█ 脑科学动态
挑战天生道德观念，婴儿没有显著的道德偏好
小鼠大脑新发现：轴突“珍珠”结构揭示神经信号传导新机制
酮体清除错误折叠蛋白质，有望为阿尔茨海默病治疗开辟新途径
轻度创伤性脑损伤可通过综合评估揭示隐藏的视觉功能障碍
睡眠不足与高血压共同影响大脑健康
█ AI行业动态
World Labs推出首个项目：将单张照片转化为交互式3D场景
滑块定义语音个性：Hume AI 推出 Voice Control 技术
声音控制计算机的未来：Hume 与Anthropic联合打造语音优先界面
IMed Consultancy 助力 HMNC Brain Health 推动精准精神病学新突破
█ AI研发动态
2-5微米，世界上最小的步行机器人
直接打印在头皮上的电子纹身，帮助大脑活动监测
深部脑刺激疗法促进部分脊髓损伤患者恢复步态
低曲率微电极阵列，记录深脑中的空间认知信息编码
受大脑启发的尖峰神经网络，提升机器人导航效率
皮肤电导，无需摄像头的读取情绪
通过BRAIN框架识别阿尔茨海默病的关键血液生物标志物
脑科学动态
挑战天生道德观念，婴儿没有显著的道德偏好
道德是否天生是发展心理学中的长期争议问题。2007年，Hamlin等人提出婴儿在第一年内能根据第三方互动形成社会评价，偏好帮助他人的角色。然而，复制研究的结果并不一致。为验证这一发现，来自全球37个实验室的40个团队合作进行了一项多实验室标准化研究，研究旨在评估婴儿对帮助者和阻碍者的偏好。
在本研究中，研究人员对1018名婴儿进行了测试，年龄在5.5至10.5个月之间。实验呈现了两种情境：社交情境下，婴儿看到两个角色，一方帮助另一方上山，另一方则阻碍另一方并将其推下山；非社交情境下，角色推动物体的方向有所不同。研究结果表明，在社交情境中，婴儿对帮助者和阻碍者没有显著的偏好，约49.34%的婴儿选择了帮助者；而在非社交情境中，55.85%的婴儿偏好推动物体向上的角色。然而，这两个选择比例与随机选择并无显著差异。该研究表明，婴儿的道德判断能力在这一年龄段尚未显现，挑战了婴儿天生具有亲社会行为的观点。研究发表在 Developmental Science 上。
#认知科学 #婴儿行为 #社会评价 #发展心理学 #多实验室研究
阅读论文：
Lucca, Kelsey, et al. “Infants’ Social Evaluation of Helpers and Hinderers: A Large-Scale, Multi-Lab, Coordinated Replication Study.” Developmental Science, vol. 28, no. 1, 2025, p. e13581. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1111/desc.13581
哺乳动物轴突是“珍珠”结构，而非传统的圆柱
约翰·霍普金斯大学医学院的Jacqueline Griswold、Shigeki Watanabe研究团队提出，哺乳动物脑细胞的轴突形态可能不同于传统的圆柱形结构。
▷显微照片显示轴突的“珍珠”结构。Credit: Quan Gan, Mitsuo Suga, Shigeki Watanabe
研究人员通过高压冷冻电子显微镜观察小鼠脑细胞，发现其轴突上出现类似珍珠串的膨胀结构。实验发现，这些“非突触静脉曲张”与轴突膜的物理特性密切相关。通过改变溶液浓度、去除胆固醇等方式，研究人员能够改变这些结构的大小和数量，进一步影响神经信号的传导速度。此外，神经活动调节膜中胆固醇浓度，也会导致轴突珍珠的变化，从而影响电信号的传导速度。这些发现表明，膜力学在轴突形态和功能中的重要作用，可能是无髓鞘轴突可塑性的核心机制。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
#神经技术 #轴突形态 #膜力学 #小鼠研究
阅读论文：
Griswold, Jacqueline M., et al. “Membrane Mechanics Dictate Axonal Pearls-on-a-String Morphology and Function.” Nature Neuroscience, Dec. 2024, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-024-01813-1
酮体清除错误折叠蛋白质，有望为阿尔茨海默病治疗开辟新途径
酮体在禁食期间为细胞提供能量，巴克衰老研究所的科学家们发现，酮体不仅能提供能量，还能调节蛋白质稳态，帮助清除大脑中的错误折叠蛋白质。该团队在小鼠和线虫模型中进行实验，揭示了酮体在衰老和阿尔茨海默病中的潜在应用。
这项研究通过试管实验、小鼠实验和线虫实验，探讨了酮体β-羟基丁酸（βHB）如何调节蛋白质溶解度，清除错误折叠的蛋白质。研究表明，βHB能直接与错误折叠的蛋白质相互作用，改变其溶解度，使其不再聚集，并通过自噬过程清除。研究人员还发现，βHB对β淀粉样蛋白等神经退行性疾病相关蛋白具有选择性作用，能够改善相关病理。实验结果不仅在体外得到验证，也成功地在小鼠和线虫模型中重现，为衰老和阿尔茨海默病的治疗提供了新的思路。研究发表在 Cell Chemical Biology 期刊上。
#大脑健康 #酮体 #蛋白质稳态 #阿尔茨海默病 #神经退行性疾病
阅读论文：
Madhavan, Sidharth S., et al. “β-Hydroxybutyrate Is a Metabolic Regulator of Proteostasis in the Aged and Alzheimer Disease Brain.” Chemistry & Biology, vol. 0, no. 0, Dec. 2024. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2024.11.001
轻度创伤性脑损伤可通过综合评估揭示隐藏的视觉功能障碍
范德比尔特大学医学中心主导的研究揭示，尽管轻度创伤性脑损伤（TBI）患者常规视力检查正常，但他们往往报告视觉问题。研究通过对28名轻度TBI患者和28名健康对照者进行视觉功能全面评估，使用了包括动眼功能测试、光学相干断层扫描（OCT）、对比敏感度测试、视觉诱发电位（VEP）检测以及磁共振成像（MRI）在内的多项技术。
结果显示，78%的TBI患者表现出视觉缺陷，机器学习分析进一步发现70%的患者存在视觉通路后部的细微结构变化，这些变化与自我报告的视觉症状无关。此外，患者还表现出眼动功能的下降、对比敏感度的减弱和视觉诱发电位的变化。研究表明，通过这些综合评估手段可以更准确地诊断轻度TBI患者的视觉功能障碍。研究发表在JAMA Ophthalmology 上。
#大脑健康 #视觉通路 #轻度创伤性脑损伤 #机器学习 #视觉功能
阅读论文：
Rasdall, Marselle A., et al. “Primary Visual Pathway Changes in Individuals With Chronic Mild Traumatic Brain Injury.” JAMA Ophthalmology, Nov. 2024. Silverchair, https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2024.5076
睡眠不足与高血压共同影响大脑健康
莫纳什大学的研究团队发现，短时间睡眠与高血压可能会共同加剧大脑衰退，尤其是影响认知能力和脑部损伤。研究人员指出，尽管睡眠不足和高血压都已分别与认知功能下降有关，但其共同作用对大脑健康的影响尚未得到充分研究。
研究人员使用了来自弗雷明汉心脏研究的682名无痴呆症参与者的数据，这些参与者的平均年龄为62岁，并完成了认知测试、血压监测及睡眠记录。研究结果表明，高血压患者的较短睡眠时间与更差的执行功能、处理速度以及更大的白质损伤（脑损伤的标志）相关，而这一现象在正常血压组中未观察到。进一步分析表明，睡眠不足和高血压可能通过相互作用，导致大脑老化加速和血管性脑损伤的加剧。研究发表在 Journal of the American Heart Association 上。
#大脑健康 #高血压 #睡眠不足 #脑损伤 #认知功能
阅读论文：
Yiallourou, Stephanie, et al. “Short Sleep Duration and Hypertension: A Double Hit for the Brain.” Journal of the American Heart Association, vol. 13, no. 21, Nov. 2024, p. e035132. ahajournals.org (Atypon), https://doi.org/10.1161/JAHA.124.035132
AI 行业动态
World Labs推出首个项目：将单张照片转化为交互式3D场景
World Labs，由人工智能领域的先驱李飞飞创办，最近推出了其首个革命性项目——一个能够从单张照片生成互动式3D场景的AI系统。与目前市面上常见的AI图像转换技术不同，World Labs的系统不仅能将照片转化为3D模型，还允许用户在生成的场景中进行互动和修改，这为数字世界的创作带来了前所未有的自由度。
该系统通过浏览器实时渲染生成的3D场景，配有可调的景深效果和控制相机，让用户能够自由探索这些虚拟环境。尽管这些场景在视觉上略显卡通化，但它们的交互性和深度感令人印象深刻。与现有的“世界模型”（world models）相比，World Labs的技术避免了常见的伪影问题，并能保持物理一致性，让生成的世界更加真实。
World Labs的目标不仅是为普通用户提供一个沉浸式体验，还计划为专业人士提供更多创作工具，服务于视频游戏开发者、电影制片厂等行业。虽然目前技术仍处于早期阶段，存在一定的局限性，如场景可探索的区域较小，但公司表示将继续改进技术，扩大可用空间并提升场景的精度。凭借超过2.3亿美元的风险投资，World Labs预计将在2025年推出首个成熟产品，并计划颠覆电影、游戏及模拟器等多个数字创作领域。
#World Labs # 3D场景 # 交互式技术 # 人工智能 # 数字创作
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https://techcrunch.com/2024/12/02/world-labs-ai-can-generate-interactive-3d-scenes-from-a-single-photo/
滑块定义语音个性：Hume AI 推出 Voice Control 技术
Hume AI 推出了创新性的语音个性化工具——Voice Control。这项技术通过滑块操作，使开发者无需语言描述即可轻松定制 AI 语音的多维特性，同时有效规避语音克隆的隐私风险。
Voice Control 提供了10个可调节语音维度，如性别感（Masculine/Feminine）、自信度（Confidence）、热情度（Enthusiasm）、放松度（Relaxedness）等。这些特性可以在-100到100的连续范围内精确调整，使用户像使用调音台一样，实时定制语音的性格特征，并在不同会话中保持一致性。
这项技术的无代码界面让用户无需编程经验，通过滑块即可快速预览和生成符合需求的语音。与传统语音克隆技术不同，Voice Control 通过模型生成全新的语音，减少了对真人语音的依赖，提升了隐私与安全性。
Voice Control 可用于品牌化语音设计，为企业打造独特的语音形象；在医疗、客户服务等情感化交互场景中增强用户体验；还适合视频、游戏等创意表达领域，为虚拟角色赋予独特声音。
Hume AI 计划增加更多语音调节维度，并优化语音质量以应对极端参数调整，同时开发更强大的语音分析与可视化工具，进一步提升用户体验。
#语音定制 #人工智能 #情感交互 #语音克隆 #无代码工具
阅读更多：
https://www.hume.ai/blog/introducing-voice-control
声音控制计算机的未来：Hume 与Anthropic联合打造语音优先界面
Hume AI近日展示了其与Anthropic公司合作开发的语音控制技术。该技术集成了Anthropic的计算机使用技术和休谟的同理心语音接口（EVI）技术，使用户能够仅通过语音与计算机进行互动，无需任何键盘、鼠标或物理设备。在演示中，用户通过与计算机屏幕上的休谟角色对话，成功启动并进行了一场不依赖外部输入的国际象棋游戏。计算机不仅能自动布置棋盘，还能够与用户进行流畅的对话，并根据语音指令做出反应。
联合创始人Alan Cowen表示，Claude模型的自然语言处理能力与EVI的同理心和表达理解相结合，使得计算机能够生成更加自然且具有情感的对话。这项技术的背后是长期的开发和优化成果，至今已完成超过200万分钟的AI语音对话，不仅降低了延迟10%，还大幅减少了80%的成本。
这项突破性的技术展示了一个潜在的“语音优先”未来，语音人工智能可能成为人类与机器互动的主要方式。随着OpenAI高级语音模式、Hume和Whisper等技术的迅猛发展，未来的语音控制技术将无处不在，深刻改变我们与计算机的交互方式。对于这一趋势，Cowen认为，几年后语音AI将成为常态，主导人与AI之间的互动。
#语音控制 # 人工智能 # 休谟AI # 克劳德 # EVI技术
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https://replit.com/@jerhadf/Hume-Anthropic-Computer-Use#README.md
IMed Consultancy助力HMNC Brain Health 推动精准精神病学新突破
HMNC Brain Health 是一家以人工智能驱动的平台为基础，致力于精准精神病学的生物制药公司，专注于解决难治性抑郁症（TRD）和重度抑郁症（MDD）的治疗问题。该公司通过结合基因组学、精神病学和数据分析，开发针对精神健康障碍的新型治疗方案，目前正在进行三个项目的研发，其中之一便是 Cortibon 项目。
2023年，HMNC 寻求 IMed Consultancy 的帮助，为其在英国开展的 Cortibon 临床试验提供支持，确保符合英国的监管要求。IMed Consultancy 的专业知识，特别是在人工智能（AI）驱动的设备方面，成为支持项目顺利推进的关键。IMed 团队拥有处理创新医疗设备复杂性、从软件到 AI 解决方案的丰富经验，帮助 HMNC 完成临床试验的文档准备，并应对监管挑战。
Cortibon 项目采用精准精神病学的方法，通过 AI 技术结合基因筛选工具，精准识别应激轴失调的抑郁症患者，从而为这些患者提供靶向治疗。这种方法克服了以往抑郁症治疗中难以精准定位患者的难题，具有重要的临床意义。
IMed Consultancy 在支持 HMNC 的过程中，迅速融入了其运营团队，确保了文档的高效准备与提交。IMed 的务实态度与深刻的监管理解，使得这个项目能够按时启动，并为未来的市场扩展打下了基础。IMed 的参与不仅为 Cortibon 项目的顺利启动提供了保障，也预示着这一新型治疗方案可能带来对抑郁症患者的重大改善。
#精准精神病学 #抑郁症治疗 #人工智能 #Cortibon项目 #IMed Consultancy
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https://www.manufacturingchemist.com/precision-psychiatry-in-action-how-imed-consultancy-helped
AI 研发动态
2-5微米，世界上最小的步行机器人
康奈尔大学物理与工程学教授Paul McEuen领导的研究团队开发出世界上最小的步行机器人，尺寸仅为2至5微米。这些微型机器人可与可见光互动，进行成像和力测量，突破了现有的显微成像技术，具有潜在的应用前景。研究团队还包括物理学教授Itai Cohen和电气与计算机工程副教授Francesco Monticone。
研究团队利用磁力控制，设计了能够在微尺度上与可见光发生衍射的机器人。这些机器人具有灵活的运动能力，能够在固体表面蠕动前进，或在液体中游动，从而实现超分辨率显微成像。通过纳米磁铁控制机器人的运动，团队能够精确调节机器人的位置和形状。此外，这些机器人还能够在微观结构中进行力测量，具有皮微牛顿级的感应能力。研究展示了这些微型机器人在DNA研究、超分辨率显微镜成像和精密传感中的应用潜力，为未来的微型机器人和光学工程结合开辟了新的方向。研究发表在 Science 上。
#神经技术 #超分辨率显微镜 #微型机器人 #力测量 #纳米技术
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Smart, Conrad L., et al. “Magnetically Programmed Diffractive Robotics.” Science, vol. 386, no. 6725, Nov. 2024, pp. 1031–37. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adr2177
直接打印在头皮上的电子纹身为大脑活动监测提供便捷替代方案
脑电图（EEG）是诊断神经系统疾病的重要工具，但传统的检测方法通常繁琐且不舒适。为了改进这一过程，德克萨斯大学奥斯汀分校的Nanshu Lu教授及其团队发明了一种新型的电子纹身技术，能够在毛发区域实现大脑活动的非侵入性监测。
研究团队设计了一种由导电聚合物制成的液态墨水，能够打印在头皮上形成电子纹身传感器，捕捉大脑电波信号。实验结果显示，这种电子纹身能够在不接触皮肤的情况下，实现高质量的脑电波监测，与传统脑电图电极相媲美，并且在长时间使用过程中保持稳定连接。通过这种创新技术，未来的脑机接口设备不仅可以减少传统设备的体积，还能提供更便捷的用户体验。研究团队计划进一步优化这一技术，使其在更多领域中得到应用。研究发表在 Cell Biomaterials 期刊。
#神经技术 #脑电图 #电子纹身 #脑机接口 #大脑活动
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Vasconcelos, Luize Scalco de, et al. “On-Scalp Printing of Personalized Electroencephalography e-Tattoos.” Cell Biomaterials, vol. 0, no. 0, Dec. 2024. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.celbio.2024.100004
深部脑刺激疗法促进部分脊髓损伤患者恢复步态
脊髓损伤（SCI）通常会导致下肢瘫痪，影响患者的生活质量。为了解决这一问题，洛桑联邦理工学院（EPFL）和洛桑大学医院（CHUV）的Grégoire Courtine教授和Jocelyne Bloch教授带领的研究团队，通过将深部脑刺激（DBS）应用到一个新发现的大脑区域——下丘脑外侧（LH），成功改善了部分脊髓损伤患者的步态和自主能力。
研究人员通过建立一个全脑的时空图谱，发现下丘脑外侧（LH）区域在步态恢复中具有重要作用，特别是LH中的谷氨酸能神经元（LHVglut2）。他们通过深部脑刺激技术（DBS）刺激该区域，改善了脊髓损伤小鼠和大鼠的步态恢复，且刺激效果在停止后依然持久。在临床试验中，两名部分脊髓损伤患者在接受刺激后步态显著改善，并且与康复训练结合使用时，长期的功能性恢复得以保持。研究还发现，患者在停止刺激后依然能维持部分神经恢复效果，表明深部脑刺激促进了神经纤维的重组。该疗法没有出现严重的副作用，为未来的SCI治疗开辟了新的方向。研究发表在 Nature Medicine 上。
#神经技术 #脊髓损伤 #深部脑刺激 #神经恢复
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Cho, Newton, et al. “Hypothalamic Deep Brain Stimulation Augments Walking after Spinal Cord Injury.” Nature Medicine, Dec. 2024, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41591-024-03306-x
低曲率微电极阵列，记录深脑中的空间认知信息编码
本研究由中国科学院空天信息创新研究所蔡新霞教授课题组主导，旨在解决精确植入电极到深部脑区的问题。研究背景基于VTA（腹侧被盖区）在动物导航行为和奖励编码中的作用，该区域深处且体积小，给电极的精确植入带来了挑战。通过开发新型低曲率微电极阵列，该研究填补了这一技术空白。
▷电生理记录和行为任务。Credit: Microsystems & Nanoengineering (2024).
研究团队采用创新的背面干法刻蚀技术，成功制作了低曲率微电极阵列（MEA），有效改善了电极的植入精度。在实验中，研究人员将低曲率MEA植入大鼠的VTA，并让大鼠执行目标导向导航任务。结果表明，VTA神经元的放电模式与大鼠的空间导航行为密切相关，尤其在奖励相关的试验中，VTA神经元表现出显著更高的放电率和局部场电位幅度。此外，VTA神经元的地点场随着路径和奖励结果之间关系的变化而发生了消失或重建。这些发现不仅深化了我们对VTA在目标导向导航中作用的理解，还展示了低曲率MEA在深部脑区精确植入中的潜力。研究发表在 Microsystems & Nanoengineering 上。
#神经技术 #大脑健康 #空间导航 #VTA #微电极阵列
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Xu, Wei, et al. “Neuronal Activity in the Ventral Tegmental Area during Goal-Directed Navigation Recorded by Low-Curvature Microelectrode Arrays.” Microsystems & Nanoengineering, vol. 10, no. 1, Oct. 2024, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41378-024-00778-2
受大脑启发的尖峰神经网络提升机器人导航效率和准确性
昆士兰科技大学的研究团队从昆虫和动物的大脑功能中汲取灵感，开发了一种新型的节能机器人导航技术。研究团队由博士后研究员Somayeh Hussaini带领，Michael Milford教授与Tobias Fischer博士共同参与。
研究提出了一种新颖的地点识别算法，利用尖峰神经网络（SNN）模拟生物大脑的工作原理，能够显著提高机器人在复杂环境中的导航效率。这些网络采用了模块化设计，每个SNN模块代表一组地理上互不重叠的地点，增强了系统的可扩展性。多个模块的集成显著提高了位置识别的准确度。使用图像序列代替单张图像，将位置识别的准确性提高了41%。该系统在一款资源受限的机器人上成功演示，证明了其在实际应用中具有较高的实用性。该研究的创新性在于能够在能源受限的环境中为自主机器人提供更高效、更可靠的导航解决方案，尤其适用于太空探索、灾难恢复等高能效需求领域。研究发表在 IEEE Transactions on Robotics 期刊上。
#神经技术 #机器人导航 #尖峰神经网络 #能效 #视觉地点识别
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Hussaini, Somayeh, et al. “Applications of Spiking Neural Networks in Visual Place Recognition.” IEEE Transactions on Robotics, 2024, pp. 1–20. IEEE Xplore, https://doi.org/10.1109/TRO.2024.3508053
皮肤电导，无需摄像头的读取情绪
东京都立大学Shogo Okamoto教授领导的研究团队，致力于通过生理信号（如皮肤电导）研究人类情绪反应的规律。随着情感感知技术的发展，研究人员希望找到更加可靠的方式来判断个体的情绪状态，减少对面部表情数据的依赖。
研究团队通过实验测量皮肤电导反应，以区分不同的情绪状态。在实验中，33名参与者观看了三类情绪视频：恐惧、家庭纽带和幽默。皮肤电导反应通过指数函数模型进行了拟合，结果表明，恐惧的反应持续时间最久，家庭纽带的反应增长较慢，而幽默反应较快。研究表明，皮肤电导反应的动态特征因情绪不同而显著变化，能够帮助更准确地估计个体的情绪状态，尤其是结合其他生理信号时。研究发表在 IEEE Access 上。
#认知科学 #皮肤电导 #情绪识别 #生理信号 #情感技术
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Kosuge, Yuki, et al. “Differences in Dynamics of Skin Conductance Responses Caused by Videos Evoking Fear, Family Bonding, and Funniness.” IEEE Access, vol. 12, 2024, pp. 153596–604. IEEE Xplore, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3481241
通过BRAIN框架识别阿尔茨海默病的关键血液生物标志物
目前，阿尔茨海默病（AD）正在全球范围内快速增加，早期诊断对于疾病管理至关重要。然而，现有的影像学诊断方法在早期阶段常常漏诊。Maryam Khalid、 Arko Barman、Fadeel Sher Khan 和 John Broussard提出了一种新的机器学习方法，旨在提升AD的早期诊断效率。
本研究提出了BRAIN（Biomarker Representation, Analysis, and Interpretation Network）框架，利用多种机器学习模型优化AD诊断和生物标志物发现过程。该方法结合SHAP分析评估生物标志物的重要性，并通过图论分析揭示不同生物标志物之间的相互关系。研究团队使用公开数据集对BRAIN模型进行验证，发现了三个新的生物标志物子网络，这些子网络在AD和对照组之间有显著不同的交互作用。这一发现提供了新的生物医学见解，有助于更好地理解AD病理，并为药物发现提供了新的思路。
#大脑健康 #阿尔茨海默病 #机器学习 #生物标志物 #药物发现
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Khalid, Maryam, et al. Graph-Based Biomarker Discovery and Interpretation for Alzheimer’s Disease. arXiv:2411.18796, arXiv, 27 Nov. 2024. arXiv.org, https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.18796
整理｜ChatGPT
编辑｜丹雀、佳音、存源
关于追问nextquestion
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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。
Chen Institute与华山医院、上海市精神卫生中心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天桥神经科学研究院。
Chen Institute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、、中文媒体追问等。