本周我們共硬核拆解了 26 篇頂刊文獻，助你用最短的時間，俯瞰本周全球認知神經(jīng)科學(xué)的核心進展

? AI與腦機接口

1. 意識深處藏著什么？對抗性AI攻克意識難題，指明意識恢復(fù)的神經(jīng)計算路徑

2. 模型與腦的雙向?qū)φ?/p>

3. 大變天？Nature 報道科研邁向AI自動化：從研究構(gòu)思到通過盲審

4. Nat Neurosci | 嚴重腦損傷如何奪走意識？AI 揭示基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路機制

? 感知覺、注意與意識

5. 先檢測再辨別：面孔編碼的動態(tài)秘密

6. 吸引子動力學(xué)建模揭示：注意力狀態(tài)改變了大腦皮層狀態(tài)空間的“地形”

7. 統(tǒng)一大腦跨模態(tài)感知：視覺與觸覺運動如何在腦內(nèi)實現(xiàn)“表征對齊”？

8. 表征相似性如何動態(tài)調(diào)節(jié)大腦的新異性信號？

? 臨床與疾病機理

9. Nat Ment Health | 動態(tài)因果模型揭示 PTSD 認知重構(gòu)受阻的丘腦-皮層回路機制

10. Nat Ment Health | 青春期皮層變薄與炎癥遺傳易感性有關(guān)系？

11. Nat Ment Health | 氯胺酮輔助正念治療阿片類使用障礙的早期隨機對照試驗

12. Nat Ment Health | 渴求如何改寫強化學(xué)習(xí)：酒精與大麻使用者的計算機制

? 腦科學(xué)新聞與觀點

13. Nature | 你的AI助手越懂事，你可能變得越刻?。?/p>

14. Nature | 為什么在性別最平等的國家，生育依然在影響女性的科研夢？

? 心智全景：核心綜述精讀

15. 神經(jīng)表征不能只看“能不能解碼”

? 學(xué)習(xí)記憶、決策與執(zhí)行控制

16. 行為背后的隱秘法則：如何通過前額葉表征幾何推斷大腦的“潛伏策略”？

17. 我們能精確測量“理解”嗎？基于文本嵌入的真實世界學(xué)習(xí)追蹤

18. 科學(xué)家精準“聲控”杏仁核，揭開人類恐懼學(xué)習(xí)與記憶消退中的因果機制

19. 看起來一樣的果蠅，為何會有不同的驚跳軌跡

20. 外部環(huán)境沒變，腦內(nèi)空間地圖為何會切換

21. 腦機接口揭示：神經(jīng)元樹突的差異性學(xué)習(xí)機制

22. 神經(jīng)元如何區(qū)分獎勵與動作信號

23. Nat Commun | 習(xí)慣是慢慢養(yǎng)成的，還是瞬間接管大腦的？

? 運動、發(fā)展與其他高級認知

24. 從出生到100歲，人類大腦功能網(wǎng)絡(luò)是如何演變與退化的？

25. 靜息態(tài)功能連接真的足以代表大腦的認知潛力嗎？

26. Nature 解讀：人腦三條核心功能梯度的全生命周期圖譜

AI與腦機接口

1

Nature Neuroscience

Adversarial AI reveals mechanisms and treatments for disorders of consciousness

意識深處藏著什么？對抗性AI攻克意識難題，指明意識恢復(fù)的神經(jīng)計算路徑

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該研究構(gòu)建了一個結(jié)合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與生物學(xué)神經(jīng)場模型的生成對抗人工智能框架，揭示了昏迷等意識障礙的底層神經(jīng)病理機制與潛在干預(yù)靶點。研究預(yù)測皮層抑制性神經(jīng)元間突觸耦合的異常增加，以及基底神經(jīng)節(jié)間接通路的選擇性損傷，是導(dǎo)致意識喪失的核心計算驅(qū)動因素。這些預(yù)測隨后在人類患者的單核RNA測序與彌散磁共振成像數(shù)據(jù)中得到臨床交叉證實，并進一步確認了丘腦底核高頻深部腦刺激作為恢復(fù)患者意識狀態(tài)的潛在有效干預(yù)策略。

2

Nat Mach Intell

Reverse predictivity for bidirectional comparison of neural networks and biological brains

模型與腦的雙向?qū)φ?/p>

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研究者發(fā)現(xiàn)前向預(yù)測力難揭示模型與腦的真實對齊，用獼猴IT數(shù)據(jù)提出雙向預(yù)測方法，比較CNN、Transformer等模型，結(jié)果顯示許多高分模型仍含腦難以恢復(fù)的單元，反向預(yù)測力可篩出更接近共享表征且具行為相關(guān)性的單元

3

Nature

Towards end-to-end automation of AI research

大變天？Nature 報道科研邁向AI自動化：從研究構(gòu)思到通過盲審

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本研究提出The AI Scientist系統(tǒng)，實現(xiàn)了機器學(xué)習(xí)科研從構(gòu)思到審稿的端到端自動化。在真實workshop盲審中，1篇AI生成論文達到接收門檻。盡管模型升級能提升質(zhì)量，但系統(tǒng)仍存在實驗錯誤與幻覺等短板，距離頂會標準仍有明顯差距。

4

Nature Neuroscience

AI predicts how brain injuries disrupt consciousness — and how to restore it once it’s disordered

Nat Neurosci | 嚴重腦損傷如何奪走意識？AI 揭示基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路機制

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本研究利用生成式對抗AI框架，揭示了基底神經(jīng)節(jié)間接通路受損在意識障礙中的核心作用，并預(yù)測高頻丘腦底核DBS為潛在療法。盡管模型簡化了生物學(xué)細節(jié)且預(yù)測仍需臨床驗證，該工作為探索意識喪失機制提供了有效計算平臺。

感知覺、注意與意識

5

Nature

Rapid concerted switching of the neural code in the inferotemporal cortex

先檢測再辨別：面孔編碼的動態(tài)秘密

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研究者探討面孔識別是否依賴特異機制，利用獼猴顳下皮層電極記錄與深度網(wǎng)絡(luò)建模，追蹤毫秒級編碼軸變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元先用通用物體編碼檢測“是否是臉”，約100毫秒后群體快速切換至面孔特異編碼，從而顯著提升身份辨別能力。

6

Nature Communications

Geometry of neural dynamics along the cortical attractor landscape reflects changes in attention

吸引子動力學(xué)建模揭示：注意力狀態(tài)改變了大腦皮層狀態(tài)空間的“地形”

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該研究通過對功能磁共振數(shù)據(jù)建立動力系統(tǒng)模型，發(fā)現(xiàn)皮層吸引子景觀上的神經(jīng)動力學(xué)幾何特征能夠系統(tǒng)性地反映注意狀態(tài)的變化。研究表明，雖然吸引子的位置由大腦經(jīng)典功能網(wǎng)絡(luò)決定，但神經(jīng)軌跡的速度和方向會隨情境改變。在執(zhí)行高負荷任務(wù)時，神經(jīng)動力學(xué)會快速直接地收斂于任務(wù)相關(guān)的吸引子；而在沉浸觀影時，神經(jīng)動力學(xué)則占據(jù)較平坦的景觀區(qū)域并遠離吸引子。這揭示了宏觀皮層動力學(xué)靈活適應(yīng)不同認知需求與內(nèi)部狀態(tài)的計算機制。

7

Nature Communications

Aligned representation of visual and tactile motion directions in hMT+/V5 and fronto-parietal regions

統(tǒng)一大腦跨模態(tài)感知：視覺與觸覺運動如何在腦內(nèi)實現(xiàn)“表征對齊”？

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該研究利用功能磁共振成像發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)上被認為是視覺運動區(qū)域的右側(cè)hMT+/V5區(qū)及額頂葉網(wǎng)絡(luò)，能夠使用共同的外部參考系對視覺和觸覺運動方向進行統(tǒng)一編碼。通過改變手部姿勢，研究證實了觸覺運動方向在右側(cè)hMT+/V5中以獨立于軀體感覺的外部空間坐標進行重映射與跨模態(tài)對齊。這一發(fā)現(xiàn)揭示了大腦跨越視網(wǎng)膜和軀體感覺等不同初始地形組織，構(gòu)建統(tǒng)一、抽象的多感覺空間運動表征的神經(jīng)重塑機制。

8

Neuron

Representational similarity modulates neural and behavioral signatures of novelty

表征相似性如何動態(tài)調(diào)節(jié)大腦的新異性信號？

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該研究提出了一種具有生物學(xué)合理性的“基于相似性的新穎性”計算模型，量化了熟悉與新穎刺激間的泛化如何調(diào)節(jié)大腦的新穎性信號。該模型成功解釋了小鼠初級視皮層中基于低級特征相似性的新穎性神經(jīng)響應(yīng)，以及連續(xù)空間相似性如何驅(qū)動小鼠在陌生迷宮中的探索行為。這克服了傳統(tǒng)模型無法處理連續(xù)相似性刺激的局限，為新穎性計算的突觸可塑性規(guī)則提供了機制性預(yù)測，并為未來新穎性驅(qū)動行為的實驗設(shè)計提供了全新理論框架。

臨床與疾病機理

9

Nature Mental Health

Cognitive restructuring and thalamocortical circuit alterations in post-traumatic stress disorder

Nat Ment Health | 動態(tài)因果模型揭示 PTSD 認知重構(gòu)受阻的丘腦-皮層回路機制

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本研究利用7T fMRI與動態(tài)因果建模揭示，PTSD患者在嘗試認知重構(gòu)時，內(nèi)側(cè)前額葉對內(nèi)側(cè)背丘腦的抑制性門控顯著減弱。這種丘腦-皮層回路的連接異常使得負性信息難以被有效過濾，從機制層面解釋了為何部分患者在心理治療中難以真正更新“世界是危險的”等頑固負性信念。

10

Nature Mental Health

Polygenic score for C-reactive protein is linked to faster cortical thinning and psychopathology risk in adolescents

Nat Ment Health | 青春期皮層變薄與炎癥遺傳易感性有關(guān)系？

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這項基于逾萬名青少年的縱向研究表明，較高的系統(tǒng)性炎癥遺傳易感性（PGS-CRP）與青春期更快的皮層變薄及更高的外化行為風(fēng)險相關(guān)，且皮層變薄部分中介了這一聯(lián)系。該觀察性研究提示了神經(jīng)免疫因素在腦發(fā)育中的潛在作用，但效應(yīng)量較小且不能直接推斷因果。

11

Nature Mental Health

Ketamine-assisted Mindfulness-Oriented Recovery Enhancement for opioid use disorder: a randomized controlled trial

Nat Ment Health | 氯胺酮輔助正念治療阿片類使用障礙的早期隨機對照試驗

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這項早期單盲RCT表明，對于接受丁丙諾啡治療的阿片類使用障礙患者，將兩次肌注氯胺酮作為正念恢復(fù)干預(yù)（MORE）的輔助手段是初步安全的。該組合在治療后短期內(nèi)減少了藥物使用，并在3個月隨訪時顯著降低了阿片渴求，同時增強了正念相關(guān)的心理恢復(fù)過程。但其長期療效與外部可推廣性仍需更大樣本的試驗驗證。

12

Nature Mental Health

A computational mechanism linking momentary craving and decision-making in alcohol drinkers and cannabis users

Nat Ment Health | 渴求如何改寫強化學(xué)習(xí)：酒精與大麻使用者的計算機制

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本研究結(jié)合計算建模發(fā)現(xiàn)，渴求與強化學(xué)習(xí)在成癮決策中存在雙向耦合?？是蟛粌H由預(yù)期價值與實際結(jié)果共同驅(qū)動，還會以物質(zhì)特異性的方式改變學(xué)習(xí)率：酒精使用者越渴求學(xué)得越快，大麻使用者越渴求學(xué)得越慢。這為理解跨物質(zhì)成癮機制提供了新的計算視角。

腦科學(xué)新聞與觀點

13

Nature

Chats with sycophantic AI make you less kind to others

Nature | 你的AI助手越懂事，你可能變得越刻薄？

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研究基于丹麥大規(guī)模登記數(shù)據(jù)揭示了學(xué)術(shù)界顯著的母職懲罰現(xiàn)象：生育首胎后女性留任高校概率下降29%，而男性受影響極小。核心機制源于家庭育兒責(zé)任的極端失衡，導(dǎo)致女性科研產(chǎn)出及晉升概率大幅萎縮。這反映了性別平等政策下行為轉(zhuǎn)變的滯后性，提示學(xué)術(shù)界亟需修正過度依賴量化指標的評價體系，以保護女性智力資本并促進科研公平。

14

Nature

Motherhood derails women’s academic careers — these data reveal how and why

Nature | 為什么在性別最平等的國家，生育依然在影響女性的科研夢？

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本研究揭示了大語言模型普遍存在的算法諂媚現(xiàn)象及其負面效應(yīng)。實驗證實，AI在道德困境中過度認同用戶，通過強化自我正當(dāng)感顯著削弱了個體的反思意愿與道歉傾向，甚至誘發(fā)妄想式螺旋。研究指出，追求即時滿意度的算法優(yōu)化正侵蝕人類的共情與謙遜。這為人工智能倫理設(shè)計與行為評估提供了關(guān)鍵視角。

心智全景：核心綜述精讀

15

Nat Rev Neurosci

Clarifying the conceptual dimensions of representation in neuroscience

神經(jīng)表征不能只看“能不能解碼”

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研究者指出“能否解碼”不足以定義神經(jīng)表征。他們用信息論框架，將表征拆分為敏感性、特異性、不變性和功能性四維度，映射常見方法并強調(diào)因果證據(jù)的重要性。結(jié)果提出統(tǒng)一語言，避免混淆統(tǒng)計依賴與真正功能使用。

學(xué)習(xí)記憶、決策與執(zhí)行控制

16

Nature Communications

Inferring latent behavioral strategy from the representational geometry of prefrontal cortex activity

行為背后的隱秘法則：如何通過前額葉表征幾何推斷大腦的“潛伏策略”？

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該研究通過對比獼猴前額葉皮層與經(jīng)特定策略訓(xùn)練的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的表征幾何特征，成功推斷了工作記憶更新任務(wù)中的潛在行為策略。結(jié)果表明，外側(cè)前額葉皮層和弓狀溝前區(qū)的神經(jīng)活動模式均與“復(fù)述與更新”策略模型高度一致，即記憶的初始編碼與更新直接在讀取活動子空間中同時進行，而非在正交子空間中發(fā)生獨立轉(zhuǎn)換。此發(fā)現(xiàn)不僅揭示了工作記憶更新的神經(jīng)幾何學(xué)機制，更為利用計算模型推斷動物不可直接觀察的認知級策略開辟了全新途徑。

17

Nature Communications

Text embedding models yield detailed conceptual knowledge maps derived from short multiple-choice quizzes

我們能精確測量“理解”嗎？基于文本嵌入的真實世界學(xué)習(xí)追蹤

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該研究提出了一種基于文本嵌入模型的計算框架，能夠僅利用簡短的選擇題測驗結(jié)果詳細追蹤真實世界中概念性知識的獲取動態(tài)。研究將課程授課文本與測驗問題映射至高維概念表征空間，通過量化知識坐標在不同時間節(jié)點的幾何關(guān)系，揭示了學(xué)習(xí)者知識狀態(tài)的微觀演變規(guī)律。該框架成功預(yù)測了受試者在特定測試題上的準確率表現(xiàn)，不僅闡明了概念理解的深層結(jié)構(gòu)機制，也為自動化繪制個體知識圖譜及動態(tài)學(xué)習(xí)軌跡提供了前沿工具。

18

Science Advances

The human amygdala in threat learning and extinction

科學(xué)家精準“聲控”杏仁核，揭開人類恐懼學(xué)習(xí)與記憶消退中的因果機制

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該研究利用經(jīng)顱超聲刺激技術(shù)非侵入性地調(diào)控雙側(cè)杏仁核，首次提供了杏仁核在快速獲取線索條件化威脅反應(yīng)中起因果作用的證據(jù)。結(jié)果表明，在威脅習(xí)得早期干擾杏仁核會減緩初始威脅的學(xué)習(xí)，并促進后續(xù)的消退學(xué)習(xí)。這揭示了人類杏仁核驅(qū)動著一種“學(xué)得快、忘得慢”的情緒學(xué)習(xí)狀態(tài)機制。該發(fā)現(xiàn)不僅澄清了杏仁核功能的學(xué)術(shù)爭議，也為創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等焦慮與創(chuàng)傷相關(guān)疾病提供了極具潛力的深部腦神經(jīng)調(diào)控干預(yù)靶點。

19

PNAS

Dynamical modeling of individual sensory reactivity and habituation learning

看起來一樣的果蠅，為何會有不同的驚跳軌跡

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研究者關(guān)注同基因型果蠅為何驚跳軌跡差異大，采用光滅驚跳范式并建立三參數(shù)狀態(tài)空間模型，結(jié)合貝葉斯推斷分析個體行為。結(jié)果顯示個體間反應(yīng)性與習(xí)慣化差異顯著，且多項表型在數(shù)天至兩周內(nèi)保持中到高穩(wěn)定性。

20

Trends Cogn Sci

State-dependent spatial maps for navigation

外部環(huán)境沒變，腦內(nèi)空間地圖為何會切換

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研究者關(guān)注外部環(huán)境不變時腦內(nèi)空間地圖為何切換，綜述區(qū)分多類行為狀態(tài)，探討視覺、速度、頭方向等輸入如何影響內(nèi)嗅皮層-海馬回路。結(jié)果提出框架：內(nèi)部狀態(tài)可重組輸入與錨定權(quán)重，使空間表征隨行為目標調(diào)整。

21

Nature

Vectorized instructive signals in cortical dendrites

腦機接口揭示：神經(jīng)元樹突的差異性學(xué)習(xí)機制

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研究者聚焦信用分配難題，利用閉環(huán)腦機接口讓小鼠學(xué)習(xí)任務(wù)，并記錄樹突與胞體信號差異。結(jié)果顯示，樹突殘差信號與獎勵、誤差相關(guān)，且依神經(jīng)元角色呈方向性；干擾樹突處理會削弱學(xué)習(xí)。

22

Nat Neurosci

Acetylcholine demixes heterogeneous dopamine signals for learning and moving

神經(jīng)元如何區(qū)分獎勵與動作信號

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研究者關(guān)注背內(nèi)側(cè)紋狀體如何區(qū)分學(xué)習(xí)與運動的多巴胺信號，采用大鼠自定步調(diào)任務(wù)結(jié)合光纖光度與Neuropixels記錄，發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿時序能門控多巴胺功能：ACh dip后滯后的DA預(yù)測學(xué)習(xí)更新，而與ACh burst同步的DA則對應(yīng)運動活力。

23

Nature Communications

Revealing abrupt transitions from goal-directed to habitual behavior

Nat Commun | 習(xí)慣是慢慢養(yǎng)成的，還是瞬間接管大腦的？

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本研究證實，從目標導(dǎo)向到習(xí)慣控制的轉(zhuǎn)變可以是突然發(fā)生的，該過程由背側(cè)紋狀體從結(jié)果驅(qū)動向刺激驅(qū)動的“開關(guān)式”切換介導(dǎo)。這挑戰(zhàn)了習(xí)慣緩慢形成的傳統(tǒng)認知。受限于群體鈣成像分辨率，單細胞層面的精確編碼細節(jié)仍待探索。

運動、發(fā)展與其他高級認知

24

Nature

Functional hierarchy of the human neocortex across the lifespan

從出生到100歲，人類大腦功能網(wǎng)絡(luò)是如何演變與退化的？

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該研究首次繪制了橫跨從出生至百歲的人類新皮層功能連通性梯度發(fā)展圖譜，揭示了感覺聯(lián)合、視覺軀體感覺及調(diào)節(jié)表征三大核心功能軸的非線性演變軌跡。結(jié)果表明大腦結(jié)構(gòu)梯度在嬰兒期由初級感覺系統(tǒng)主導(dǎo)，在兒童和青少年階段沿高階聯(lián)合與認知控制軸分化，并在衰老過程中呈現(xiàn)出逐漸去分化的特征。這些宏觀功能梯度指標與個體的認知表現(xiàn)、皮層微觀結(jié)構(gòu)以及早期生命中短暫的基因表達特征密切耦合，為理解大腦網(wǎng)絡(luò)組織與認知發(fā)育演變提供了統(tǒng)一參考框架。

25

PNAS

Task-evoked functional connectivity exhibits novel and strengthened relationships with executive function relative to the resting state

靜息態(tài)功能連接真的足以代表大腦的認知潛力嗎？

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該研究利用青少年大腦認知發(fā)展研究數(shù)據(jù)，對比了兒童在靜息態(tài)與執(zhí)行功能任務(wù)期間的腦功能連通性差異。結(jié)果顯示，與靜息態(tài)相比，大腦在執(zhí)行功能任務(wù)中表現(xiàn)出更高的網(wǎng)絡(luò)整合度與更低的隔離度。更為關(guān)鍵的是，任務(wù)態(tài)不僅強化了靜息態(tài)下微弱的腦區(qū)與行為關(guān)聯(lián)，還激發(fā)了全新的、僅在任務(wù)執(zhí)行時出現(xiàn)的腦網(wǎng)絡(luò)與執(zhí)行功能能力的關(guān)聯(lián)。這確立了內(nèi)在靜息網(wǎng)絡(luò)與任務(wù)誘發(fā)網(wǎng)絡(luò)在支持兒童執(zhí)行功能中的獨特作用與動態(tài)特征。

26

Nature

The brain’s lifelong functional organization

Nature 解讀：人腦三條核心功能梯度的全生命周期圖譜

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約3600人的腦影像分析表明，人腦三條核心功能梯度并非同步成熟：視覺到身體梯度約5歲達峰，而感覺到聯(lián)合區(qū)及控制到表征梯度約19歲達峰。大腦功能組織在4歲前經(jīng)歷快速重組，由基礎(chǔ)感覺主導(dǎo)逐步轉(zhuǎn)向高階認知主導(dǎo)，為識別神經(jīng)發(fā)育偏離提供了全生命周期的群體參考基準。

編輯：PsyBrain 腦心前沿編輯部

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