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额顶网络：功能、电生理和个体精准定位的重要性

人脑在准确、快速地学习新概念和状态间切换同时保持着复杂的规则集的能力上是相较其他物种所独有的。我们采用灵活配置信息处理以应对不断变化的任务需求的任务集以在一天中从事无数的目标导向任务。在认知心理学和神经科学中，这种意志性目标驱动行为的过程被称为认知控制（cognitive control）。认知控制不是由单个脑区或单个脑网络执行的，而是由几个不重叠的脑网络执行的，每个网络由一组相对较大的解剖分布区域组成，包括额顶网络、带状盖网络和突显网络。现在有大量的证据表明，这些网络与下游的加工或注意网络在解剖学上是分离的，无论是在任务态还是静息态。每个网络在包括执行、维持和更新等的认知控制中都发挥着独特的作用。与注意和认知控制相关的网络映射到Petersen和Posner所勾画的网络上：背侧和腹侧的注意网络支持定向，额顶叶和带状盖网络支持认知控制。本文中，我们将重点关注控制网络，特别是额顶控制网络。

2023-03-08

6720

走神如何在动态功能连接中表征

我们称之为“思维”的大脑的这种小波动有多么特殊的特权，我们必须因此使它成为整个宇宙的模型？-- David Hume, 1779

2023-03-08

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宏观人脑功能网络的通用分类

数据处理神经网络

过去十年中，旨在描述人类连接组特征的研究的激增。这些项目使用非侵入性神经成像方法和先进的分析技术，绘制了大规模系统的大脑区域。虽然人脑是由多个宏观功能网络组成的这一观点在认知神经科学中得到了广泛的关注

2022-11-14

1.1K0

连通性可预测深部脑刺激（DBS）对帕金森的疗效

数据库 sql 数据处理

深部脑刺激（DBS）对帕金森病（PD）的疗效可能取决于刺激部位与其他脑区之间的连通性，但是刺激哪些脑区，以及脑区间连通性是否能够预测患者的预后，仍然未知。在这里，我们确定了有效的DBS刺激丘脑底核（STN）所涉及的结构和功能连通性，并在独立队列中测试了其预测疗效的能力。

2022-11-14

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影像学纹理分析：放射科医生需要知道的事项

影像学纹理特征是图像中图像强度的变化，是影像组学的重要组成部分。本文的目的是讨论影响纹理度量性能的一些参数，并提出建议，以指导未来影像组学研究的设计和评估。

2022-06-13

1.5K0

人类意识由大脑信号协调的复杂动态模式支持

通过采用大脑动力学框架衡量人类意识，我们确定了在脑损伤之后的有意识和无意识状态下，动态信号的协调是否具有与之相关的特定、可概括的模式。结果发现，健康个体和有最小化意识状态的患者分别表现出协调和不协调的功能磁共振成像信号的动态模式。无反应患者的大脑主要表现出低区域间相干性模式（主要由结构连接性介导），并且在不同动态模式之间的转换概率较小。而复杂的动态模式在具有隐性认知能力的患者中得到了进一步证实，他们可以执行神经影像学心理想象任务，验证了这种模式对意识的作用。而麻醉可以将较不复杂的动态模式的发生概率提高到相等的水平，验证了较不复杂的动态模式在无意识中的作用。我们的研究结果表明，意识依赖于大脑维持丰富的脑动态的能力，并为确定有意识和无意识状态的特定、可概括的动态模式铺平了道路。本文发表在SCIENCE ADVANCES杂志。

2022-06-13

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社交网络的度中心性与协调的神经活动有关

趋同处理可能是促进社会联系的一个因素。我们使用神经成像和网络分析来调查大一学生在观看自然的视听刺激(即视频)时社交网络地位(通过度中心性测量)和神经相似性之间的联系。参与社交网络研究的学生有119名；其中63人参与了神经成像研究。我们发现，在与高级解读和社会认知相关的脑区(例如，默认模式网络)，高度中心性的个体彼此间以及与同龄人之间有相似的神经反应，而低度中心性的个体表现出更多样化的反应。被试自我报告对刺激的享受程度和感兴趣程度遵循类似的模式，但这些数据并没有改变我们的主要结果。这些发现表明，对外部刺激的神经处理过程在高度中心性的个体中是相似的，但在低度中心性的个体中是特殊的。本文发表在Nature Communications杂志。

2022-06-13

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眼动研究最佳实践

本文综述了在各种学科的研究中使用眼动技术的最佳实践。首先对眼睛和眼球运动的解剖学和生理学的基本框架进行了简述，并描述了眼动跟踪可以解决的各种研究问题。然后进一步解释了眼动技术的工作原理和它产生的数据类型，并就如何选择和使用眼动仪以及选择适当的眼动测量方法提供指导。最后，本文描述了眼动研究有效性面临的挑战，以及克服这些挑战的建议，并概述了眼动研究后正确报告的标准。本文发表在International Journal of Psychophysiology杂志。

2022-06-13

1.4K0

微生物群-肠道-大脑轴：从运动到情绪

脑肠轴在维持体内平衡中起着重要作用。许多内在和外在信号影响因子通过脑肠轴调节肠道和中枢神经系统的功能。最近，微生物群落作为调节肠脑信号传导的重要作用已经显现，微生物-肠道-脑轴的概念已经提出。本文描述了微生物脑肠轴在调节肠道和中枢神经系统功能中的作用，以及如何影响肠易激综合征、情绪和情感障碍等疾病。本文还研究了支撑这些疾病的重叠生物学结构，特别强调了神经递质血清素，它在胃肠道和大脑中都起着关键作用。尽管动物研究已经显示出很大的前景，但在这些发现转化为患者群体的诊断和治疗益处之前，还需要更多研究成果。本文发表在Gastroenterology杂志。

2022-06-13

1.1K0

深度学习在静息态功能磁共振成像中的应用

数据分析图像处理机器学习深度学习神经网络

对从人脑功能磁共振成像(fMRI)数据中获得的丰富的动态的时空变化特性进行建模是一项具有挑战性的任务。对大脑区域和连接水平进行分析为fMRI数据提供了更直接的生物学解释，并且到目前为止一直有助于描述大脑中的特征。在本文中作者假设，与之前研究广泛使用的预先进行的fMRI时变信息转换以及脑区之间的功能连接特征相比，直接在四维(4D)fMRI体素级别空间中进行时空特征的学习可以增强大脑表征的鉴别性。基于这个目的，作者对最近提出的结构MRI(sMRI)深度学习(DL)方法进行扩展，以额外获得时变信息和在预处理好的fMRI数据上对提出的4D深度学习模型进行训练。结果表明使用基于复杂的非线性函数的深度时空方法为学习任务生成具有鉴别性的编码，使用fMRI体素/脑区/功能连接特征对模型进行验证，发现本文方法的分类性能优于传统标准机器学习(SML)和DL方法，除了相对简单的集中趋势测量的fMRI数据的时间平均值。此外，作者探讨了不同方法识别fMRI特征的优劣，其中对于fMRI体素级别特征DL显著优于SML方法。总之作者的研究结果体现了在fMRI体素级别数据上训练的DL模型的效率和潜力，并强调了开发辅助工具的重要性，以促进对这种灵活模型的解释。本文发表在IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)

2022-06-13

1.4K1

脑小血管病变伴认知障碍的大脑动力学与白质高信号的关系

认知功能障碍是脑小血管疾病(cSVD)的显著标志。已有的功能磁共振成像研究强调了大脑活动模式和行为变异性之间的联系。本文的研究旨在描述cSVD的影像学标记物、动态连通性和认知障碍之间的关联。

2022-04-15

4710

思影科技EEG/ERP数据处理业务

好的数据质量是获得可靠结果的前提，而预处理的质量往往对后处理的结果存在一定的影响。脑电的数据对噪音的敏感性很强，为了提高您数据的质量，在更大程度上将数据中的信噪比提高，获得更严谨的科研结果，我们会对您的数据进行高质量的预处理。

2022-04-12

1.7K0

大脑状态的重构与认知行为之间的映射

模块化网络重构

对人脑非侵入性成像的诞生促进了研究人员对大脑和行为之间关系的深入理解。神经科学家通过人类进行复杂行为时的脑活动信号进行间接测量，对人脑内支持不同功能的不同区域的特异性有了深入的理解。就功能性神经成像而言，早期的研究旨在确定在某种任务或某种功能下最"活跃"的特定大脑区域（如图1左所示）。这种方法产生了一系列新的研究，这些研究假定大脑的特定区域会映射到特定的心理结构（例如，考虑梭状回在面部感知中的作用），但这种方法的实现具有一定的挑战性。特别是，很难将一个区域具有统计学意义的“激活”转化为其在大脑中的算法实现。同样，很难明确相对分离的特定区域在网络水平是如何协调不同区域活动，以促进复杂的行为的，因此，需要在连接的水平考虑大脑区域和功能之间的关系。

2022-04-12

1K0

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

腾讯云测试服务

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。

2022-04-12

7450

思影科技近红外脑功能数据处理服务

使用NIRS_SPM进行激活分析的步骤包括：对原始数据进行格式转化、使用定位信息创建MNI空间坐标、滤波、一阶建模、GLM模型评估、设置设计矩阵、计算beta值等。

2022-04-12

1.5K0

中青年人脑白质的年龄效应和性别差异：DTI、NODDI 和 q 空间研究

本文使用先进的扩散磁共振成像（dMRI）研究了中青年人脑白质的微观结构变化。使用混合扩散成像（HYDI）获得多shell扩散加权数据。HYDI方法用途广泛，并使用扩散张量成像（DTI）、神经突定向扩散与密度成像（NODDI）和q空间成像方法分析数据。本研究包括24名女性和23名男性被试，年龄在18至55岁之间。在整个大脑的48个白质感兴趣区域（ROI）中使用最小二乘线性回归测试了年龄和性别对扩散指标的影响，并对ROI进行了多重比较校正。在这项研究中，投射到海马或大脑皮层的白质是对大脑衰老最敏感的区域。具体来说，在这个从青年到中年的队列中，年龄效应与白质纤维更分散有关，而组织限制和轴突内体积分数保持相对稳定。NODDI的纤维弥散指数对老化表现出最显著的敏感性。此外，这一年龄队列中DTI指数的变化主要与纤维弥散指数相关，而不是与NODDI的细胞内体积分数或q空间测量值相关。虽然男性和女性的衰老率没有差异，但男性的轴突内体积分数往往高于女性。这项研究表明，使用HYDI采集和NODDI分区建模的高级dMRI可以阐明对年龄和性别敏感的微观结构变化。最后，本研究深入了解了DTI扩散指标与NODDI模型q空间成像的高级扩散指标之间的关系。

2022-04-12

1.4K0

脑影像中的深度学习研究：前景与挑战

卷积神经网络学习方法神经网络机器学习深度学习

深度学习(DL)在应用于自然图像分析时非常成功。相比之下，将其用于神经影像学数据分析时则存在一些独特的挑战，包括更高的维度、更小的样本量、多种异质模态以及有限的真实标签（ground truth）。在本文中结合神经影像学领域的四个不同且重要的类别讨论了DL方法:分类/预测、动态活动/连接性、多模态融合和解释/可视化。本文重点介绍了这些类别中每一类的最新进展，讨论了将数据特征和模型架构相结合的益处，并依据这些内容提出了在神经影像学数据中使用DL的指南。对于每一个类别，还评估了有希望的应用和需要克服的主要挑战。最后讨论了神经影像学DL临床应用的未来方向。

2022-04-12

1.2K0

Circulation：胎儿脑体积预测先天性心脏病患儿的神经发育

编程算法线性回归

背景：神经发育障碍在先天性心脏病（CHD）患儿中很常见，但产后变量仅能解释预后中30%的差异。为了探讨神经发育障碍是否可能开始于子宫，我们分析了胎儿脑体积是否能预测CHD儿童未来的神经发育预后。

2022-04-12

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工作记忆的认知神经科学

50多年来，心理学家和认知神经科学家已经认识到，工作记忆在多个目标处于活动状态时协调加工，并用不存在于当前环境中的信息指导行为的重要性。近年来，心理学理论和认知神经科学数据都集中在这样一个观点上，即信息是通过将注意力分配到内部表征中编码进入工作记忆的，无论是语义长时记忆(如字母、数字、单词)、感觉记忆还是运动记忆。因此，基于信息的人类功能MRI数据多变量分析通常发现刺激区域临时表征的证据，这些区域也在非工作记忆环境中加工信息。另一方面，前额叶皮层（PFC）通过偏倚记忆表征的显著性，并在相互竞争的、环境相关的规则中做出判断，来控制行为。“控制器的控制”源于PFC和纹状体回路以及上行多巴胺能神经调节信号之间复杂的相互作用。

2022-04-12

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不同麻醉方案以及清醒条件下大鼠大脑连接模式分析

静息态功能磁共振成像作为一种传统的成像技术在许多神经生理学研究上有着重大的潜力。在临床应用中多在麻醉状态下采集影像数据，但是我们并不知道麻醉对数据采集的影响。在此我们在不同的麻醉方案下采集了大鼠的静息态fMRI数据，并将其与清醒状态下采集的数据进行对比，从而有了新的发现。结果表明在不同麻醉方案下，大脑的功能连接模式相对清醒状态均有一定的调制，其中异丙酚麻醉下的大脑连接模式与清醒状态下的连接模式最为接近。α-氯醛糖和异氟醚加美托嘧啶联合麻醉组的FC模式与清醒状态的FC模式有良好的对应关系。异氟醚组和美托嘧啶组的FC模式与清醒状态差异最大。这些结果可以直接用于rsfMRI研究设计，以提高数据质量、可比性和解释。

2022-04-12

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