面（FBI）。该设备通过材料与结构创新，实现了自卷曲贴合、免缝合固定和仿生信号刺激，为长期、安全地调控迷走神经治疗自身免疫疾病提供了新方案。

研究团队设计的FBI巧妙地整合了三层功能材料。其底层是一种由壳聚糖和海藻酸钠天然多糖构成的水凝胶，遇水后能像创可贴一样自动卷曲，精准包裹细小的迷走神经。同时，其表面的活性基团能与神经组织形成牢固的化学键，无需缝合即可固定。上层则是由铁电高分子聚偏氟乙烯-三氟乙烯（P(VDF-TrFE)）与碳纳米管（carbon nanotubes）构成的复合材料，在近红外光的远程照射下，其偶极子会发生偏转，产生类似神经元动作电位的仿生电信号。活体实验证明，该设备植入大鼠体内60天后，不仅没有出现移位或炎症，还能持续有效地激活抗炎通路，显著降低体内炎症水平。这项工作为下一代植入式生物电子设备开辟了新范式。研究发表在 Advanced Materials 上。

#疾病与健康 #神经调控 #生物电子界面 #自身免疫疾病 #迷走神经刺激

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Zhu, Xule, et al. “Multifunctional Ferroelectric Bioelectronic Interfaces for Long-Term Biosafe Vagus Nerve Modulation.” Advanced Materials, n/a, no. n/a, p. e73023. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/adma.73023

新型3D设备利用活体脑细胞进行计算

面对现代人工智能巨大的能源消耗问题，普林斯顿大学的Tian-Ming Fu, James Sturm, 和 Kumar Mritunjay团队转向了最高效的计算设备——大脑，并成功开发出一种将活体脑细胞与先进电子元件结合的3D生物计算设备，为超低功耗计算和神经科学研究开辟了新途径。

▷ 生物神经元生长在三维电子网格层之上和之中。研究人员对该装置进行了编程，使其能够识别特定图案。Credit: Princeton University

研究团队采用先进制造技术，构建了一个由微电极和金属线组成的3D柔性电子网格，并以此为支架，在内部培养了数万个神经元，形成了一个三维生物神经网络（3D biological neural networks）。与以往从外部探测的方法不同，该设备将电子元件直接集成在神经网络内部，实现了前所未有的“由内而外”的精细操控。在超过六个月的实验中，研究人员不仅能稳定记录神经元的电活动，还能通过精准的电刺激来加强或削弱神经元之间的连接，从而对网络进行“编程”。最终，该系统被成功训练以识别并区分不同的空间和时间电脉冲模式，证明了其作为计算设备的可行性。这项研究不仅为理解大脑的计算原理和治疗神经系统疾病提供了强大平台，其极低的能耗也为解决AI的能源瓶颈指明了方向。研究发表在 Nature Electronics 上。

#意识与脑机接口 #计算模型与人工智能模拟 #生物计算 #3D神经网络 #神经形态计算

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Mritunjay, Kumar, et al. “A Three-Dimensional Micro-Instrumented Neural Network Device.” Nature Electronics, Apr. 2026, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41928-026-01608-1

AI无法拥有意识，因其计算过程依赖于人类观察者

随着大型语言模型的飞速发展，AI是否能拥有意识已成为一个紧迫的科学与伦理问题。针对主流的计算功能主义观点，谷歌DeepMind的研究者Alexander Lerchner提出了一个名为“抽象谬误”（The Abstraction Fallacy）的新理论框架。该框架从物理和信息的基本关系出发，系统地论证了为何当前及未来的AI在结构上无法产生主观体验，为解决AI意识争论提供了新视角。

该理论的核心论点是，计算并非一种固有的物理过程，而是对物理过程的一种描述，这种描述依赖于一个拥有主观体验的认知主体——作者称之为“制图师”（mapmaker）。正是这个“制图师”将连续的物理现实（如芯片中的电压）“字母化”（alphabetization），即强行划分并赋予其离散的符号意义（如0和1）。没有这个外部的、有意识的解释者，机器内部只存在连续的物理变化，而不存在任何有意义的计算或信息。因此，认为通过增加计算的复杂性就能“涌现”出意识，是犯了将地图（计算）等同于领土（物理现实）的根本性错误。研究进一步区分了“模拟”与“实例化”。AI可以完美地模拟意识的外在行为，但这是一种基于符号的句法操作，其因果关系完全由其物理载体（vehicle causality，如电压变化）驱动。而真正的意识体验需要“实例化”，即过程本身具有内在的物理因果力（content causality）。正如一个模拟光合作用的程序不会产生任何真实的氧气，一个模拟大脑的程序也无法实例化真实的意识。

#意识与脑机接口 #计算模型与人工智能模拟 #人工智能 #意识 #计算功能主义

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https://philpapers.org/archive/LERTAF.pdf

RoMem模型用几何旋转解决时序知识冲突

智能体记忆系统如何区分“奥巴马出生在夏威夷”这一永久事实和“奥巴马是美国总统”这一历史事实？为解决这一“静动态困境”，来自爱丁堡大学、LIGHTSPEED等机构的研究人员Weixian Waylon Li, Jiaxin Zhang, Xianan Jim Yang, Tiejun Ma和Yiwen Guo提出了一种名为RoMem的新模型，它创新地将时间视为一种连续的几何旋转，而非离散标签，使智能体能够动态、无损地管理记忆。

该模型的核心是两大机制。其一是连续几何遮蔽，它在复数向量空间中运作，将事实随时间的演变模拟为向量的相位旋转。当一个事实（如“特朗普是总统”）过时后，其向量会逐渐旋转偏离“当前时间”的相位，相关性得分自然降低，被新事实“几何遮蔽”，整个过程无需删除任何数据。其二是语义速度门，这是一个从文本语义中学习关系易变性的模块。它能自动识别出“出生于”这类静态关系应保持稳定（旋转速度为零），而“职位是”这类动态关系则需快速旋转。实验结果表明，RoMem在时序知识图谱补全基准ICEWS05-15上达到业界顶尖水平。更重要的是，当应用于智能体记忆时，它在时序推理任务上的准确率提升了2至3倍，同时在混合任务和静态记忆任务中也表现出色，并成功零样本泛化到全新的金融领域。

#AI驱动科学 #计算模型与人工智能模拟 #大模型 #知识图谱 #智能体记忆

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https://arxiv.org/abs/2604.11544

整理｜ChatGPT

编辑｜丹雀、存源

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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。