学术报告: brainlife.io: 支持神经科学研究的去中心化和开源云平台 背景与动机 神经科学研究正在快速发展，数据标准化、管理与处理工具的提升使得研究变得更加严谨和透明。然而，这也带来了复杂的数据流水线，实现”FAIR”原则（Findable, Accessible, Interoperable, Reusable，译为”可查找、可访问、可互操作和可重复使用”）的过程增加了潜在的障碍。传统上，一些有关神经影像学的研究可以在单一实验室内完成，但如今的研究往往需要数百个小时的数据测量，跨越多个参与者、实验室和数据模型。 数据背景 本文中所描述的brainlife.io平台旨在通过支持数据标准化、管理、可视化和处理，来简化和民主化神经影像学研究。这个平台自动追踪数千个数据对象的起源历史，使...
多感觉闪烁调节广泛脑网络并减少间歇性癫痫样放电的研究报告 背景介绍 在治疗神经系统疾病方面，调节脑电振荡有巨大的潜力。尤其是针对广泛脑网络的神经性疾病，例如癫痫和阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease, AD），非侵入性且适用于日常家庭使用的干预措施成为了科学界的关注焦点。重复的视听刺激（sensory flicker）是一种简单可行的方法，已被证明在小鼠中可以调节海马（hippocampus）的活动，但其在人类中的作用尚不明确。鉴于此，研究人员希望通过量化闪烁刺激对人类患有局灶性癫痫的患者的神经生理影响，并尝试发现这种方法是否可以降低间歇性癫痫样放电（Interictal Epileptiform Discharges, IEDs）。 研究来源 这篇研究论文由Emory Un...
Academic News Report on Multidimensional Cross-Frequency Coupling Analysis in EEG/MEG Data 近年来，随着脑科学与医学影像技术的进步，研究人员对大脑功能连接性的探索愈加深入。本报告将介绍一篇关于多维度交叉频率耦合分析的科学研究论文，即《A Bicoherence Approach to Analyze Multi-Dimensional Cross-Frequency Coupling in EEG/MEG Data》。该论文由Alessio Basti等人撰写，发表在2024年《Scientific Reports》期刊上。主要讨论了多维反对称交叉双相一致性（Multi-Dimensional Anti...
长基线量子传感器网络作为暗物质光子探测仪 学术背景 超轻暗光子（dark photons）作为暗物质的重要候选者之一，得到了广泛的理论和实验关注。根据动能混合机制（kinetic mixing mechanism），当暗光子与标准模型光子耦合时，会产生相干的电磁波，并且这种波应在暗光子的德布罗意波长范围内具有空间相关性。然而，尽管过去八十年来天体物理方面提供了丰富的暗物质存在证据，但其与标准模型粒子和场之间的非引力相互作用的直接探测仍未取得突破。为了应对这一挑战，提出了许多理论，其中一些理论预言了新的基础粒子的存在，如轴子（axions）和暗光子。 来源 这篇论文名为《Long-baseline quantum sensor network as dark matter haloscope》...
科学报告 背景介绍 感知和神经处理感官信息极大程度上受先验期望的影响。感知不仅仅是被动的接收，而是通过将现有的感官信息与基于过去经验和当前情境获得的先验信息结合而成的一种主动推理过程。这种信息的结合方式可以通过不同的机制表现出来：一种是专注于异常输入，即预测误差信号处理（Prediction Error，简称PE）；另一种是通过对预期信息的增强实现的锐化表示。本文研究了这两种机制在面孔感知中的表现。 研究来源 本研究由德国汉堡大学医疗中心(University Medical Center Hamburg-Eppendorf)系统神经科学系的Annika Garlichs和Helen Blank进行，论文发表于2024年4月的《Nature Communications》期刊。 研究流程及方...
综述与报道：基于微状态和递归量化分析的GRU-CNN模型在听觉注意力检测中的应用 背景与研究动机 注意力作为一种认知能力，对感知过程起着至关重要的作用，帮助人类在纷繁复杂的环境中集中注意力于特定对象，而忽略其他干扰。本论文针对听觉注意力检测（Auditory Attention Detection，AAD）进行了研究，通过多通道脑电图（EEG）信号在听者专注于目标讲话者的过程中提取不同的动态特征，以期在存在竞争性讲话者的情况下有效检测听觉注意力。 论文来源与作者信息 此论文由Mohammadreza Eskandarinasab、Zahra Raeisi、Reza Ahmadi Lashaki和Hamidreza Najafi撰写，分别来自于犹他州立大学、费尔莱狄克森大学、德黑兰科技大学等机...
深度学习模型揭示语义饱和机制 语义饱和（semantic satiation），即一个词或短语在被重复很多次后失去意义这一现象，是一种众所周知的心理学现象。然而，导致这一机制的微观神经计算原理仍然未知。本文使用连续耦合神经网络（continuous coupled neural network, CCNN）建立深度学习模型，研究语义饱和的机制，并用神经元成分精确描述这一过程。研究结果表明，从介观角度来看，语义饱和可能是一个自下而上的过程，与现有的宏观心理学研究认为语义饱和是一个自上而下的过程不同，本文的模拟采用与经典心理学实验类似的实验范式，观察到相似的结果。语义目标的饱和类似于本文网络模型用于物体识别的学习过程，依赖于对象的连续学习和切换，神经耦合的增强或削弱影响饱和。综上，神经和网络机制...
人的真实头方向电生理特征 导航是人类复杂认知现象的核心组成部分之一，其中头方向信息对于在空间中定位自己至关重要。然而，由于绝大多数神经影像实验要求头部固定在特定位置，而真实头方向信号需要物理旋转头部，因此关于人脑如何对真实头方向信号进行调谐的了解相对较少。为了解决这一问题，Benjamin J. Griffiths及其团队在Nature Human Behaviour期刊上发表了题为”Electrophysiological signatures of veridical head direction in humans”的研究报告，文章链接为：https://doi.org/10.1038/s41562-024-01872-1。 研究背景 人类对头方向的感知主要依赖于物理旋转头部，而以往关...
高度抗治疗性抑郁症患者情绪处理偏向的脑机制研究 背景介绍 抑郁症（depression）是现代社会普遍存在且严重影响个人身心健康的精神疾病之一。根据Beck的认知模型（Beck’s cognitive model），抑郁症的发展和维持在很大程度上与信息的偏向性获取和处理有关。大量研究表明，抑郁症患者在认知领域（例如感知、注意和记忆）中普遍存在负面偏向。例如，抑郁症患者往往会将中性面孔解释为悲伤面孔，将快乐面孔解释为不快乐面孔。理解这些情绪刺激处理过程中的偏向性神经机制对于预测、检测和治疗抑郁症具有重要的临床意义。 然而，尽管功能磁共振成像（fMRI）研究显示抑郁症患者在处理悲伤面孔时杏仁核反应增强，而在处理快乐面孔时反应减少，但这些研究大多采用了高空间分辨率但低时间分辨率的方法或相反的低空间...
腹侧下束在雄性小鼠中通过多条通路促进觉醒 背景介绍 腹侧下束（ventral subiculum，vsub）是海马结构的主要输出区，在动机、压力整合和焦虑样行为中起着关键作用，这些行为都依赖于高度的觉醒状态。然而，vsub在觉醒中的作用及其底层神经回路知之甚少。通过使用体内光纤测钙技术和多通道电生理记录，我们发现vsub的谷氨酸能神经元在觉醒期间表现出高活性。此外，vsub谷氨酸能神经元的激活会导致觉醒和焦虑样行为增加，并诱发从睡眠到觉醒的快速转变。vsub谷氨酸能终端的光遗传学刺激和vsub谷氨酸能神经元的逆行化学遗传学激活揭示了vsub通过内侧下丘脑（lateral hypothalamus, LH）、伏隔核壳（nucleus accumbens shell, NAc）和前额叶皮层（pr...