摘要：如何像遥控器一样开关体内的生物活性分子？2024年诺奖得主、华盛顿大学的 David Baker 及其同事 Adam J. Broerman, Christoph Pollmann 等人，开发了一种基于AI的蛋白质设计新方法，能够创造出可由外部信号分子精确控制

脑科学动态

Nature：提速5700倍！新型蛋白质开关精准调控药物活性

Cell：阿尔茨海默病新解，不止是蛋白堆积，更是脑细胞“失联”

心脏病与抑郁症为何总是相伴而来？“脑-身一体”理论给出新答案

单一蛋白IGF2BP3如何重塑白血病细胞的代谢与RNA调控

高质量社交能降低炎症并延缓生物学衰老

思想的快与慢：“走神”与“内省”由不同的大脑时间尺度主导

牙科焦虑三大源头及有效干预策略

AI行业动态

PTSD治疗迎来非药物新范式：Prism神经调控设备获FDA批准

FDA批准BrainsWay加速型深部经颅磁刺激协议

谷歌Gemini机器人大脑升级：实现“思考后行动”与跨形态技能迁移

AI驱动科学

Cell系列综述：医疗AI智能体，从临床应用到建立AI智能体医院

AI伴侣能否解决孤独？认知神经科学的审慎视角

打破常规，制造定制的3D神经芯片

GPT-5解决量子版NP难题，半小时内给出有效方案

AI首次对决44个行业专家，半数任务已达人类水平

脑科学动态

Nature：诺奖得主David Baker再突破：提速5700倍！新型蛋白质开关精准调控药物活性

如何像遥控器一样开关体内的生物活性分子？2024年诺奖得主、华盛顿大学的 David Baker 及其同事 Adam J. Broerman, Christoph Pollmann 等人，开发了一种基于AI的蛋白质设计新方法，能够创造出可由外部信号分子精确控制的“蛋白质开关”，实现了对细胞信号的秒级启停。

研究团队的核心创新在于设计了一种“促进解离”（facilitated dissociation）机制。他们通过计算，将一个响应小分子信号（效应物）的“铰链蛋白”与一个任意的目标结合蛋白融合。在没有效应物时，目标蛋白可以稳定结合；一旦效应物出现，它会触发铰链蛋白发生剧烈的构象变化，这种变化会与已结合的目标蛋白产生强烈的结构冲突，从而迫使目标蛋白在几秒钟内迅速脱落。实验数据显示，这种设计的解离速率提升高达5700倍。X射线晶体学分析证实，设计出的蛋白质三维结构与计算模型高度一致。

该团队将这一强大工具应用于调控关键的免疫信号分子白细胞介素-2（Interleukin-2，IL-2，一种调节免疫细胞活性的细胞因子）。他们成功创造出一种可快速开关的IL-2模拟物，并首次发现，精确控制IL-2信号的时长会产生截然不同的生物学效应：仅5分钟的短暂信号足以保护细胞免于凋亡，但只有持续的信号才能激活新陈代谢并驱动细胞分裂。研究发表在 Nature 上。

#AI驱动科学 #个性化医疗 #蛋白质设计 #合成生物学

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Broerman, Adam J., et al. “Design of Facilitated Dissociation Enables Timing of Cytokine Signalling.” Nature, Sept. 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09549-z

Cell：阿尔茨海默病新解，不止是蛋白堆积，更是脑细胞“失联”

西奈山伊坎医学院的 张斌、蔡东明 与圣裘德儿童研究医院的 彭隽敏 团队合作，通过迄今最全面的蛋白质网络分析，揭示了AD的核心机制是脑细胞间的通讯崩溃，并识别出关键驱动蛋白AHNAK，为开发新疗法提供了基础。

研究团队对近200例死后大脑样本中对记忆至关重要的海马旁回区域，进行了深度蛋白质组学分析。通过整合遗传学和临床数据，他们构建了多尺度的蛋白质网络模型，旨在描绘AD中分子变化的全局图景。分析结果指出，AD的病理核心并非仅仅是毒性蛋白的堆积，而是神经元与神经胶质细胞（包括星形胶质细胞和小胶质细胞）之间正常通讯的瓦解。在AD大脑中，负责支持和保护的胶质细胞变得过度活跃，而神经元功能则相应减弱，导致炎症和功能失调。

在此网络中，团队识别出超过300个可能驱动疾病进展的关键驱动蛋白（key driver protein，简称KDP）。其中，一种名为AHNAK的蛋白尤为突出。它主要存在于星形胶质细胞中，其水平在AD患者脑内显著升高。为了验证其功能，研究人员利用人类诱导多能干细胞技术培养出AD星形胶质细胞，实验证明，下调AHNAK的表达能有效降低tau蛋白水平并改善神经元功能。研究发表在 Cell 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #阿尔茨海默病 #蛋白质组学 #细胞通讯

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Wang, Erming, et al. “Multiscale Proteomic Modeling Reveals Protein Networks Driving Alzheimer’s Disease Pathogenesis.” Cell, vol. 0, no. 0, Sept. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.038

心脏病与抑郁症为何总是相伴而来？“脑-身一体”理论给出新答案

为何心脏病与抑郁症常常同时出现？马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所的 Arno Villringer, Vadim V. Nikulin, Michael Gaebler 等研究人员，提出了一种名为“脑-身状态”（Brain–body states）的全新概念框架，旨在揭示心血管健康与精神状态之间不可分割的深层联系。

▷ 脑-身状态的概念框架。Credit: Trends in Neurosciences (2025).

这项概念性研究并非基于单一实验，而是整合了大量现有证据，并运用动态系统理论构建了一个创新模型。研究者提出，我们不应将心脏和大脑视为两个独立的器官，而应看作一个统一的、动态的整合系统。每一次心跳、每一次血压波动都与我们的思维和情绪在毫秒级别上同步发生，共同构成一个“脑-身状态”。该框架将这些状态划分为不同时间尺度：短暂的情绪（如喜悦或愤怒）是“微状态”（microstates）；持续时间较长的急性或慢性压力是“中状态”（mesostates）；而长期的慢性疾病，如高血压或抑郁症，则被视为稳定持久的“宏状态”（macrostates）。根据这一理论，精神疾病与心血管疾病的高度共存，并非简单的谁导致谁的问题，而是同一个失调的“脑-身宏状态”的不同表现。研究者形象地指出，我们临床上观察到的共病现象仅仅是冰山一角。这一新视角强调，在未来的疾病预防和治疗中，必须同时关注患者的心理和生理健康，以实现更有效的干预。研究发表在 Trends in Neurosciences 上。

#疾病与健康 #跨学科整合 #心理健康与精神疾病 #心脑交互

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Villringer, Arno, et al. “Brain–Body States as a Link between Cardiovascular and Mental Health.” Trends in Neurosciences, vol. 0, no. 0, Sept. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.tins.2025.08.004

单一蛋白IGF2BP3如何重塑白血病细胞的代谢与RNA调控

癌细胞如何协同调控代谢和基因表达来支持自身生长？加州大学洛杉矶分校的 Dinesh S. Rao, Gunjan Sharma 及其同事，发现一种名为IGF2BP3的蛋白质在白血病中扮演“主开关”角色，首次揭示了它如何将细胞代谢与RNA调控这两个关键过程联系起来。

研究团队发现，蛋白质IGF2BP3是连接癌细胞能量代谢与基因表达调控的关键枢纽。通过一系列实验，他们观察到当从白血病细胞中移除IGF2BP3后，细胞首选的能量途径——糖酵解（glycolysis，一种癌细胞偏好的快速但低效的糖分解方式）——活性急剧下降。更深入的分析揭示了一个连锁反应：IGF2BP3的缺失导致S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl methionine，简称SAM，一种为RNA添加化学标记以调控基因表达的关键分子）的细胞内水平显著降低。机制上，IGF2BP3通过直接结合并促进一种关键酶（MAT2B）的合成来维持SAM的高水平。最终，通过控制SAM的供应，IGF2BP3改变了信使RNA上的N6-甲腺苷（N6-methyladenosine, or m6A）修饰，这是一种重要的基因表达调控方式。这一发现表明，IGF2BP3并非简单地为癌细胞提供更多能量，而是通过重塑代谢，为RNA修饰提供原料，进而改写基因表达程序，以生成促进癌细胞生存和增殖所需的蛋白质。这一核心作用在基因工程小鼠模型中也得到了证实。研究发表在 Cell Reports 上。

#疾病与健康 #其他 #癌症生物学 #RNA修饰

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Sharma, Gunjan, et al. “IGF2BP3 Redirects Glycolytic Flux to Promote One-Carbon Metabolism and RNA Methylation.” Cell Reports, vol. 0, no. 0, Sept. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116330

高质量社交能降低炎症并延缓生物学衰老

高质量的社会关系如何延缓衰老？为了探究其生物学机制，来自康奈尔大学的Anthony D. Ong、石溪大学的Frank Mann以及哈佛大学的Laura Kubzansky等人，通过分析一项长期研究数据发现，贯穿一生的累积社会优势能够减慢人体的“生物钟”，并降低慢性炎症水平。

该研究分析了“美国中年研究”（MIDUS）中超过2,100名成年人的数据。研究人员并未孤立地看待某个时期的社会关系，而是创新性地提出了一个综合性概念——累积社会优势（cumulative social advantage），它涵盖了从童年时期父母的温暖，到成年后的社区参与、宗教支持和朋友家人的情感支持等多个方面。为了探寻社会关系如何“铭刻”于身体，团队重点检测了两种前沿的生物学指标。其一是表观遗传时钟（epigenetic clocks），这是一种通过分析DNA甲基化模式来评估生物年龄的分子工具，其中GrimAge和DunedinPACE两种时钟被认为能高度预测疾病和死亡风险。其二是全身性炎症（systemic inflammation）水平，通过测量血液中一种名为白细胞介素-6的含量来评估。结果显示，累积社会优势水平越高的个体，其表观遗传时钟走得越慢，即生物学年龄比实际年龄更年轻，并且他们体内的炎症水平也显著更低。有趣的是，这种积极影响并未体现在皮质醇等短期压力激素上，这表明社会优势的作用是长期且深远的，而非简单地缓冲日常压力。研究发表在 Brain, Behavior, and Immunity—Health 上。

#疾病与健康 #健康管理与寿命延长 #心理健康与精神疾病 #社会因素 #表观遗传学

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“Cumulative Social Advantage Is Associated with Slower Epigenetic Aging and Lower Systemic Inflammation.” Brain, Behavior, Immunity - Health, vol. 48, Oct. 2025, p. 101096. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.bbih.2025.101096

思想的快与慢：“走神”与“内省”由不同的大脑时间尺度主导

大脑如何区分“走神”和“内省”这两种常见的思维状态？来自深圳大学、浙江大学和加拿大渥太华大学的 Jingyu Hua, Georg Northoff 等研究人员，通过一项创新实验揭示，这两种自发思维并非一体，而是由不同的大脑“节拍”所主导：“走神”与短时间尺度相关，而“内省”则与长时间尺度相关。

研究团队巧妙地设计了一项指尖敲击任务，要求参与者分别以快速和慢速两种节奏进行，同时使用脑电图监测其大脑活动。期间，研究者会随机询问参与者的思维状态，判断其是“走神”（任务外）还是“专注”（任务上），是“内省”（朝向内部）还是“外向”（朝向外部）。研究在行为和神经层面均发现了清晰的双重分离现象。行为上，在快速敲击时，参与者的精准度仅受是否“走神”的影响；而在慢速敲击时，精准度则只与是否在“内省”相关。神经层面也印证了这一点：研究者采用一种名为地形相似性（topographic similarity，一种衡量过去脑活动模式对当前影响程度的指标）的分析方法，发现大脑的短时间尺度活动只与“走神”程度关联，而长时间尺度活动则只与“内省”程度关联。这一系列证据有力地表明，“走神”和“内省”是两个独立的思维维度，分别由大脑中不同时间尺度的神经机制所调控。研究发表在 PNAS 上。

#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #自发思维 #时间尺度

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Hua, Jingyu, et al. “Distinct Timescales Dissociate Spontaneous Thought Dimensions.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 38, Sept. 2025, p. e2427088122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2427088122

牙科焦虑三大源头及有效干预策略

看牙医为何如此令人恐惧？针对这一普遍困扰，天普大学的 Elizabeth Konneker、Marisol Tellez 及其研究团队，通过一项混合方法研究，不仅识别出牙科焦虑的三大起源，还验证了一种简短的在线心理干预措施在帮助患者有效管理恐惧方面的潜力。

该研究分析了499名患有牙科焦虑的成年患者的数据。研究人员通过深入访谈，探究他们焦虑的根源和应对方式，并结合一项临床试验，评估了一种为时一小时的在线认知行为疗法的干预效果。研究发现，牙科焦虑主要源于三个方面：童年时期的创伤性牙科经历、成年后的创伤性经历，以及一种长期存在的、无特定事件的焦虑感。其中，童年阴影与最严重的焦虑症状相关。研究还识别出30种不同的应对策略，发现采用回避型策略（如听音乐、坐立不安或挤压物体）的患者，其焦虑和恐惧程度通常更高。在接受了CBT干预后，患者们报告称回避行为显著减少，并开始自发地运用干预中所学的认知技巧来积极应对，这表明即便是短暂的心理干预也能有效改变患者的应对模式，从而减轻其恐惧感。研究发表在 Frontiers in Oral Health 上。

#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #牙科焦虑 #认知行为疗法

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Konneker, Elizabeth, et al. “A Mixed Methods Exploration of the Origin of Dental Anxiety and Coping Strategies among Participants in a Behavioral Intervention for Dental Anxiety.” Frontiers in Oral Health, vol. 6, June 2025. Frontiers, https://doi.org/10.3389/froh.2025.1589764

AI 行业动态

PTSD治疗迎来非药物新范式：以色列Prism神经调控设备获FDA批准

以色列GrayMatters Health公司研发的首个用于治疗创伤后应激障碍（PTSD）的非侵入式自我神经调控设备Prism，已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准并投入临床应用。Prism的核心机制在于，它通过脑电图捕捉患者的脑电信号，并结合机器学习模型，实时推算出与杏仁核活动相关的“数字生物标志物”。随后，系统将这些指标实时反馈给患者。患者通过佩戴EEG头套并观看计算机动画，学习运用思维或情绪策略来控制屏幕角色的行为，从而实现自主调节过度活跃的杏仁核，最终达到缓解恐惧和应激相关症状的目的。目前，该设备已被以色列国防部纳入军人治疗保障体系。

Prism的治疗方案通常建议每周两次、每次45分钟，一个标准疗程包含15次，约在八周内完成。临床研究结果显示出显著的疗效，在完成标准疗程后，有67%的患者在三个月随访中症状得到显著改善，其中32%达到了临床缓解（即症状基本消失）。这种治疗效果可以维持至少半年时间。该设备常见副作用仅为轻微疲倦或头痛，且通常自行缓解。目前，Prism已在以色列多家主要医学中心以及北美24家诊所常规化投入使用。值得关注的是，该治疗过程可以由受过培训的技术人员或社工执行，无需精神科医生直接操作，这极大地缓解了全球精神卫生资源短缺的问题。

Prism系统的技术基础源于特拉维夫大学Talma Hendler教授二十余年的研究积累。Talma Hendler教授在早期的功能性磁共振成像研究中发现，战前杏仁核活跃度高的士兵更容易发展为PTSD，这促使她提出了通过神经调控杏仁核活动进行干预的设想。由于fMRI的局限性，她领导的研究团队开发了机器学习模型，成功地以EEG实时替代fMRI的监测功能，最终形成了Prism系统。研究人员认为，Prism的成功获批标志着非侵入式脑机接口（BCI，连接大脑与外部设备的系统）在精神障碍干预领域首次大规模临床落地。未来，这种“自我神经调控”模式有望扩展到人格障碍、成瘾治疗等其他情绪调节相关疾病，成为药物治疗和心理治疗之外的重要补充工具。

#PTSD #神经调控 #杏仁核 #EEG #脑机接口

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FDA批准BrainsWay加速型深部经颅磁刺激协议

近日，美国食品药品监督管理局（FDA）扩展批准了BrainsWay公司的深部经颅磁刺激系统（Deep TMS™）的加速型治疗协议，覆盖合并焦虑症状的重度抑郁症（MDD）成人患者。这一里程碑式的批准是基于一项多中心、随机、盲法、对照的非劣效性试验。研究结果显示，加速方案在疗效上与标准方案相当，但在缓解速度上表现更优：加速组的中位缓解时间为21天，快于标准组的28天。在抑郁量表（HDRS-21）的改善幅度以及应答/缓解率上，两组均保持了高度相似的临床效果，且加速方案未发现严重不良事件，安全性良好。

加速型治疗协议的核心优势在于其治疗结构的显著优化。该方案采用了间歇性θ脉冲刺激（iTBS）（一种高频、短时长的神经刺激模式）载荷，将急性期缩短至6天内完成（每日5次），随后是4周的维持期（每周1天、每日2次），单次治疗时长也大幅缩减至不到10分钟。相比之下，标准方案需要连续4周的急性期治疗。这种设计极大地减少了患者到院次数与单次耗时，有望提高门诊治疗的效率和患者依从性。然而，研究人员指出，当前医疗保险通常仅覆盖每日最多两次的治疗频次，这与加速方案急性期每日五次的频度存在矛盾，短期内临床应用将不得不依赖商业保险或自费策略。

从神经工程的角度来看，这种“短疗程、高频次、低单次时长”的iTBS-Deep TMS加速路径，为实现闭环神经调控和脑机接口辅助编程提供了新的机遇。研究人员展望，未来可通过在单次治疗前后快速采集脑电图（EEG）、功能性近红外光谱（fNIRS）等可计算生物标志物，结合设备日志，在6天急性窗口内构建个体化的“数字孪生”，从而迭代优化刺激位点与脉冲负荷，实现状态感知与剂量学的联动。机构若面临医保规则滞后的挑战，可以采用混合付费模式作为过渡，并以HDRS-21量表改善幅度和21天缓解等真实世界指标作为质控锚点，推动政策更新。最终目标是利用多模态BCI读入与模型预测，将现有固定程式扩展为患者状态驱动的交互式方案，为抑郁合并焦虑、治疗抵抗等亚群构建缓解更快、总就诊负担更低的神经调控路径。

#深部经颅磁刺激 #抑郁症治疗 #加速方案 #BrainsWay #神经调控

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谷歌Gemini机器人大脑升级：实现“思考后行动”与跨形态技能迁移

DeepMind近期发布了针对机器人和具身智能的Gemini Robotics 1.5系列模型。该系列包含Gemini Robotics 1.5（先进的视觉-语言-行动模型）和Gemini Robotics-ER 1.5（专注于物理世界推理、规划与逻辑决策的模型）。研究人员指出，通过结合这两款模型，机器人得以构建强大的智能体框架，使之具备了「思考后行动」的能力，能够像人类一样理解、推理并完成多步骤任务。

Gemini Robotics-ER 1.5擅长理解复杂环境和进行多步骤任务规划，拥有顶尖的空间理解能力，甚至能够调用谷歌搜索等数字工具获取实时信息，并为Gemini Robotics 1.5提供详细的自然语言指令。后者则负责将指令转化为具体的动作执行。在实际演示中，机器人不仅能根据旧金山的规则进行垃圾分类，还能主动查询伦敦的天气信息，并贴心地在打包行李时加入雨伞。此外，Gemini Robotics 1.5还能在行动前进行内部推理，并用自然语言解释其思考过程，极大地提高了决策的透明度。

该系列模型最显著的突破在于卓越的跨具身学习（指不同形态机器人之间共享和迁移学习经验）能力。由于机器人形态和自由度差异巨大，传统上技能迁移非常困难。然而，研究人员发现，Gemini Robotics 1.5却能将从一个机器人（例如Aloha）学到的经验，泛化应用到另一个从未接触过该任务的机器人（例如Apollo）身上，无需针对新形态进行专门调整。这一创新极大地加速了新行为的学习进程，助力机器人变得更智能、更实用。

#谷歌DeepMind #GeminiRobotics1 .5 #具身智能 #跨具身学习 #机器人思考

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AI 驱动科学

Cell系列综述：医疗AI智能体，从临床应用到建立AI智能体医院

如何将具备自主决策能力的先进AI整合进复杂的临床工作流？由澳门科技大学的张康、霍文逊，澳门城市大学的印赟，解放军总医院第一医学中心的陈香美，以及中山大学肿瘤防治中心的骆卉妍等研究者共同完成的一篇综述，提出了医疗AI智能体的概念框架，并展望了构建“AI智能体医院”的未来。

这篇综述系统阐述了一种超越传统工具型AI的新范式——医疗AI智能体。研究者提出，一个完整的医疗AI智能体应具备四大核心能力：负责认知决策的“规划”、执行任务的“行动”、感知和解释多模态数据的“反思”以及存储和检索上下文信息的“记忆”。与只能执行单一分类或预测任务的传统AI不同，AI智能体能够整合病历、医学影像、基因序列等多种信息，实现从辅助诊断、定制个性化治疗方案到指导机器人手术的全流程支持。这得益于大语言模型和视觉语言模型等前沿技术的驱动。研究者进一步探讨了从单个智能体协作，到构建一个由多个专业AI智能体协同工作的“AI智能体医院”生态系统的可能性。尽管前景广阔，但其成功落地仍需克服技术集成、临床接受度、数据隐私和算法偏见等重大挑战。研究发表在 Cell Reports Medicine 上。

#疾病与健康 #跨学科整合 #医疗AI智能体 #人工智能

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Liu, Fei, et al. “A Foundational Architecture for AI Agents in Healthcare.” Cell Reports Medicine, vol. 0, no. 0, Sept. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2025.102374

AI伴侣能否解决孤独？认知神经科学的审慎视角

用AI对抗孤独是良方还是隐患？面对日益严峻的全球性孤独问题，来自澳门大学的 Christian Montag, Michiel Spapé 和香港大学的 Benjamin Becker 在一篇评述文章中，从认知神经科学角度发出警告，指出AI无法替代真实的物理接触和情感联结，过度依赖可能加剧社交退缩。

文章指出，尽管AI伴侣能提供即时对话，初步数据显示用户接受度高，甚至有用户称其阻止了自杀念头，但这可能只是一种短暂的“电子安慰剂”。作者们强调，人类作为社会性动物，对真实陪伴的需求根植于生理。关键在于AI无法提供“接触慰藉”（contact comfort），即由温暖的物理接触带来的安全感和情感联结。神经科学研究证实，温柔触摸会激活皮肤下的C-触觉传入神经（c-tactile afferent receptors），促使大脑释放催产素等“亲密荷尔蒙”，这是纯粹的语言交流无法替代的。此外，真实互动是多模态的，包含大脑间的同步、表情模仿和情绪共鸣，而AI互动通常是单模态的文本交流，缺乏建立深层关系的生物学基础。研究者还警示了过度依赖的风险：孤独者更易将AI拟人化，从而逃避现实中复杂的人际关系。一旦AI服务或角色设定改变，用户可能经历一种名为“模糊性失落”（ambiguous loss，指因非死亡原因而失去某人或某物所产生的复杂悲伤）的心理创伤。因此，作者呼吁解决孤独问题的根本在于重建社会联结，而非依赖技术。该评述发表在 Trends in Cognitive Sciences 上。

#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #人工智能伦理 #孤独

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Montag, Christian, et al. “Can AI Really Help Solve the Loneliness Epidemic?” Trends in Cognitive Sciences, vol. 0, no. 0, Sept. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.tics.2025.08.002

打破常规，制造定制的3D神经芯片

现有神经芯片制造技术如何突破2D限制，以更好地模拟和研究大脑？韩国科学技术院（KAIST）的Yoonkey Nam与Dongjo Yoon等人开发了一种创新的3D打印技术，成功制造出可高度定制的3D神经芯片，为体外脑科学研究提供了前所未有的设计自由度。

▷ Credit: KAIST

传统神经芯片的制造依赖昂贵且刻板的半导体工艺，难以构建复杂的3D结构。KAIST团队则彻底颠覆了制造流程。他们首先使用3D打印机打印出一个精细的、带有中空微通道的绝缘体支架，这个支架为神经元的3D生长提供了结构基础。随后，研究中最巧妙的一步是利用毛细作用将导电墨水自动吸入并填满这些预设的微通道，从而一步到位地形成复杂的3D电极网络。这种新方法不仅工艺简单、成本低廉，还极大地释放了设计的可能性，可以轻松制造出探针型、立方体型等任意形状的3D微电极阵列（microelectrode array，MEA）。实验表明，利用这种芯片培养的3D神经元网络能够稳定存活一个月，并且芯片可以同时记录来自网络内部和外部的神经信号，精确解析神经元之间的动态连接。这项成果为理解3D神经网络的生理特性提供了强大工具，有望推动生物计算和脑工程等领域的发展。研究发表在 Advanced Functional Materials 上。

#意识与脑机接口 #脑机接口 #3D打印 #神经工程

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Yoon, Dongjo, and Yoonkey Nam. “Highly Customizable Scaffold-Type 3D Microelectrode Array Platform for Design and Analysis of the 3D Neuronal Network In Vitro.” Advanced Functional Materials, n/a, no. n/a, p. e10446. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/adfm.202510446

GPT-5解决量子版NP难题，半小时内给出有效方案

在量子计算中，能否将验证过程的错误率降至零？针对量子版NP问题——QMA的“放大”极限这一难题，德克萨斯大学奥斯汀分校的 Scott Aaronson 和阿姆斯特丹QuSoft CWI的 Freek Witteveen 证明，现有黑箱方法存在理论天花板。值得一提的是，他们借助GPT-5的创造性建议，完成了关键的数学证明。

在量子复杂性理论中，研究者希望通过放大（amplification，通过重复验证来降低错误率的过程）技术，尽可能提高量子默林-亚瑟（Quantum Merlin-Arthur, QMA）协议的准确性。一个核心问题是能否实现完美完整性（即正确的量子证明总被接受）。为了探究这一极限，研究团队采用了一种不依赖具体算法细节的黑箱（black-box）方法。他们构建了一个量子预言机（quantum oracle，一种理论上的计算设备），并将验证者接受证明的最大概率表达为一个复杂的数学函数。在分析此函数的过程中，研究陷入僵局。此时，研究人员向GPT-5求助，在半小时的引导和修正后，模型提出了一个关键思路：构造一个特定的有理函数来分析最大特征值的行为。这个“巧妙”的建议被证明非常有效。最终结果表明，通过黑箱方法，协议的完整性最多只能达到与1相差双指数级微小，这证实了近期的一项成果已是该方法的理论极限，也意味着完美完整性（QMA1）无法通过这类通用技术达到。同时，研究也为健全性（错误证明被接受的概率）划定了无法逾越的界限。

#AI驱动科学 #跨学科整合 #量子计算 #复杂性理论

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Aaronson, Scott, and Freek Witteveen. “Limits to Black-Box Amplification in QMA.” arXiv:2509.21131, arXiv, 25 Sept. 2025. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.21131

AI首次对决44个行业专家，半数任务已达人类水平

传统AI基准测试与真实工作场景脱节，难以衡量其经济价值。OpenAI 的研究人员开发了名为 GDPval 的全新评估体系，通过覆盖44个行业、价值3万亿美元的真实专业任务，首次系统性地评估和量化顶尖大模型在现实世界中的应用潜力与经济影响。

研究团队构建了 GDPval 评估体系，包含1,320个源于真实工作的专业任务，例如撰写法律意见书或制作工程图纸。他们邀请了平均拥有14年经验的行业专家，对 GPT-5、Claude Opus 4.1 等多款顶尖大模型与人类完成的任务成果进行盲测比较。评估结果显示，当前最先进的大模型已具备与人类专家相媲美的能力。其中，Claude Opus 4.1 在近一半的任务中表现与人类相当甚至更优。从效率上看，模型完成任务的速度和成本仅为人类的1%左右（不计入监督与整合成本）。研究还发现，模型的性能正以惊人的速度提升，并且可以通过针对性训练和优化提示等方式进一步增强。为了提升评估效率，团队还开发了一个自动评分器（auto-scorer，一种预测人类专家偏好的AI系统），其与人类评估的一致性高达66%，接近人类专家之间71%的一致性。该评估体系的详细报告发布在 OpenAI 官方网站上。

来源：博识雅士