人类顶缘回中单神经元对内部语言的表征

《Internal Speech Representation by Single Neurons in Human Supramarginal Gyrus》科学报道 背景介绍 近年来,脑机接口(BMIs, Brain-Machine Interfaces)技术在语音解码领域取得了显著进展。BMIs通过将大脑信号转化为语音或音频输出,使得那些因疾病或损伤失去说话能力的人能够重新交流。然而,尽管在有声语音、尝试语音和模拟语音解码方面取得了重要进展,内在语言(internal speech)的解码研究却相对稀缺且功能性较低。这篇文章旨在解决内在语言解码过程中存在的挑战,尤其是确定从哪些大脑区域能够解码出内在语言。研究的重点是位于顶下小叶(Supramarginal Gyrus,SMG)和初级躯体...

帕金森病中的全脑 1/f 指数地形图

帕金森病中的全脑 1/f 指数地形图

全脑1/f指数在帕金森病中的拓扑图谱 作者: Pascal Helson、Daniel Lundqvist、Per Svenningsson、Mikkel C. Vinding、Arvind Kumar 研究背景 帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)是一种进行性和使人衰弱的大脑疾病,以运动障碍为主要特征,但也会对感知和认知处理产生影响。由于症状的广泛性和多种神经调节器(如多巴胺)的脑遍布投射,许多脑区在PD中被同时影响。为了表征与疾病相关的全脑神经元功能变化,本研究分析了PD患者和健康对照者的静息态磁脑图(Magnetoencephalogram,MEG)。 传统的光谱分析已表明,PD患者的神经活动频谱在低频(θ波和α波)增加,而在高频(α波和γ波)减少。动力学的分析也显...

k-emophone: 包含情绪、压力和注意力标签的移动和可穿戴数据集

科学数据报道 | K-emophone: 一种带有原地情绪、应激和注意力标签的移动和可穿戴数据集 背景介绍 随着低成本移动和可穿戴传感器的普及,许多研究已经利用这些设备来跟踪和分析人类的心理健康、生产力以及行为模式。然而,迄今为止,尽管在实验室环境下采集的数据集已有所发展,仍存在缺少在真实世界情境中采集到情绪、应激和注意力等标签的数据集,这限制了情感计算 (Affective Computing) 和人机交互 (Human-computer Interaction) 领域的研究进展。 研究来源 本文的研究由Soowon Kang、Woohyeok Choi、Cheul Young Park、Narae Cha、Auk Kim、Ahsan Habib Khandoker、Leontios Ha...

基于深度学习的运动想象EEG分类方法,通过皮层源成像的功能连接实现

基于深度学习的运动想象EEG分类通过利用皮层源成像的功能连接 研究背景与动机 脑-机接口(BCI)是直接解码并输出脑活动信息的系统,无需依赖相关的神经通路和肌肉,从而实现外部设备的通信或控制。在BCI系统中,常用的信号包括脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)和功能性磁共振成像(fMRI)。其中,EEG是最常用的信号,因为它具有非侵入性、易于实施、成本低和无伦理挑战等优点。 运动想象(Motor Imagery, MI)是BCI中的一个重要范式,在无刺激条件下,运动想象任务期间会自发地产生运动想象EEG信号(MI-EEG)。MI-EEG信号中可能嵌入了运动皮层在运动意图期间的神经活动模式表示,因此解码MI-EEG信号已成为热门研究课题,以通过BCI系统实现对外部设备的精神控制。 现有的MI-EE...

不同认知工作负荷下大脑激活重组的研究:基于ERD/ERS和相干性分析

不同大脑激活重排在认知负荷期间的研究:ERD/ERS与相干性分析 学术背景 人类大脑在进行想象、运动或认知任务时,其功能活动模式及其激活区域均有不同。这些模式变化也反映在大脑电活动的变化中,通过脑电图(EEG)可以从大脑头皮上测量这些变化。认知任务会导致EEG信号模式的相对变化,即事件相关去同步化/同步化(ERD/ERS)。本研究旨在探讨人脑在执行心算任务时的激活模式,特别是通过计算EEG信号的频带功率谱密度(PSD)和相干性分析来揭示这些模式。 研究来源 本文由Md. Rayahan Sarker Bipul、Md. Asadur Rahman和Md. Foisal Hossain撰写,分别来自Khulna University of Engineering and Technology(...

用于情感计算的生理数据:Affect-HRI 数据集

生理数据在与拟人化服务机器人进行人机交互中的应用:Affect-HRI数据集 背景与研究意义 在人类与人类、人类与机器人互动中,交互对象会影响人类的情感状态。与人类不同,机器人本质上无法表现出同理心,因此无法缓解不利的情感反应。为了创建一个负责任且具有同理心的人机交互系统,尤其是在涉及拟人化服务机器人时,必须了解机器人行为对人类情感的影响。为此,研究人员提供了一个新的综合数据集Affect-HRI,首次包括了标记有人类情感(即情绪和心情)的生理数据,这些数据是在进行的一项人机交互研究中收集的。 研究来源 该研究论文由Judith S. Heinisch、Jérôme Kirchhoff、Philip Busch、Janine Wendt、Oskar von Stryk和Klaus David...

自然对话中的言语诱发抑制

在人与人交流时,脑部对自我语音与他人语音的处理存在显著不同,这被称为语音诱导抑制机制(Speech-Induced Suppression, SIS)。此机制涉及到感知路径中的运动效应副本,作用类似于“回音”,帮助过滤出内部产生的信号,避免混淆外部刺激。在语音处理领域,SIS被表现在对自我产生语音的特定抑制,这对于精神病理学如精神分裂症中的听觉幻觉研究有重要意义。虽然单一音节的实验已广泛研究SIS,但对于连续自然对话中的SIS机制还缺乏深入理解。 来源介绍 该研究由Joaquin E. Gonzalez等人进行,研究人员来自布宜诺斯艾利斯大学人工智能实验室、信号、系统和计算智能研究所、数学应用研究所等机构。论文发表于《Communications Biology》杂志,研究探索了自我与他人语...

通过MEG和EEG的隐高斯图谱模型识别振荡脑网络

通过MEG和EEG的隐高斯图谱模型识别振荡脑网络

研究背景和研究目的 随着神经科学领域的不断发展,识别与功能网络相关的间接观察过程成为了一个重要的研究方向。研究人员试图通过电生理信号(如脑电图EEG和脑磁图MEG)来估计这些功能网络的活动。然而,这一过程通常涉及逆问题,即从观测数据推断潜在的脑活动,这给研究带来了巨大的挑战。 在这篇文章中,作者们针对这一挑战提出了新的方法。他们指出,传统方法在估计功能连接性时存在显著误差,主要是由于功能网络模型的误配。这些误差在很大程度上影响了功能连接性的准确性,从而限制了我们对脑功能的理解。为了解决这一问题,作者们引入了一种基于贝叶斯理论的隐藏高斯图谱模型(Hidden Gaussian Graphical Spectral, HiGGS),以更准确地识别脑的振荡网络。 研究来源 本文由Deirel Pa...

学生在创造性过程中艺术与工程思维的脑电研究

一项关于在创造性过程中艺术与工程思维脑电活动的研究 背景与研究动机 创造力被普遍认为是想象出新颖而有价值事物的能力。研究人员发现存在两种创造性思维方式:成长型思维和固定型思维。成长型创造性思维可以通过时间和实践提高技能,而固定型创造性思维则认为创造技能是不可改变的。教育在培养创造力的过程中起到了至关重要的作用,研究也表明艺术和工程领域的学生在创造性任务中的表现是有明显差异的。 研究出处 这项研究论文《An EEG study on artistic and engineering mindsets in students in creative processes》由Yuan Yin、Ji Han和Peter R. N. Childs撰写,分别来自于Imperial College Lond...

创建互补综合网络用于快速筛选适用于新发疾病爆发的可用药物

新型药物重新定位方法的网络构建与应用研究 背景 在COVID-19大流行期间,研究人员和制药公司致力于开发治疗和疫苗。药物重新定位由于捷径被认为是快速有效的应对策略。药物重新定位试图发现已批准药物的新用途,被认为比传统药物发现路径更廉价且更迅速[1–3]。例如,瑞德西韦和地塞米松就是两种成功的重新定位药物[4–6]。虽然全球疫情逐渐转向地方性阶段,病毒传播仍在继续。快速发现候选药物并提供给医学或制药领域的专家进行研究的重要性已被COVID-19大流行深刻地提醒了我们[7]。 随着生物学机制的进步和生物医学知识的收集,更准确和精确的基于计算的药物重新定位成为可能。网络药物学(network medicine)通过观察生物实体(如药物、基因和疾病)之间的复杂关系,提供候选药物[8–11]。但在新...