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一种深度神经网络多步延迟参数更新并行优化方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：巨涛康贺廷刘帅丁肖健王龙翔兰州交通大学电子与信息工程学院西安交通大学计算机科学与技术学院

为解决深度神经网络（deep neural network，DNN）分布式数据并行训练中因聚合节点梯度进行全局梯度参数更新而导致的高通信开销问题，提出了一种DNN多步延迟参数更新并行优化方法。首先设计了一种自适应多步更新间隔选择策略，通过多... 详细信息

为解决深度神经网络（deep neural network，DNN）分布式数据并行训练中因聚合节点梯度进行全局梯度参数更新而导致的高通信开销问题，提出了一种DNN多步延迟参数更新并行优化方法。首先设计了一种自适应多步更新间隔选择策略，通过多次本地迭代，再聚合节点梯度，以降低频繁通信造成的额外开销；同时提出了一种参数修正策略，防止本地模型在多步本地更新后偏离全局模型，从而保证训练精度；其次在聚合梯度时，将梯度张量切分为子张量，在梯度聚合过程中实现通信与计算的最大化重叠，进一步加速模型训练；最后在CIFAR-100和ImageNet-mini数据集上，将本文方法与SSGD、Local SGD训练方法进行实验对比。实验结果表明，本文方法可以在保证模型训练精度的基础上，显著减少因参数更新引入的通信开销，可以实现通信与计算的最大化重叠、充分利用计算资源进提升并行训练速度。研究结果可为降低DNN分布式训练过程中的通信开销提供新的方案。

关键词：深度神经网络数据并行通信调度参数更新计算与通信重叠

生物反馈助力电刺激对慢性非特异性腰痛患者下肢步行功能的改善

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 547-553页

作者：郑翔张明兴黄雅单莎瑞广东药科大学附属第一医院广东省广州市510080

背景:国内外关于慢性非特异性腰痛生物反馈疗法和三维步态功能分析的相关研究已开展很多,但是对二者结合的研究少有报道。目的:利用三维步态分析采集步态参数数据,研究生物反馈助力电刺激对慢性非特异性腰痛患者步行能力的改变效果。方... 详细信息

背景:国内外关于慢性非特异性腰痛生物反馈疗法和三维步态功能分析的相关研究已开展很多,但是对二者结合的研究少有报道。目的:利用三维步态分析采集步态参数数据,研究生物反馈助力电刺激对慢性非特异性腰痛患者步行能力的改变效果。方法:选择2021年6月至2022年9月在广东药科大学附属第一医院收治的60例慢性非特异性腰痛患者,男34例,女26例,年龄32-58岁。采用随机数字表法将60例患者分为对照组(n=30)与试验组(n=30),两组患者均接受腰部动态干扰电的常规治疗(20 min/次,1次/d,每周5次,持续治疗20次),对照组患者在常规治疗的基础上进行仰卧搭桥和俯卧搭桥的悬吊核心肌群训练(每周5次,持续治疗20次),试验组在对照组治疗的基础上进行生物反馈助力电刺激治疗(20 min/次,1次/d,每周5次,持续治疗20次)。比较分析两组患者治疗前后的腰痛评分、肌电信号平均值和步态参数。结果与结论:①两组患者治疗结束后的数字类比表评分、日本骨科协会(JOA)评分、Oswestry功能障碍指数均较治疗前明显改善(P<0.05),试验组治疗结束后的数字类比表评分、JOA评分、Oswestry功能障碍指数均优于对照组(P<0.05);②两组患者治疗结束后的腹直肌、臀大肌、竖脊肌表面肌电平均值均高于治疗前(P<0.05),试验组治疗结束后的腹直肌、臀大肌、竖脊肌表面肌电平均值均高于对照组(P<0.05);③两组患者治疗结束后的步宽、步速、步频、健患侧步长比值、健患侧支撑相比值、患健侧摆动相比值、健患侧髋关节及膝关节矢状面活动度和健患侧足偏角均优于治疗前(P<0.05),试验组治疗结束后的上述指标均优于对照组(P<0.05);④结果表明,生物反馈助力电刺激能明显缓解慢性非特异性腰痛,改善了患者下肢步行功能。

关键词：三维步态生物反馈助力电刺激慢性非特异性腰痛步行功能核心稳定训练

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塔里木马鹿抗氧化基因PRDX1的功能初探

畜牧兽医学报 2025年

作者：布威海丽且姆·阿巴拜科日艾合麦提尼亚孜·艾合麦提江乃比江·麦图荪单文娟新疆和田学院新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室新疆和田特色中医药研究重点实验室武汉大学生命科学学院

旨在探讨塔里木马鹿抗氧化功能基因过氧化物酶1（PRDX1）在氧化应激中对细胞的保护作用。本研究利用塔里木马鹿PRDX1基因（CeyPRDX1）过表达载体（pLJM1-CeyPRDX1-EGFP）感染人永生化上皮角质形成细胞株HaCaT后，通过MTT法建立HaCaT细... 详细信息

旨在探讨塔里木马鹿抗氧化功能基因过氧化物酶1（PRDX1）在氧化应激中对细胞的保护作用。本研究利用塔里木马鹿PRDX1基因（CeyPRDX1）过表达载体（pLJM1-CeyPRDX1-EGFP）感染人永生化上皮角质形成细胞株HaCaT后，通过MTT法建立HaCaT细胞在高温、盐（NaCl）和过氧化氢(H2O2)等胁迫条件下的损伤模型。在这3种氧化应激胁迫条件下检测过表达CeyPRDX1基因对细胞的凋亡率、线粒体膜电位变化（JC-1）、活性氧（ROS）含量、丙二醛（MDA）含量以及SOD1、PTEN和Caspase-3等基因mRNA相对表达量的影响。结果表明，将200 mmol·L-1的NaCl干预细胞24 h、0.50 mmol·L-1的H2O2处理细胞12 h和42 ℃培养细胞4 h选为细胞氧化损伤的最佳胁迫条件。在此胁迫条件下，过表达CeyPRDX1基因能够增加细胞存活率，并减少由NaCl、H2O2和高温等胁迫条件诱导的细胞凋亡率、线粒体膜电位的损伤、ROS以及MDA含量，从而有效降低氧化应激诱导的细胞损伤。qRT- PCR结果表明，在3种胁迫条件下，与未感染和感染空载慢病毒的HaCaT细胞相比，感染CeyPRDX1过表达慢病毒的HaCaT细胞中SOD1的mRNA表达量显著升高（P＜0.001），而PTEN和凋亡相关基因Caspase-3的mRNA表达量显著下降（P＜0.01）。本研究结果表明， CeyPRDX1基因可能在塔里木马鹿适应极端干旱环境和耐受高盐饮食的过程中起到保护细胞免受氧化应激损伤的作用。其作用可能与SOD1、PTEN和Caspase-3等基因的表达调控有关。

关键词：塔里木马鹿PRDX1基因 HaCaT细胞 CeyPRDX1过表达氧化应激

三维有限元分析不同工况下牵引上颌埋伏尖牙牙周应力分布

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2907-2913页

作者：吾斯曼江•依明祖丽胡马尔•努尔艾合买提赛地热娅•阿不力米提妮呄热•西尔买买提王凌古力巴哈•买买提力新疆医科大学第二附属医院口腔科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

背景:在正畸治疗埋伏尖牙过程中,粘接正畸附件的部位、角度、力值对牵引效果及牙周有较大影响,但目前对合适牵引部位、角度和牵引力值大小的相关研究较少。目的:通过三维有限元分析正畸矫治过程中不同牵引力作用下上颌埋伏尖牙的牙周应... 详细信息

背景:在正畸治疗埋伏尖牙过程中,粘接正畸附件的部位、角度、力值对牵引效果及牙周有较大影响,但目前对合适牵引部位、角度和牵引力值大小的相关研究较少。目的:通过三维有限元分析正畸矫治过程中不同牵引力作用下上颌埋伏尖牙的牙周应力分布。方法:选用1例上颌埋伏尖牙患者的锥形束CT扫描数据,建立包括埋伏尖牙、上颌骨骼及其周围支持结构在内的三维有限元模型,在埋伏尖牙唇侧切1/3、中1/3及颈1/3部位,分别施加与牙齿长轴呈60°,90°,120°角的牵引力(30,60,90 g),分析埋伏尖牙牙周膜Von Mises应力分布。结果与结论:①不同工况下埋伏尖牙的牙周应力分布基本相似:在尖牙切1/3施力时,模型中靠近颈部牙周膜Von Mises应力较小,舌面近颈部牙周膜Von Mises应力较大;在尖牙中1/3施力时,模型中靠近颈部牙周膜Von Mises应力较小,唇面近颈部牙周膜Von Mises应力较大;当在尖牙颈1/3施力时,模型中靠近牙颈部牙周膜Von Mises应力较小,唇面中部牙周膜Von Mises应力较大。②当施力部位、角度相同时,随着施加力的增加,牙周膜最大Von Mises应力呈增加趋势;当施加力大小、角度相同时,尖牙切1/3、中1/3及颈1/3部位牙周膜最大Von Mises应力呈递减趋势。在尖牙切1/3部位施加相同大小的力时,随着施力角度的增加,牙周膜最大和最小Von Mises应力均呈减少趋势;在尖牙颈1/3施加相同大小的力时,随着施力角度的增加,牙周膜最大Von Mises应力呈递增趋势。③结果显示,牵引上颌埋伏尖牙尽量在靠近牙颈部的部位粘接托槽,牵引上颌埋伏尖牙时牵引方向与牵引部位有关,牵引力一般为30-60 g之间。

关键词：正畸矫治上颌埋伏尖牙三维有限元牙周膜应力阻生牙

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镉污染下AMF和纳米二氧化钛对萱草光合生理和镉吸收的影响

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草业科学 2025年

作者：刘振羽张杰西郝婷婷陈晖刘家宁苑红丹天津市生态环境监测中心北京建工环境修复股份有限公司天津天滨同盛环境科技有限公司中国农业大学资源与环境学院

以萱草（Hemerocallis fulva）“Golden Doll”为试材，采用室内盆栽试验，探究50 mg·kg-1镉（Cd）污染下接种丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）与根施T1(100 mg·L-1)、T2(200 mg·L-1)、T3(400 mg·L-1) 浓度纳米二氧化钛 (TiO2NPs) 及其复合处理对萱草生长、叶绿素和叶绿素荧光参数、气体交换参数、Cd吸收及抗氧化系统的影响，以探明两者在Cd污染下增强萱草抗性的作用。结果发现：Cd污染土壤种植萱草的株高、叶片数、地上部和根系生物量均显著下降，根施不同浓度TiO2NPs和TiO2NPs+AMF处理均可以缓解萱草生长受到的抑制。与Cd处理相比，Cd+T2+AMF处理的萱草叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、叶绿素a/b以及类胡萝卜含量分别增加53.8%、29.7%、48.6%、18.4%和25.8%，叶绿素荧光参数中PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和光化学猝灭系数（qP）分别增加14.6%、60.7%和67.6%，而非光化学猝灭系数（NPQ）呈下降趋势。Cd污染抑制了萱草净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的增长，Cd+T2+AMF处理能显著提高Pn。同时，根施不同浓度TiO2NPs和TiO2NPs+AMF处理能够降低萱草地上部和根系Cd含量，提高萱草Cd转运系数并降低富集系数，激活植物叶片中过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性并增加非酶抗氧化剂抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）以及总黄酮（TF）含量来缓解萱草受到的氧化胁迫。总体上，Cd+T2+AMF处理增强萱草抗Cd污染胁迫的效果最好。

关键词： AMF TiO NPs 萱草光合特性叶绿素抗氧化酶

论“坚持扎根中国大地办教育”的思想指向——学习习近平总书记关于教育的重要论述

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北京教育(高教) 2025年第1期 5-11页

作者：解德渤刘亚莎大连理工大学高等教育研究院

2024年是“坚持扎根中国大地办教育”思想提出10周年。“坚持扎根中国大地办教育”是习近平总书记关于教育重要论述的重要组成部分，具有明确的思想指向。举办中国特色、世界水平的教育，这是坚持扎根中国大地办教育的总体目标；举办独... 详细信息

2024年是“坚持扎根中国大地办教育”思想提出10周年。“坚持扎根中国大地办教育”是习近平总书记关于教育重要论述的重要组成部分，具有明确的思想指向。举办中国特色、世界水平的教育，这是坚持扎根中国大地办教育的总体目标；举办独立自主、开放包容的教育，这是坚持扎根中国大地办教育的基本原则；举办祖国需要、人民满意的教育，这是坚持扎根中国大地办教育的价值追求。三者既自成思想系统又互成思想系统，共同组成“坚持扎根中国大地办教育”的思想版图。

关键词：坚持扎根中国大地办教育中国特色思想指向中国式教育现代化

新疆提孜那甫河流域平原区地下水化学特征及其影响因素

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南水北调与水利科技(中英文) 2025年

作者：赵纳言周金龙姜凤丁启振新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

在新疆提孜那甫河流域平原区采集23组地下水水样、6组地表水水样，综合运用数理统计法、水化学法和正演模型（英文全称，FM），定性－定量揭示研究区地下水化学特征以及影响因素。结果表明：研究区地下水呈弱碱性；地下水中优势阴、阳... 详细信息

在新疆提孜那甫河流域平原区采集23组地下水水样、6组地表水水样，综合运用数理统计法、水化学法和正演模型（英文全称，FM），定性－定量揭示研究区地下水化学特征以及影响因素。结果表明：研究区地下水呈弱碱性；地下水中优势阴、阳离子分别为SO42-和Na+；单一结构含水层的潜水、多层结构含水层的潜水和多层结构含水层的承压水的水化学类型由SO4·HCO3－Na型→SO4·Cl－Na型→Cl·SO4－Na型转变。研究区地下水水化学组分受岩石风化作用和阳离子交替吸附作用的影响，而岩石风化中蒸发盐岩的风化是地下水水化学组分的主控因素。单一结构含水层的潜水、多层结构含水层的潜水和多层结构含水层的承压水中岩石风化是地下水溶质的主要来源（分别占80.29%、89.04%和93.99%），河水输入具有一定影响（分别占18.37%、10.64%和5.75%），人类活动影响最小（分别占1.34%、0.32%和0.26%）。研究结果可以为区域地下水水质保护提供理论依据。

关键词：提孜那甫河流域平原区地下水化学特征水化学成因正演模型

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晋华宫煤矿在煤矿地质防治水中的技术研究

煤矿现代化 2025年第1期34卷 107-111页

作者：蒋莎莎晋能控股煤业集团有限责任公司晋华宫矿山西大同037016

工作面顶板突水和水资源短缺是我国山西地区矿区面临的两大难题,采用现场实测、相似模拟和理论分析相结合的方法,构建了试验矿井上行和下行开采的物理模型,分析了不同开采顺序下顶板突水的动态演化规律和突水机理。结果表明,晋华宫煤矿... 详细信息

工作面顶板突水和水资源短缺是我国山西地区矿区面临的两大难题,采用现场实测、相似模拟和理论分析相结合的方法,构建了试验矿井上行和下行开采的物理模型,分析了不同开采顺序下顶板突水的动态演化规律和突水机理。结果表明,晋华宫煤矿下向开采后,11号煤层导水裂隙最大发育高度为43.1 m,裂隙采动比为14.4。在采动裂隙与顶板含水层的连接处形成突水通道,煤层的安全开采受到采空区突水的威胁。因此,通过比值检验和“三带”判别方法确定了上行开采的可行性,并对比了上行开采和下倾开采时的突水通道演化,提出采用上行开采控制顶板突水,该研究为晋华宫煤矿顶板突水灾害的防治提供了依据。

关键词：顶板突水突水通道上行开采

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微藻蛋白质的提取纯化及其在食品应用中的现状与挑战

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食品工业科技 2025年

作者：张林彤杨雅丹艾依涵柳鑫李晋杰武汉轻工大学食品科学与工程学院大宗粮油精深加工教育部重点实验室军事科学院系统工程研究院

微藻蛋白作为一种新兴的植物基蛋白源，因其丰富的营养价值，近年来在食品工业中备受关注。本研究综述了微藻蛋白的营养特性，包括其高蛋白质含量、良好的氨基酸组成、抗氧化性等理化性质，分析了微藻蛋白的提纯工艺、在食品领域中的应... 详细信息

微藻蛋白作为一种新兴的植物基蛋白源，因其丰富的营养价值，近年来在食品工业中备受关注。本研究综述了微藻蛋白的营养特性，包括其高蛋白质含量、良好的氨基酸组成、抗氧化性等理化性质，分析了微藻蛋白的提纯工艺、在食品领域中的应用现状，并概述了微藻蛋白在商业化发展中面临的若干挑战，主要包括高生产成本、感官特性如风味和质地的改善需求等。为进一步推动微藻蛋白的广泛应用，提出未来研究应聚焦于生产工艺的优化、风味改善技术的创新以及其功能性特性的提升。

关键词：微藻蛋白功能特性食品应用挑战生产工艺