基于改进的集合经验模态分解的EEG脑功能网络用于焦虑分析和检测

基于改进的集合经验模态分解的脑功能网络用于焦虑分析和检测 学术背景及研究目的 随着现代生活压力的增加,焦虑症(Anxiety)作为一种常见神经系统疾病,正日益成为全球公共卫生领域亟待解决的问题。焦虑症不仅表现在精神障碍上,还涉及注意力、记忆和学习等认知过程的异常表现。COVID-19疫情的爆发进一步增加了焦虑症的患病率。据统计,焦虑症在12个月内的发病率为男性4.80%,女性5.20%。然而,焦虑的病因至今尚未明确,且自愈的概率较低。这些复杂性和不确定性使得早期检测和干预变得尤为重要。然而,传统的焦虑检测方法依赖于面对面访谈和自我评估,不仅费时费力,还受到医生专业经验和患者自我评估的主观因素影响。因此,有必要探索一种客观且准确的焦虑分析和检测方法。 在众多生理信号中,脑电图(EEG)因其高时...

青少年癫痫患者情感冲突的时空反应及其精神病学相关性

青少年癫痫患者情感冲突的时空反应及其精神病学相关性

青少年癫痫患者情感冲突的时空反应及其精神病学相关性 研究背景 癫痫患者常常伴有共病的精神障碍,如抑郁和焦虑,这些共病对患者的生活质量产生负面影响。情感调节是一种重要的认知过程,在精神障碍患者中常常受损,例如抑郁症患者。在成人癫痫患者中,情感调节同样存在困难,尤其是在后期的高阶认知处理中。然而,目前关于癫痫患者的这些功能性脑缺陷的时空频率关联,以及这种缺陷在青少年的表现,还未被充分探讨。因此,本研究旨在利用脑磁图(Magnetoencephalography,MEG)解析青少年癫痫患者在情感冲突处理中的时空特征,并将这些发现与通过自我报告量表评估的焦虑和抑郁症状严重程度相关联。 研究来源 该研究论文的主要作者为F. Kathryn King, M. Scott Perry, Christos ...

应用磁脑电图(MEG)分析全脑振荡微状态模式在寿命跨度中的变化

应用磁脑电图(MEG)分析全脑振荡微状态模式在寿命跨度中的变化:剑桥衰老与神经科学中心队列研究 研究背景 随着人口老龄化问题的日益严重,了解老化过程中的神经生理变化变得愈加关键。衰老的大脑是许多神经退行性疾病的主要风险因素,然而,整个大脑的振荡活动如何影响健康衰老尚不完全清楚。在细胞水平上,神经元的生物电化学特性使得它们能够产生电磁场,检测这些场的变化可以作为潜在的组织病理学生物标志物。五种典型的振荡脑信号(delta、theta、alpha、beta和gamma波)已被广泛研究,但它们在衰老中的具体作用仍有待深入探讨。研究者们提出,监测这些振荡信号的规律性和可预测性可以帮助识别认知衰退的潜在进程。特别地,alpha波的变化在衰老过程中表现出显著特征,如alpha波的减慢、alpha功率减少...

视角形状和注意力效应的神经表征:来自fMRI和MEG的证据

视角形状和注意力效应的神经表征:来自fMRI和MEG的证据 引言 我们总是从特定的视角感知物体。在很多情况下,物体的观察者依赖的形态,即视角形状,与其客观形状,即现实世界中的物理形状不同。例如以45度角旋转的硬币其视角形态为椭圆形或橄榄形,而其客观形态是圆形。 灵长类动物即使在不同视角、位置甚至大小的条件下,也能可靠地识别物体。大量研究表明,在变换了视角、位置甚至大小的条件下,灵长类依旧能维持强大的客观形状神经表示。然而,视角形状的神经表示受到的关注远不及客观形状。 传统对于视角形状是否存在的观点存在争议。有人认为视角形状是直接可见的;而另一些人认为它们是通过想象构造出来的。有关视角形状的理解广度依然存在分歧。有些人主张视角形状的感知涉及认知参与和深层次的解释,而另一些人则否认其在高层认知处...

听觉记忆识别与预测编码的大脑时空层次结构

听觉记忆识别与预测编码的大脑时空层次结构

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...

任务后的工作记忆和运动反应由具有相似特征的瞬态频谱爆发驱动

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...

基于EEG信号检测重度抑郁症的图卷积Transformer网络GCTNet

GCTNet:基于EEG信号检测重度抑郁症的图卷积Transformer网络 研究背景 重度抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)是一种普遍的精神疾病,其特征是显著且持续的低落情绪,全球约有超过3.5亿人受到影响。MDD是导致自杀的主要原因之一,每年约有80万人因此丧生。当前MDD的诊断主要依赖于患者的自我报告和临床医生的专业判断。然而,诊断过程的主观性可能会导致不同医生之间的一致性较低,从而可能产生不准确的诊断。研究发现,被诊断为MDD的一般医生的正确率仅为47.3%。因此,探索客观可靠的生理指标,并采用有效的方法及时识别MDD,对于促进早期诊断和干预至关重要。 论文来源 本论文由Beijing Advanced Innovation Center for ...

TDCS对自闭症儿童的抑制控制增强及其对持续注意力的转移效应研究:基于fNIRS的研究

TDCS对自闭症儿童的抑制控制增强及其对持续注意力的转移效应研究:基于fNIRS的研究 背景 自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)是一类以社会交往障碍、兴趣狭窄及重复性行为为特征的神经发育障碍。许多研究发现,ASD个体在抑制控制能力上存在显著缺陷。这种缺陷在儿童和青少年时期尤为明显,可能源于这些个体大脑特定区域的发育障碍。因此,在儿童时期解决ASD个体的抑制控制缺陷非常关键,因为这对于他们未来的其他能力发展至关重要。 目前,针对ASD个体抑制控制能力的干预主要是行为训练。然而,单一的训练方法的效果并不理想,需要较长的干预时间。经颅直流电刺激(Transcranial Direct Current Stimulation,TDCS)作为一种新兴的神经调节技...

脑皮层电刺激对动作学习的强度依赖性影响与多巴胺的关系

脑皮层电刺激对动作学习的强度依赖性影响与多巴胺的关系 背景介绍 现今,非侵入性脑刺激技术如经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)在神经可塑性研究中被广泛应用,以调节认知和行为。然而,优化刺激协议以最大化其益处仍然是一大挑战。这需要我们更好地理解刺激如何调节大脑皮层功能及行为。尽管目前有越来越多的证据支持tDCS强度与脑兴奋性之间存在剂量反应关系,但其与行为之间的关系仍然知之甚少。更少的研究探索了可能驱动这种剂量反应关系的神经生化机制。在这项研究中,作者们研究了三种不同强度的tDCS(1 mA, 2 mA,4 mA)在动作序列学习中的效果,并评估了多巴胺在这一剂量反应关系中的作用。 研究来源 本文由Li-Ann Leow、J...

跑步训练重塑皮质星形胶质细胞和神经元活动以改善慢性酒精暴露下的运动学习障碍

论文背景及研究动机 酒精滥用是一个全球性的健康问题,影响了超过8%的男性人口。长期的酒精暴露会改变大脑内部神经元和突触的稳态,导致各种精神障碍和认知缺陷,尤其是运动学习方面的问题。以往的研究表明,酒精滥用引起的神经元衰退和突触损失严重影响了脑皮层和皮层下的功能。此外,研究还发现除了神经元,神经胶质细胞也在酒精的影响下发生了显著变化。已有文献中提到酒精滥用引起的微胶质信号传导改变和少突胶质细胞谱系分化受损问题,但有关神经元和胶质细胞活动变化的体内证据仍然不足。 本研究旨在通过设立慢性酒精暴露的小鼠模型,利用持续的跑步机训练和体内成像技术,探讨运动训练在恢复皮质神经元和星形胶质细胞功能方面的作用。这一研究期望揭示运动训练在改善因酒精暴露引起的运动学习缺陷和碱 性突触形成方面的潜力,从而为酒精滥用...