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PNAS:睡眠时间预测大学生的第一年的成绩

大学第一年的学业成就对于让学生走上通往长期学业和人生成功的道路至关重要,但人们对塑造大学早期学业成就的因素知之甚少。鉴于睡眠在学习和记忆中发挥的重要作用,我们在此扩展了这项工作,以评估夜间睡眠时长是否可以预测期末平均绩点(GPA)的变化。来自三所独立大学的一年级学生在他们的五项研究中提供了在冬春季学期前一个月的睡眠活动记录仪。研究结果表明,较长的早期夜间总睡眠时间预示着较高的期末GPA,即使在控制了上学期的GPA和日间睡眠后,这种效应仍然存在。具体来说,在学期初期每晚平均睡眠时间每增加一个小时,期末GPA就会增加0.07。使用睡眠阈值进行的敏感性分析也显示,与前一学期的GPA相比,每晚睡眠不足6 h是睡眠对期末GPA从有益转变为有害的时间段。值得注意的是,与GPA之间的预测性关系仅针对夜间总睡眠时长,而非睡眠的其他标志物,如学生夜间睡眠时间窗口的中点或就寝时间变异性。这些来自五项研究的发现确立了夜间睡眠时间是学业成功的一个重要因素,并强调了在大学第一年的形成期测试早期学期总睡眠时间干预的潜在价值。

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慢性睡眠剥夺对大脑功能网络的影响

对于我们人来说,人生中大约三分之一的时间都在睡觉。睡眠严重不足会导致各种健康状况,如心血管疾病、肥胖、糖尿病、免疫系统功能障碍以及许多认知和情感障碍。尽管睡眠不足会损害人体的所有器官,但它对中枢神经系统的影响似乎最为严重。目前,研究者利用神经影像学方法,对睡眠缺失对情绪、记忆力、注意力以及学习力的影响展开了研究。但是,这些研究似乎主要基于静息态fMRI,因此,来自美国的研究团队近期在Frontier in neuroscience杂志发表题目为《Effects of Chronic Sleep Restriction on the Brain Functional Network, as Revealed by Graph Theory》的研究论文,采用任务态fMRI,研究了慢性睡眠剥夺对大脑功能网络的影响。笔者在这里对该项研究进行解读,希望对大家有所帮助。

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一位缺觉的父亲记录了他双胞胎宝宝的睡眠数据 并交给机器学习,结果……

作者| Aileen 翻译|任杰 校对|霍静 ◆ ◆ ◆ 导读 初为人父人母,最大的体会必须是:缺觉!喂奶换尿布,孩子一夜醒来好几次,没把小宝宝哄睡,却把自己哄睡了,那时候你的内心一定是崩溃的。 国外一个缺觉的父亲实在受够了他的双胞胎宝宝,联合他的妻子,统计了两个娃的睡眠及喂养时间数据等,用机器学习分析预测,总结并掌握两个孩子的作息规律,科学的育儿方法让他们伺候好孩子的同时,又将孩子对自己的睡眠影响降到最低,真是太机智了。技术咖拯救睡眠啊! 接下来就让我们看看这对夫妻是如何收集数据、并利用机器学习分析数

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关于睡眠和休眠

到底用睡眠和休眠,还是直接关机的问题,争论颇多,大家各有各的观点和立场。实际上在很长一段时间内我本人的态度也是变化了不少,在此我想说说我对这个问题的看法,简要分析一下可能涉及到的几个方面。这只是我个人的观点,欢迎大家发表不同意见,但回帖前请先完整的看完本帖的内容。 我首先给出结论,我认为:在大部分情况下使用睡眠和休眠就可以了,重启和关机是在极少数情况下使用的,比如安装了新软件要求重启,或者系统出现了严重故障。下面从几个方面来说这个问题,这里默认了一个前提,就是你的主板支持 s3 待机。究竟哪些主板支持?我家有台老爷机, 2001 年买的,它都支持,我想不必再多说些什么了吧,有的主板需要在 bios 里开启后才支持。还有一种判定方法,就是在设备管理器的系统设备里,看看有没有个叫 "ACPI-Compliant System" 的东西,如果有的话就说明高级电源管理接口已经启动,即支持 s3 待机。

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从清醒到睡眠的动态功能连接

近年来,fMRI对时间分辨连通性的研究发展迅速。研究连接性随时间变化的最广泛使用的技术是滑动窗口方法。对于短窗与长窗的效用,固定窗与自适应窗的使用,以及在清醒状态下观察到的静息状态动态是否主要是由于睡眠状态和受试者头部运动的变化,一直存在一些争论。在这项工作中,我们使用了一个基于独立成分分析(ICA)的流程,将其应用于并发的清醒和不同睡眠阶段收集的脑电图/功能磁共振成像数据,并显示:1)从静息态时间过程的滑动窗相关的聚类得到的连接状态可以很好的分类从脑电图数据获得的睡眠状态,2)使用较短的滑动窗口代替非重叠窗口提高了捕获转变动力学的能力,即使在30s的窗长,3)运动似乎主要与一种状态相关,而不是分散在所有状态,4)固定的锥形滑动窗口方法优于自适应动态条件相关方法,5)与之前的EEG/fMRI工作一致,我们在清醒状态下识别多种状态的证据,这些证据能够被高度准确地分类。仅清醒状态的分类表明,除了睡眠状态或运动外,fMRI数据中连通性的时变变化也存在。结果也告知了有利的技术选择,和觉醒内不同集群的识别建议这一方向需要进一步研究。

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脑电研究:婴儿睡眠状态间的大尺度脑模态重组为早产提供预测信息

睡眠结构承载着整个生命周期中大脑健康的重要信息。明确表达警戒状态的能力是新生儿神经健康状况的一个重要生理标志,但其机制仍不清楚。来自澳大利亚和芬兰的学者在NATURE COMMUNICATIONS发文,其证明了新生儿从安静到主动睡眠的转变特征是大规模的皮层活动和功能脑网络的重组。这种重组在早产儿中减弱,并能预测两岁时的视觉表现。研究者发现,这些经验效应与大规模脑状态的计算模型之间存在着惊人的匹配。该模型揭示了数据分析中无法检测到的基本生物物理机制。主动睡眠指在一个统一的神经活动模式下减少能量和在两个更复杂的前后脑区模式中增加能量。早产儿在这种带有新异预测信息的睡眠相关模态能量重组中表现出缺陷。

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经颅电刺激促进睡眠振荡及其功能耦合增强轻度认知障碍患者的记忆巩固

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)不仅表现为记忆功能的丧失,而且表现为睡眠生理功能显著恶化,这在轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)阶段就已经很明显。睡眠时皮层慢振荡(slow oscillations, SO;0.5-1 Hz)和丘脑皮层纺锤体活动(12-15 Hz)以及它们的时间协调性被认为是记忆形成的关键。我们研究了慢振荡经颅直流电刺激(slow oscillatory transcranial direct current stimulation, so-tDCS)的潜力,该刺激以睡眠状态依赖的方式在白天小睡期间应用,以调节9名男性和7名女性MCI患者的这些活动模式和与睡眠相关的记忆巩固。刺激显著增加了总SO(慢振荡)和纺锤功率,在SO上升阶段放大了纺锤功率,并导致EEG记录中SO和纺锤功率波动之间更强的同步性。此外,与假刺激相比,so-tDCS改善了视觉陈述性记忆,并且视觉陈述性记忆与更强的同步性相关。这些发现为MCI患者的睡眠生理障碍和记忆缺陷提供了一种耐受性良好的治疗方法,并促进了我们对离线记忆巩固的理解。

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Science:人类睡眠中的神经电生理,血液动力学和脑脊液振荡的耦合

睡眠对于认知和维持健康的大脑功能至关重要。神经活动中的慢波有助于记忆巩固,而脑脊液(CSF)有助于清除大脑中的代谢废物。这两个过程是否相关尚不清楚。波士顿大学生物医学工程系的Fultz等人对此进行了研究,结果发表在Science杂志。我们使用累加的神经影像技术来测量人脑的生理和神经动力学。发现非快速眼动睡眠期间出现的振荡电生理,血液动力学和 CSF 动态的连贯模式。神经慢波之后是血液动力学振荡,而血液动力学振荡又与 CSF 流量相关。这些结果表明,沉睡的大脑在宏观范围内表现出 CSF 流动波,并且这些 CSF 动态与神经和血液动力学节律相互关联。

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Neuron综述:睡眠和警觉的时空动态

关于睡眠和警觉状态的经典观点是由神经调节剂和丘脑皮质系统之间的相互作用驱动的全局稳定观点。然而,最近的数据对这一观点提出了挑战,表明警戒状态具有高度动态和区域复杂性。在空间上,类似睡眠和觉醒的状态经常在不同的大脑区域同时发生,如在单侧大脑半球睡眠、清醒时的局部睡眠和发育过程中。在时间上,动态转换主要发生在状态转换期间、长时间清醒期间和碎片化睡眠期间。这些知识,再加上以毫秒级分辨率和细胞类型特异性同时监测多个区域大脑活动的方法,正在迅速改变我们对警觉状态的看法。一个包含多个时空尺度的新视角可能对考虑神经调节机制、警觉状态的功能作用及其行为表现具有重要意义。模块化和动态视图强调了更精细的时空干预以改善睡眠功能的新途径。

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睡眠时的局部目标记忆再激活

通过目标记忆再激活(targeted memory reaction,TMR)实现记忆巩固,TMR在睡眠期间重现训练线索或是内容。但是不清楚TMR对睡眠皮层振荡的作用是局部的还是整体的。本文利用嗅觉的独特功能神经解剖学及其同侧刺激处理,在一个脑半球进行局部TMR。在最初就有气味刺激条件下,受试者学习单词与出现在左右视野中的位置间的联系。本文发现在任务训练期间,侧向的时间相关电位表示单半球的记忆过程。在学习后的小睡中,在非快速眼动(non-rapid eye movement,NREM)睡眠中进行气味刺激。在睡眠期间进行局部TMR后,cued半球(与受刺激鼻孔同侧)处理特定单词的记忆得到改善。单侧气味刺激调控局部慢波(slow-wave,SW)功率,即相较于uncued半球,cued半球的区域SW功率增加较慢,且与提示单词的选择记忆呈负相关。另外,在cued半球中,局部TMR改善了慢震荡和睡眠纺锤波间的相位振幅耦合(PAC)。在学习期间没有气味刺激条件下,睡眠期间进行单侧气味刺激,结果表明记忆表现和皮层睡眠振荡间并不存在任何效应。因此,睡眠中TMR通过选择性地促进与局部睡眠振荡相关的特定记忆,而超过了整体活动。

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theta悖论:4-8 Hz的EEG振荡既反映睡眠压力又体现认知控制

theta振荡(4—8赫兹)反映了警觉认知控制状态活动和睡眠剥夺,是睡眠状态下压力的标志。本研究中,我们调查了认知任务和睡眠剥夺期间中,脑电位振荡的差异。我们测量了18名年轻健康成年人(9名女性)在3种睡眠剥夺水平下执行6项任务的高密度脑电图。我们发现认知负荷和睡眠剥夺都增加了内侧前额叶皮质区域的theta功率;然而,睡眠剥夺导致了许多额叶其他部位的theta波增加。睡眠剥夺相关的theta(sdTheta)出现位置随任务不同而不同,在视觉空间任务和短时记忆任务中范围最广,在被动音乐学习任务中辅助运动区活动最强,而在空间任务时颞下回皮层最强。此外,任务行为的改变和睡眠剥夺时的theta增加相关,但是相关无任务特异性而且多重校正后不显著。总之,这些结果表示在睡眠剥夺期和认知过程中that a振荡主要发生在与当前行为无关的皮层区域。

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重度抑郁症患者的非快速眼动睡眠

睡眠紊乱是重度抑郁症(MDD)的一个关键症状。目前的文献对快速眼动(REM)睡眠的改变进行了很好的描述,但对非快速眼动(non-REM)睡眠的改变却知之甚少。此外,睡眠障碍与MDD的各种认知症状有关,但non-REM睡眠EEG的哪些特征导致了这一点目前尚不清楚。我们综合分析了三个独立收集的数据集(216名被试的N = 284个数据,)中两个中央通道的non-REM睡眠EEG特征。这项探索性和描述性的研究纳入了年龄范围广泛、抑郁症持续时间和严重程度不同、用药或未用药、以及年龄和性别与健康对照组相匹配的MDD患者。我们探讨了睡眠结构的变化,包括睡眠阶段和周期、频谱功率、睡眠纺锤波、慢波(SW)和SW-纺锤波耦合。接下来,我们分析了这些睡眠特征与抑郁症严重程度和程序性记忆的夜间巩固的关系。总的来说,与对照组相比,患者的non-REM睡眠结构没有发现重大的系统性改变。对于non-REM睡眠的微观结构,我们观察到与对照组相比,未用药患者的纺锤波振幅较高,并且在开始使用抗抑郁药物后,SW较长,振幅较低,SW-纺锤波耦合更分散。此外,长期(而非短期)的药物治疗似乎会降低纺锤波的密度。用药患者夜间程序性记忆巩固受损,这与较低的睡眠纺锤波密度有关。我们的结果表明,MDD的non-REM睡眠 EEG的改变可能比以前报道的更精细。我们在抗抑郁药物摄入和年龄的背景下讨论这些发现。

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图灵奖得主提出「意识图灵机」!CMU学术伉俪新研究登美国国家科学院院刊

---- 新智元报道   编辑:拉燕 好困 【新智元导读】卡内基梅隆大学夫妻二人共同研究意识图灵机,用模型解释意识。 1936年,计算机科学之父阿兰·图灵提出了图灵机(TM)。 图灵机之所以厉害,我们之所以把图灵叫做计算机科学之父,就是因为他把本来只能由人工做的计算任务,交给了机器。 模型是关键词。 而今天,一对卡内基梅隆大学的夫妇首次提出了意识图灵机(CTM)的概念,并被刊登在了《美国国家科学院院刊》PNAS上。 这对夫妇认为,我们可以通过提供一种简单的框架,应用计算复杂性理论和机器学习的工具,来

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深度 | MIT最新研究:完爆可穿戴设备,AI算法通过无线电波追踪睡眠质量(附论文)

大数据文摘作品,转载要求见文末 编译 | Aileen、杨捷 后台回复“可穿戴”,获得论文下载链接 导读:正在悉尼进行的ICML大会上,MIT发表了最新研究“运用无线电波检测睡眠治疗的AI算法”,来分析人体周围的无线电信号,让睡眠失调的患者可以在家中安心的接受治疗和医疗观测。 在美国有5000万余人患有睡眠失调症,其他包括帕金森症和阿尔茨海默症在内的疾病也会对睡眠造成一定的影响。患者接受治疗时,对睡眠质量的诊断和监测通常需要将电极和其他传感器附着在患者身上,而这样的结果会进一步扰乱被试者的睡眠。 为了进一步

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慢波睡眠中脑电微状态与脑功能网络的相关性

脑电图(EEG)的微观状态在清醒状态下已被广泛研究,并被描述为“思维原子”。先前对脑电图的研究已经发现了四种微状态A、B、C、D,它们在静息状态下是一致的。同时使用脑电图和**功能磁共振成像(fMRI)**的研究已经为静息状态下EEG微状态和fMRI网络之间的相关性提供了证据。在非快速眼动(NREM)睡眠中已发现了微状态,而慢波睡眠(SWS)过程中脑电微状态与脑功能网络之间的关系尚未得到研究。本研究在SWS过程中收集同步的EEG-fMRI数据,以检验EEG微状态与fMRI网络之间的对应关系。分析显示,4个微状态中有3个与fMRI数据显著相关:1)岛叶和颞后回的fMRI波动与微状态B呈正相关,2)颞中回和梭状回的fMRI信号与微状态C呈负相关,3)枕叶的fMRI波动与微状态D呈负相关,而扣带回和扣带回的fMRI信号与微状态B呈正相关。然后,基于fMRI数据,使用组独立分量分析来评估脑功能网络。组级空间相关分析显示,fMRI听觉网络与微状态B的fMRI激活图重叠,执行控制网络与微状态C的fMRI失活重叠,视觉和突显网络与微状态D的fMRI失活和激活图重叠。此外,由二元回归得到的各微状态的一般线性模型(GLM)β图与各成分的独立图之间的个体水平空间相关性也表明,在SWS过程中,EEG微状态与fMRI测量的脑功能网络密切相关。综上所述,实验结果表明,SWS过程中脑电微状态与脑功能网络密切相关,表明脑电微状态为脑功能网络提供了重要的电生理基础。

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多睡觉,能减肥,芝加哥大学最新研究:每天多睡1小时,等于少吃一根炸鸡腿

万博 发自 凹非寺 量子位 | 公众号 QbitAI 盆友们,多睡觉真的能减肥,多年的白日梦终于成真了! 一篇发表在《美国医学会内科杂志》的临床医学研究成果显示,成年人每天多睡1.2小时,每天的能量摄入就能减少270千卡。 换言之,只要你能坚持3年多睡觉,就能减肥12公斤左右。 睡觉减肥,这不比撸铁跑步香?(手动狗头) 减肥靠睡眠? 研究成果,来自美国芝加哥大学医学院和和威斯康星大学麦迪逊分校一项医学临床实验。 实验目的,就是探讨在正常家庭环境中,睡眠时长对超重成年人的能量摄入有什么影响。 研究人员采用

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Java线程的join操作有什么作用?

计算机为了提升CPU使用效率和交互性而引入了并发机制,任务的执行也抽象成了线程,并发机制让一个CPU能够轮流执行多个线程,从宏观上看多个线程就像是同时执行一样。并发使得线程的执行顺序不容易控制,而实际工程中很多场景都会涉及某个线程需要依赖另外一个或几个线程的执行结果,这就要被依赖的线程需要先执行完,这时就需要join操作。比如下面的场景,假如要计算A+B的结果且A和B的计算都比较耗时,那么我们将B的计算分给另外一个线程,而线程一则负责A的计算。如果线程一先执行完则它要等待线程二,直到线程二计算出B的结果后线程一才继续往下执行,去计算A+B。

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