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睡眠有助于巩固复杂问题解决技能的记忆痕迹

睡眠巩固了程序性运动技能的记忆,海马-纹状体-皮质网络的睡眠依赖变化反映了这一点。其他形式的程序性技能需要获得一种新的策略来解决问题,这需要使用重叠的大脑区域和包括尾状核和前额叶皮层在内的特殊区域。睡眠优先有利于策略和解决问题的能力,而不是伴随的运动执行动作。然而,目前还不清楚如何从睡眠中获得新的策略。在这里,参与者需要执行一系列动作来学习新的认知策略。参与者在完成这项任务的同时,在整晚睡眠、白天小睡或清醒的间隔时间前后接受功能磁共振成像(fMRI)。参与者还执行了一项运动控制任务,这排除了学习策略的机会。通过这种方式,我们从特定策略的激活中减去了与运动执行相关的大脑激活。在基于策略的任务中,睡眠和小睡组的行为表现比清醒组有更大的改善。在睡眠之后,我们观察到,与清醒时相比,大脑尾状核以及海马体-纹状体-皮质网络的其他区域的激活增强。这项研究表明,睡眠是一段特殊的时间,可以增强解决问题所需的新获得的认知策略。

03

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。

01

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。

00

BRAIN:额颞叶痴呆患者情绪加工的任务态功能磁共振研究

情绪信息加工受损是额颞叶痴呆综合征的一个核心特征,但其潜在的神经机制却很难被描述和测量。要想在该领域取得进展有赖于对大脑活动中的功能进行测量,以及对情绪加工中诸成分,如感觉解码、情绪分类和情绪传染等进行有效的分离。在功能测量方面,task-fMRI有着极强的优势,它可以通过观察受试者在加工任务时所产生的血氧水平变化来反映受试者在加工该任务时大脑中的活跃区域,从而来达到对大脑特定功能加工区域的观察目的。但是,task-fMRI实验中也存在着相当多的噪声影响,除去静息态也会面对的头动噪声和机器噪声外,情绪识别类的任务对被试的心理生理状况(如心跳)和眼动状况(如瞳孔大小变化)会产生额外的噪声影响,因此,对这部分信息进行收集并将其考虑进统计模型中,对于数据的精细解释是有必要的。

03

Cerebral Cortex:调节γ振荡可以促进大脑连接性而改善认知障碍

老年痴呆症造成了巨大的全球经济负担,但目前还缺乏有效的治疗方法。最近的研究表明,脑电活动的伽马波段波,特别是40赫兹振荡,与高阶认知功能密切相关,可以激活小胶质细胞清除淀粉样蛋白-β沉积。本研究发现与假刺激相比,在可能性阿尔茨海默病(AD;n=37)患者的双侧角回上应用40赫兹高频重复经颅磁刺激(rTMS)可导致长达8周的认知功能显著改善。静息状态脑电图(EEG)的功率谱密度分析表明,40Hz的rTMS调制了左侧后颞顶叶区的伽马波段振荡。进一步测试磁共振成像和TMS-EEG显示:40hzrTMS可以1)防止灰质体积损失,2)增强在双侧角回局部功能整合,以及在双侧角回和左中额叶回全局功能整合,3)加强信息流从左后颞顶叶区至额叶区和加强前和后脑区之间的动态连接。这些发现表明,调节伽马波段振荡通过促进大脑内的局部和长期的动态连接,有效地改善了可能性AD患者的认知功能。

04

读文万卷004期:QSM与CT衰减值相关性研究;一种独立于感知处理和行为的意识检测指标;

定量磁化图(QSM)用于区分钙化和铁沉积。很少有研究检查此类物质的CT衰减值与磁化率之间的关系。为了评估顺磁性和反磁性体模中金属浓度,CT衰减值和磁化率之间的关系,以及具有顺磁性或抗磁特性的大脑结构中CT衰减值和磁化率之间的关系,日本京都大学的研究者本对钆和钙体模、20名健康志愿者和84名患者进行了CT和QSM的MRI扫描。在体模研究中,研究者评估了金属浓度、CT衰减值和磁化率之间的相关性。在人类研究中,Pearson和Spearman相互关系被用来评估感兴趣区域包括苍白球(GP)、壳核、尾状核、黑质、红核、齿状核、脉络丛以及出血和钙化病变的CT衰减值和磁化率之间的关系。

03

基于EEG-EMG混合控制方法的研究—生物机器人应用:现状、挑战与未来方向(二)

02 基于肌电图的混合控制方法综述 基于EEG-EMG的混合控制接口的基本思想是在控制方法中融合EEG和EMG信号,信号的融合可以以许多不同的方式进行,并且可能取决于特定应用和用户能力等因素。在这个混合接口中,结合了EEG信号和EMG信号,混合方法的应用可能有所不同,从一个简单的游戏控制应用程序,到假肢手臂控制应用程序。 这篇综述的主要目的是研究生物机器人学的应用,例如假肢和外骨骼,因此范围缩小到研究混合EEG-EMG方法在生物机器人中的应用。如前所述,有许多可能的方法将肌电图和脑电图信号结合在一种特定的控制方法内,以提高有效性。 一般来说,EEG或EMG信号可用于操作应用程序的各个部分,例如辅助设备中的部件,或者,所有这些都可以组合起来。后者将允许用户根据自己的喜好从一个控制信号平稳地切换到另一个控制信号。 有几种方法可以用来对生物机器人应用中的脑电-肌电混合控制方法进行分类,如特定的应用/设备(如假肢、外骨骼、轮椅)或输入处理方法。作为一个双输入系统,混合EEG-EMG接口可以同时处理输入信号,也可以按顺序处理输入信号。 在这篇综述文章中,我们将把生物机器人应用中的混合控制方法的每一项研究分为两类,根据输入处理方法是同时的还是顺序的,EEG-EMG方法的比较和本文讨论的不同混合方法的重要特征总结如表1所示。重要的是,无论EEG-EMG信号的融合方法是什么,与单独使用EMG或EEG信号的方法相比,混合方法能获得更高的有效性。

03

Nature子刊:用第三只手扩展人体运动能力

在科幻小说中经常出现人的肢体与其控制的人工肢体结合在一起,增强人的运动能力,例如第三只手臂,这种运动自由度(DoF)的增加可以使一个人完成无法单靠自然肢体实现的任务,这种技术源于最初对个人功能受损的恢复,例如基于BCI系统的康复机器人,但有所不同的是,它不受传统的神经修复技术的限制,因为它不需要完美替代失去的功能,也不受自然外观的约束,主要目的为在不影响人体自然运动的情况下增加人体的运动能力。在这方面,有研究表明天生六指的人可以控制多个多余的DoF,这令他们有超出常人的操纵能力,且没有任何明显的运动缺陷。但人类是否可以学会控制他们人工多余的DoF(sDoF),以及这是否能增强运动能力尚不清楚,且里面存在各种技术性和伦理性问题,这需要大量的实验基础证实和行业规范的制定。

04

NeuroImage: 7-13岁儿童执行功能发育的脑网络研究

执行功能是指个体对各项认知能力进行协调监督,以保证个体以灵活而优化的方式实现某一特定目标的心理活动。执行功能作为一种高级认知能力,是个体成功完成日常生活中许多活动的重要条件。因此,越来越多的研究人员开始关注儿童青少年时期执行功能的发育特点。 近年来,许多研究表明执行功能的成功不仅依赖局部脑区的功能活动,还涉及到大尺度脑功能网络之间的协调合作。此外,越来越多的证据表明大尺度脑功能网络的发育变化有助于个体认知控制的提升。因此,揭示不同年龄的儿童在完成执行功能任务时大尺度脑功能网络的差异有助于进一步揭示儿童执行功能发育过程中的神经机制。 近期,浙江大学陈飞燕领衔的团队在NeuroImage发表题目《Modular segregation of task-dependent brain networks contributes to the development of executive function in children》的研究论文。他们运用了以图论为基础的脑网络分析方法,研究了儿童在完成执行功能任务时,在全脑功能网络模式上所表现出的发育特点,以及可能对执行功能行为绩效的提升存在的作用。 7-13岁是儿童各项执行功能及相关的脑功能快速发展的一个重要阶段,这一阶段的执行功能被认为是影响学校各方面学习和表现(如学业成绩、时间管理技能和其他与学校相关的行为)的一个关键因素。因此,该研究主要关注了7-13岁儿童基于任务的脑功能网络的发育变化特点。根据之前静息态脑功能网络或结构网络发育方面的研究结果,该研究假设,从7-13岁,基于任务的功能网络模块化结构会越来越清晰。随着年龄的增长,某些模块的模块内连接增加,模块间连接减少。此外,大脑功能网络的模块性分离可能会支持执行功能的提升。本文对该研究进行详细解读。

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腾讯、卓健科技、恩泽医疗合力打造“互联网+智慧医院”

12月28日,“赋能未来——智慧医院发展论坛”暨“腾讯·恩泽·卓健”智慧医院合作项目启动仪式于浙江台州举行。 📷 该项目由由腾讯公司、台州恩泽医疗中心(集团)、卓健科技联合启动,三方将深入探索与发展“互联网+智慧医院”合作,携手利用“腾讯觅影”展开AI+医疗的研究和应用,提升医院及医联体内部运转效率,为患者提供更优质的就医体验。 活动当天,恩泽医疗医生集团宣布成立。恩泽医疗医生集团与互联网医学中心将以“仁心仁术,济众博施”为核心,为患者提供更优质的医疗服务。 腾讯觅影落地 恩泽惠民 台州恩泽医疗中心(集团)

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PNAS:从儿童到老年大脑自发皮层动态变化轨迹

在迄今为止规模最大、范围最广的寿命脑磁图(MEG)研究中(n = 434,6至84岁),我们提供了静息状态自发活动的规范轨迹及其时间动态的关键数据。我们进行了尖端的分析,研究了年龄和性别对全脑、空间分辨的相对和绝对功率图的影响,并在两种类型的图的所有谱波段发现了显著的年龄影响。具体而言,较低的频率与年龄呈负相关,而较高的频率与年龄呈正相关。通过层次回归进一步探讨了这些相关性,揭示了关键大脑区域的显著非线性轨迹。性别影响出现在绝对功率图中,而不是相对功率图中,突出了通常可互换使用的结果指标之间的关键差异。我们严谨和创新的方法提供了多谱图,显示了整个生命周期中自发神经活动的独特轨迹,并通过广泛使用的自发皮质动力学的相对/绝对功率图阐明了关键的方法论考虑。

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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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