神经元分类的创新融合：基于人类和小鼠电生理数据的共同信息 科学界长期以来对神经元分类面临巨大挑战。准确分类神经元对于理解大脑在健康和疾病状态下的功能至关重要。这篇由Bar-Ilan University的Ofek Ophir、Orit Shefi与Ofir Lindenbaum引领的研究在《Neuroinformatics》期刊上发表，提出了一种全新的机器学习框架，通过联合使用来自人类和小鼠的电生理数据来对神经元进行分类。 研究背景 神经元是神经系统的基本单元，其分类自Ramon y Cajal在1995年发表《人和脊椎动物神经系统的组织学》以来，一直是神经科学的核心问题。分类神经元有助于在不同实验室和实验条件下的一致识别，这对于理解大脑功能及其在健康和病态状态下的变化至关重要。 研究来源 ...
MRQA：解决 MRI 协议不合规的广泛问题 背景介绍 近年来，大规模神经影像数据集在研究脑-行为关系中发挥了至关重要的作用，例如阿尔茨海默病神经成像计划（ADNI），人类连接组计划（HCP），少年大脑认知发展（ABCD）研究等。这些数据集通常由多个站点和不同的扫描仪型号采集。然而，跨站点或跨设备的数据收集存在一个重要问题，即成像参数的一致性不足。成像参数的不一致会严重影响数据质量，降低信噪比（SNR）和统计功效，甚至可能使研究结果无效。 传统上，确保MRI扫描协议一致性是一项繁复且手动的任务。这主要是由于DICOM（数字成像和通讯标准）的复杂性和缺乏资源来专门处理这一问题。另外，由于不同站点场所的参数值经常被即兴调整，协议不合规问题通常被忽视。因此，在多个站点进行数据汇总时，一致的成像协议...
基于贝叶斯张量建模的阿尔茨海默病影像分类 引言 神经影像学研究是当代神经科学的重要组成部分，极大地丰富了我们对大脑结构和功能的认识。通过这些非侵入性的视觉化技术，研究人员可以更精确地预测某些神经和精神疾病的风险，进而在早期阶段进行干预和治疗，从而改善患者的健康和生活质量。特别是在阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease，以下简称AD）的研究中，神经影像学提供了宝贵的病理机制见解，能跟踪病情进展，识别早期症状并区分其他导致痴呆的原因。 然而，在处理神经影像数据时会面临多个重大挑战，例如数据空间依赖性、高维度及噪声，并且往往难以在异构条件下识别合适的神经生物标志物。为了应对这些复杂的影像数据问题，研究者提出了多种统计和机器学习方法，其中包括基于影像特征的分类模型。 尽管现有的方法有着...
通过PED算法识别自闭症谱系障碍的诊断生物标志物 在神经信息学领域，自闭症谱系障碍（ASD）的研究多集中于脑部区域之间的双向连接关系，而较少涉及脑部区域的高阶相互作用异常。为了探讨脑区的复杂关系，作者团队采用了部分熵分解（Partial Entropy Decomposition, PED）算法，通过计算三脑区（triads）的高阶相互依赖性来捕捉高阶相互作用。本文提出了一种基于PED和替代检验方法的方法，检验单个脑区对三重脑区的影响，发现了关键的三脑区。进一步采用超图模块优化算法揭示了高阶脑结构，在ASD中，右丘脑与左丘脑的连接相比于典型对照（TC）更松散。关键的冗余三脑区（左小脑、左楔前叶和右下枕回）的相互作用表现出显著的衰减，而协同的关键三脑区（右小脑、左中央后回和左舌回）的相互作用明...
科学研究数据管理教育的多年的多领域努力 研究背景 随着现代神经科学的发展，研究数据管理（Research Data Management, RDM）已经成为科学家们不可或缺的技能。然而，尽管研究数据管理对于科学研究具有重要性，这类技术技能往往在领域特化的研究生教育中被忽视。因此，越来越多的社区努力提供有组织的培训机会和自学材料，以帮助早期科研人员获得这方面的知识和技能。 Massachusetts Institute of Technology（MIT）的“the missing semester of your cs education”正是这种教育缺失的一个例证。此外，现代计算机和应用程序的高可用性极大地降低了用户对计算机的熟悉程度，这使得许多科学家缺乏有效管理研究数据和结果所需的基本技...
在当今的肿瘤学临床实践和药物开发领域，对肿瘤反应的评估方法正处于革新的边缘。自1981年世界卫生组织(WHO)提出用于评估抗癌药物效果的肿瘤反应分类标准以来，这一领域经历了多次改进。最为人们熟知的，是1995年成立的响应评估标准在实体瘤(RECIST)工作组。该工作组通过与加拿大国家癌症研究所、美国国家癌症研究所以及欧洲癌症研究和治疗组织的合作，建立了基于大量病例数据的循证推荐，推动了RECIST 1.0和1.1版本的发布，这些版本在确定客观响应率等影像学终点方面发挥了重要作用。 然而，随着对肿瘤生物学更深入的理解和诊疗策略的不断演进，传统的依赖大小和数量变化的评估方法显示出其局限性，这就需要新的方法来填补这一空缺。为此，RECIST工作组于2022年5月组织了一次多学科工作坊，聚焦于探讨放...
机器学习辅助的定量高光谱成像在脑肿瘤切除中的指导作用研究 背景介绍 恶性胶质瘤的完全切除一直受到肿瘤细胞在浸润区难以区分的挑战。这项研究的背景是：在神经外科手术中，通过使用5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，简称5-ALA），可以实现原卟啉IX（protoporphyrin IX，简称PPIX）的荧光引导，从而提高肿瘤的切除率。然而，即使在光谱成像的帮助下，许多低级别胶质瘤和一些高级别肿瘤由于PPIX的低积累，显示出较弱的荧光，这使得肿瘤更难区分。因此，了解不同类别肿瘤组织中的PPIX发射光谱，以及如何利用这些光谱进行分类，具有重要意义。 论文来源 这篇论文发表于《Communications Medicine》期刊（2024年），文章标题为“Towards mac...
深度学习在超声心动图自动化诊断中的新突破：对比自监督学习方法的研究报告 研究背景 随着人工智能和机器学习技术的快速发展，它们在医学影像诊断领域发挥着越来越重要的作用。特别地，自监督学习(Self-Supervised Learning, SSL)在处理标签数据稀缺的问题上展示出了显著的效果，这在获取医学影像标签困难和昂贵的情况下具有重要意义。通常，大多数的自监督学习方法都没有针对包含丰富时间信息的视频影像，如超声心动图，进行特别适配和优化。因此，开发出一种针对超声心动图视频的自监督对比学习方法，以提升在小型标签数据集上的自动化医学影像诊断性能，显得尤为迫切和重要。 研究来源 此研究由Gregory Holste、Evangelos K. Oikonomou、Bobak J. Mortazav...
在全球范围内，肥胖的流行趋势不断上升，给公共卫生带来了重大的影响。肥胖独立地与心血管疾病的发病率和死亡率相关联，估计每年将为卫生系统带来超过2000亿美元的经济负担。近年来，胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂因其在体重减轻和心血管风险降低中独立于糖尿病的作用而成为改变实践的治疗方案。在这一背景下，史丹福大学的Sulaiman Somani、Sneha S. Jain、Ashish Sarraju、Alexander T. Sandhu、Tina Hernandez-Boussard和Fatima Rodriguez等人展开了一项关于GLP-1受体激动剂在社交媒体上公众认知的研究，并在《Communications Medicine》2024年发布了他们的研究成果。 该研究采用了大型语...
炎性肌病中肌纤维类型的异质性表征与包涵体肌炎的选择性易感性 随着年龄的增长，炎性肌病的发病率逐渐上升，其中包涵体肌炎（IBM）作为最常见的类型，目前尚无有效治疗方法。与其他炎性肌病不同，IBM呈慢性病程并具有炎症和退行性病理特征。更为复杂的是，引发IBM进展的因素与分子驱动因素尚不明确。为了深入研究该疾病，研究人员采用了单核RNA测序与空间转录组学，对患者的肌肉活检样本进行了细胞类型特异性驱动因素的绘图，以期比较IBM肌肉与免疫介导的坏死性肌病（IMNM）及无炎症的骨骼肌样本。 研究背景与目的 IBM是影响老年人群的最普遍炎性肌病，由于免疫反应和肌肉纤维退行性变化共同作用，导致逐渐丧失肌肉功能。然而，导致IBM的分子机制并不清楚。本研究旨在通过新型技术手段，揭示IBM病因，并为未来治疗策略提...