上海科技大学信息科学与技术学院李权课题组（交互智能与可视分析实验室ViSeer LAB）致力于开发先进的交互和可视分析技术，促进人、机器和数据之间的紧密互联，提升真实世界中涉及大量数据、复杂人工智能模型以及不同背景用户群体的数据探索效率，支持通用的数据科学工作流程的可视化设计、开发和评估。近日，课题组在人机协同及可视分析领域的研究成果被可视化与计算机图形学领域期刊IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (TVCG) 正式接收。 基于人机协同的知识辅助标注：高效创建医疗文本语料库医疗文本标注旨在从非结构化文本中提取有价值的标签信息，在医学研究中起着至关重要的作用。传统的标注数据生成方法通常依赖于严格的规则，可能无法适应新任务。虽然机器学习（ML）方法减轻了人工标注的工作量，但对于缺乏相关技术背景的研究人员来说，配置ML模型以满足特定的研究需求仍然具有挑战性。为了克服这些挑战，李权课题组...

近日，上海科技大学拓扑物理实验室张石磊课题组利用极小的温度梯度实现了对磁斯格明子弦的几何弯折，为三维拓扑磁结构的调控提供了新的思路。研究基于磁有序体系在有限温度下的磁振子摩擦效应，构筑了精准的二维温度场，设计了原位中子散射实验，在经典的斯格明子体系MnSi中成功实现了三维弦的操控。研究成果发表在学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。磁斯格明子是一类由电子自旋在实空间构成的涡旋磁结构，因其特殊的拓扑几何构型能够诱导出一系列层展电磁学效应。斯格明子在第三个维度表现出类似于二类超导磁通的管状结构。因其在数学形式上体现出与狄拉克弦（链接两个磁单极子）的等效构型，斯格明子的核心在三维的连接被称为斯格明子弦。在实验上实现对弦的几何弯折具有重要的意义：弦的断裂能够产生丰富的三维拓扑奇点，为拓扑缺陷的基础研究提供了重要的物理载体，同时，弦的弯曲是构造全新三维拓扑磁有序相的前提。然而，目前对磁斯格明子...

上海科技大学生物医学工程学院沈定刚教授课题组在磁共振模态合成、快速重建，影像配准、分割，以及头颈癌放疗剂量分布的预测等领域深入探索，近期相关研究成果分别在IEEE TMI、IEEE JBHI、IEEE TBME、Medical Image Analysis、Magnetic Resonance in Medicine上发表。1、探索多模态脑部磁共振影像任意缺失模态的合成技术现有的医学影像合成方法通常基于已获取模态和缺失模态之间的跨模态转换，但通常只能合成特定的模态，不能灵活处理不同数目的模态缺失场景，同时依赖网络的单次前向传播合成缺失影像。为此，本工作提出一种任意模态缺失磁共振影像统一扩散合成网络，区别于传统的跨模态映射范式，从“渐进式全模态修复”的角度高效实现任意缺失模态填补。该方法不仅能基于单一模型应对任意缺失模态的生成，并且在多个多模态医学影像数据集上的多种模态缺失情况下均展现出最优的表现，充分展示了所提出模型的优越性。图1. 提出的基于扩散模型的多模态脑磁共振影...

与传统基于平衡态的自组装不同，耗散自组装是一种由能量持续输入而维持的非平衡组装过程，一旦能量耗尽系统会自发返回平衡态。这种能量耗散行为在生命体系中十分普遍，也是生命体发挥自我调节、进化和复制等时空功能的重要物质基础。如在秀丽隐杆线虫的细胞骨架中，燃料三磷酸鸟苷分子与微管蛋白非共价结合，产生的11个不稳定原丝环微管使秀丽隐杆线虫细胞分化和迁移非常迅速，导致其只有3-4周的寿命。相比之下具有14个原丝环微管的哺乳动物，寿命则可高达数年甚至数十年。受类似的细胞中肌动蛋白或微管蛋白耗散组装启发，科学家近年来陆续开发了化学燃料、光、声和电能驱动的新型耗散自组装人工体系。但这些人工体系在结构精度和功能性控制方面与自然界相去甚远，因此如何使用化学手段精准控制耗散组装体结构进而精细调节其功能，对于深入理解生命学奥义、开发类生命的活性材料具有重要意义。针对以上难题，上海科技大学物质科学与技术学院郑宜君课题组利用配...

6月3日，上海科技大学生命科学与技术学院Tomoyasu Sugiyama研究团队在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）发表了题为“The fission yeast ortholog of Coilin, Mug174, forms Cajal body-like nuclear condensates and is essential for cellular quiescence”的研究成果，首次在单细胞真核生物-裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）中鉴定出Coilin蛋白的同源物Mug174。研究证实，Mug174通过相分离机制形成Cajal body（卡哈尔体），并揭示了Coilin蛋白维持细胞静息期（G0期）的调控机制。这为理解Coilin/Cajal body功能障碍与人类疾病（如神经退行性疾病）之间的联系提供了新的视角。 Cajal body是定位在细胞核中的一种无膜结构，作为备受关注的核体之一，Cajal body在snRNPs(small nuclear ribonucleoprotein particles, 小核糖核蛋白复合体)和snoRNPs(small nucleolar ribonucleoprotein particles, 小核仁核糖核蛋白)的生物发生过程中起着重要作...

近日，上海科技大学创意与艺术学院智造系统工程中心武颖娜课题组在《今日材料物理学》（Materials Today Physics）期刊上发表了题为“Fabrication and property research of a new 3D-printable magnetorheological elastomer (MRE)”的研究论文。针对磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer, MRE）作为智能阻尼、磁控吸波材料的应用前景，设计合成了一种新型可打印MRE（Printable MRE, p-MRE）材料，并首次采用3D打印技术制备出了磁流变性能优异的p-MRE样品。MRE具有优异的磁场可控性能，可实现振动控制、吸波降噪、触觉传感等功能，但受到传统模具成型工艺的限制，难以制备复杂的结构和形状，限制了诸多复杂场景下的应用。随着无模具成型的3D打印技术迅速发展，为制备复杂结构的MRE提供了可能。p-MRE原材料的设计与合成、3D打印工艺的开发以及磁流变性能的调控，是制备复杂结构MRE零件的难点和挑战。武颖娜课题组设计了一种基于热塑性聚氨酯（TPU）和羰...

多学科的交叉碰撞与融合是科研创新的重要源泉。上海科技大学物质科学与技术学院李健、凌盛杰、刘一凡课题组在合成生物学、材料科学、化学及生物信息学等交叉领域密切合作，继开发构建了有生命的“活体凝胶”后，取得又一新成果，构建了核糖体肽类活性天然产物的体外生物合成与发现新平台，该成果在线发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。核糖体翻译后修饰肽类（RiPPs）是一类活性天然产物，其化学结构复杂且丰富多样，具有抗菌等多种生物活性。随着基因测序和人工智能的迅猛发展，在原核、真核和古细菌等生物体中已发现RiPPs的广泛分布，但绝大部分生物合成RiPPs的基因簇（gene cluster）尚待探究。因而，亟需一种高效的生物合成平台，用于RiPPs的快速发现、生物合成与活性鉴定，以满足深入机制研究和临床应用的需求。针对上述需求，上科大物质学院联合团队结合无细胞基因表达、生物催化和生物信息学等交叉手段，构建了一种高效的体外Ri...

近日，信息科学与技术学院赵登吉课题组与上海财经大学理论计算机研究中心合作完成的论文“Incentives for Early Arrival in Cooperative Games”被第23届智能体及多智能体系统国际会议（International Joint Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems, AAMAS 2024）接收，并荣获本届会议唯一的最佳论文奖。传统的合作博弈主要研究“如何将合作产出的价值分配给合作者”问题，分配目标包括合作的稳定性和分配的公平性。为了公平性，诺贝尔经济学奖得主劳埃德·夏普利（Lloyd Shapley）在1951年提出了夏普利值（Shapley value）的合作奖励计算方式，核心是把一个合作者加入到一个团队所带来的边际贡献作为此合作者奖励计算的依据。由于传统的合作博弈不考虑加入顺序，所以无法用某一种特定的加入顺序计算所有人的边际贡献。为此夏普利提出了将所有可能的加入顺序都考虑一次从而计算出每个合作者的平均边际贡献，以此作为他们的奖励分配。但在现实...

5月20日，上海科技大学生命科学与技术学院盖景鹏课题组与中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心于杰课题组、加拿大蒙特利尔大学Alexey V. Pshezhetsky课题组在《自然结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)发表了题为“Structure and mechanism of lysosome transmembrane acetylation by HGSNAT”的研究论文，解析了HGSNAT无底物结合apo状态、与乙酰辅酶A（Ac-CoA）结合以及与乙酰化产物结合的冷冻电镜结构，揭示了一种由乙酰肝素-α-氨基葡萄糖N-乙酰转移酶（HGSNAT）介导、不同于传统的乙酰转移酶的全新溶酶体跨膜乙酰化分子机制，为开发更有效的治疗粘多糖症ⅢC（MPS IIIC）疾病的治疗策略提供了结构线索。硫酸乙酰肝素（HS）是位于细胞表面和细胞外基质中最常见和最重要的糖胺聚糖之一，在发育、炎症、血管生成、细胞生长和病毒感染等一系列生物过程中发挥重要作用。HS的降解需要多种溶酶体酶的协同，其中HGSNAT是...

5月22日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院华甜和刘志杰团队，联合山东大学基础医学院孙金鹏团队及上海交通大学医学院第九人民医院杨驰团队在《自然》（Nature）上以“文章加速预览 (Accelerated Article Preview, AAP)”形式在线发表了题为“Bitter taste TAS2R14 activation by intracellular tastants and cholesterol”的最新研究成果，揭示了植物来源苦味物质、上市药物分子及胆固醇对苦味受体TAS2R14的独特调控机制。这也是华甜和刘志杰团队继2022年在《科学》（Science）上报道首个人源苦味受体TAS2R46后，在人体苦味化学感知研究领域的又一次突破。 味觉是生物体的重要生理感觉之一，在营养摄取和规避有害物质中起着至关重要的作用。人类拥有酸、甜、苦、咸、鲜五种基本味觉，这些味觉主要由舌面上的味蕾对不同的味觉分子进行响应。当味觉受体识别到特定的味觉分子时，受体被激活并触发味觉神经信号，该信号传递到大脑味觉中枢，进而...

近日，上海科技大学生物医学工程学院彭畅课题组研发了一种用于膀胱容积连续监测的柔性可穿戴超声器件，实验验证了该器件良好的机械和声学性能，及其监测准确性。研究成果以“A Stretchable and Wearable Ultrasonic Transducer Array for Bladder Volume Monitoring Application”为题发表于传感器工程和技术领域期刊IEEE Sensors Journal。膀胱监测是测量和评估膀胱功能和健康状况的过程，专业人员可据此评估膀胱储存和排空尿液的能力，并检测可能存在的异常或问题，是泌尿科护理的重要组成部分。导尿术是测量排尿后残余体积的“金标准”方法，它将导管插入膀胱并测量排尿后的残余尿液量。该侵入性方法会使患者感到不舒服，并有感染和创伤的风险。与传统方法相比，非侵入式可穿戴膀胱容积监测系统具有多种优势：有助于连续监测，使医疗保健提供者能够实时监测膀胱容积波动；使患者佩戴舒适和便利，还可使患者在不需要帮助的情况下监测他们的膀胱容积，从而提高...

5月11日，上海科技大学生命科学与技术学院李磊课题组在国际学术期刊《分子治疗》（Molecular Therapy）发表了题为“The MuSK agonist antibody protects the neuromuscular junction and extends the lifespan in C9orf72-ALS mice”的研究论文，报道了渐冻症中神经肌肉接头受损的新机制，并发现了一种治疗的新策略。肌萎缩侧索硬化症（ALS），也被称为渐冻症，是一种严重危及生命的运动神经系统疾病。患者由于上下运动神经元的退行和死亡，导致肌肉无力、麻痹和萎缩，最后累及呼吸肌产生呼吸困难导致死亡。遗憾的是该疾病目前还没有效的治疗方法，患者往往在确诊3-5年内死亡。运动神经元特别是位于脊髓的下运动神经元主要功能是传递信号给肌肉，控制肌肉的收缩。负责将运动神经元信号传递到肌肉的结构被称为神经肌肉接头。神经肌肉接头结构和功能的异常是导致ALS患者运动功能丧失的主要原因，神经肌肉接头功能异常在ALS疾病早期发生，远早于运动神经元死亡。然...

  作者：  固态离子材料有良好的离子传导能力，相较液态电解质具更高的安全性和更广泛的工作温度范围，在固态电池、燃料电池和传感器等领域有着广泛应用前景。材料的性能取决于结构，找到一种能客观、定量地联系材料结构与性能并理解相应机理的方法一直是材料科学家追求的目标。目前，已有用于固态离子材料性能预测的机器学习方法都是基于理想的完美单晶模型。真实材料中存在的各种结构缺陷使得实验测量的性能在大多数情况下都偏离理论预测，基于从真实材料获取的、涵盖复杂结构表征数据的机器学习研究方法还有待发展。上海科技大学物质科学与技术学院刘巍课题组、信息科学与技术学院何旭明课题组和物质科学与技术学院于奕课题组开展交叉合作，以氧化物锂离子导体锂镧锆钽氧作为研究对象，发展了一种对显微结构和离子电导率进行直接关联的可解释的算法。相关研究成果近期发表在国际学术期刊Nano Letters上。研究人员通过改变制备条件得到不...

近年来，人类社会的数据呈现爆炸式增长。传统的冯·诺依曼架构在处理大量数据时面临并行计算效率低且能耗高等问题。模仿人脑功能的类脑计算作为一种新型的计算范式，因具有高信息处理效率和低能耗等特点而受到广泛关注。在类脑计算中，连接神经元的人工突触是实现信息处理和存储必不可少的要素。人类约80%的外界信息依靠视觉获取，因此模拟视觉突触的仿生人工突触器件是实现类脑计算、神经形态感知和脑机结合等应用的核心元器件。 图1.氮化镓人工突触及其应用 信息科学与技术学院邹新波课题组利用光脉冲调控氮化镓（GaN）中的缺陷态，实现了类生物突触结构的氮化镓突触晶体管。该突触器件利用缺陷态与载流子的相互作用，表现出极佳的电荷调控特性，达到了109的高开关电流比。研究人员利用该人工突触，成功模拟了神经系统中钙离子影响神经递质的传输过程，包括兴奋性突触后电流（EPSC）、双脉冲易化（PPF）等突触可塑性功能。此外，对人工突触持续施加...