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  • 基于肌骨动力学与有限元耦合模型的脊柱生物力学研究应用进展

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2024-02-07 合作期刊: 《应用力学学报》

    摘要: 由于现代生活方式的改变与人口老龄化,近年来脊柱疾病发病率急剧升高。生物力学研究是评估脊柱相关疾病的重要内容,通过建模仿真的方法探究脊柱生物力学一直是重要的手段之一。目前,结合肌骨模型与有限元的方法成为脊柱生物力学的研究热点,因此,本研究对国内外使用肌骨模型与有限元相结合的方法探究脊柱生物力学特征的文章进行调研,系统阐述了该方法在脊柱相关疾病方面的临床应用进展,总结基于这种方法的建模方式,包括加载方法、杨氏模量、泊松比等参数设置,以及使用该方法在脊柱相关疾病上的评估应用。结果表明:基于肌骨动力学与有限元的方法,对探究人体在体运动时脊柱组织层面的应力应变、椎间盘内压力(intervertebral disc pressure,IDP)等情况,提供了一种多尺度评估方法,但该种方法目前存在模型构建时间长、研究动作单一、需要验证模型有效性不足等问题,是未来脊柱生物力学领域研究需要研究的方向。

  • 坐姿人体动态特性的有限元法研究

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2023-12-18 合作期刊: 《应用力学学报》

    摘要: 为研究振动环境下人体脊椎不同部位响应特点。基于人体解剖结构创建了包括头部、脊椎、肋骨和盆骨的坐姿人体上身三维有限元模型。采用模态法提取了该模型以及不同数量节段脊椎(L3-L4、L1-L5和C1-L5)的30阶模态,并采用随机响应法计算了在垂直方向0~20 Hz白噪声激励下各个脊柱节段在X、Y和Z三个方向的加速度。发现坐姿人体上身的第一阶模态在前后方向,第二阶模态在左右方向。所有模型的第一阶垂向固有频率与现有文献结果相近,所有椎间盘平均加速度响应的峰值频率在坐姿人体垂直频率4~6 Hz范围内,从而证明了模型的有效性。研究发现:对人体影响较大的振动模态主要分布在0~12 Hz以内; 椎间盘Z加速度均方根从颈椎到腰椎不断减小,而X加速度均方根在T7-T8附近最小,在椎间盘L4-L5处最大。本研究创建的动力学模型,不仅可用于更为准确地研究人体内部动态响应规律,而且响应计算快速,为进一步提高乘坐舒适性、减少脊椎疾病提供研究方法和理论依据。

  • Reappraisal of Bothriolepis sinensis Chi, 1940 from the Tiaomachien Formation, Hunan, China

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2023-09-05 合作期刊: 《古脊椎动物学报》

    摘要: 计荣森先生于1940年基于湖南长沙附近中泥盆统跳马涧组采集到的一些以前中背片 为代表的胴甲鱼类标本命名了中华沟鳞鱼(Bothriolepis sinensis), 这是在中国正式命名的第 一种古生代脊椎动物。虽然卢立伍于1988年对后续出产于模式种产地的其他中华沟鳞鱼材 料进行了补充描述,但研究者对中华沟鳞鱼的形态学特征和系统发育仍缺乏全面认识。在 此基于计荣森先生所采集的样本及一些收藏于中国地质博物馆未正式发表的化石,对中华 沟鳞鱼进行了再研究,补充了其头部与躯甲的部分特征。与其他沟鳞鱼类相比,中华沟鳞 鱼拥有以下一系列特征:较大的听上加厚区、颅顶甲长宽比1.41.6、较宽的眶窗(宽于颅顶 甲的1/3)以及扇形的眶前凹等。系统发育分析结果显示,B. askinae并非位于沟鳞鱼支系的 最原始位置;中华沟鳞鱼与广东沟鳞鱼因同样拥有纤细的附肢近端(长宽比大于7)而形成了 一个稳定的单系。本研究中绝大部分的中国种类均位于同一支系上,该支系的共有衍征为 其胸鳍感觉管从第一腹中片延伸至第二腹中片。此外,基于深骨平台数据的古生物地理 可视化分析结果表明,沟鳞鱼类最早于艾菲尔期出现在华南与东冈瓦纳,并迅速地辐射并 扩散至全球,最终于法门期在瑞亚克洋两岸表现出了高度的物种多样性。

  • 适应“昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架”目标的中国海洋保护区政策研究

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2023-08-23 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(COP15) 通过了昆明蒙特利尔全球生物多 样性框架,确定了2030 年保护30%海洋的系列目标,我国海洋生态文明建设如何与框架目标协同增效成为 重要议题。文章从适应国际趋势、履行国际公约责任、维护海洋权益和落实海洋强国战略等方面分析了我国 加快推进海洋保护区建设的必要性,从国家资金保障、政策支持和海洋综合实力支撑等方面探讨了可行性。 总结梳理了我国海洋保护区规模小、发展慢、与国际差距大,管理理念上以陆管海、未实施陆海分类管理, 管理体制不完善、技术标准落后等问题,以问题为导向,提出完善海洋保护区管理体制、优化整合近海保护 区、推进南海国家公园建设、关注全球海洋保护治理等对策建议。

  • 使用Mimics进行 3D 重建时不同复原精度对头骨测量数值的影响

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2023-04-20

    摘要: 在古人类研究中,骨骼,尤其是头骨性状的测量是获得标本特征信息的主要手段。随着技术的发展,CT技术及三维复原技术为骨骼测量带来了巨大的便利。其中Mimics软件作为常用的三维重建软件之一,在复原过程中为使用者提供了低、中、高、最佳这四种精度的选择。我们希望获知在不同复原精度得到的模型上进行测量得到的结果存在何种程度的差异,以便在未来研究过程中选择最合适的标准。在本研究中,我们选择了顶骨矢状弦、颅周、头盖面积、乳突小房表面积、颅容量、乳突小房体积这六项性状的测量数据作为检测指标,计算同一批现代人标本在Mimics中采用不同精度复原得到的模型间测量数值的差异,根据Mimics的复原模型简化规则,我们选择未精简的最佳精度模型作为标准进行非参数检验、配对t检验及计算测量差异占比。结果表明,这六项的不同简化精度模型测量数据与最佳精度模型测量数据的非参数检验及配对t检验均具有显著差异。顶骨矢状弦、颅周、头盖面积、颅容量的测量差异占比基本均小于3%,而乳突小房表面积的低精度测量差异占比可达到50%以上,乳突小房体积低精度测量差异占比可达120%以上。除去简化过程造成的模型表面膨胀外,乳突小房的多气房结构造成不同精度之间存在的绝对差异比上一整体体量小区域而形成的巨大相对差异提示我们,在三维模型的测量中,对于头骨内部腔窦这样小体量表面粗糙的部分的复原精度选择及数据比较需要格外谨慎。

  • CropCircDB: a comprehensive circular RNA resource for crops in response to abiotic stress

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 分类: 计算机科学 >> 计算机应用技术 提交时间: 2023-02-09

    摘要: Circular RNA (circRNAs) may mediate mRNA expression as miRNA sponge. Since the community has paid more attention on circRNAs, a lot of circRNA databases have been developed for plant. However, a comprehensive collection of circRNAs in crop response to abiotic stress is still lacking. In this work, we applied a big-data approach to take full advantage of large-scale sequencing data, and developed a rich circRNA resource: CropCircDB for maize and rice, later extending to incorporate more crop species. We also designed a metric: stress detections score, which is specifically for detecting circRNAs under stress condition. In summary, we systematically investigated 244 and 288 RNASeq samples for maize and rice, respectively, and found 38 785 circRNAs in maize, and 63 048 circRNAs in rice. This resource not only supports user-friendly JBrowser to visualize genome easily, but also provides elegant view of circRNA structures and dynamic profiles of circRNA expression in all samples. Together, this database will host all predicted and validated crop circRNAs response to abiotic stress.

  • Koisio Technology-Produced Water Significantly Decreased Inflammation and Multiple Injuries in Mouse Model of Dextran Sulfate Sodium Salt-Induced Acute Colon Inflammation

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2022-12-04

    摘要: Inflammation is one of the crucial pathological factors of numerous diseases. It is critical to search for new strategies to decrease inflammation-produced damage. Our previous study has reported that Koisio technology-produced cell culture media produced increased antioxidant capacity of cell cultures. Since oxidative stress plays a significant role in inflammation-produced tissue injury, in our current study we used a mouse model of acute colon inflammation to test our hypothesis that Koisio technology-produced water may decrease inflammation-produced tissue damage. Our study has obtained evidence supporting the hypothesis: First, Koisio technology-produced water significantly attenuated inflammation-induced shortening of colon length in the mouse model of Dextran Sulfate Sodium salt (DSS)-induced acute colon inflammation; second, Koisio technology-produced water significantly attenuated colon inflammation-induced increase in DAI in the mouse model; third, Koisio technology-produced water significantly attenuated colon inflammation-induced increase in the Spleen Index in the mouse model; and fourth, Koisio technology-produced water significantly attenuated the increases in the myeloperoxidase (MPO) activity and the Eosinophil peroxidase (EPO) activity in the mouse model. Collectively, our study has provided novel evidence suggesting that Koisio technology-produced water can decrease inflammation-induced tissue damage in the mouse model of acute colon inflammation.

  • 创伤后应激障碍的组蛋白修饰机制

    分类: 心理学 >> 应用心理学 分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2021-08-11

    摘要: 创伤后应激障碍是一种具有复杂病因学的精神疾病,多发生于个体受到重大创伤事件后。创伤后应激障碍的发生发展过程受到环境和遗传易感性的共同作用,存在着较大的个体差异;而表观遗传学作为一门研究多变环境因素调控基因表达的可遗传变化的学科,近年来在创伤后应激障碍的研究中受到越来越多的重视。表观遗传机制之一——组蛋白修饰机制在创伤后应激障碍的发生中起着重要作用,并且由于组蛋白修饰可以受到多种酶的调控,其灵活的可逆化和精细调控为相应的药物研发提供了可能性和便利。因此,深入探讨创伤后应激障碍的组蛋白修饰机制,对于相关疾病的临床治疗及药物研发具有十分重要的意义。当前创伤后应激障碍的组蛋白修饰研究主要使用动物模型,临床研究较少;组蛋白的类型则主要关注组蛋白H3和H4乙酰化;此外,同以往的研究结果一致,组蛋白修饰水平的变化主要发生在前额叶、海马体和杏仁核区域,参与免疫系统、血清素系统和神经肽Y能系统等相关通路的调节。当前PTSD组蛋白修饰的研究结果间还存在较大的异质性,未来的研究应采用更加一致和实用的分析和报道方法,以最大限度地发挥研究的影响。

  • The posterior cranial portion of the earliest known Tetrapodomorph Tungsenia paradoxa and the early evolution of tetrapodomorph endocrania

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2018-12-04 合作期刊: 《古脊椎动物学报》

    摘要: Abstract Here the posterior cranial portion of the tetrapodomorph Tungsenia from the Lower Devonian (Pragian, ~409 million years ago) of Yunnan, southwest China, is reported for the first time. The pattern of posterior skull roof and the morphology of the otoccipital region of the neurocranium are described in detail, providing precious insight into the combination of cranial characters of the earliest known tetrapodomorph to date. The posterior cranium of Tungseniadisplays a mosaic of features previously linked either to basal dipnomorphs such as Youngolepis(e.g., the well-developed subjugular ridge, the strong adotic process, and the poorly developed fossa bridgei) or to typical tetrapodomorphs (e.g., the lateral dorsal aortae commenced from the median dorsal aorta postcranially). The independent ventral arcual plate is also found in the advanced tetrapodomorph Eusthenopteron. The new endocranial material of Tungsenia further fills in the morphological gap between Tetrapodomorpha (tetrapod lineage) and Dipnomorpha (lungfish lineage) and unveils the sequence of character acquisition during the initial diversification of the tetrapod lineage. The new phylogenetic analysis strongly supports the basalmost position of Tungsenia amongst the tetrapod lineage.

  • Discovery of Omeisaurus (Dinosauria: Sauropoda) in the Middle Jurassic Shaximiao Formation of Yunyang, Chongqing, China

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2018-12-04 合作期刊: 《古脊椎动物学报》

    摘要: A cervical vertebra recovered from the Middle Jurassic Lower Member of the Shaximiao Formation in Town of Puan, Yunyang County, Chongqing is assigned to an species undeterminata of the sauropod dinosaur Omeisaurus based on morphological and comparative study. The centrum of this mid-cervical is much hollower than solider with extremely developed fossa/foramen complex and has a high ratio (5.05) of its anteroposterior length excluding the articular ball divided by the mean value of the posterior articular surface mediolateral width and dorsoventral height. Additional features of this cervical include central length about twice the total vertebral height, a prominent midline keel on the central ventral surface, deep and long cavities bounded by centroprezygapophyseal lamina/ intraprezygapophyseal lamina and centropostzygapophyseal lamina/intrapostzygapophyseal lamina, respectively, a coel on the dorsal half of the postzygapophyseal centrodiapophyseal fossa, long prone epipophysis extending beyond the postzygapophysis facet, anteroposteriorly length of the neural spine about half the length of the centrum, and concavities on the anterior one third lateral surface of the neural spine. Therefore, this discovery reveals new morphological information on Omeisaurus, and this Omeisaurus-bearing Puan dinosaur quarry represents the easternmost occurrence of this genus.

  • 土体水分潜在蒸发确定方法研究进展

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 以相关领域关于土体蒸发模型研究成果为基础,结合岩土工程蒸发过程的特点,对确定土体潜在蒸发量方法的发展及现状进行介绍,并对每种理论模型的适用条件及参数的确定等进行分析。得出以下认识:(1)特定的地区、气候条件下,通过多种理论模型对比分析,确定相对合适的理论模型估算潜在蒸发量是必要的。(2)气象参数的区域性很明显,即使是具有相似气候特征的小区域,不同的气象站提供的气象资料反演的气象参数也不相同,故根据气象资料反演得到的气象参数要进行修正。(3)现有蒸发测量技术应用于岩土工程的蒸发测量中有待进一步深入研究发展。提出该课题在岩土工程领域今后的研究方向,包括土体稳定蒸发阶段蒸发机制、蒸发的滞后效应、夜间土体水分变化对蒸发的影响、通用蒸发模型的建立及实测蒸发量的尺度效应等。

  • New progress on the correlation of Chinese terrestrial Permo-Triassic strata

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2018-07-18 合作期刊: 《古脊椎动物学报》

    摘要: This paper reviews recent works on the age of Chinese terrestrial Permo-Triassic strata, mainly based on the isotopic dating and the tetrapod correlation. For the application of U-Pb dating methods for the stage-level division of Permo-Triassic strata, the best method is the Thermal Ionization Mass Spectrometer (TIMS), while the Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) can be used for many cases; however, the most popular Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICPMS), which has nearly 4% error (>8 Myr), is of little use (Li et al., 2015).

  • New ootype prismatoolithids from the Late Cretaceous, Laiyang Basin and its significance

    分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2018-07-18 合作期刊: 《古脊椎动物学报》

    摘要: Here we discribe a new ootypes of prismatoolithids found from the Late Cretaceous Jiangjunding Formation in the Laiyang Basin, Shandong Province. On the basis of characters such as elongate ovoids, smooth eggshell surface, relatively thinner eggshell thickness, prismatic eggshell units, slender pores in radial section of eggshell and little pores with round or irregular shapes in tangeital section of eggshell, we erect one new oogenus and one new oospecies: Laiyangoolithus lixiangensis oogen. et oosp. nov. The discovery of L. lixiangensis not only enriches the diversity and composition of the Laiyang Dinosaur Egg Fauna, but the paleogeographic distribution of primatoolithids as well. In addition, it provides more paleontological materials for the study of the diversity and paleogeographic distribution of troodontids in China.