单细胞皮层形态脑网络:表型关联和神经生物学基础

研究背景与问题 陈述 本文是一项关于单一被试形态学脑网络在表型关联性及神经生物学基础方面的研究。该研究结合了多模态和多尺度数据,揭示了形态学脑网络与性别的差异、其作为个体特异性标志的潜力以及其与基因表达、层特异性细胞结构和化学结构的关系。这些发现深化了我们对单被试形态学脑网络作用和起源的理解,并为其在未来个性化脑联结组研究中的应用提供了有力依据。 形态学脑网络指的是基于结构性磁共振成像(structural magnetic resonance imaging,简写为sMRI)估算的脑区域之间的形态学关系。最早的研究通过计算一个群体中某形态学指标(如灰质体积,皮层厚度或表面积)的区域间协方差来估算这些关系,但这种基于群体的方法忽略了个体间的差异,导致了形态学脑网络所揭示的神经生物学意义不明确...

基于置换传输熵的精神分裂症网络信息交互研究

精神分裂症脑磁图基于置换传输熵的网络信息交互研究 学术背景介绍 精神分裂症(Schizophrenia, SCZ)是一种精神疾病,特点是持久的妄想和幻觉、混乱的思维和不一致的行为,常常导致对现实的感知显著障碍。随着现代神经成像技术的快速发展,大量的数据集支持了神经和精神疾病的研究。磁脑电图(Magnetoencephalography, MEG)作为一种神经成像技术,因其高空间和时间分辨率,能够捕捉到大脑电磁信号的非线性特征,因而被应用于探索精神分裂症(SCZ)的信息交互。 文章来源 这篇论文题为《Networked information interactions in schizophrenia magnetoencephalograms based on permutation tra...

基于改进的集合经验模态分解的EEG脑功能网络用于焦虑分析和检测

基于改进的集合经验模态分解的脑功能网络用于焦虑分析和检测 学术背景及研究目的 随着现代生活压力的增加,焦虑症(Anxiety)作为一种常见神经系统疾病,正日益成为全球公共卫生领域亟待解决的问题。焦虑症不仅表现在精神障碍上,还涉及注意力、记忆和学习等认知过程的异常表现。COVID-19疫情的爆发进一步增加了焦虑症的患病率。据统计,焦虑症在12个月内的发病率为男性4.80%,女性5.20%。然而,焦虑的病因至今尚未明确,且自愈的概率较低。这些复杂性和不确定性使得早期检测和干预变得尤为重要。然而,传统的焦虑检测方法依赖于面对面访谈和自我评估,不仅费时费力,还受到医生专业经验和患者自我评估的主观因素影响。因此,有必要探索一种客观且准确的焦虑分析和检测方法。 在众多生理信号中,脑电图(EEG)因其高时...

fMRI时间序列幅度和相位对功能连接分析的影响

基于振幅和相位的磁共振成像时间序列对功能连接分析的影响 引言 在过去十年中,功能磁共振成像(fMRI)作为一种非侵入性成像技术,利用血氧水平依赖(BOLD)对比度来测量大脑活动并研究大脑功能(Kwong, 1996)。通过分析空间上远离的脑区之间的BOLD时间序列的时间相关性,可以估算出静态功能连接(Functional Connectivity, FC)。功能连接通常通过计算大脑区域间的时间序列相关性来测量。一些研究关注于任务状态下(比如手指敲击或视觉任务)的BOLD信号的瞬时相位表示(Instantaneous Phase, IP)用于功能连接分析,但瞬时振幅(Instantaneous Amplitude, IA)的作用却较少被探讨。 本研究中,我们假设来自不同脑区的瞬时振幅表示可能为...

风险决策中的启发式与信息的优先表示相关

论文题目:heuristics in risky decision-making relate to preferential representation of information 研究背景 在进行选择时,个体不仅彼此之间存在差异,而且也偏离了规范性理论的建议。这种差异的一个解释是个体在评估选择选项时具有独特的信息表示偏好。本文作者提出的假设是:在选择评估过程中,个体对不同来源信息的依赖反映了对最具信息价值刺激的偏好表示。 近年来,决策理论指出个体应该通过计算预期效用来评估选择的价值。然而,心理学家长期以来观察到参与者通常使用启发式方法,而不是完全依照预期效用的计算策略。这些启发式方法包括不恰当地加权效用或概率信息等。虽然一些模型已经参数化了人们对信息类型的启发式依赖,但具体的神经认知...

应用磁脑电图(MEG)分析全脑振荡微状态模式在寿命跨度中的变化

应用磁脑电图(MEG)分析全脑振荡微状态模式在寿命跨度中的变化:剑桥衰老与神经科学中心队列研究 研究背景 随着人口老龄化问题的日益严重,了解老化过程中的神经生理变化变得愈加关键。衰老的大脑是许多神经退行性疾病的主要风险因素,然而,整个大脑的振荡活动如何影响健康衰老尚不完全清楚。在细胞水平上,神经元的生物电化学特性使得它们能够产生电磁场,检测这些场的变化可以作为潜在的组织病理学生物标志物。五种典型的振荡脑信号(delta、theta、alpha、beta和gamma波)已被广泛研究,但它们在衰老中的具体作用仍有待深入探讨。研究者们提出,监测这些振荡信号的规律性和可预测性可以帮助识别认知衰退的潜在进程。特别地,alpha波的变化在衰老过程中表现出显著特征,如alpha波的减慢、alpha功率减少...

肌萎缩侧索硬化症的皮层神经生理特征

ALS的皮层神经生理特征解析及其生物标志物潜力研究 背景 Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) 亦称肌萎缩侧索硬化症,是一种成人发病的神经退行性疾病,其特征是逐渐失去大脑、脊髓和周围运动系统的完整性。尽管临床和基因研究已揭示与额颞叶痴呆存在重叠,且识别出多种上游生物路径,但目前尚无高效的药物疗法来减缓疾病进程,现行试验依赖的生存期延长等结果并不敏感。亟需能够更贴合个体疾病活动的生物标志物,以便更快速地测试药物效果。 来源 该研究由Michael Trubshaw、Chetan Gohil、Katie Yoganathan等人撰写,他们均来自英国牛津大学。论文发表于2024年5月13日,刊登在Brain Communications期刊上。 研究方法及工作流程...

否定对形容词的神经表征产生削弱效应而非反转效应

背景介绍 人类语言处理的一个显著特点是我们能够将储存的字汇元素——即词汇——按需组合起来,从而灵活地生成或改变当前的意义。这一过程的核心在于我们如何实时构建意义表征。尽管关于句法结构生成的研究已取得稳定进展并引发了富有成效的讨论,但关于新语义配置如何随着时间推移被表示的研究则相对较少。约翰霍普金斯大学的研究团队基于现有文献,专门研究了语言中的否定操作如何影响词语语义表示,特别是形容词。这项研究为理解人类大脑如何在实时中代表意义变化提供了一块基石。 论文来源 这篇题为“Negation mitigates rather than inverts the neural representations of adjectives”的论文由Arianna Zuanazzi、Pablo Ripollé...

语言感知对神经振荡的相位依赖性

语言感知对神经振荡的相位依赖性

语言感知对神经振荡的相位依赖性:一项跨学科研究报告 背景介绍 在言语感知过程中,神经振荡的相位对于神经表征的分离以及感知决策具有重要作用。然而,具体的相位编码机制仍不明确。本研究旨在揭示相位编码如何基于解释的言语事件的概率进行,特别是语言单元的概率。此外,研究还探讨了这一相位编码的区域特异性。这些结果表明,神经振荡基于神经元群体的兴奋性分离语言神经表征。 论文来源 这篇论文由Sanne Ten Oever、Lorenzo Titone、Noémie Te Rietmolen和Andrea E. Martin完成,主要隶属于Max Planck Institute for Psycholinguistics, Donders Centre for Cognitive Neuroimaging,...

回忆中的重新激活强度受到认知图中图形距离的调节

回忆中的重新激活强度受到认知图中图形距离的调节 研究背景 记忆的形成和提取是神经科学的重要研究领域之一。经典记忆理论认为记忆依赖于三个不同的阶段:编码、巩固和提取。新的情景记忆通过编码形成,并被转换和巩固在海马体和新皮质网络中的特定时空神经元放电模式中。这些放电模式在随后的休息或睡眠期间被重新激活,这一过程被认为与记忆巩固有关。同样,在回忆过程中的神经活动模式也会再现,这种再激活可以预测回忆的成功。然而,在人类中测量和解读这种序列再现或一般网络再激活的难度较高,这在很大程度上限制了对相关记忆存储和回忆过程的研究。 本研究重点探讨了人类记忆再激活过程中的具体机制,特别是在复杂图结构中的记忆再激活。论文探讨了个体在提示回忆阶段中如何再现先前学习的图结构信息,并分析了不同记忆表现的再激活模式与图结...