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NeuroImage:磁共振3D梯度回波磁化转移序列同时对铁和神经黑色素进行成像

早期帕金森病(PD)的诊断仍然是临床上的一大挑战。以往的研究仅用黑质(SN)中的铁、神经肽(NM)或黑体-1(N1)征本身并不能为这些方法的临床应用提供足够高的诊断性能。本研究的目的是利用单个三维磁化传递对比(MTC)梯度回波序列提取代表整个SN的NM复合体体积、铁含量和体积,以及N1征作为潜在的互补成像生物标志物,并评估它们在早期PD中的诊断性能和临床相关性。对40例早期特发性帕金森病患者和40例年龄、性别匹配的健康对照(HCS)进行3T扫描。使用动态编程(DP)边界检测算法半自动地确定NM边界(代表SN部致密区(SNPC)和脑桥臂旁色素神经核)和铁边界(代表总SN(SNPC和SN网状部))。受试者操作特性分析用于评估这些成像生物标志物在早期帕金森病诊断中的作用。应用相关分析研究这些影像指标与临床评分的关系。我们还引入了NM和总铁重叠体积的概念,以证明NM相对于含铁SN的损失。此外,所有80例患者均独立评估N1征象。PD组SN中NM和SN体积低于HCS组,而SN中铁含量高于HCS组。有趣的是,双侧N1信号缺失的帕金森病患者的铁含量最高。单项测量的两个半球的平均值的曲线下面积(AUC)值为:NM复合体体积为0.960;SN总体积为0.788;SN铁含量为0.740;N1标志为0.891。通过二元Logistic回归将NM复合体体积与以下测量中的每一项相结合,得到了右侧和左侧的平均0AUC值:总铁含量为0.976;总SN体积为0.969,重叠体积为0.965,N1符号为0.983。我们发现SN体积与UPDRS-III呈负相关(R2=0.22,p=0.002)。虽然N1标志表现良好,但它不包含任何有关铁含量或NM数量的信息,因此,将该标志与NM和RON测量结合起来,可以更好地解释当N1标志在PD受试者中消失时发生的情况。总之,从单个MTC序列得出的NM复合体体积、SN体积、铁含量和N1征的组合为理解和诊断早期PD提供了补充信息。

00

白质脑功能网络图论分析:抑郁症分类和预测的神经标记

脑连接体拓扑结构异常是重度抑郁障碍(MDD)病理机制的基础。然而,越来越多的证据只关注脑灰质中的功能组织,而忽略了已被证实具有可靠稳定拓扑组织的白质中的功能信息。本研究旨在从一个新的视角-白质WM功能连接组拓扑结构来表征MDD的功能模式中断。我们对发现的91例未服药MDD患者和225例健康对照(HC)和复制样本(34例未服药MDD患者和25例HC)进行了病例对照、横断面静息状态功能磁共振成像研究。在128个解剖区域构建WM功能网络,并使用基于图论的方法分析其全局拓扑性质(如小世界性)。在系统层面,普遍存在的小世界架构和局部信息处理能力在未服药的MDD患者中可检测到,但不如在HC中显著,这意味着MDD白质功能连接体向随机化转变。在一个独立样本中得到了一致的结果。在临床应用中,发现样本中WM功能连接组的小世界拓扑对疾病严重程度有预测作用(汉密尔顿抑郁量表)(r = 0.34, p = 0.001)。此外,基于拓扑的分类模型可以推广用于区分复制样本中的MDD患者和HC(准确率,76%;敏感性,74%;特异性,80%)。我们的结果强调了可复制的拓扑移位的WM功能连接组结构,并提供了可能的临床应用,其中包括最佳小世界拓扑作为MDD患者分类和预测的潜在神经标志物。

03

ShapeShifter: Robust Physical Adversarial Attack on Faster R-CNN Object Detector

鉴于直接操作数字输入空间中的图像像素的能力,对手可以很容易地产生难以察觉的扰动来欺骗深度神经网络(DNN)的图像分类器,正如前面的工作所证明的那样。在这项工作中,我们提出了ShapeShifter,这是一种解决更具挑战性的问题的攻击,即利用物理上的对抗扰动来愚弄基于图像的目标检测器,如Faster 的R-CNN。攻击目标检测器比攻击图像分类器更困难,因为需要在多个不同尺度的边界框中误导分类结果。将数字攻击扩展到物理世界又增加了一层困难,因为它需要足够强大的扰动来克服由于不同的观看距离和角度、光照条件和相机限制而造成的真实世界的扭曲。结果表明,原提出的增强图像分类中对抗性扰动鲁棒性的期望变换技术可以成功地应用于目标检测设置。变形机可以产生相反的干扰停止信号,这些信号经常被Faster R-CNN作为其他物体错误地检测到,对自动驾驶汽车和其他安全关键的计算机视觉系统构成潜在威胁。

05

健康老年人的EEG静息态脑网络

最近的研究强调了与健康老化有关的大规模大脑网络的变化,其最终目的是帮助区分正常的神经认知老化和同样随着年龄增长而产生的神经退行性疾病。功能性磁共振成像(fMRI)的新证据表明,特定大脑网络的连接模式,特别是默认模式网络(DMN),将阿尔茨海默病患者与健康人区分开来。此外,支持高水平认知的大规模大脑系统的破坏性改变被证明伴随着行为层面的认知下降,这在老龄人口中是普遍观察到的,即使他们没有疾病。虽然fMRI对于评估大脑网络的功能变化很有用,但它的高成本和有限的可及性使那些需要大量人口的研究望而却步。在这项研究中,作者使用高密度脑电图和电生理源成像研究了人类大脑大规模网络的老化效应,这是一种成本较低且更容易获得的fMRI替代方法。特别的,这项研究考察了一组健康受试者,其年龄范围从中年到老年,这在文献中是一个研究不足的范围。采用高分辨率的计算模型,这项研究结果揭示了DMN连接模式中的年龄关联,与之前的fMRI发现一致。特别是结合标准的认知测试,这项研究的数据显示,在DMN的后扣带/楔前区,较高的大脑连接与较低的偶发记忆任务表现有关。这些发现证明了使用电生理成像来描述大规模大脑网络的可行性,并表明网络连接的变化与正常老化有关。

02

【连载】癌症中的嵌合RNA (Chimeric RNA) (二)

癌症基因组项目中的米特曼染色体畸变数据库和基因融合数据库等数据库发现了大量在癌症中出现的嵌合RNA。通过癌症基因组图谱计划(TCGA)这样的大型联盟的努力,积累了更多的RNA序列数据集。因此,越来越多的嵌合RNA被鉴定出来。然而,由于嵌合RNA在正常生理中也存在,其在癌症样本中也许不具有癌症特异性。因此,筛选出在正常组织/细胞中也表达的嵌合RNA对于发现癌症特异的嵌合RNA是十分重要的,对于新发现的嵌合RNA,应该在不同的癌症和正常样本中进行仔细验证和量化。在这一章中,我们首先总结了在癌症和正常生理组织中表达的各种类型的嵌合RNA,然后从生物信息学和生物学角度提供一个嵌合RNA的定义并用此去探索新的嵌合RNA,研究它们与临床参数的关系。

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