研究背景 神经振荡是大脑功能的基本组成部分，能够协调神经集合内及其间的电生理活动，这对于认知和行为的实现至关重要。在儿童的成长过程中，这些神经过程的发展不仅是一个重要的神经科学问题，还可以揭示神经病理和精神障碍的潜在机制。然而，测量神经振荡的发展轨迹受到设备限制的影响。 论文来源 这篇论文由Lukas Rier、Natalie Rhodes、Daisie O Pakenham等人撰写，作者分别来自Nottingham大学、Toronto的Sick Kids Hospital等机构。论文发表于2024年6月4日在《eLife》期刊，题为“Tracking the neurodevelopmental trajectory of beta band oscillations with optic...
Somatosensory Evoked Spikes in Normal Adults Detected by Magnetoencephalography 科研背景与研究动机 自1949年以来，临床神经生理学研究发现高电压皮层体感诱发电位（somatosensory evoked potentials, SEPs）可以在反射性癫痫患者中检测到，这类患者癫痫发作是由体感刺激触发的（Forster等，1949；Green，1971）。1971年，contralateral parietal spikes（对侧顶部电位尖峰）首次在一名患有行为障碍的儿童中被发现，并被命名为“体感诱发尖峰（somatosensory evoked spikes, SESs）”（De Marco，1971）。这种现...
听觉记忆识别与预测编码的大脑时空层次结构 背景介绍 本研究旨在探索人类脑在识别之前记忆的音乐序列及其系统性变化时的层次性脑机制。虽然有关视空模式的神经处理已经进行了广泛研究，但对意识识别听觉序列及其关联的预测误差的理解依然不足。听觉系统从随时间发展形成的模式和序列中提取信息，为理解大脑的时间层次提供了独特的机会。相关研究推测大脑通过预测编码理论（Predictive Coding Theory，PCT）不断更新内部模型来预测外界信息和刺激。 研究来源 本文作者包括L. Bonetti, G. Fernández-Rubio, F. Carlomagno, M. Dietz, D. Pantazis, P. Vuust和M. L. Kringelbach，分别来自奥胡斯大学、牛津大学、波洛尼亚...
背景和研究问题 工作记忆和运动后大脑反应（Post-task responses，PTRs）在神经科学中一直是研究的热点。以往的研究表明，运动后的β反弹（Post-movement beta rebound，PMBR）是大脑皮层中可靠而稳定的现象，可以通过磁脑电图（Magnetoencephalography，MEG）来研究和测量。而近期的研究进一步发现，PTRs不仅限于运动后β反弹，而是在各种频段（如θ、α和β频段）和大脑区域中普遍存在。然而，目前尚不清楚这些工作记忆后PTRs是否由类似于PMBR的瞬态高幅度活动爆发（Spectral bursts）驱动。本文的主要目的是通过对工作记忆和视觉运动任务数据集的比较，探讨这两类任务后PTR的驱动机制是否相似。 论文来源与作者信息 这篇研究论文由...
用于脑磁图传感器阵列的四通道光泵磁力计 研究背景 光抽运磁力仪（Optically Pumped Magnetometer，简称OPM）在自旋交换弛豫自由（SERF）状态下是极为灵敏的磁场传感器，灵敏度能低至0.16 ft/√Hz和0.54 ft/√Hz。OPM基于自旋极化原子与磁场的相互作用，通过光抽运将泵光束的角动量转移到原子（典型情况下是碱金属蒸气），使其自旋极化。自旋极化通过拉莫尔进动与磁场相互作用，通过光学探测自旋极化在探测束传播方向上的投影，可以确定外部磁场。在高原子密度及近零磁场的SERF状态下，由于自旋交换碰撞引起的极化弛豫被强烈抑制，OPM的灵敏度可以显著提升。 近年来，OPM在生物磁学中的应用逐渐受到关注，特别是对人类大脑磁场的测量（脑磁图，Magnetoencephal...
人体感觉运动静息状态β事件及非周期活动表现出良好的测试重测可靠性 背景介绍 神经系统疾病是对人类日常生活影响最大的疾病类型之一，尤其是那些影响感觉和运动功能的疾病，如帕金森病。由于缺乏早期和明显的脑结构变化，这些疾病的早期诊断变得异常困难。而疾病演变的轨迹和康复结果往往也是变幻莫测的。因此，亟需一种稳定、可靠的临床功能生物标志物来改善对此类疾病的诊断和治疗。 脑磁图（Magnetoencephalography, MEG）与脑电图（Electroencephalography, EEG）作为无创的电生理记录方式，能够捕捉到脑皮层区的神经活动。这些方法在探讨神经系统尤其是感觉运动系统的功能和结构变化方面显示出了巨大的潜力。近年来研究发现，感觉运动皮质的β节律（14-30 Hz）与多种任务和疾病...
典型发育儿童体感皮层网络的时空动态 研究背景 触觉在我们与外界物体的交互以及手部动作的精细控制中扮演着至关重要的角色。尽管已有大量关于人类皮肤感受信息处理机制的研究，但大脑中参与此过程的脑区之间如何动态交互仍不甚明了。已有的研究在探讨皮肤感受信息流的时间动态时报告了不一致的结果。因此，本研究旨在通过磁源成像和皮层—皮层耦合动态分析探讨典型发育儿童皮肤感受加工的时空动态。 论文来源 本论文由Yanlong Song、Sadra Shahdadian等多位作者共同撰写，作者们分别隶属于Fort Worth的Neuroscience Research Center, Jane and John Justin Institute for Mind Health, Cook Children’s He...
使用柔性多通道光泵磁力计MEG系统测量人类听觉诱发场 Xin Zhang等人，来自中国科学院苏州生物医学工程技术研究所、中国科学技术大学、中国广东省佛山季华实验室和山东省济南国科医疗技术发展有限公司等，于2024年发表在《j. integr. neurosci.》上的一篇研究论文。 背景 磁脑图(Magnetoencephalography, MEG)是一种非侵入性成像技术，可以直接测量大脑中同步激活的锥体神经元产生的外部磁场。光泵磁力计(Optically Pumped Magnetometer, OPM)以其低成本、无需低温、可移动和用户友好的定制设计，展现了在基于MEG的功能性神经成像中的巨大潜力。然而传统的MEG系统由于设备体积大、复杂和重量重，限制了实验的灵活性，无法适应儿童、婴儿...
拓展OPM-MEG在临床中的应用：一种有效自动抑制牙套金属伪影的方法 背景介绍 磁性脑电图（Magnetoencephalography, MEG）是一种通过多通道磁场测量传感器重建大脑神经电流分布和功能网络的技术。MEG相比于电生理学（Electroencephalography, EEG）在源空间分辨率上有显著优势，同时其磁场信号不受颅骨和头皮组织传导的干扰，在时间分辨率上也优于功能性磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）。因此，MEG在研究大脑功能与认知、癫痫的临床应用以及神经疾病研究中具有重要地位。 目前，MEG测量主要依赖两种设备：商用超导量子干涉装置（SQUID）和可穿戴光泵磁力计（Optically Pumped M...
全头皮下EEG的可行性、安全性和性能——基于微创电极植入的研究报告 背景与目的 自1929年Berger首次应用电极记录人类头皮电信号并发现α节律以来，脑电图（EEG）的记录能力在空间覆盖（电极数量增加）、时间长度（数日）、和数字化方面都有了显著改进。传统头皮EEG是诊断短暂神经功能障碍的标准方法，用于癫痫或睡眠障碍。然而，当前的临床实践受限于只能进行短时间（天）记录的传统EEG，无法捕捉更长时间尺度（月）的脑（功能）变化。为了优化慢性脑病（如癫痫）的管理，亟需找到一种能够在日常生活中监测脑电活动的方法。 此项研究的旨在开发一种可以进行全头皮下EEG（Epios）记录的设备，并验证通过微创技术安全插入电极导线的可行性（主要结果）。作为次要结果，研究验证了皮下EEG在测量生理脑振荡和病理放电方...