上新啦！復(fù)旦大學(xué)科技工作者近期又取得了一系列矚目的成果與突破。
小編整理了7月部分科研成果，速速一睹為快！
AI for Science
人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院林晨森團(tuán)隊(duì)發(fā)表跨尺度空化研究成果
7月1日，人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院青年副研究員林晨森與美國(guó)布朗大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系GeorgeEmKarniadakis教授團(tuán)隊(duì)等合作，在國(guó)際權(quán)威綜合性期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表題為“Onset of cavitation and vapor bubble development over hydrophilic and hydrophobic surfaces”的研究論文。
該研究針對(duì)空化過(guò)程中“從無(wú)到有”的氣泡成核與生長(zhǎng)機(jī)理，基于many-body dissipative particle dynamics (mDPD)跨尺度模擬方法，系統(tǒng)揭示了在親水、中性及疏水三類(lèi)固體邊界上異質(zhì)空化的發(fā)生條件與演化規(guī)律：親水界面，空化在液體本體內(nèi)首先出現(xiàn)（近似均質(zhì)成核），氣泡快速長(zhǎng)大并激發(fā)強(qiáng)烈的壓力脈沖，引發(fā)后續(xù)氣泡坍縮；近中性界面（接觸角≈90°），氣泡在固壁處較低負(fù)壓即可成核，伴隨較弱的壓力振蕩；疏水界面或播撒微粒，表面瞬態(tài)微泡易于合并并迅速生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)低門(mén)檻異質(zhì)成核。研究成果填補(bǔ)了分子尺度經(jīng)典成核理論（CNT）與宏觀(guān)觀(guān)測(cè)之間的“介觀(guān)尺度空白”，構(gòu)建了連續(xù)、無(wú)縫的空化多尺度物理圖景。該工作不僅在氣泡成核物理上拓展了理論認(rèn)識(shí)，也為氣泡動(dòng)力學(xué)與AI的深度融合提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。研究所積累的跨尺度數(shù)據(jù)信息，有望為建立具備泛化能力的AI氣泡動(dòng)力學(xué)大模型奠定重要基礎(chǔ)，并為未來(lái)在多個(gè)工程與醫(yī)學(xué)場(chǎng)景中的快速空化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供AI驅(qū)動(dòng)的新范式。
新聞鏈接：https://ai3.fudan.edu.cn/info/1050/2094.htm
原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2503033122
人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院伏羲團(tuán)隊(duì)發(fā)布“FuXi Weather”首個(gè)預(yù)報(bào)精度超越HRES的全球天氣循環(huán)同化和預(yù)報(bào)系統(tǒng)
7月19日，人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院伏羲團(tuán)隊(duì)最新論文“A data-to-forecast machine learning system for global weather ”在Nature Communications發(fā)表，研究成果“FuXi Weather（伏羲大模型）”系統(tǒng)是首個(gè)能夠獨(dú)立完成數(shù)據(jù)同化（DA）與循環(huán)預(yù)報(bào)的端到端機(jī)器學(xué)習(xí)全球天氣預(yù)報(bào)框架。它通過(guò)融合多源衛(wèi)星觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，以0.25°分辨率生成10天可靠預(yù)報(bào)，在觀(guān)測(cè)稀疏地區(qū)（如非洲中部）的表現(xiàn)甚至超越歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的高分辨率預(yù)報(bào)（HRES）。
FuXi Weather的核心創(chuàng)新將預(yù)報(bào)模型和同化模型聯(lián)合優(yōu)化，系統(tǒng)驗(yàn)證方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理能力的躍升，直接對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果做端到端優(yōu)化。僅僅用三顆極軌和部分掩星數(shù)據(jù)，從白噪聲開(kāi)始循環(huán)同化，實(shí)現(xiàn)了從原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)的高精度天氣預(yù)報(bào)。
因同化衛(wèi)星數(shù)據(jù)量有限（ECMWF使用約90種儀器，FuXi僅5種），初期RMSE高于HRES；受ERA5訓(xùn)練數(shù)據(jù)固有誤差影響，對(duì)比IMERG降水?dāng)?shù)據(jù)時(shí)ACC較低；機(jī)器學(xué)習(xí)模型易生成過(guò)度平滑的預(yù)測(cè)，需引入生成模型或物理約束改進(jìn)。未來(lái)將繼續(xù)擴(kuò)展觀(guān)測(cè)類(lèi)型（如無(wú)線(xiàn)電探空、雷達(dá)數(shù)據(jù)）；開(kāi)發(fā)隱式DA框架，直接從歷史觀(guān)測(cè)序列生成預(yù)報(bào)；優(yōu)化混合并行策略，提升超大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練效率。伏羲團(tuán)隊(duì)在上述工作的基礎(chǔ)上同化了更多真實(shí)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，今年繼續(xù)研發(fā)了FuXi-Weather 2.0模型，精度上有了更大幅度的提升。
新聞鏈接：https://ai3.fudan.edu.cn/info/1050/2144.htm
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62024-1
數(shù)學(xué)物理領(lǐng)域
物理學(xué)系/應(yīng)用表面物理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資劍、石磊團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)基于BIC的動(dòng)量空間拓?fù)洹白孕笨棙?gòu)
7月10日，物理學(xué)系/應(yīng)用表面物理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資劍教授、石磊教授團(tuán)隊(duì)與新加坡南洋理工大學(xué)申藝杰教授團(tuán)隊(duì)合作，在拓?fù)涔庾訉W(xué)領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，研究成果以“Meron Spin Textures in Momentum Space Spawning from Bound States in the Continuum”為題發(fā)表在Physical Review Letters上，并被選為Editors’Suggestion和Featured in Physics。
近年來(lái)，拓?fù)渥孕棙?gòu)在光學(xué)體系中被實(shí)現(xiàn)，包括倏逝電磁場(chǎng)、能流分布和時(shí)空光場(chǎng)等，展現(xiàn)出了極大的應(yīng)用前景，對(duì)其產(chǎn)生、調(diào)控和應(yīng)用是當(dāng)前的核心研究?jī)?nèi)容。研究團(tuán)隊(duì)揭示了基于連續(xù)譜中束縛態(tài)（Bound state in the continuum，BIC）產(chǎn)生的動(dòng)量空間半子。BIC是動(dòng)量空間中的拓?fù)淦纥c(diǎn)，攜帶整數(shù)的拓?fù)浜桑c動(dòng)量空間的偏振渦旋緊密關(guān)聯(lián)。研究團(tuán)隊(duì)前序系統(tǒng)性研究工作揭示了基于BIC實(shí)現(xiàn)的豐富光場(chǎng)調(diào)控效應(yīng)，如光渦旋產(chǎn)生和光束位移調(diào)控等，這些工作都證實(shí)了BIC在實(shí)現(xiàn)偏振渦旋拓?fù)浜蛣?dòng)量空間拓?fù)湔{(diào)控方面所具有的重要潛力。
本研究進(jìn)一步探索了圍繞BIC拓?fù)淦駵u旋帶來(lái)的拓?fù)涔鈭?chǎng)調(diào)控效應(yīng)，提出了一種全新的動(dòng)量空間Stokes Meron產(chǎn)生方式，揭示了偏振渦旋、相位渦旋、Stokes斯格明光場(chǎng)之間的關(guān)聯(lián)。由于光子晶體結(jié)構(gòu)所具有的周期性，本方法還具有緊湊性和無(wú)需對(duì)準(zhǔn)的特點(diǎn)。這種緊湊、無(wú)需對(duì)準(zhǔn)和具有一定帶寬的光學(xué)斯格明織構(gòu)的產(chǎn)生方式，也為進(jìn)一步應(yīng)用斯格明光場(chǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
圖 基于光子晶體平板產(chǎn)生動(dòng)量空間中半子的示意圖
新聞鏈接：https://phys.fudan.edu.cn/4d/fd/c7609a740861/page.htm
原文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/3g3j-mnh9
現(xiàn)代物理研究所王思敏青年研究員團(tuán)隊(duì)揭示滴線(xiàn)原子核的電磁躍遷“反?！敝i
7月14日，現(xiàn)代物理研究所王思敏青年研究員團(tuán)隊(duì)與美國(guó)密西根州立大學(xué)稀有同位素束流裝置(FRIB)團(tuán)隊(duì)合作，在對(duì)近質(zhì)子滴線(xiàn)核的研究中取得重要進(jìn)展，成功解釋了缺中子鈣同位素中存在的電磁躍遷“反?！爆F(xiàn)象。該研究深化了人們對(duì)遠(yuǎn)離穩(wěn)定線(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，特別是揭示了連續(xù)譜效應(yīng)在其中的關(guān)鍵作用。研究成果以Letter形式發(fā)表于核物理權(quán)威期刊《物理評(píng)論C》，題為“Puzzling B(E2; 0+→2+) strength in the proton dripline nucleus 36Ca”。
滴線(xiàn)附近弱束縛與非束縛原子核是核物理研究的前沿領(lǐng)域，其中缺中子鈣同位素近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。在36Ca和38Ca的研究中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人困惑的“反?！爆F(xiàn)象：盡管36Ca的2+激發(fā)態(tài)能量更高、電荷半徑更小，但其從基態(tài)到2+激發(fā)態(tài)的電磁躍遷強(qiáng)度B(E2)值反而比38Ca更大。這一觀(guān)測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)核物理的預(yù)期相矛盾，表明在這些靠近質(zhì)子滴線(xiàn)的原子核中，可能存在質(zhì)子跨Z=20幻數(shù)激發(fā)到非束縛態(tài)引起的連續(xù)譜效應(yīng)與結(jié)構(gòu)演化的耦合機(jī)制。
為攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)采用了國(guó)際前沿的“伽莫夫殼模型（Gamow shell model）”結(jié)合手征有效場(chǎng)論核力進(jìn)行理論計(jì)算。該模型是一種能夠同時(shí)處理束縛核子和非束縛核子（連續(xù)譜態(tài)）的先進(jìn)理論工具。計(jì)算結(jié)果清晰地表明，36Ca的2+激發(fā)態(tài)實(shí)際上是一個(gè)“質(zhì)子共振態(tài)”，其波函數(shù)在空間上較為彌散。正是這種彌散的結(jié)構(gòu)極大地增強(qiáng)了其電磁躍遷的強(qiáng)度，從而解釋了實(shí)驗(yàn)上觀(guān)測(cè)到的B(E2)反常增大的趨勢(shì)。
這項(xiàng)工作有力地證明了對(duì)于質(zhì)子滴線(xiàn)附近的奇特原子核，連續(xù)譜效應(yīng)對(duì)波函數(shù)及可觀(guān)測(cè)量的描述至關(guān)重要。該研究不僅為解決鈣同位素中的電磁躍遷“反?！敝i提供了令人信服的理論解釋?zhuān)矠槔斫夂皖A(yù)言其他遠(yuǎn)離穩(wěn)定線(xiàn)原子核的新奇現(xiàn)象提供了重要的理論框架和計(jì)算方法。
圖 鈣-36(36Ca)是位于質(zhì)子滴線(xiàn)附近的原子核，其2+激發(fā)態(tài)位于粒子發(fā)射閾值之上。這種非束縛特性導(dǎo)致該核態(tài)具有空間彌散的密度分布，從而顯著增強(qiáng)了其電磁躍遷強(qiáng)度。
新聞鏈接：https://imp.fudan.edu.cn/53/f2/c48935a742386/page.htm
原文鏈接：https://doi.org/10.1103/wf6w-hczk
現(xiàn)代物理研究所黃旭光教授、馬國(guó)亮研究員聯(lián)合合作者發(fā)表關(guān)于夸克自旋關(guān)聯(lián)與QCD臨界點(diǎn)的最新理論研究成果
7月17日，現(xiàn)代物理研究所黃旭光教授、馬國(guó)亮研究員與大連理工大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在夸克自旋關(guān)聯(lián)及其與QCD臨界點(diǎn)關(guān)系的理論研究方面取得重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)提出利用相對(duì)論重離子碰撞中正反夸克自旋關(guān)聯(lián)作為尋找QCD臨界點(diǎn)的新探針，相關(guān)成果以“Fluctuations and correlations of quark spin in hot and dense QCD matter”為題發(fā)表在Physical Review Letters上。
近年來(lái)，隨著重離子碰撞實(shí)驗(yàn)中整體極化現(xiàn)象的觀(guān)測(cè)，自旋相關(guān)物理受到廣泛關(guān)注。在非中心重離子碰撞實(shí)驗(yàn)中，巨大的角動(dòng)量通過(guò)自旋–軌道耦合，使得產(chǎn)生的超子呈現(xiàn)出整體（或局域）自旋極化。此外，實(shí)驗(yàn)還觀(guān)測(cè)到了矢量介子的自旋排列行為，揭示了夸克膠子等離子體中復(fù)雜的自旋動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。另一方面，強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)也是核物理研究的核心問(wèn)題之一。理論預(yù)言在量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）相圖上的有限溫度與高密度區(qū)域存在一個(gè)臨界終點(diǎn)（Critical End Point, CEP），標(biāo)志著一階相變與連續(xù)過(guò)渡的分界。然而，如何在實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確定位該臨界點(diǎn)仍是當(dāng)前研究中的重大挑戰(zhàn)。
該研究創(chuàng)新性地將高能重離子碰撞中的自旋物理與QCD相結(jié)構(gòu)直接關(guān)聯(lián)起來(lái)(圖)。提出并系統(tǒng)分析了正反夸克自旋關(guān)聯(lián)在CEP附近的增強(qiáng)行為，并基于有效模型研究了正反夸克自旋關(guān)聯(lián)的行為特征，指出該自旋關(guān)聯(lián)可作為尋找CEP的敏感信號(hào)。結(jié)果顯示，在手征相變的臨界區(qū)域，夸克自旋關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)出明顯的峰值結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步探討了該效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)可觀(guān)測(cè)性，指出這種關(guān)聯(lián)的峰值結(jié)構(gòu)有望通過(guò)矢量介子的自旋排列以及超子–反超子的自旋關(guān)聯(lián)進(jìn)行探測(cè)。研究不僅為實(shí)驗(yàn)尋找CEP提供了新的理論依據(jù)，也可能解釋近期STAR束流能量掃描實(shí)驗(yàn)中較低能量下的?介子自旋排列的非單調(diào)行為。
該研究通過(guò)將自旋物理與QCD手征相變結(jié)合，揭示了夸克膠子等離子體中自旋與物質(zhì)相結(jié)構(gòu)之間的深層聯(lián)系，開(kāi)拓了研究強(qiáng)相互作用物質(zhì)性質(zhì)的新思路，也為未來(lái)重離子碰撞實(shí)驗(yàn)中探測(cè)臨界行為提供了理論支撐和潛在可觀(guān)測(cè)量。
圖 夸克自旋與QCD相結(jié)構(gòu)示意圖
新聞鏈接：https://imp.fudan.edu.cn/53/92/c48935a742290/page.htm
原文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/g1bh-85h4
現(xiàn)代物理研究所王小龍課題組在γ(1S,2S)單舉衰變中獲得Pcs(4459)的證據(jù)
7月21日，現(xiàn)代物理研究所王小龍課題組基于Belle/Belle II實(shí)驗(yàn)在Upsilon(1S,2S)的單舉衰變中發(fā)現(xiàn)含粲-奇異夸克的五夸克候選粒子Pcs(4459)的證據(jù)，這是五夸克態(tài)實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域的重要進(jìn)展，成果以“Search for and in γ(1S,2S) Inclusive Decays at Belle”為題發(fā)表于Physical Review Letters上。
研究團(tuán)隊(duì)提出基于Belle/Belle II實(shí)驗(yàn)所擁有的世界上最大的Upsilon(1S,2S)數(shù)據(jù)樣本，利用底夸克偶素通過(guò)膠子交換湮滅所形成的夸克富集環(huán)境，在其單舉衰變產(chǎn)生尋找和研究五夸克態(tài)候選粒子。該樣本擁有1.0億Upsilon(1S)事例和1.6億Upsilon(2S)事例。課題組研究發(fā)現(xiàn)，在ΛJ/ψ末態(tài)的Pcs(4459)質(zhì)量附近有明顯的結(jié)構(gòu)，通過(guò)約束于Pcs(4459)質(zhì)量和寬度的擬合并考慮了系統(tǒng)誤差獲得3.3σ的信號(hào)顯著性。在自由擬合中，該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和寬度分別為4471.7±4.8±0.6 MeV/c2和22±13±3 MeV，統(tǒng)計(jì)顯著性達(dá)到3.8σ。同時(shí)，本研究并未在γ(1S,2S)單舉衰變中獲得明顯的Pcs(4380)信號(hào)。
此前的Pc和Pcs等五夸克態(tài)研究只在LHCb一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，未得到其他實(shí)驗(yàn)的交叉驗(yàn)證。王小龍課題組首次在正負(fù)電子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究并獲得Pcs的證據(jù)，發(fā)現(xiàn)了研究五夸克態(tài)的新途徑。兩種不同產(chǎn)生機(jī)制數(shù)據(jù)是理解五夸克態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。Belle II實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)亮度比Belle實(shí)驗(yàn)高兩個(gè)量級(jí)，這一新途徑的發(fā)現(xiàn)極大提升了基于未來(lái)大統(tǒng)計(jì)量Belle II實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)新粒子的潛力，拓展了研究強(qiáng)相互作用的新途徑。
圖 Belle/Belle II實(shí)驗(yàn)在單舉衰變中獲得Pcs(4459)的證據(jù)
新聞鏈接：https://imp.fudan.edu.cn/54/ce/c48935a742606/page.htm
原文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/pf8m-6j69
地球科學(xué)領(lǐng)域
Nature|環(huán)境科學(xué)與工程系大氣環(huán)境健康團(tuán)隊(duì)合作發(fā)展出PM2.5健康效應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案
7月9日，環(huán)境科學(xué)與工程系李慶領(lǐng)銜的大氣環(huán)境健康團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院合作，基于我國(guó)21個(gè)省份368個(gè)典型人為源排放PM2.5現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、化學(xué)指紋分析、細(xì)胞毒性拆解、大氣暴露模式等多學(xué)科方法的綜合研究，闡明人為源排放PM2.5毒性效應(yīng)及其成因，率先發(fā)展了人為源排放PM2.5的毒性譜，量化了中國(guó)PM2.5毒性的來(lái)源、時(shí)空分布及變化趨勢(shì)，提出了以削減毒性風(fēng)險(xiǎn)為導(dǎo)向的、因地制宜的空氣污染精準(zhǔn)防控新策略。該研究成果以“Control of toxicity of fine particulate matter emissions in China（中國(guó)細(xì)顆粒物排放毒性控制）”為題以Article形式在線(xiàn)發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。
該研究揭示出不同來(lái)源PM2.5毒性效應(yīng)差異可高達(dá)數(shù)十倍，其中民用固體燃料燃燒排放的PM2.5毒性最高，其次是船舶、冶金工業(yè)、剎車(chē)片磨損、柴油車(chē)、汽油車(chē)、水泥廠(chǎng)和電廠(chǎng)；闡明了上述毒性差異主要由PM2.5中關(guān)鍵毒性組分（如多環(huán)芳烴和毒性金屬）決定，而后者又取決于原材料/燃料和工藝/污染控制技術(shù)等因素；進(jìn)一步結(jié)合大氣污染物排放清單，建立了我國(guó)首個(gè)大氣PM2.5排放毒性清單；發(fā)現(xiàn)2005年以來(lái)中國(guó)工業(yè)源減排對(duì)于PM2.5質(zhì)量減排的貢獻(xiàn)最大，而基于毒性調(diào)控的排放削減主要來(lái)自于民用固體燃料燃燒源（約80%）；通過(guò)融合大氣傳輸模型與人群暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，量化出我國(guó)不同地區(qū)一次PM2.5人群毒性暴露風(fēng)險(xiǎn)；發(fā)現(xiàn)胡煥庸線(xiàn)以東區(qū)域，工業(yè)密集、人口集中，PM2.5毒性與濃度的疊加效應(yīng)顯著，成為健康風(fēng)險(xiǎn)最高的地區(qū)。研究采用多學(xué)科交叉的方式，為“細(xì)顆粒物的非等效毒性”這一科學(xué)問(wèn)題提供了新的證據(jù)和思路。研究成果為推動(dòng)PM2.5污染治理從“質(zhì)量濃度控制”向“毒性風(fēng)險(xiǎn)控制”轉(zhuǎn)變提供了科學(xué)支撐，也為全球空氣污染治理和人群健康保障方面提供了理論依據(jù)。
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/4d/5d/c26494a740701/page.htm
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09158-w
環(huán)境科學(xué)與工程系王梓萌團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)鐵礦物在光照下調(diào)控自由基生成及有機(jī)碳礦化的雙重角色
7月3日，環(huán)境科學(xué)與工程系王梓萌教授團(tuán)隊(duì)在無(wú)定型的鐵氧化物領(lǐng)域取得進(jìn)展，研究成果以“Heterogeneous photochemical generation of hydroxyl radical in mineral-organics systems: Dual roles of iron oxides”為題發(fā)表于Environmental Science & Technology。研究聚焦礦物與有機(jī)碳在光照下生成?OH過(guò)程中的復(fù)雜相互作用，明確了鐵氧化物既可通過(guò)促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移增強(qiáng)?OH生成，也可能因猝滅激發(fā)態(tài)或競(jìng)爭(zhēng)光吸收而抑制?OH生成的雙重作用。鐵氧化物在與不同類(lèi)型有機(jī)化合物共存時(shí)，通過(guò)調(diào)控激發(fā)態(tài)行為和電子轉(zhuǎn)移路徑，顯著影響?OH的生成效率。通過(guò)研究單組分系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)（鐵氧化物與有機(jī)物的多種組合），研究發(fā)現(xiàn)低分子量有機(jī)酸如檸檬酸（CA）和草酸（OA），在與鐵氧化物結(jié)合時(shí)能夠顯著增強(qiáng)?OH的生成。這一作用的增強(qiáng)主要源于光子吸收效率的提高以及電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的促進(jìn)。而具有芳香共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)物，如腐殖酸（AHA）和蒽醌（AQDS），表現(xiàn)出顯著的光敏化行為，可通過(guò)激發(fā)態(tài)參與界面反應(yīng)，則鐵氧化物反而抑制?OH的生成。雙重角色揭示了礦物反應(yīng)性與有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)之間的復(fù)雜作用關(guān)系。進(jìn)一步分析表明，光化學(xué)生成的ROS不僅促進(jìn)有機(jī)碳的礦化，也驅(qū)動(dòng)鐵礦物的轉(zhuǎn)化過(guò)程。本研究進(jìn)一步深化了對(duì)礦物-有機(jī)物相互作用在光驅(qū)動(dòng)的氧化還原過(guò)程中的認(rèn)識(shí)，并對(duì)理解污染物和有機(jī)碳在鐵富集區(qū)域的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有理論與實(shí)踐意義。
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/4c/7f/c26494a740479/page.htm
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5c04440
新工科領(lǐng)域
“復(fù)旦智造”亮相2025世界人工智能大會(huì)（WAIC）
智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院可信具身智能研究院姜育剛團(tuán)隊(duì)高精度、低成本“自適應(yīng)視觸覺(jué)AI傳感器”在WAIC上首次公開(kāi)亮相
7月26日，智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院可信具身智能研究院團(tuán)隊(duì)帶著自主研制的“自適應(yīng)視觸覺(jué)AI傳感器”，在2025世界人工智能大會(huì)（WAIC 2025）上首次公開(kāi)亮相。
團(tuán)隊(duì)自研的視觸覺(jué)傳感技術(shù)，可以讓機(jī)器人擁有類(lèi)似人類(lèi)皮膚的“觸覺(jué)神經(jīng)”。搭載這一技術(shù)的觸覺(jué)夾爪可精準(zhǔn)感知細(xì)微接觸力，穩(wěn)穩(wěn)夾起像嫩豆腐、薯片和果凍這樣的易碎物體，并擺出各種造型，真正實(shí)現(xiàn)“柔中帶感，觸而能知”。
這項(xiàng)技術(shù)的核心在于通過(guò)內(nèi)置攝像頭捕捉特制材料中微小顆粒在受力時(shí)的形變，借助AI模型將復(fù)雜的觸覺(jué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為高維視覺(jué)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)還原各方向的受力情況。其具備三大技術(shù)亮點(diǎn)：一是柔性界面如同人類(lèi)皮膚般柔軟貼合，且高度耐磨，能適應(yīng)復(fù)雜表面；二是可感知多維受力，包括正壓力、切向力、甚至扭轉(zhuǎn)力，實(shí)現(xiàn)“觸之有感，動(dòng)中可辨”；三是靈敏度極高，空間分辨率達(dá)到每平方厘米4萬(wàn)個(gè)感知點(diǎn)，感知精度甚至超越人類(lèi)指尖?，F(xiàn)場(chǎng)演示中，一塊嫩豆腐、一片果凍被“溫柔之爪”輕輕提起，毫無(wú)破損，瞬間征服全場(chǎng)。目前，這項(xiàng)創(chuàng)新的視觸覺(jué)傳感技術(shù)已成功應(yīng)用于機(jī)器人靈巧手和夾爪，在高精度分揀和精細(xì)化操作等任務(wù)中表現(xiàn)出色，相比傳統(tǒng)電子皮膚，成本降低近50倍，性能顯著提升，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化潛力。此次發(fā)布的高精度、低成本的視觸覺(jué)傳感器，將進(jìn)一步融合觸覺(jué)多模態(tài)雙腦架構(gòu)、XR高精度機(jī)器人/機(jī)械臂遙操作軟硬件系統(tǒng)、以及世界模型實(shí)時(shí)優(yōu)化學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為構(gòu)建面向精細(xì)化操作的下一代具身智能大模型提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
新聞鏈接：https://ciram.fudan.edu.cn/55/ae/c48841a742830/page.htm
智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院智能機(jī)器人研究院甘中學(xué)教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的多源仿生3D打印柔性靈巧手在WAIC首次亮相
由智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院智能機(jī)器人研究院甘中學(xué)教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)3D打印定制化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)并一次成型開(kāi)發(fā)的多源仿生靈巧手，采用柔性關(guān)節(jié)與繩索欠驅(qū)實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)、柔軟、而靈巧的操作能力。其中拇指到無(wú)名指為仿人手結(jié)構(gòu)，小指為仿章魚(yú)觸手結(jié)構(gòu)，能像章魚(yú)一樣實(shí)現(xiàn)對(duì)多種物體的靈巧、連續(xù)彎曲包絡(luò)，同時(shí)其指尖嵌入了微型內(nèi)窺鏡，為這只“手”點(diǎn)亮一盞燈，讓它在黑暗狹窄的縫隙中也能“看清”目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抓取。
從成本來(lái)看，這款靈巧手采用3D打印與模塊化設(shè)計(jì)，單根手指本控制在1元以?xún)?nèi)，整只手成本在千元級(jí)，大幅降低更換難度和成本，用戶(hù)在家也可完成自主更換。得益于其標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和高度集成，靈巧手可靈活適配多類(lèi)型人形機(jī)器人、機(jī)械臂，可以幫助人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“按需搭配”、智能升級(jí)。在家政輔助、醫(yī)療康復(fù)、實(shí)驗(yàn)室輔助、特殊環(huán)境任務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域，這款靈巧手擁有廣闊應(yīng)用前景。
新聞鏈接：https://news.fudan.edu.cn/2025/0728/c1247a146339/page.htm
未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張俊文、遲楠團(tuán)隊(duì)在通信與計(jì)算融合的光子云計(jì)算領(lǐng)域取得重大突破
7月2日，未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張俊文教授和遲楠教授團(tuán)隊(duì)，與劍橋大學(xué)、張江實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心合作，在生成式人工智能光子云計(jì)算架構(gòu)和芯片領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。向光成果在2025年以“Seamless Optical Cloud Computing across Edge-Metro Network for Generative AI（面向生成式人工智能的跨邊緣-城域網(wǎng)絡(luò)的光子云計(jì)算技術(shù)）”為題發(fā)表在國(guó)際重要期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上。張俊文教授、遲楠教授和劍橋大學(xué)程祺翔教授為共同通訊作者。
團(tuán)隊(duì)提出了一種跨邊緣-接入-城域網(wǎng)絡(luò)的光子云計(jì)算系統(tǒng)，自研了基于陣列波導(dǎo)光柵的光計(jì)算核心模塊，利用陣列波導(dǎo)光柵的波長(zhǎng)位移機(jī)制實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間和波長(zhǎng)維度的周期性同步卷積。團(tuán)隊(duì)還巧妙利用了光學(xué)頻率梳的多波長(zhǎng)光源和周期性分布，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源和通信資源的動(dòng)態(tài)分配與有機(jī)融合。這套架構(gòu)首次報(bào)道部署在云端的光計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)有的城域光網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)相連接，打破了地域與物理隔離的限制，實(shí)現(xiàn)了“云-邊協(xié)同”的通信與計(jì)算。更為關(guān)鍵的是，由于模型權(quán)重始終保留在本地邊緣節(jié)點(diǎn)，即便網(wǎng)絡(luò)中斷或遭受攻擊，云端也無(wú)法獲取模型核心信息，從物理層面大幅提升了計(jì)算的隱私與安全性，為生成式AI等涉及敏感數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景提供了堅(jiān)實(shí)保障。這不僅避免了在云端部署額外光源和存儲(chǔ)器，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，也極大地提升了運(yùn)算效率。
最終基于上述核心芯片和系統(tǒng)架構(gòu)，每個(gè)光子云計(jì)算單元能夠達(dá)到最高3.6TOPS的計(jì)算速率，還保證在7比特精度下，實(shí)現(xiàn)了118.6 mW/TOPs的優(yōu)異能效，顯著優(yōu)于目前主流的電子芯片。此外，系統(tǒng)支持通過(guò)多個(gè)計(jì)算單元的協(xié)作處理大規(guī)模卷積操作，具備良好的擴(kuò)展性。該團(tuán)隊(duì)利用該架構(gòu)，成功演示了手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別與多種圖像生成任務(wù)，包括季節(jié)轉(zhuǎn)換、語(yǔ)義分割以及多樣的圖像風(fēng)格變換。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了等同于7bit計(jì)算精度的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別準(zhǔn)確率，并在多個(gè)圖像生成任務(wù)中達(dá)到接近電子計(jì)算的效果，展現(xiàn)出優(yōu)異的計(jì)算性能與可行性。
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/K5rHlVbsl1k67M-env3hxg
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61495-6
未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院周游團(tuán)隊(duì)與合作者于量子模擬研究中取得重要突破
7月14日，未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院周游團(tuán)隊(duì)聯(lián)合香港大學(xué)趙琦與美國(guó)馬里蘭大學(xué)高等計(jì)算機(jī)研究所主任、魯棒量子模擬中心主任Andrew Childs，系統(tǒng)性探討了量子糾纏與多體量子模擬算法之間的深刻聯(lián)系，并取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Entanglement accelerates quantum simulation（糾纏加速量子模擬）”為題發(fā)表于國(guó)際著名期刊《自然·物理》（Nature Physics），三人均為通訊作者。
該工作系統(tǒng)性揭示了量子糾纏在數(shù)字化量子模擬中的促進(jìn)效應(yīng)，首次建立了糾纏熵與Trotter模擬誤差之間的定量聯(lián)系。從理論層面證明了，高糾纏量子態(tài)雖然會(huì)極大增加經(jīng)典模擬的計(jì)算復(fù)雜度，卻能顯著提高量子計(jì)算機(jī)的模擬效率，展現(xiàn)出一種獨(dú)特的 “糾纏加速” 效應(yīng)。為驗(yàn)證這一理論，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了數(shù)值模擬：在典型參數(shù)下的量子橫場(chǎng)伊辛模型（QIMF）中，隨著演化態(tài)糾纏熵的迅速增長(zhǎng)，一階和二階 Trotter 算法模擬誤差均隨之降低并收斂至平均值；與之相反，在非典型參數(shù)下，由于糾纏熵增長(zhǎng)緩慢，誤差也難以實(shí)現(xiàn)顯著收斂，如圖所示。為充分利用該現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了基于糾纏信息的自適應(yīng)測(cè)量誤差動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法。這一發(fā)現(xiàn)不僅為實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”提供了全新的理論支撐，也深化了對(duì)量子糾纏物理本質(zhì)的理解，為高效量子模擬與量子信息處理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，預(yù)計(jì)將在量子計(jì)算、材料模擬等前沿領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。
圖 糾纏熵與模擬誤差的演化趨勢(shì)：兩側(cè) Y 軸分別表示系統(tǒng)糾纏熵（右）和量子模擬誤差（左）
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/KiF5m5pibticYXy8XYjTmw
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41567-025-02945-2
生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院彭勃、饒艷霞團(tuán)隊(duì)成功有效遏制CSF1R相關(guān)腦白質(zhì)病疾病進(jìn)展
7月11日，腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院彭勃、饒艷霞團(tuán)隊(duì)與上海市第六人民醫(yī)院曹立團(tuán)隊(duì)攜手在《科學(xué)》（Science）雜志上發(fā)表突破性研究成果：通過(guò)替換中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的致病性小膠質(zhì)胞，成功阻斷了CSF1R相關(guān)腦白質(zhì)病（ALSP）在動(dòng)物模型中的病程進(jìn)展。
該研究首次揭示，由于攜帶CSF1R致病基因突變，傳統(tǒng)骨髓細(xì)胞移植（tBMT）在ALSP特定病理背景下，機(jī)制上等效于該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的小膠質(zhì)細(xì)胞替換技術(shù)Mr BMT，能夠?qū)崿F(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞高效替換和神經(jīng)功能改善。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)展了臨床治療研究，并在為期兩年的隨訪(fǎng)中證實(shí)了該方法能夠有效阻止ALSP患者病情惡化。
研究首次證明了此前于2020年提出的小膠質(zhì)細(xì)胞替換這一新型細(xì)胞療法的臨床有效性，并在全球范圍內(nèi)，圍繞致命腦病ALSP治療，首次實(shí)現(xiàn)從動(dòng)物模型、遺傳機(jī)制、干預(yù)路徑到人類(lèi)臨床驗(yàn)證的全鏈條閉環(huán)，讓曾被醫(yī)學(xué)界宣判“無(wú)藥可救”的ALSP患者重獲生機(jī)！
研究團(tuán)隊(duì)用新模型驗(yàn)證了“小膠質(zhì)細(xì)胞替換術(shù)”的療效，通過(guò)基于骨髓供體的小膠質(zhì)細(xì)胞替換術(shù)（Mr BMT），將小鼠腦中超90%的“問(wèn)題細(xì)胞”“一鍵替換”為健康細(xì)胞。團(tuán)隊(duì)觀(guān)察到，ALSP小鼠原本應(yīng)該遭到破壞的髓鞘和神經(jīng)元軸突均變得正常，大腦里的神經(jīng)電信號(hào)傳輸功能恢復(fù)了，連動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力和認(rèn)知功能都得以好轉(zhuǎn)，大腦如同“重啟修復(fù)程序”。此外，由于這個(gè)疾病攜帶CSF1R致病基因突變的特殊性，在該疾病中開(kāi)展傳統(tǒng)骨髓細(xì)胞移植（tBMT）等價(jià)于基于骨髓供體的小膠質(zhì)細(xì)胞替換（Mr BMT），為臨床上開(kāi)展基于tBMT的小膠質(zhì)細(xì)胞替換治療奠定理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)支撐。新模型不僅證實(shí)了“細(xì)胞替換”的科學(xué)邏輯，還讓ALSP的機(jī)制研究和藥物開(kāi)發(fā)駛?cè)搿翱燔?chē)道”，為后續(xù)臨床轉(zhuǎn)化奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
基于前期在動(dòng)物模型中的突破性成果，彭勃、饒艷霞團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海市第六人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師曹立團(tuán)隊(duì)，在8名確診ALSP的患者中實(shí)施基于傳統(tǒng)骨髓移植的小膠質(zhì)細(xì)胞替換治療，并進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)2年的隨訪(fǎng)觀(guān)察，將“小膠質(zhì)細(xì)胞替換療法”推向臨床研究。結(jié)果顯示，患者腦部進(jìn)展性損傷被成功阻斷。
圖 基于小膠質(zhì)細(xì)胞替換的細(xì)胞治療策略，通過(guò)修正致病基因突變，成功阻斷ALSP在小鼠和人類(lèi)患者中的發(fā)生和發(fā)展
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0711/c1892a146195/page.htm
原文鏈接：https://doi.org/10.1126/science.adr1015
復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院肝外科團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜發(fā)布“全球60%肝癌可預(yù)防”，擘畫(huà)世界“護(hù)肝”新藍(lán)圖
7月29日（英國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月28日，即世界肝炎日），復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院周儉教授、樊嘉院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合日本近畿大學(xué)工藤正俊(Masatoshi Kudo)團(tuán)隊(duì)于在全球頂級(jí)醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》(The Lancet)正式發(fā)布了《全球肝癌防治策略和行動(dòng)計(jì)劃》。
這是《柳葉刀》雜志成立200多年以來(lái)，針對(duì)全球性重大疾病挑戰(zhàn)，首次由中國(guó)專(zhuān)家學(xué)者牽頭，攜手日本、韓國(guó)、美國(guó)、西班牙、法國(guó)、意大利等國(guó)家和地區(qū)的51位著名專(zhuān)家共同制訂的具有劃時(shí)代意義的重大報(bào)告。《柳葉刀》主編Richard Horton評(píng)價(jià)說(shuō)：“這份重大報(bào)告是在最出色的國(guó)際合作下完成的，如果我們想扭轉(zhuǎn)當(dāng)前肝癌的發(fā)展趨勢(shì)，所需要的正是這樣卓越的國(guó)際合作。因此，讓我們從今天就開(kāi)始行動(dòng)。”
報(bào)告明確指出“全球60%的肝癌病例可預(yù)防”，并制定了三級(jí)防控體系：在預(yù)防前線(xiàn)，要求各國(guó)強(qiáng)制乙肝疫苗接種和治療丙肝，推行“糖稅”、提高酒類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格及健康警示標(biāo)簽；在篩查層面，將肝纖維化篩查納入糖尿病與肥胖人群常規(guī)體檢；推廣無(wú)創(chuàng)檢測(cè)手段，降低篩查門(mén)檻和成本；在治療端，則強(qiáng)調(diào)診療公平性，縮小國(guó)家與地區(qū)間藥物可及性差距，將姑息治療納入肝癌管理全程，提升病人生活質(zhì)量。
報(bào)告呼吁，全球的肝癌防治策略和行動(dòng)計(jì)劃需要各國(guó)的衛(wèi)生政策制定者、衛(wèi)生健康從業(yè)者、國(guó)際專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì)/協(xié)會(huì)組織、研究人員和健康科普宣教團(tuán)體的共同努力，才能達(dá)到降低全球肝癌負(fù)擔(dān)、提高肝癌病人生活質(zhì)量的目的。
香港中文大學(xué)的陳林、中山醫(yī)院的孫惠川和徐泱以及中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院/國(guó)家癌癥中心的曾紅梅是該重大報(bào)告的共同第一作者。中山醫(yī)院的周儉、樊嘉和日本近畿大學(xué)的工藤正俊(Masatoshi Kudo)為重大報(bào)告專(zhuān)家委員會(huì)的聯(lián)席主席。
新聞鏈接：https://news.fudan.edu.cn/2025/0729/c1268a146346/page.htm
原文鏈接：https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(25)01042-6/abstract
腦科學(xué)研究院/腦功能與腦疾病全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張玉秋團(tuán)隊(duì)揭示感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層調(diào)控慢性疼痛和運(yùn)動(dòng)控制的特異性神經(jīng)元亞群及其環(huán)路機(jī)制
7月3日，腦科學(xué)研究院/腦功能與腦疾病全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張玉秋教授團(tuán)隊(duì)在《自然-通訊》(Nature Communications)期刊發(fā)表題為“Descending projection neurons in the primary sensorimotor cortex regulate neuropathic pain and locomotion in mice”的研究論文，揭示了初級(jí)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層調(diào)控神經(jīng)病理性疼痛和運(yùn)動(dòng)控制的特異性神經(jīng)元亞群及其環(huán)路機(jī)制。
通過(guò)病毒示蹤、在體雙光子成像、光遺傳學(xué)和化學(xué)遺傳學(xué)操控等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)在初級(jí)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層（SM1）深層（第5/6層）鑒定出兩群相互獨(dú)立的谷氨酸能神經(jīng)元亞群SM1PAG和SM1RVM，它們分別投射到中腦導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)（PAG）和延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)（RVM）。盡管這兩群神經(jīng)元的空間分布及其下行投射的解剖部位和電生理特性迥異，但在痛覺(jué)感知和運(yùn)動(dòng)控制功能上展現(xiàn)出驚人的相似性和協(xié)同性。在坐骨神經(jīng)慢性壓迫（CCI）誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性痛模型小鼠，選擇性激活其中任何一群神經(jīng)元（SM1PAG或SM1RVM）或其下行通路（SM1→PAG或SM1→RVM），均能顯著緩解神經(jīng)病理性痛，若同時(shí)激活這兩群神經(jīng)元可產(chǎn)生更為強(qiáng)大的鎮(zhèn)痛效應(yīng)。相反，利用Cre-Off策略選擇性激活除這兩群神經(jīng)元以外的其他SM1神經(jīng)元，可直接觸發(fā)小鼠痛覺(jué)敏化。這些實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了完整的證據(jù)鏈，即激活SM1某些特定的神經(jīng)元亞群能緩解疼痛，而刺激周?chē)渌窠?jīng)元反而促進(jìn)疼痛，這一發(fā)現(xiàn)為精準(zhǔn)鎮(zhèn)痛提供了重要線(xiàn)索。
該研究的另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是，這兩群SM1神經(jīng)元在正常生理狀態(tài)下對(duì)軀體感覺(jué)刺激反應(yīng)微弱，卻在運(yùn)動(dòng)中（如轉(zhuǎn)棒）被強(qiáng)烈激活。選擇性抑制這兩群神經(jīng)元對(duì)軀體感覺(jué)刺激誘發(fā)的反射性行為無(wú)影響，但可損害小鼠的精細(xì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。更為重要的是，該研究進(jìn)一步揭示這兩群SM1神經(jīng)元在“運(yùn)動(dòng)鎮(zhèn)痛”（Exercise-induced analgesia）中所扮演的重要角色。實(shí)驗(yàn)證明，執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)（如轉(zhuǎn)棒）能有效緩解小鼠神經(jīng)病理性痛，該效應(yīng)可被選擇性抑制SM1PAG或SM1RVM神經(jīng)元完全阻斷。這些結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)可通過(guò)特異性激活這兩群SM1神經(jīng)元及其下行PAG/RVM通路發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，從而揭示了“越動(dòng)越不痛”的神經(jīng)機(jī)制。
圖 SM1神經(jīng)元亞群介導(dǎo)鎮(zhèn)痛和運(yùn)動(dòng)調(diào)控的機(jī)制示意圖
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0705/c1892a146167/page.htm
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61164-8
腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院舒友生團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥高風(fēng)險(xiǎn)基因SCN2A的致病機(jī)制并提出藥物干預(yù)新策略
7月10日，腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院舒友生教授團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)期刊《神經(jīng)元》（Neuron）上發(fā)表了題為“Selective loss of Scn2a in ventral tegmental area dopaminergic neurons leads to dopamine system hypofunction and autistic-like behaviors”的研究論文。該研究另辟蹊徑，將目光轉(zhuǎn)向與社交獎(jiǎng)賞密切相關(guān)的腹側(cè)被蓋區(qū)（Ventral tegmental area, VTA）。借鑒左旋多巴治療帕金森病的策略，研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，相似的治療可能有助于改善小鼠的孤獨(dú)癥樣行為。在Scn2a條件性缺失小鼠上，團(tuán)隊(duì)首先采用光遺傳技術(shù)檢測(cè)了不同劑量的左旋多巴對(duì)多巴胺釋放的影響，發(fā)現(xiàn)適量的左旋多巴可在伏隔核同時(shí)顯著增強(qiáng)基底水平的多巴胺釋放和光刺激誘發(fā)的釋放。意外的是該劑量左旋多巴對(duì)小鼠的運(yùn)動(dòng)異常無(wú)明顯效果，但能顯著緩解其核心非運(yùn)動(dòng)的孤獨(dú)癥樣行為障礙，包括改善焦慮不足、恢復(fù)社交新異性偏好以及增強(qiáng)新異性識(shí)別能力。重要的是，在更能模擬人類(lèi)疾病狀態(tài)的全身性Scn2a雜合缺失小鼠中，研究團(tuán)隊(duì)同樣觀(guān)察到了運(yùn)動(dòng)增多、焦慮不足、主動(dòng)社交減少和社交新異性缺乏的行為特征，并且左旋多巴對(duì)非運(yùn)動(dòng)癥狀有顯著的改善效果。
該研究揭示了NaV1.2在多巴胺神經(jīng)元中調(diào)控動(dòng)作電位發(fā)放和多巴胺釋放的關(guān)鍵作用。首次發(fā)現(xiàn)Scn2a在VTA區(qū)域多巴胺神經(jīng)元的特異性缺失可引發(fā)重復(fù)轉(zhuǎn)圈行為和社交障礙，并在Scn2a雜合缺失小鼠上觀(guān)察到類(lèi)似的社交缺陷。同時(shí)，研究證實(shí)左旋多巴能夠有效改善這些小鼠的核心非運(yùn)動(dòng)的孤獨(dú)癥樣行為（圖）。這些研究結(jié)果共同表明，多巴胺系統(tǒng)功能障礙是SCN2A功能缺失突變導(dǎo)致ASD的關(guān)鍵病理機(jī)制，多巴胺替代療法有望成為干預(yù)此類(lèi)甚至多巴胺功能不足所致ASD的有效臨床手段，但其療效還需進(jìn)一步探索和臨床驗(yàn)證。
圖 Scn2a缺失導(dǎo)致孤獨(dú)癥樣行為的神經(jīng)機(jī)制以及左旋多巴的治療作用
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0711/c1892a146195/page.htm
原文鏈接：https://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(25)00434-9
公共衛(wèi)生學(xué)院闞海東、徐燕意團(tuán)隊(duì)合作研究揭示肺泡巨噬細(xì)胞吞噬柴油機(jī)顆粒物的關(guān)鍵機(jī)制
7月21日，公共衛(wèi)生學(xué)院闞海東教授、徐燕意副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)馬里蘭大學(xué)應(yīng)哲康教授團(tuán)隊(duì)揭示了肺泡巨噬細(xì)胞在柴油機(jī)顆粒物（Diesel exhaust particles，DEP）引發(fā)肺部炎癥中的關(guān)鍵影響，并首次揭示了巨噬細(xì)胞清道夫受體1（macrophage scavenger receptor 1, Msr1）在顆粒物吞噬作用中的核心功能，研究成果以“The Role and Phagocytic Mechanisms of Alveolar Macrophages in Inflammatory Responses Induced by Diesel Exhaust Particles”為題發(fā)表于Environmental Science & Technology。
研究發(fā)現(xiàn)，DEP能夠在24小時(shí)內(nèi)引發(fā)肺部炎癥及急性期反應(yīng)，肺泡灌洗液中炎癥細(xì)胞數(shù)量顯著增加，以及肺組織中炎癥和急性期反應(yīng)指標(biāo)相關(guān)的基因和蛋白表達(dá)水平也均顯著上調(diào)。但在隨后的7天內(nèi)，這些炎癥反應(yīng)呈現(xiàn)逐漸減弱趨勢(shì)，顯示出明確的時(shí)間依賴(lài)特征。進(jìn)一步分析表明，肺組織細(xì)胞對(duì)DEP的吞噬和清除作用在暴露后前三天最強(qiáng)。而耗竭肺泡巨噬細(xì)胞后，DEP所引發(fā)的肺部炎癥和急性期反應(yīng)明顯緩解，且吞噬功能顯著降低。
在吞噬機(jī)制方面，抑制PIP2介導(dǎo)的非生物性吞噬信號(hào)通路后，細(xì)胞對(duì)DEP的吞噬能力并未明顯變化，DEP暴露依然促使細(xì)胞炎癥因子表達(dá)上調(diào)。而在生物性吞噬信號(hào)通路方面，對(duì)Msr1、Scarb1和Marco三種基因分別敲除的細(xì)胞進(jìn)行DEP處理后發(fā)現(xiàn)，Msr1基因缺失導(dǎo)致吞噬功能抑制最為顯著，同時(shí)細(xì)胞炎癥水平也得到緩解。
本研究通過(guò)體內(nèi)動(dòng)物模型與體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，系統(tǒng)探討了肺泡巨噬細(xì)胞在DEP急性暴露引發(fā)炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用及其吞噬機(jī)制。結(jié)果明確指出，肺泡巨噬細(xì)胞在DEP引發(fā)的炎癥過(guò)程中發(fā)揮核心調(diào)控作用，而Msr1可能是介導(dǎo)其吞噬DEP的關(guān)鍵受體。這一發(fā)現(xiàn)為深入理解顆粒物相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)的生物學(xué)機(jī)制提供了新的視角和理論依據(jù)。
圖 肺泡巨噬細(xì)胞在柴油機(jī)顆粒物引發(fā)炎癥反應(yīng)中的作用和吞噬機(jī)制
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原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.5c01861
腦科學(xué)研究院/腦功能與腦疾病全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室解云禮團(tuán)隊(duì)揭示調(diào)控海馬齒狀回星形膠質(zhì)細(xì)胞命運(yùn)決定的分子機(jī)制
7月23日，腦科學(xué)研究院/腦功能與腦疾病全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室解云禮團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志上發(fā)表題為“SETDB1 ensures the continuity of embryonic to adult neural stem cells through metabolic alterations in the dentate gyrus（SETDB1通過(guò)代謝調(diào)控確保齒狀回中胚胎至成年神經(jīng)干細(xì)胞的連續(xù)性）”的研究論文，該研究深入解析了表觀(guān)遺傳調(diào)控因子——組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETDB1調(diào)控海馬齒狀回區(qū)域星形膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生的關(guān)鍵分子機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，表觀(guān)遺傳因子SETDB1的缺失雖不影響胚胎神經(jīng)干細(xì)胞的增殖、遷移、凋亡等基本活動(dòng)，卻會(huì)阻斷其向成年神經(jīng)干細(xì)胞的轉(zhuǎn)變進(jìn)程。這些細(xì)胞在缺失Setdb1后異常分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞，最終導(dǎo)致齒狀回結(jié)構(gòu)發(fā)育異常。通過(guò)多組學(xué)聯(lián)合分析（RNA-seq/scRNA-seq/ATAC-seq/CUT&Tag），發(fā)現(xiàn)SETDB1缺失會(huì)導(dǎo)致放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的線(xiàn)粒體形態(tài)變短，同時(shí)異常激活氧化磷酸化通路。進(jìn)一步研究表明，SETDB1通過(guò)調(diào)控下游基因Cox6b2影響該過(guò)程。這些結(jié)果揭示了SETDB1通過(guò)調(diào)控Cox6b2介導(dǎo)的線(xiàn)粒體功能和代謝穩(wěn)態(tài)，從而影響小鼠海馬發(fā)育過(guò)程中齒狀回星形膠質(zhì)細(xì)胞命運(yùn)決定的分子機(jī)制。
圖 SETDB1通過(guò)對(duì)氧化磷酸化的調(diào)控從而決定齒狀回星形膠質(zhì)細(xì)胞命運(yùn)的模式圖
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0729/c1892a146341/page.htm
原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424315122
腦科學(xué)研究院柳申濱團(tuán)隊(duì)揭示針刺對(duì)胃功能調(diào)控的神經(jīng)解剖學(xué)機(jī)制并推動(dòng)臨床轉(zhuǎn)化研究
7月25日，腦科學(xué)研究院柳申濱團(tuán)隊(duì)及華山醫(yī)院王念宏團(tuán)隊(duì)在《神經(jīng)元》（Neuron）上發(fā)表題為“Neuroanatomical organization of electroacupuncture in modulating gastric function in mice and humans（小鼠和人類(lèi)中電針調(diào)節(jié)胃功能的神經(jīng)解剖學(xué)機(jī)制）”成果。該研究系統(tǒng)闡明了高強(qiáng)度深部組織電針刺激調(diào)控胃功能的效應(yīng)規(guī)律及其神經(jīng)解剖學(xué)基礎(chǔ)，并成功將這一研究成果轉(zhuǎn)化為功能性消化不良的臨床治療方案。
研究采用生理記錄系統(tǒng)、活體成像系統(tǒng)及在體雙光子鈣成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)僅高強(qiáng)度電針小鼠足三里可顯著促進(jìn)胃動(dòng)力，且該效應(yīng)完全依賴(lài)于迷走神經(jīng)通路。皮內(nèi)或脛骨前肌淺層電針刺激均不能促進(jìn)胃動(dòng)力，而脛骨前肌深層及比目魚(yú)肌電針刺激則可顯著增強(qiáng)胃動(dòng)力。研究人員利用腓總神經(jīng)切除（CPX）消融支配深層組織的神經(jīng)后，發(fā)現(xiàn)CPX小鼠足三里高強(qiáng)度電針刺激時(shí)，電針刺激促胃動(dòng)力效果完全喪失。表明高強(qiáng)度電針足三里誘發(fā)“迷走神經(jīng)-胃”反射通路具有組織層次特異性，需依賴(lài)對(duì)深層組織刺激實(shí)現(xiàn)，而皮膚及淺層肌肉刺激無(wú)效。該研究揭示了電針對(duì)胃功能調(diào)控具有顯著的組織層次特異性和強(qiáng)度依賴(lài)性特征，并闡明其作用的“軀體感覺(jué)-迷走神經(jīng)-胃反射”神經(jīng)解剖學(xué)機(jī)制，為優(yōu)化臨床電針治療胃動(dòng)力障礙的方案提供了科學(xué)依據(jù)。該研究結(jié)果不僅深化了對(duì)軀體體表部位（穴位）刺激機(jī)制的理解，同時(shí)更為制定精準(zhǔn)化電針治療方案奠定了理論基礎(chǔ)。
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0729/c1892a146342/page.htm
原文鏈接：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(25)00504-5
復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院舒易來(lái)、李華偉、陳兵、王武慶研究團(tuán)隊(duì)與合作者開(kāi)展全球首個(gè)基因治療與人工耳蝸隊(duì)列研究
7月21日，復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院耳聾基因治療團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)耳畸蛋白缺陷（OTOF）基因治療恢復(fù)患者自然聽(tīng)力，在噪聲言語(yǔ)與音樂(lè)感知中比人工耳蝸表現(xiàn)更優(yōu)。此研究是全球首個(gè)基因治療與人工耳蝸的隊(duì)列研究，以“Gene Therapy vs Cochlear Implantation in Restoring Hearing Function and Speech Perception for Individuals with Congenital Deafness”為題發(fā)表于國(guó)際期刊《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)·神經(jīng)病學(xué)》（JAMA Neurology）。
該研究首次系統(tǒng)地比較了先天性耳聾兒童接受基因治療與人工耳蝸植入后的多維度效果差異，由復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院、國(guó)家衛(wèi)健委聽(tīng)覺(jué)醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市罕見(jiàn)病基因編輯與細(xì)胞治療重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）的舒易來(lái)教授、李華偉教授、陳兵教授、王武慶教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，聯(lián)合哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院陳正一教授完成。
團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期深耕此領(lǐng)域，創(chuàng)新性采用雙腺相關(guān)病毒（AAV）載體遞送系統(tǒng)，以基因置換策略，將正常的人源OTOF編碼序列導(dǎo)入患者內(nèi)耳感受聲音的毛細(xì)胞，促使毛細(xì)胞能夠表達(dá)正常功能的耳畸蛋白，從而從根本上改善聽(tīng)力和言語(yǔ)。經(jīng)過(guò)數(shù)年自主研發(fā)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出OTOF耳聾基因治療藥物。2022年6月，臨床試驗(yàn)獲倫理委員會(huì)批準(zhǔn)；同年，成功完成全球首例耳聾患者的基因治療藥物體內(nèi)給藥。此后又陸續(xù)為10余名患者給藥，成功糾正患者聽(tīng)力和言語(yǔ)，這是國(guó)際首個(gè)先天性耳聾基因治療臨床試驗(yàn)（First-in-Human），也首次實(shí)現(xiàn)了雙AAV載體人體遞送，解決了大基因遞送這一醫(yī)學(xué)難題，開(kāi)啟了耳聾基因治療新時(shí)代，為全球耳聾患者帶來(lái)“聽(tīng)見(jiàn)世界”的曙光。
研究納入11名已接受基因治療的先天性耳聾兒童，并按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，匹配了61名已接受人工耳蝸植入的先天性耳聾兒童，進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)1年的隨訪(fǎng)評(píng)估，從聽(tīng)力閾值、聽(tīng)覺(jué)言語(yǔ)問(wèn)卷、言語(yǔ)測(cè)試（安靜及噪聲環(huán)境）、音樂(lè)感知、方向感知、聽(tīng)覺(jué)皮層信息處理、生活質(zhì)量等多個(gè)維度進(jìn)行對(duì)比分析。在接受基因治療的11名先天性耳聾孩子中，有9名完成了治療后1年的跟蹤觀(guān)察。結(jié)果顯示，他們的聽(tīng)力恢復(fù)情況非常穩(wěn)定，言語(yǔ)能力也越來(lái)越好，這說(shuō)明，針對(duì)OTOF基因缺陷的耳聾基因治療，不僅能改善聽(tīng)力，療效還能保持穩(wěn)定。
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0723/c1892a146306/page.htm
原文鏈接：https://jamanetwork.com/journals/jamaneurology/article-abstract/2836395
