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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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    系统架构师论文-论中间件在SIM卡应用开发中的作用

    我曾于近期参与过一个基于SIM卡应用的开发项目,并在项目中担任系统分析的工作。在分析过程中,我们依据面向対象方法対系统进行了划分,其中许多的模块已有成熟的中间件产品可供使用。我们选择中间件产品的标准是:功能、性能、封闭性、独立性、可扩充性、是否标准化等(或是否是主流产品)、跨平台性、话语害性,以及中间件的大小和价位,并且面向対象的优于面向功能的。 由于复用了大批的中间件,使得项目工作重大大减少,开发周期明显缩短,并且在项目的编码部分,我们也尽量制作自己的中间件,以便在以后复用,或以恰当的形式销售,増加公司的利润。 自己设计中间件,菖先要做领域分析,以确定其价值,并依据上述原则开发。产品形成后,要由管理系统负责中间件产品的存储、描述、資询、发布以及动态雄护、版本控制等。

    01

    分段长度对EEG功能连接和脑网络组织的影响

    图论和网络科学工具揭示了静息状态脑电分析中脑功能组织的基本机制。然而,仍不清楚几个方法学方面如何可能使重构的功能网络的拓扑产生偏差。在此背景下,文献显示所选分段的长度不一致,阻碍了不同研究结果之间的有意义的比较。本研究的目的是提供一种不受分段长度对功能连通性和网络重建影响的网络方法。采用不同时间间隔(1、2、4、6、8、10、12、14和16s)对18名健康志愿者的静息状态脑电图进行相位滞后指数(PLI)和振幅包络相关(AEC)测量。通过计算加权聚类系数(CCw)、加权特征路径长度(Lw)和最小生成树参数(MST)对网络拓扑进行评估。分析在电极和源空间数据上进行。电极分析结果显示,PLI和AEC的平均值都随着分段长度的增加而降低,PLI在12s和AEC在6s有稳定的趋势。此外,CCw和Lw表现出非常相似的行为,基于AEC的指标在稳定性方面更可靠。一般来说,MST参数在短时间内稳定,特别是基于PLI的MST (1-6 s,而AEC为4-8 s)。在源水平,结果更加可靠,基于PLI的MST的结果稳定可以达到1 s。这表明,PLI和AEC都依赖于分段长度,这对重建的网络拓扑结构有影响,特别是在电极上。源水平的MST拓扑对分段长度的差异不敏感,因此可以对不同研究的脑网络拓扑进行比较。本文发表在Journal of Neural Engineering杂志。

    02

    Science:创伤后的恢复力:记忆抑制的作用

    在经历创伤后,某些人会持续发生不必要但无休止的创伤记忆回忆,而目前对于上述现象的认识很少。本研究在实验室中对102名经历2015年巴黎恐怖袭击的个体(暴露个体, exposed individuals)和73名未经历该袭击的个体(未暴露个体, nonexposed individuals)进行了中性和无伤害性的侵入式记忆体验。在重新体验这些侵入性记忆时,未暴露个体和无创伤后应激障碍(PTSD, posttraumatic stress disorder)的暴露个体可以自适应地抑制记忆活动,而患有PTSD的暴露个体则不能有效抑制记忆活动。上述发现表明,抑制记忆的能力对于积极的创伤后适应至关重要。记忆控制系统的一般性中断可以解释在PTSD中经常出现的适应不良和抑制失败的尝试,并且这种中断应对应于特定的治疗方法。该文章由法国诺曼底大学的研究者发表在Science杂志。

    03

    功能连接作为框架来分析脑环路对fMRI的贡献

    近年来,功能性神经成像的研究领域已经从单纯的局部化研究孤立的脑功能区域,转向更全面地研究功能网络中的这些区域。然而,用于研究功能网络的方法依赖于灰质中的局部信号,在识别支持脑区域间相互作用的解剖环路方面是有限的。如果能绘制大脑各区域之间的功能信号传导回路,就能更好地理解大脑的功能特征和功能障碍。我们开发了一种方法来揭示大脑回路和功能之间的关系:功能连接体Functionnectome。Functionnectome结合功能性核磁共振成像(fMRI)的功能信号和白质回路解剖,解锁并绘制出第一张功能性白质地图。为了展示这种方法的通用性,我们提供了第一张功能性白质图,揭示了连接区域对运动、工作记忆和语言功能的共同贡献。Functionnectome自带一个开源的配套软件,并通过将该方法应用于现有的数据集和任务fMRI之外,开辟了研究功能网络的新途径。

    02

    静息态下大脑的动态模块化指纹

    摘要:人脑是一个动态的模块化网络,可以分解为一系列模块,其活动随时间不断变化。静息状态下,在亚秒级的时间尺度上会出现几个脑网络,即静息态网络(RSNs),并进行交互通信。本文尝试探究自发脑模块化的快速重塑及其与RSNs的关系。三个独立的健康受试者静息态数据集(N=568),对其使用脑电/脑磁图(EEG/MEG)来探究模块化脑网络的动态活动。本文证实了RSNs的存在,且其中一些网络存在分裂现象,尤其是默认模式网络、视觉、颞区和背侧注意力网络。本文也证明了心理意象中的个体间差异与特定模块的时间特征有关,尤其是视觉网络。综上所述,本文的研究结果表明大规模电生理网络在静息态时具有依赖模块化的动态指纹。

    03

    儿童和青少年静息态MEG振荡活动的发展轨迹:一项纵向研究

    神经振荡可能对脑成熟方面如髓鞘化和突触密度变化敏感。更好地确定发育轨迹和可靠性对于理解典型和不典型神经发育是必要的。在这里,我们在2.25年中对110名正常发育的儿童和青少年(9 ~ 17岁)中检验了信度。利用10 min静息态脑磁图数据,计算归一化源谱功率和组内相关系数。我们发现了全局归一化功率的性别特异性差异,男性显示出与年龄相关的delta和theta降低,以及与年龄相关的beta和gamma增加。女性的显著年龄相关变化较少。结构磁共振成像显示,男性灰质总量、皮质下灰质、皮质白质体积较大。总灰质体积有显著的年龄相关变化,与性别特异性和频率特异性相关的归一化功率。在男性中,总灰质体积的增加与theta和alpha的增加以及gamma的减少相关。测试-重测可靠性在所有频带和源区域都很好。重测信度范围从好(alpha)到一般(theta)到差(其余波段)。虽然成人的静息态神经振荡可以具有类似指纹的质量,但我们在这里表明,由于大脑的成熟和神经发育的变化,儿童和青少年的神经振荡继续进化。

    02

    静息态脑功能连接可以反应个体是否诚实(不诚实)

    社会不良行为(如不诚实)的决定因素的测量是复杂的,并被社会可取性偏见所掩盖。为了克服这些偏见,我们在静息状态功能连接模式上使用了基于连接体的预测模型(CPM),并结合了一项不显著地衡量自愿作弊的新任务,以获得(不诚实)的神经认知决定因素。具体来说,我们调查了休息时大脑中任务独立的神经模式是否可以用来预测(不诚实)行为的倾向。我们的分析显示,在一个独立的样本中,功能连接,尤其是与自我参照思维(vmPFC、颞极和PCC)和奖励处理(尾状核)相关的大脑网络,与参与者的作弊倾向可靠地相关。作弊次数最多的参与者在冲动的几个自我报告中得分也最高,这强调了我们结果的普遍性。值得注意的是,当比较神经测量和自我报告测量时,发现神经测量在预测作弊倾向方面更重要。

    02

    重磅综述:阿尔茨海默病的神经振荡和脑刺激

    衰老与认知过程和大脑神经生理学的改变有关。虽然遗忘性轻度认知障碍(aMCI)的主要症状为与较同等年龄和教育水平的人表现出记忆问题,但阿尔茨海默病(AD)患者除了记忆功能障碍外,还表现出其他认知方面的障碍。生理衰老的静息脑电图(rsEEG)表现出整体上低频振荡功率增加,alpha波活动减少和减缓。然而,AD的rsEEG主要表现为慢振荡增加,快振荡减少,以及大脑功能连接受损。最近对啮齿动物的研究,在静息脑振荡中与年龄和AD相关的变化,和通过gamma波段刺激的大脑刺激技术的神经保护效应同样存在于人类中。总之,目前的研究集中于优化rsEEG特征,将其作为aMCI患者转换为AD患者的预测因子,并了解脑刺激治疗后的神经变化。本文综述了生理衰老、aMCI和AD中rsEEG振荡变化的最新研究,以及来自人类和非人类研究的各种脑刺激发现。

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    NeuroImage:多任务共激活模式揭示一个鲁棒性的反相关功能网络

    过去几十年里,研究者对于对抗的脑状态是不是人脑活动组织的基本原则一直有争议。一些人认为内在的静息态功能连接反相关脑网络是预处理的人为结果。一些人认为这种反相关有生物学意义的,它是大脑对不同刺激如何作出反应的预测因子。本研究调查了不同任务的全脑共激活模式,检验了任务态脑区显示的反相关是否与静息态相似。我们检查了HCP(N=680)中47个任务对比的脑活动,发现网络间鲁棒的对抗互联。默认网络的脑区表现出最高的皮层相关的负连接度。这种跨任务的负共激活模式与全局信号回归(GSR)处理的静息态数据结果一致。经过GSR的静息态数据是任务诱发的调节的更好的预测因子。最后,在25个抑郁症病人的队列中,我们发现DLPFC和人体大脑亚属前扣带皮层的基于任务的反相关与DLPFC-TMS的临床效果有关。总之,我们的发现说明反相关是有生物学意义的现象,可能反映了重要的功能性脑组织原则。

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