医工简报 | 中国的科学和创新模式蓬勃发展的原因；尤里卡！灯泡时刻背后的脑科学；用于组织电子界面的基于生物材料的纤维植入式探针

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医工学人

The Innovators

1. Nature ｜中国的科学和创新模式蓬勃发展的原因；

2. PNAS ｜将怀孕和分娩相关风险因素与儿童皮质结构的多变量融合联系起来；
3. npj mental health research ｜抑郁症人工智能治疗增强研究中治疗预测模型的开发；

4. Med. Image Anal. | 新型图像引导机器人系统实现术中无辐射肺结节定位；
5. Nature ｜ 尤里卡！灯泡时刻背后的脑科学；
6. ACS Sensors ｜两性离子表面活性剂增强稳定水凝胶，用于表皮传感器和外部接触物体感知；

7. AM ｜用于组织电子界面的基于生物材料的纤维植入式探针.

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行业动态

Nature | 中国的科学和创新模式蓬勃发展的原因

中国依靠“政府规划 + 学术雄心 + 企业驱动”的复合机制，正构建一个覆盖基础研究到应用转化的高效创新体系，推动国家加速进入全球科技强国行列。文章主要观点：

政府规划强力推动：文章指出，中国在科研与创新方面的成功并非偶然，而是建立在政府明确的顶层设计与长远战略（如“十四五规划”）基础上。
学术界的雄心壮志：中国的科研机构和高校正强调发表高质量论文、建设国际合作网络，并致力于增强核心学科的国际竞争力。
企业家的大胆创新：越来越多的中国企业（尤其是科技企业）正将新技术迅速推广至市场，如大规模推广应用 AI、清洁能源，以及电动交通工具等。
三者互动协同效应：文章强调，这三个关键组成（政府、学术、企业）正在形成一种协同闭环——政府提供资源与规则，学术界培育人才与基础研究，企业将知识转化为产品与服务，从而推进科技生态系统持续升级。
全球影响力：随着中国在航天、生物技术、量子信息、可再生能源等领域取得显著进展，其科学与创新模式也开始吸引全球观察者的关注与对标。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01927-x

临床综合

PNAS ｜将怀孕和分娩相关风险因素与儿童皮质结构的多变量融合联系起来

早期生命阶段，包括怀孕和出生情况，对于孩子广泛的现实生活结果至关重要。在这项研究中，科学家们将妊娠期间的孕产妇并发症、低出生体重和早产与整体皮质表面积减少、低出生体重和早产以及妊娠和分娩并发症与儿童晚期复杂的皮质结构模式联系起来。研究结果强调了在这些关键阶段为母亲和儿童提供支持的重要性，有助于确保儿童健康发展的最佳条件。

https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2422281122

医学人工智能

npj mental health research ｜抑郁症人工智能治疗增强研究中治疗预测模型的开发

文章介绍了一种用于重度抑郁症个性化治疗的人工智能模型，该模型已在“抑郁症人工智能：药物增强研究”中部署。预测了多种药物治疗的缓解概率，验证了模型预测结果，并检测了潜在的偏差。研究使用了来自抗抑郁药临床试验的9042名中重度抑郁症成年患者的数据来训练深度学习模型。在保留的测试集上，模型的AUC值为0.65，表现优于零模型（p=0.01）。在假设和实际改进测试中，该模型提高了总体缓解率。虽然模型发现艾司西酞普兰通常优于其他药物（与输入数据一致），但其他药物的排名存在显著差异。模型未放大潜在有害的偏差。展示了首个能够预测10种治疗结果的模型，旨在治疗初期或接近初期用于个性化治疗选择。

https://www.nature.com/articles/s44184-025-00136-8

医学成像技术

Med. Image Anal. | 新型图像引导机器人系统实现术中无辐射肺结节定位

肺小结节的精确定位因微创要求与辐射剂量限制成为临床挑战，患者呼吸运动更易导致定位偏差。6月25日，上海交通大学研究团队联合上海肺科医院提出一种集成运动补偿的新型图像引导机器人系统，首创基于自适应变分模态分解（VMD）的生理运动补偿算法，实时分解术中光学探针信号，有效滤除呼吸与手抖干扰，保障点云采集精度；开发半自动术前配准点优化算法，结合临床知识筛选骨性标志，通过点云分布优化最小化配准误差，避免局部最优。系统在体模、志愿者及临床试验中验证显示：平均靶点误差（TPE）仅3.9±1.4 mm，手术耗时较传统CT引导法缩短36.4%，辐射剂量降低超42.5%，成功应用于单侧乳房切除等复杂病例，为无辐射微创胸外科手术提供新范式。

https://doi.org/10.1016/j.media.2025.103691

康复（神经）工程

Nature ｜尤里卡！灯泡时刻背后的脑科学

6月25日，Nature 新闻特写文章 “Eureka! The brain science behind lightbulb moments”，探讨了“灵光一现”时大脑的工作机制，发现当人们通过洞见解决问题时，会经历强烈的情绪和认知重构，这种体验显著增强了记忆力，被称为“洞见增强记忆效应”。研究还指出，激发洞见的关键在于创造出打破常规思维的情境，如观看魔术。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01963-7

可穿戴技术

ACS Sensors ｜两性离子表面活性剂增强稳定水凝胶，用于表皮传感器和外部接触物体感知

基于水凝胶的表皮传感器因其灵活性、生物相容性以及高保真监测生理信号的能力而受到高度重视。然而，它们的广泛应用受到与稳定性和低导电性相关的挑战的阻碍，随着时间的推移，这些挑战会降低性能。在这项研究中，研究者们提出了一种新方法，通过将甜菜碱（BA）掺入离子导电丙烯酰胺（AA）和聚（2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸）（AMPS）水凝胶基质中，来提高水凝胶的稳定性和电导率，同时保持生物相容性。导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）:p酰（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）的掺入解决了因过量 BA 引起的电导率降低问题，恢复了高离子电导率（∼0.84 S m(–1)）的水凝胶。因此，水凝胶表现出优异的稳定性，14 天后仍保持 78% 的重量，同时保持出色的电气、机械性能（∼18.13 kPa 拉伸强度、∼450% 伸长率）和胶粘剂（∼4.01 kPa）性能。这种优化的水凝胶可实现可靠的表皮传感，确保不受运动伪影影响的高质量电生理信号采集（信噪比 ∼ 25 dB），并在外部物体接触传感中实现 97.5% 的准确率，为先进可穿戴电子设备的发展提供了有前途的解决方案。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c01319

生物材料

AM ｜用于组织电子界面的基于生物材料的纤维植入式探针

组织-电子界面是确保体内医疗器械有效性和稳定性的关键。基于生物材料的纤维植入式探针在人体组织-电子界面中具有巨大的潜力，因为它们具有独特的高纵横比结构特征，具有优异的柔韧性、生物相容性和生物降解性。本文阐明了纤维探针的显著特征，强调了它们在适应性、机械柔性和生物相容性方面的优势，使其特别适用于植入式应用。对植入式纤维探针的设计要求进行了全面分析，并全面总结了它们的制备、修改和组装技术。此外，还探讨了它们的各种应用，包括电生理学、化学传感和光遗传学，以突出它们的临床意义和相关性。还回顾了纤维探针的最新进展，强调了在提高长期稳定性、增强功能和实现大规模制造方面持续面临的挑战。通过应对这些挑战，基于生物材料的纤维探针有可能为当前生物医学技术的局限性提供变革性的解决方案，为创新的临床应用铺平道路。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202504372

END

内容 | 罗虎张艳青员蓉郝娅婷

编辑 | 周宇茜

审核 | 刘帅罗虎

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