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fNIRS经系统伪影矫正后对初级运动皮层的腿部活动敏感

功能性近红外光谱(fNIRS)是一种越来越流行的研究运动和步态过程中皮层活动的工具,需要进一步验证。本研究旨在评估(1)fNIRS是否可以检测初级运动皮层(M1)难以测量的腿部区域,并将其与手部区域区分开来;以及(2)fNIRS是否可以区分自动(即不需要注意)和非自动运动过程。特别关注的是系统性伪影(即血压、心率、呼吸的变化),这些伪影通过短通道(即主要对头皮浅表血流动力学敏感的fNIRS通道)进行评估和校正。结果表明,fNIRS对M1的腿部活动敏感,尽管其灵敏度低于手指活动,并且需要对系统波动进行严格校正。我们进一步强调,当短通道显示出与预期血液动力学反应相似的信号时,系统伪影可能导致不可靠的GLM分析。

03

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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Neuron决策研究:内侧前额叶网络调控内在需求的均衡

“木桶理论”说,一个水桶能装多少水,取决于它最短的那块木板。同样的,个体的生存也依赖于最缺乏的资源。我们生活在一个动态变化的世界中,随着环境的变化,我们的需求也在时时刻刻发生着改变。人类如何在变化中避免“短板”,维持各种资源的均衡?这种决策过程背后的神经机制又是怎样的?在这篇文章中,Keno Juechems等人设计了一种创新的决策任务,对个体基于自身需求进行决策时的策略、考虑因素、神经编码方式做了非常详尽的定量分析。分析时针对不同的研究问题,使用了多种建模方法,梳理清楚这些模型的含义是理解本文的重点。

01

通过深度学习识别和验证基于脑额叶区-后叶区功能失衡的重大精神疾病内的亚型

精神分裂症(SZ)、双相情感障碍(BD)和重性抑郁症(MDD)是在精神疾病领域常见的三种疾病,合称为重大精神疾病(MPD),长期以来都是依据不同的核心症状被作为不同的疾病诊断,但一系列遗传学、分子学、组织学和神经影像学的研究都一致表明这三种疾病之间存在着共同的核心特征,提示我们这三种疾病之间的连续性是非常紧密的。因此,了解MPD的核心变化对于我们绘制导致精神病理的主要神经通路,以及导致诊断内和诊断间不同临床现象的交叉路径是至关重要的。静息态功能磁共振成像技术是一项已经非常成熟的对大脑内在功能进行无创性探索的技术,利用测量血氧饱和度依赖性(BOLD)信号中的自发低频波动(LFFs)已经被广泛应用于神经影像学。低频波动幅度(ALFF;一般在0.01-0.08 Hz范围内)是静息态时局部自发神经元活动的有效指标,ALFF的区域变异性可以反映了一个给定的体素的自发波动,与它的邻近、区域或网络连接无关,此外ALFF还表现出中等至高度的测试-再测试的可靠性,确保了其作为区域功能测量的有效性的高上限,这些特征都使ALFF成为一个检测个体差异良好指标。 此研究基于脑影像ALFF数据运用深度学习的方法将跨诊断的三种MDP疾病人群(SZ,BD,MDD)聚类,并从皮层厚度、白质完整性(FA)、多基因风险评分(PRS)和风险基因组织表达多层面数据对聚类出的两个生物亚型进行了验证,还进一步研究了药物治疗状态在不同亚型中对症状严重性的影响,以阐明不同亚型可能的药理作用。

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通过深度学习识别和验证基于脑额叶区-后叶区功能失衡的重大精神疾病内的亚型

精神分裂症(SZ)、双相情感障碍(BD)和重性抑郁症(MDD)是在精神疾病领域常见的三种疾病,合称为重大精神疾病(MPD),长期以来都是依据不同的核心症状被作为不同的疾病诊断,但一系列遗传学、分子学、组织学和神经影像学的研究都一致表明这三种疾病之间存在着共同的核心特征,提示我们这三种疾病之间的连续性是非常紧密的。因此,了解MPD的核心变化对于我们绘制导致精神病理的主要神经通路,以及导致诊断内和诊断间不同临床现象的交叉路径是至关重要的。静息态功能磁共振成像技术是一项已经非常成熟的对大脑内在功能进行无创性探索的技术,利用测量血氧饱和度依赖性(BOLD)信号中的自发低频波动(LFFs)已经被广泛应用于神经影像学。低频波动幅度(ALFF;一般在0.01-0.08 Hz范围内)是静息态时局部自发神经元活动的有效指标,ALFF的区域变异性可以反映了一个给定的体素的自发波动,与它的邻近、区域或网络连接无关,此外ALFF还表现出中等至高度的测试-再测试的可靠性,确保了其作为区域功能测量的有效性的高上限,这些特征都使ALFF成为一个检测个体差异良好指标。 此研究基于脑影像ALFF数据运用深度学习的方法将跨诊断的三种MDP疾病人群(SZ,BD,MDD)聚类,并从皮层厚度、白质完整性(FA)、多基因风险评分(PRS)和风险基因组织表达多层面数据对聚类出的两个生物亚型进行了验证,还进一步研究了药物治疗状态在不同亚型中对症状严重性的影响,以阐明不同亚型可能的药理作用。

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