睡眠阶段分类在睡眠质量评估和疾病诊断中至关重要。然而，现有的分类方法在处理时间延变的多通道脑信号的空间和时间特征、应对个体生物信号差异以及模型的可解释性方面仍然面临诸多挑战。传统的机器学习方法依赖于复杂的特征工程，而深度学习方法尽管在特征表示学习上表现出色，但在空间-时间特征利用、跨个体泛化能力以及模型可解释性方面仍有待提升。 为了应对上述挑战，北京交通大学的Ziyu Jia等人以及麻省理工学院的Li-Wei H. Lehman提出了一种多视角时空图卷积网络（Multi-View Spatial-Temporal Graph Convolutional Networks, MSTGCN），并结合域泛化用于睡眠阶段分类。 论文来源 这篇论文由北京交通大学计算机与信息技术学院的Ziyu Jia,...
通过EMG驱动的机器人手训练揭示慢性中风患者跨半球平衡恢复的神经机制：来自动态因果建模的见解 中风是一种常见的致残原因，其中大部分中风幸存者会患上上肢瘫痪。上肢功能受损的后果可持续六个月以上，只有少数中风幸存者 (少于12%) 能完全康复。为了恢复这些患者的日常生活能力，提高他们的生活质量，研究人员一直致力于开发中风后运动康复方案。 近年来，使用机器人辅助装置进行上肢康复的研究引起了广泛关注。机器人康复提供了一种一致、密集且互动的训练体验，能够吸引患者积极参与。综合分析显示，接受机器人辅助训练的个体在上肢的Fugl-Meyer 评估 (FMA-UE) 分数以及上肢的功能活动方面都有显著改善。然而，针对腕部和手部功能的机器人在运动控制和日常生活活动的改善方面效果有限。随着意图驱动机器人的引入，...
脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术近年来发展迅速，被认为是一种无需通过外周神经和肌肉，仅通过大脑直接控制外部设备的前沿技术。特别是在运动想象（Motor Imagery, MI）脑电图（Electroencephalography, EEG）应用中，BCI 技术展现了巨大的潜力。通过分析MI-EEG信号，可以帮助患有物理障碍或神经肌肉退化的病人提高生活质量。然而，由于个体之间的差异以及大脑活动的稳定性、低信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）等因素，如何从复杂的EEG信号中提取有效特征以提高MI-EEG分类系统的准确性，仍然是一个巨大的挑战。 在MI-EEG分类中，特征提取与表示是决定分类性能的关键。当前广泛使用的特征提取方法，...
语言感知对神经振荡的相位依赖性：一项跨学科研究报告 背景介绍 在言语感知过程中，神经振荡的相位对于神经表征的分离以及感知决策具有重要作用。然而，具体的相位编码机制仍不明确。本研究旨在揭示相位编码如何基于解释的言语事件的概率进行，特别是语言单元的概率。此外，研究还探讨了这一相位编码的区域特异性。这些结果表明，神经振荡基于神经元群体的兴奋性分离语言神经表征。 论文来源 这篇论文由Sanne Ten Oever、Lorenzo Titone、Noémie Te Rietmolen和Andrea E. Martin完成，主要隶属于Max Planck Institute for Psycholinguistics, Donders Centre for Cognitive Neuroimaging,...
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...
系统分析NDUFAF6在复杂I组装和线粒体疾病中的作用 背景介绍 线粒体复合I（complex I，CI）是呼吸链中的一个至关重要的组件，它在氧化磷酸化（oxphos）过程中的作用是将电子引入线粒体呼吸链，并与复合II-IV一起生成并维持驱动ATP合成的质子动力势。研究表明，单独的CI缺陷构成了主要线粒体疾病的最常见原因之一，影响约每5000人中的1个。约一半的CI缺陷被认为是由影响CI组装因子（CI assembly factors, CIAFs）的致病变异所引起的，这些因子并不是CI全酶的一部分。虽然这些CIAFs在CI疾病发病机制中的作用显著，但它们的确切分子功能尚未明确，这不仅使得研究它们的机理变得复杂，也使得潜在致病基因变异的解释和诊断变得困难。 来源介绍 本研究发表在《Natur...
脂肪酸不饱和性促进Bax和Bak在凋亡过程中的孔隙活性 背景 凋亡（apoptosis）是调控细胞程序性死亡的主要形式，涉及如胚胎发育、组织稳态和免疫系统功能等基本生物过程。凋亡失调可导致神经退行性疾病和肿瘤发生等病症，且大多数抗癌化疗治疗依赖于诱导肿瘤细胞凋亡。线粒体外膜通透化（mitochondrial outer membrane permeabilization, MOMP）是线粒体凋亡途径中的关键事件，凋亡孔开放使细胞色素c等凋亡因子释放至细胞质中，激活胱天蛋白酶并最终导致细胞死亡。然而，凋亡孔的分子结构尚不清楚，尤其是脂质在MOMP中的贡献知之甚少。 Bcl-2家族蛋白中的亲凋亡成员Bax和Bak是调控MOMP的关键效应蛋白。在健康细胞中，Bax主要位于细胞质中，而Bak则与线粒...
正交蛋白质组学分析识别3q26 AML中的可药物靶向的PA2G4-MYC轴 急性髓样白血病（AML）是一种具有高度异质性和侵袭性的恶性肿瘤。尤其是携带3q26染色体异常的AML亚型，其致病机制复杂且缺乏有效的靶向治疗手段。为了应对这一挑战，Matteo Marchesini等人开展了一项旨在揭示3q26 AML中药物靶向潜力的多维蛋白质基因组学分析研究，研究成果发表在《Nature Communications》期刊上。 研究背景 在过去二十年里，分子技术的迅速发展极大地改变了急性髓样白血病患者的治疗前景。然而，对于那些具有高度侵袭性、罕见亚型，或是复发性、难治性疾病的患者，临床进展仍然有限。对于这些亚型的AML，特别是那些由异常激活的转录因子驱动的亚型，目前尚无有效的重复性治疗方法。这类转...
这篇论文旨在探讨神经元代谢过程中糖酵解的生理学重要性。长久以来，尽管神经元的活动主要依靠葡萄糖提供能量，但神经元对葡萄糖的代谢相对较弱，主要通过糖酵解而不是其他代谢途径完成。这种现象可以归因于6-磷酸果糖-2-激酶-果糖-2,6-二磷酸酶-3（PFKFB3）这一促进糖酵解的关键酶的持续降解。PFKFB3在成人神经元中的低水平尚不清楚其生理学重要性；然而，理解这种“弱糖酵解”现象对脑功能的重要性具有重要意义。 研究来源 论文由Daniel Jimenez-Blasco及其合作研究团队完成，作者隶属于包括西班牙萨拉曼卡大学、比利时瑟克尔大学等多个研究机构。这篇论文发表在Nature Metabolism杂志，文章DOI为https://doi.org/10.1038/s42255-024-010...