脑网络异常被认为是注意缺陷/多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder，ADHD)的潜在神经生物学机制。目前，借助功能性核磁共振技术、功能性近红外光谱技术等无创脑功能神经影像技术，ADHD儿童脑功能特点和脑功能网络机制的研究已取得显著进展。本研究综述了ADHD儿童脑功能网络多模态研究的最新成果。在脑网络的结构特征上，ADHD儿童在默认网络、突显网络、中央控制网络的核心节点以及皮质下核团上存在脑灰质特征异常(例如额叶、扣带回皮层更薄，杏仁核、尾状核灰质体积更小)，也存在白质纤维束连接发育异常。在静息态下的脑功能网络特征上，ADHD儿童表现出各网络间功能整合的非典型发展，并且与不良的ADHD症状表现有关联。在突显网络和默认网络相关区域，与正常发育儿童相比，ADHD儿童脑结构与静息态下脑功能耦合更强。在执行控制任务中，无论功能性核磁共振技术还是近红外技术，均发现ADHD儿童右侧额叶激活不足的情况稳定存在。ADHD儿童在需要执行功能参与的任务中出现默认网络与中央控制网络相关脑区活动异常，并且不同临床行为表现分型的ADHD儿童在脑网络组织模式上表现出稳定可辨识的特征。

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点.而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定.为此提出不同尺度模型相互耦合的水土流失监测体系,从三级顺序"坡-沟-河"结构,全面反演流域水沙的时空动态迁移过程.基于多模型耦合体系的流域应用表明:①单一模型在濑溪河流域都表现出良好的适用性和准确性.RUSLE模型预测结果与实际侵蚀规律高度吻合,SWAT模型参数率定的纳什效率系数(NSE)和决定性系数(R2)均达到0.6以上,模拟预测结果鲁棒性较好.②不同侵蚀模型的特征反演相互关联程度都达到极显著相关水平.WEPP和SWAT模型间R2为0.96,RUSLE和WEPP模型间R2为0.77,RUSLE和SWAT模型间R2为0.58,分析表明坡面、细沟和河道尺度下的侵蚀物理过程是紧密耦合的.③多模型耦合的水土流失全过程风险评价较单一模型更为全面.通过对土壤侵蚀物理过程的空间耦合,实现流域土壤侵蚀、细沟冲刷和河道沉积等相关侵蚀过程的整体性评价,利于从不同尺度全面反演流域水沙输移的时空动态迁移过程和预测侵蚀风险发生规律.

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)相关认知功能障碍起病隐匿,具体机制尚未明确.结构MRI能客观度量脑体积和皮层形态改变;扩散成像能精确追踪神经纤维;定量磁化率成像可量化活体组织的铁异常沉积.图论分析能反映脑网络对信息的处理效率;神经血管耦合分析能检测神经血管的损伤;机器学习能构建可靠的诊断或预测模型.目前,将多模态MRI与先进的神经影像分析理论结合已逐渐成为临床研究T2DM认知功能损伤机制的有力工具.本文就多模态MRI在T2DM认知功能障碍神经影像标志物研究中的进展进行文献综述,以期为揭示其神经生理机制及早期诊断提供影像学依据.

目的:提出一种联合脉冲耦合神经网络改进模型(modified pulse coupled neural network,MPCNN)和多分辨奇异值分解(multi-resolution singular value decomposition,MSVD)的多模态医学图像融合算法.方法:第一步,采用MSVD将已配准的MRI和CT图像分解成高频和低频子图像;第二步,采用基于自适应连接因子的MPCNN方法融合低频系数,高频系数采用绝对值取大进行融合,最大限度保存图像细节信息;第三步,采用MSVD逆变换重建融合图像.结果:8组CT和MRI图像融合实验表明,基于提出算法获得的融合图像对比度、清晰度和边缘强度均最佳,且定量评价指标标准差、熵、互信息和边缘强度均高于其他融合算法.结论:提出的MPCNN算法能有效克服传统PCNN算法的局限性,与MSVD结合后融合性能优越,具有较高普适性和实用性,是一种可行的CT和MRI图像融合算法.

为研究未来气候变化对海南岛橡胶树春季物候期(第一蓬叶展叶期和春花期)的影响,以国内外关于橡胶树物候期量化研究和橡胶树观测试验数据为基础,结合作物生长钟模型,建立橡胶树春季物候期模型,开发成计算机软件RubberSP并进行适宜性评价.在此基础上,通过贝叶斯模型平均法(BMA)结合耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)多模式数据集中的5个大气环流模式(GCMs),分别在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5气候情景下,以1986-2017年为基准时段,预估2020-2099年气候变化对橡胶树春季物候期的可能影响.结果 表明:RubberSP的模拟精度较高,模拟值与实测值的决定系数R2为0.73 ～0.87,均方根误差RMSE为3.26～4.15 d,归一化均方根误差NRMSE为3.4％～7.4％.BMA方法可以有效地处理单一GCMs带来的不确定性问题,较好地反映出气温变化趋势;预估RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,海南岛至21世纪末较基准时段分别升温超过0.3、1.0和2.5℃.在未来气候情景下,春季物候期出现日序提前,产胶量提高的可能性变大.日序等值线均向西北方向移动,海南岛橡胶树种植最适宜区有向西北方向扩大的可能.第一蓬叶展叶期的空间差异性变大,春花期则略微变小.橡胶树春季物候期在未来3种情景下提前或推迟的变化幅度随RCP情景下升温的幅度而变化,RCP2.6最平缓,RCP8.5最剧烈.

异质结构纳米颗粒不仅可以同时拥有多种单组分纳米颗粒不同的性能,实现多功能化,还可能因组分间的相互耦合作用而产生单组分颗粒不具备的新性能,因而在化学化工、生物医学、能源催化等领域引起广泛关注.贵金属具有特殊的光学性质和催化活性;磁性纳米颗粒拥有优异的磁性能,因而备受研究人员关注.贵金属-磁性异质结构纳米材料集合了两种材料优异的性能,能通过不同的异质结构展现出不同的性质.本文根据异质结构的类型,将贵金属-磁性异质结构纳米材料分为核壳结构、蛋黄-壳结构和哑铃结构3种,总结了不同贵金属-磁性异质结构纳米颗粒的特性、制备方法及应用,并重点论述了其在诊疗一体化探针、多模态成像探针和刺激响应型药物载体生物医学领域上的应用.

针刺治疗偏头痛疗效确切、安全无创且经济,但其中枢机制尚不明确.当前,静息态fMRI已被广泛应用于针刺治疗偏头痛的中枢机制研究,但仍存在样本量小、治疗参数与对照方法无统一标准、不够全面及深入等局限性;需不断改进及完善,如建设针刺治疗偏头痛fMRI研究的共享平台,建立大样本偏头痛脑功能数据库,优化相关参数,建立假针刺对照、组穴及取穴方法的统一标准,提高研究的可重复性.另外,针刺治疗偏头痛的fMRI研究应从临床问题出发,紧贴临床需求,重视结构研究、多模态耦合,开展不同发病周期的fMRI研究;注意应用格兰杰因果分析、动态因果模型及多变量模型分析等新方法,着重探索偏头痛的重要环路,采用大尺度网络、复杂网络的整体网络fMRI研究,注意网络的动态变化;探索针刺脑功能研究与动物实验造模、基因沉默、分子影像学等学科的交叉融合.

目的:提出一种简化自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)模型和非下采样剪切波变换(NSST)的CT和MR图像融合算法,用于PCNN模型构建融合规则.方法:采用NSST变换将已配准的CT和MR图像分解成高频和低频子图像,分别采用基于平方差之和与方向梯度特征之和的PCNN模型融合低频子图像;而高频子图像采用绝对值取大与方向梯度特征之和进行融合.采用NSST逆变换重建融合图像,选取哈佛大学脑图库8组临床实例的CT和MR图像进行仿真试验,仿真算法为本研究算法和5种基于NSST变换的融合算法,采用互信息、空间频率、标准差、边缘强度和相似度对融合图像质量进行评估.结果:定性分析与其他5种基于NSST变换的算法相比,基于图像融合算法获得的融合图像对比度、清晰度和边缘强度均最佳;本研究算法所得定量结果中互信息为2.71％～13.63％,空间频率为12.25％～73.69％,标准差为1.86％～26.33％,边缘强度为0.37％～29.90％,相似度为0.37％～67.07％,均比5种基于NSST变换的算法有不同程度提升.结论:基于简化自适应PCNN模型和NSST变换的融合算法性能优越,是一种可行的CT和MR图像融合算法.

双光子荧光显微镜的微型化对在体脑部神经活动研究和体内组织病理状态检测具有非常重要意义.本文设计了一种基于电热型扫描微镜的微型化双光子荧光显微镜探头,其微镜设计采用反向串联双S型双层材料结构,通过对微镜四个侧面执行器分别施加周期信号,实现了±3.5.的扫描范围;其光学设计是通过单模光纤导入800 nm飞秒激光,激光经微镜扫描,由光学系统聚焦作用于生物样品,激发样品产生荧光,荧光信号通过采集光路汇集并耦合到多模光纤输出,最后通过显微镜的图像采集系统成像.探头尺寸为26 mm(L)×12 mm(W)×8 mm(H),重量为5.6 g.利用该显微镜探头,对含有不同尺寸凹槽的微结构进行了成像测试,其结果表明,其扫描成像的范围可以实现150 μm×150 μm,横向分辨率可达到5 μm;利用该探头对荧光染色小鼠肾脏冷冻切片进行的成像测试,成功得到了双光子二维荧光图像.基于本装置以及进一步的改进,将有助于构建便携式双光子荧光显微镜,置于活体动物头部,在体进行脑部神经活动研究.

中国生态文明与可持续发展2021年学术论坛于2021年11月20日至21日在江西省南昌市举行,论坛共吸引1700余人次参与线上线下研讨.论坛的主题是"后疫情时代生态保护与可持续发展".论坛围绕9个专题展开,分别是:(1)人地系统耦合与可持续发展;(2)国土空间规划与生态修复;(3)生态系统服务与生态产品价值实现;(4)农村宅基地退出与乡村发展;(5)山地水土保持与乡村振兴;(6)生态保护修复与可持续发展;(7)流域生态文明建设与高质量发展;(8)喀斯特区生态文明建设与可持续发展;(9)海洋生态文明建设与向海经济高质量发展.对我国生态保护与区域可持续发展研究的启示有:(1)将基于自然的解决方案纳入生态文明建设;(2)深化多源数据和多模型耦合支撑的可持续发展评估;(3)建立健全基于生态系统服务的生态产品价值核算体系.