利用光泵磁力计磁脑图追踪β波振荡的神经发育轨迹

利用光泵磁力计磁脑图追踪β波振荡的神经发育轨迹

研究背景 神经振荡是大脑功能的基本组成部分,能够协调神经集合内及其间的电生理活动,这对于认知和行为的实现至关重要。在儿童的成长过程中,这些神经过程的发展不仅是一个重要的神经科学问题,还可以揭示神经病理和精神障碍的潜在机制。然而,测量神经振荡的发展轨迹受到设备限制的影响。 论文来源 这篇论文由Lukas Rier、Natalie Rhodes、Daisie O Pakenham等人撰写,作者分别来自Nottingham大学、Toronto的Sick Kids Hospital等机构。论文发表于2024年6月4日在《eLife》期刊,题为“Tracking the neurodevelopmental trajectory of beta band oscillations with optic...

在正常成人中通过脑磁图检测到体感诱发峰

Somatosensory Evoked Spikes in Normal Adults Detected by Magnetoencephalography 科研背景与研究动机 自1949年以来,临床神经生理学研究发现高电压皮层体感诱发电位(somatosensory evoked potentials, SEPs)可以在反射性癫痫患者中检测到,这类患者癫痫发作是由体感刺激触发的(Forster等,1949;Green,1971)。1971年,contralateral parietal spikes(对侧顶部电位尖峰)首次在一名患有行为障碍的儿童中被发现,并被命名为“体感诱发尖峰(somatosensory evoked spikes, SESs)”(De Marco,1971)。这种现...

听觉记忆识别与预测编码的大脑时空层次结构

听觉记忆识别与预测编码的大脑时空层次结构

听觉记忆识别与预测编码的大脑时空层次结构 背景介绍 本研究旨在探索人类脑在识别之前记忆的音乐序列及其系统性变化时的层次性脑机制。虽然有关视空模式的神经处理已经进行了广泛研究,但对意识识别听觉序列及其关联的预测误差的理解依然不足。听觉系统从随时间发展形成的模式和序列中提取信息,为理解大脑的时间层次提供了独特的机会。相关研究推测大脑通过预测编码理论(Predictive Coding Theory,PCT)不断更新内部模型来预测外界信息和刺激。 研究来源 本文作者包括L. Bonetti, G. Fernández-Rubio, F. Carlomagno, M. Dietz, D. Pantazis, P. Vuust和M. L. Kringelbach,分别来自奥胡斯大学、牛津大学、波洛尼亚...

任务后的工作记忆和运动反应由具有相似特征的瞬态频谱爆发驱动

背景和研究问题 工作记忆和运动后大脑反应(Post-task responses,PTRs)在神经科学中一直是研究的热点。以往的研究表明,运动后的β反弹(Post-movement beta rebound,PMBR)是大脑皮层中可靠而稳定的现象,可以通过磁脑电图(Magnetoencephalography,MEG)来研究和测量。而近期的研究进一步发现,PTRs不仅限于运动后β反弹,而是在各种频段(如θ、α和β频段)和大脑区域中普遍存在。然而,目前尚不清楚这些工作记忆后PTRs是否由类似于PMBR的瞬态高幅度活动爆发(Spectral bursts)驱动。本文的主要目的是通过对工作记忆和视觉运动任务数据集的比较,探讨这两类任务后PTR的驱动机制是否相似。 论文来源与作者信息 这篇研究论文由...

用于脑磁图传感器阵列的四通道光泵磁力计

用于脑磁图传感器阵列的四通道光泵磁力计

用于脑磁图传感器阵列的四通道光泵磁力计 研究背景 光抽运磁力仪(Optically Pumped Magnetometer,简称OPM)在自旋交换弛豫自由(SERF)状态下是极为灵敏的磁场传感器,灵敏度能低至0.16 ft/√Hz和0.54 ft/√Hz。OPM基于自旋极化原子与磁场的相互作用,通过光抽运将泵光束的角动量转移到原子(典型情况下是碱金属蒸气),使其自旋极化。自旋极化通过拉莫尔进动与磁场相互作用,通过光学探测自旋极化在探测束传播方向上的投影,可以确定外部磁场。在高原子密度及近零磁场的SERF状态下,由于自旋交换碰撞引起的极化弛豫被强烈抑制,OPM的灵敏度可以显著提升。 近年来,OPM在生物磁学中的应用逐渐受到关注,特别是对人类大脑磁场的测量(脑磁图,Magnetoencephal...

人体感觉运动静息状态β事件及非周期活动表现出良好的测试重测可靠性

人体感觉运动静息状态β事件及非周期活动表现出良好的测试重测可靠性 背景介绍 神经系统疾病是对人类日常生活影响最大的疾病类型之一,尤其是那些影响感觉和运动功能的疾病,如帕金森病。由于缺乏早期和明显的脑结构变化,这些疾病的早期诊断变得异常困难。而疾病演变的轨迹和康复结果往往也是变幻莫测的。因此,亟需一种稳定、可靠的临床功能生物标志物来改善对此类疾病的诊断和治疗。 脑磁图(Magnetoencephalography, MEG)与脑电图(Electroencephalography, EEG)作为无创的电生理记录方式,能够捕捉到脑皮层区的神经活动。这些方法在探讨神经系统尤其是感觉运动系统的功能和结构变化方面显示出了巨大的潜力。近年来研究发现,感觉运动皮质的β节律(14-30 Hz)与多种任务和疾病...