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低强度经颅超声刺激的有效性和安全性:一项关于人类和动物研究的系统综述

低强度经颅超声刺激(LITUS)是一种新型的无创神经调控技术。我们进行了一项系统综述,以评估目前关于LITUS神经调控的有效性和安全性的证据。检索5个数据库,检索时间从建库至2023年5月31日。纳入随机对照人体试验和对照动物研究。总结LITUS对临床或临床前、神经生理、神经影像学、组织学和生化转归以及不良事件的神经调控作用。共确定了11项人体研究和44项动物研究。LITUS对神经系统疾病、精神疾病、疼痛、睡眠障碍、高血压等均有较好的疗效。发现与LITUS相关的神经元结构和皮质活动的改变。从组织学和生化角度来看,突出的发现包括抑制炎症反应和促进神经发生。在我们的综述中包括的对照动物研究中没有报告不良反应,而在少数人类受试者中报告了可逆性头痛、恶心和呕吐。总体而言,LITUS可缓解各种症状,调节相关脑回路,且无严重副作用。未来的研究需要建立一个坚实的LITUS治疗框架。

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从时间变异性角度看睡眠剥夺后的异常动态功能连接

睡眠剥夺(SD)在现代社会非常普遍,被认为是几种临床疾病的潜在因果机制。先前的神经影像学研究已经利用磁共振成像(MRI)从静态(比较两个MRI会话[一个在SD后和一个在休息清醒后])和动态(在SD的一个晚上重复MRI)的角度探索了SD的神经机制。最近的研究主要集中在静息状态扫描时的动态脑功能组织。本研究采用一种已成功应用于许多临床疾病的新指标(时间变异性)来检测55名正常青年受试者SD后的动态功能连接。我们发现,睡眠不足的受试者在大范围的大脑区域表现出区域水平的时间变异性增加,而在几个丘脑亚区域表现出区域水平的时间变异性减少。SD后,参与者在默认模式网络(DMN)中表现出更强的网络内时间变异性,在许多子网对中表现出更强的网络间时间变异性。通过逐步回归分析发现,视觉网络和DMN之间的网络间时间变异性与精神运动者警觉测验最慢的10%反应速度呈负相关。综上所述,我们的研究结果表明,睡眠不足的受试者表现出异常的脑功能动态结构,这为研究睡眠不足的神经基础提供了新的见解,有助于我们理解临床障碍的病理生理机制。

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基于少量图像的三维重建综述

基于少量图像的三维重建被认为是第三代人工智能的经典应用之一。在计算机图形学和计算机视觉领域,基于少量图像的三维重建任务因具有广泛的应用场景和很高的研究价值,长期以来吸引着众多学者的目光。引入深度学习方法后,该领域于近年来得到了长足发展。对此类基于少量图像的三维重建任务进行了全面阐述,并介绍了本研究组在该方面的系列工作,对其中涉及的数据类型进行分析,阐明其适用性和一般处理方法。此外,对常见的数据集进行分析、整理,针对不同重建方法,归纳出其基本框架、思路。最后,展示了一些常见三维重建的代表性实验结果,并提出了未来可能的研究方向。

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Cerebral Cortex:基因和环境对大脑功能连接的影响

详细绘制基因和环境对功能连接体的影响是发展基因与临床诊断或认知能力之间的中间表型的关键一步。我们分析了来自两个成年双胞胎样本的静息状态功能磁共振成像数据,以量化遗传和环境对264个大脑区域(35000个功能连接)之间所有成对功能连接的影响。整个连接体的非共享环境影响较高。大约有14-22%的连接在每个样本中具有显著的遗传影响,4.6%的连接在两个样本中显著,12%的遗传力估计大于30%。共享环境影响的证据是微弱的。一种新的全连接体双变量遗传建模程序揭示,连接上的遗传影响不同于连接体整体总结测量、基于网络的连接估计和静息状态扫描期间的运动的遗传影响。大脑的遗传结构是多样的,并不像人们想象的那样,仅仅依靠非遗传信息数据或低分辨率数据的结构。作为后续研究,我们对功能连接进行了新的分类,并研究了具有特别强遗传影响的高度局部性连接。这种脑连通性的高分辨率遗传分类学将有助于理解基因对脑疾病的影响。

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Lancet Neurology:最低意识障碍脱离患者的意识的神经关联的多模态影像学研究

意识障碍是指人对周围环境以及自身状态的识别和觉察能力出现障碍。一般分为两种,一种以兴奋性降低为特点,表现为嗜睡/意识模糊/昏睡直至昏迷;另一种是以兴奋性增高为特点,表现为高级中枢急性活动失调的状态,包括意识模糊/定向力丧失/感觉错乱/躁动不安/言语杂乱等。意识障碍中特殊的障碍群体包括:无反应觉醒综合征和最低意识状态,无反应觉醒综合症是我们常说的“植物人”,最低意识状态是一种严重的意识障碍,但与“植物”状态不同的是,这种障碍人群存在最小但仍旧较为清晰的认识自我和周围环境的能力。

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走进病毒的世界

病毒是目前已知地球上最古老的生物,同时也是最简单的物种,因为不具备细胞结构,只能以寄生模式生活。病毒的一生最大的目的就是感染更多宿主,复制更多后代。病毒的感染能力非常强,既可以感染人类,也可以感染其他动物,植物,微生物等,也就是病毒可以感染除了自身以外任何物种。一般来说一种病毒只感染一类宿主,比如植物病毒不会感染动物,但是现在越来越多的研究发现人畜共患病的情况,比如禽流感病毒可以感染人,猪流感病毒感染人等情况。尤其是哺乳动物之间更容易发生感染。例如 21 世纪以来的几次病毒大流行包括 SARS,MERS,COVID-19 等,都是在人与动物之间相互感染的。

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SIGGRAPH 2022 | 真实还原手部肌肉,数字人双手这次有了骨骼、肌肉、皮肤

机器之心专栏 作者:上海科技大学等 让数字人拥有一双灵巧的双手。 随着元宇宙概念的提出,虚拟数字人等新兴技术的不断发展,人们通过在虚拟世界中分别还原人体的不同部位并加以组合从而实现数字孪生。如何让数字人拥有一双灵巧的双手便成了一大难题。在真实世界中,我们的手有骨骼、肌肉、肌腱等多个解剖学结构。然而传统的手部模型只专注于外表面皮肤建模,骨架结构也是由简单的关节点连线构成。这样的建模方法并不能重现逼真的虚拟手。 针对这个问题,一个虚拟手建模的解决方案——NIMBLE 模型由解剖学的角度提出,NIMBLE 开发团

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