Neuromorphic perception systems inspired by biology have tremendous potential in efficiently processing multi-sensory signals from the physical world, but a highly efficient hardware element capable of sensing and encoding multiple physical signals is still lacking. Here, we report a spike-based neuromorphic perception system consisting of calibratable artificial sensory neurons based on epitaxial VO2, where the high crystalline quality of VO2 leads to significantly improved cycle-to-cycle uniformity. A calibration resistor is introduced to optimize device-to-device consistency, and to adapt the VO2 neuron to different sensors with varied resistance level, a scaling resistor is further incorporated, demonstrating cross-sensory neuromorphic perception component that can encode illuminance, temperature, pressure and curvature signals into spikes. These components are utilized to monitor the curvatures of fingers, thereby achieving hand gesture classification. This study addresses the fundamental cycle-to-cycle and device-to-device variation issues of sensory neurons, therefore promoting the construction of neuromorphic perception systems for e-skin and neurorobotics.

Abstract Background DNA methylation clocks emerged as a tool to determine biological aging and have been related to mortality and age-related diseases. Little is known about the association of DNA methylation age (DNAm age) with coronary heart disease (CHD), especially in the Asian population. Results Methylation level of baseline blood leukocyte DNA was measured by Infinium Methylation EPIC BeadChip for 491 incident CHD cases and 489 controls in the prospective China Kadoorie Biobank. We calculated the methylation age using a prediction model developed among Chinese. The correlation between chronological age and DNAm age was 0.90. DNA methylation age acceleration (Δage) was defined as the residual of regressing DNA methylation age on the chronological age. After adjustment for multiple risk factors of CHD and cell type proportion, compared with participants in the bottom quartile of Δage, the OR (95% CI) for CHD was 1.84 (1.17, 2.89) for participants in the top quartile. One SD increment in Δage was associated with 30% increased risk of CHD (OR = 1.30; 95% CI 1.09, 1.56; Ptrend = 0.003). The average number of cigarette equivalents consumed per day and waist-to-hip ratio were positively associated with Δage; red meat consumption was negatively associated with Δage, characterized by accelerated aging in those who never or rarely consumed red meat (all P < 0.05). Further mediation analysis revealed that 10%, 5% and 18% of the CHD risk related to smoking, waist-to-hip ratio and never or rarely red meat consumption was mediated through methylation aging, respectively (all P for mediation effect < 0.05). Conclusions We first identified the association between DNAm age acceleration and incident CHD in the Asian population, and provided evidence that unfavorable lifestyle-induced epigenetic aging may play an important part in the underlying pathway to CHD.

Abstract Compelling evidence continues to build to support the idea that SARS-CoV-2 Neutralizing Antibody (NAb) levels in an individual can serve as an important indicator of the strength of protective immunity against infection. It is not well understood why NAb levels in some individuals remain high over time, while in others levels decline rapidly. In this work, we present a two-population mathematical model of within-host NAb dynamics in response to vaccination. By fitting only four host-specific parameters, the model is able to capture individual-specific NAb levels over time as measured by the AditxtScore ™ for NAbs. The model can serve as a foundation for predicting NAb levels in the long-term, understanding connections between NAb levels, protective immunity, and break-through infections, and potentially guiding decisions about whether and when a booster vaccination may be warranted.

3',3'-cyclic GMP-AMP (cGAMP) is the third cyclic dinucleotide (CDN) to be discovered in bacteria. No activators of cGAMP signaling have yet been identified, and the signaling pathways for cGAMP have appeared narrowly distributed based upon the characterized synthases, DncV and Hypr GGDEFs. Here we report that the ubiquitous second messenger cyclic AMP (cAMP) is an activator of the Hypr GGDEF enzyme GacB from Myxococcus xanthus. Furthermore, we show that GacB is inhibited directly by cyclic di-GMP, which provides evidence for cross-regulation between different CDN pathways. Finally, we reveal that the HD-GYP enzyme PmxA is a cGAMP-specific phosphodiesterase (GAP) that promotes resistance to osmotic stress in M. xanthus. A signature amino acid change in PmxA was found to reprogram substrate specificity and was applied to predict the presence of non-canonical HD-GYP phosphodiesterases in many bacterial species, including phyla previously not known to utilize cGAMP signaling.