碳离子辐照对神经胶质瘤干细胞杀伤的研究

虽然重离子束治癌已经被证明有着射程精确、入口坪区剂量小、相对生物学效应高等显著优点,但重离子辐照对肿瘤干细胞所产生的辐射生物学效应特性依旧不明确。本研究使用人源神经胶质瘤干细胞来研究在面对肿瘤干细胞时,重离子相对于传统X射线是否有明显的生物学优势。实验结果证明,在神经胶质瘤干细胞中,2 Gy碳离子造成的DNA损伤的修复率比X射线造成的损伤修复率要低;MTT实验则证明经过碳离子辐照的肿瘤干细胞活力要比X射线辐照的肿瘤干细胞低得多。综上所述,面对神经胶质瘤干细胞,碳离子能更有效地靶向肿瘤干细胞从而相对于传统X射线有明显的生物学优势。这些发现对于更好地理解重离子束治癌相关的生物学效应有重要的作用。Though heavy-ion therapy has demonstrated significant benefits such as well-defined range, small entrance dose and high relative biological effectiveness, the characteristics of radio-biological effects on cancer stem cells induced by heavy-ion treatment is not completely clear. In this paper, we used human glioma cancer stem cells to investigate whether heavy ions offered a biological advantage, by effectively targeting cancer stem cells, in comparison to conventional X-rays. Our results showed that the repair rate of DNA damage generated by 2 Gy of carbon ions was lower than that generated by X-rays in glioma stem cells. MTT assay showed that the viability of cancer stem cells irradiated by carbon ions was significant lower than that irradiated by X-rays. Taken together, carbon ions showed a biological advantage over X-rays by effectively targeting glioma cancer stem cells. These findings have significant importance in understanding the biological effects related to heavy-ion therapy.     

负反馈诱发神经电振荡的反常现象的复杂动力学

传统观念认为,负反馈容易使系统达到稳定平衡点而正反馈容易引起振荡.本研究基于神经元理论模型,提出了负反馈可以诱发稳定平衡点、也就是静息、变为振荡、也就是放电的新观点.在Hopf分岔点附近,作用在静息上的一次足够大的负向脉冲电流的抑制性刺激,能够引起一个动作电位及随后的衰减振荡的后电位;而能够在后电位上诱发出动作电位的负脉冲电流强度阈值也是衰减振荡的.在模型中,引入具有时滞($\tau$)的负反馈来模拟抑制性自突触,一个动作电位诱发的负反馈自突触电流会作用到比动作电位延迟$\tau$的后电位上.随时滞增加,能够诱发出放电的负反馈增益强度阈值呈现出具有衰减振荡特点的类似多重相干共振的特性,衰减振荡的周期与电流阈值曲线的周期以及分岔点附近的放电周期相关.另外,负反馈还能诱发出放电与静息共存的复杂行为.本研究的结果不仅揭示了负反馈的新的反常调控作用,还有助于理解在现实神经系统中存在的慢抑制性自突触的潜在功能.      

基于自组织特征映射的隶属函数生成法

基于神经域中的特征自组织映射机理，本文提出了一种采用Ｋｏｈｏｎｅｎ自组织特征映射网络、概率分布核估计和概率可能性一致性变换的隶属函数生成新方法。从而克服了常规隶属函数生成方法在选择论域大小及表达隶属度分布等方面的一些不合理性。这一新方法已成功地应用于雷达目标自动分类。     

理论物理所专题讲座(Colloquium)简况

 在理论所第十次专题讲座上,中科院生物所郭爱克研究员作了题为《脑--世界的选择性表征》的报告.     

高能物理实验中的前馈式神经元网络法应用

 人工神经元网络是受生物神经网络的结构及其对外来信息处理方式的启示而得名的。它的研究起始于40年代,但由于当初提出的单层感知器模型固有的困难在长时间内困惑着人们,使得这方面的研究工作沉寂了几十年,直至80年代末,随着多层神经元网络的提出,以及它在实际应用中显示的强大功能逐渐被人们普遍认识和接受,才重新刺激起这方面理论和应用研究的热情。     

电磁辐射诱发神经元放电节律转迁的动力学行为研究

本文首先根据能量转换理论建立了电磁辐射影响下神经元电流变量模型, 然后结合Hodgkin-Huxley(HH)神经元模型研究了电磁辐射对单个神经元以及耦合神经元放电行为的影响. 结果表明, 随着电磁辐射强度的增大, 神经元放电率逐渐减小, 最后达到一个比较稳定的值. 神经元原有的周期型放电由于辐射强度的增大而逐步过渡到簇放电状态, 并借助动态分岔理论解释了这种放电模式的转换. 同时证明了磁辐射对单个神经元放电的影响可以通过神经元间的耦合传递到临近其他神经元中.     

偏最小二乘回归在微波效应预测中的应用

引入偏最小二乘回归(PLSR)原理和方法应用于微波效应实验数据的预测,得到的预测精度与自适应神经模糊推理网络(ANFIS)结果基本一致,平均相对误差小于3%。实例分析了PLSR方法与ANFIS方法对建模数据样本量的需求,在建模样本数较少条件下,PLSR所建模型的预测精度均高于ANFIS模型。因此PLSR方法更适用于微波效应小样本数据的预测,更有利于实际应用。     

面向机器人手术模拟器的神经辐射场软组织动态三维重建

构建了一种基于自监督的框架,该框架从单目立体内窥镜视频中提取多视图图像,利用图像中的底层三维（3D）信息构建对象的几何约束,实现软组织结构的准确重建。基于分割任意场景模型对内窥镜下的动态手术器械、静态腹腔场景及可形变软组织结构进行分割解耦。该框架利用简单的神经网络多层感知机来表示动态神经辐射场（NeRF）中运动手术器械和形变软组织结构,基于偏斜熵损失对手术场景中的手术器械、腔体场景和软组织结构进行正确分离。在通过使用单目立体内窥镜捕获机器人手术模拟器场景的数据集上,将所提方法的结果与其他方法进行定量定性比较。结果表明本文方法在处理腹腔体场景、软组织结构重建、手术器械的分割解耦,以及来自多视点的3D信息和运动对象的图像分割等方面显著优于当前的方法。     

Effects of Nitric Oxide on Growth and Sensitivity of Human Glioma A172 Cells to ^60Co and X-ray Radiation

Nitric oxide (NO)has been implicated both in regression and progression of tumors due to its production by both tumor cells and infiltrating lymphocytes. Ionizing radiation causes the regression of tumors, and can augment the production of NO by macrophages in vitro. The authors examined the effect of nitric oxide (NO) generating agent sodium nitroprusside (SNP) on the growth and radiosensitivity of cultured glioma A172 cells to ^60Co or X-ray radiation.     

关于紧邻域扩充性质的等价条件及其应用

本文刻画了紧邻域扩充性质的等价条件，由此条件得到如果Ｘ是具有紧邻域扩充性质的可度量化的拓扑空间，则Ｆ_ｋ（Ｘ）＝｛Ａ?Ｘ：｜Ａ｜≤ｋ｝也具有紧邻域扩充性质，此处Ｆ_ｋ（Ｘ）上的拓扑是由Ｈａｕｓｄｏｒｆ度量所诱导出的拓扑