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Nature Reviews Neuroscience:脑网络组织的经济性

大脑是昂贵的,相对于身体大小而言,大脑会产生高昂的物质和代谢成本,而脑网络可以通过改变组织形式来减少这些成本。但是,脑网络连接组也有很高的拓扑效率、鲁棒性、模块化和连接hub的“富人俱乐部”,这些和其他有利的拓扑特性都有可能增加布线成本(即脑网络连接的物理成本)。作者认为,大脑组织是在最小化成本和最有价值的拓扑模式之间进行经济性权衡决定的。随着脑网络的发展,在增长和适应不断变化的认知需求中,布线成本和拓扑价值之间权衡取舍的过程将持续进行,无论是在较长(数十年)和较短(毫秒)的时间尺度。对神经精神疾病的经济性分析突显了昂贵的脑网络元素在病理发作或异常发育中的脆弱性。Nature Reviews Neuroscience上的这篇文章,可以加深我们对脑网络组织形式的理解。

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    PNAS: 默认模式网络与语言以及控制系统的耦合信息流

    导读 人脑在静息状态下,可以利用功能连接将其划分为一些经典大尺度功能网络。这些网络分管不同的认知功能,例如,一个极为重要的网络——默认网络(DMN)主要参与人的内在导向认知活动,像是记忆、社交思维以及奖赏机制。在之前基于平均后的群组水平数据的研究中,尽管参与了多重认知活动,默认网络仍被划分为一个网络整体。这令人不禁遐想,默认网络是否存在稳定的负责不同单一认知功能的子网络呢?这篇于近期发表在《PNAS》的文章 ”Default-mode network streams for coupling to language and control systems” 不同之前研究的方法,其利用多次重复采集的个体水平静息态数据,来探究这一问题。本文即对该研究进行解读。

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    Brain Stimulation: ​大脑电生理记录和刺激工具包(BEST)

    非侵入性脑刺激(NIBS)实验涉及许多重复的过程,这些过程在该领域的研究中的还不够标准化。考虑到实验设计以及研究人员经验的多样性,需要一个自动化但是灵活的数据收集和分析工具来提高NIBS实验的客观性、可信度和可重复性。本研究开发的BEST工具包是一个基于matlab的开源软件,具有图形化的用户界面,允许用户进行设计、运行和分享可自由配置的涉及多种技术的方案(protocols)(包括经颅磁刺激、电刺激和超声刺激(TMS、tES、TUS))、多个session的NIBS研究。BEST工具包可以兼容各种记录和刺激设备,可以通过对肌电和脑电的数据进行分析,来实现刺激参数实时设置,以促进闭环方案和实时应用。目前该工具包的功能不断扩展,已有的功能包括TMS运动热点搜索、阈值估计、运动诱发电位(MEP)和TMS诱发脑电电位(TEP)的测量、剂量反应曲线、配对脉冲和双线圈的TMS、rTMS干预。

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