CLASH：基于互补学习与神经架构搜索的步态识别框架 研究背景 步态识别是一种通过个体的行走模式进行身份识别的生物识别技术。这种技术由于可以在远距离无须个体合作的条件下进行，因此在安全检查、视频检索和身份识别等领域有着广泛的应用。然而，基于人影轮廓的识别方法存在一些问题：二值化的稀疏边界表示缺乏丰富的时空信息，使得轮廓大部分像素对步态模式不敏感。为了提高对步态模式的敏感性，同时保持识别的鲁棒性，本文引入了一种基于神经架构搜索的互补学习（Complementary Learning with Neural Architecture Search, CLASH）框架，旨在解决上述问题。 论文来源 本文由Huanzhang Dou、Pengyi Zhang、Yuhan Zhao、Lu Jin和Xi...
由大脑皮质发音表征驱动的双语语音神经假体 背景 在神经假体的发展过程中，从大脑活动解码语言的研究一直集中在单一语言的解码上。因此，双语言语产生依赖于不同语言的独特或共享皮层活动的程度仍不清楚。当前研究通过电皮层图（electrocorticography, ECoG）结合深度学习和统计自然语言模型来记录和解码一名西班牙语-英语双语患者的言语运动皮层活动，并将其转化为两种语言的句子。该研究旨在解决双语解码的实际应用问题，尤其是在不需要手动指定目标语言的情况下，实现言语解码。 言语丧失症（anarthria），即失去清晰发音的能力，是中风和肌萎缩侧索硬化症等神经疾病的严重症状之一。目前，侵入性言语脑-计算机接口（BCI）正在被开发，以通过解码皮层活动恢复患者的自然沟通能力。然而，现有的言语BCI...
StrokeClassifier：人工智能工具基于电子健康记录对缺血性卒中进行病因分类 项目背景及研究动机 脑卒中（尤其是急性缺血性卒中，AIS）的病因识别工作对二次预防至关重要，但诊断起来往往非常困难。在美国，每年的缺血性卒中新发病例近67.6万，其中四分之一的患者曾有过卒中史。这种病症的再发率较高，甚至可能导致死亡或进一步的残疾。缺血性卒中的病因可以多种多样，包括大动脉粥样硬化、心源栓塞、小血管病以及其他罕见病因。然而，美国大约20-30%的缺血性卒中患者在经过评估后，病因依然无法确定，被归类为隐源性卒中。这部分患者的再发卒中风险特别高。因此，能够准确识别隐源性卒中的病因，对于优化治疗方案、提高患者预后具有重要意义。然而，做出准确诊断需要整合大量的数据，包括临床史、体检结果、实验室数据、...
自监督学习手腕加速度计数据揭示睡眠与死亡率关联的新见解 在现代社会中，睡眠作为生命必需的基础活动，其重要性不言而喻。通过准确测量和分类睡眠/清醒状态以及不同的睡眠阶段，在临床研究中对睡眠障碍的诊断以及解读消费者设备所提供的运动和心理健康数据都是至关重要的。然而现有的非多导睡眠图（Polysomnography, PSG）睡眠分类技术主要依赖于启发式方法，这些方法常常是在相对较小的样本人群中开发的，存在一定的局限性。因此，本研究的目标是通过腕戴加速度计确定睡眠阶段分类的准确性，并探讨睡眠时长和效率与死亡率之间的关联。 研究背景 由Hang Yuan及其团队（包括Tatiana Plekhanova, Rosemary Walmsley, Amy C. Reynolds, Kathleen J....
阿尔茨海默病的临床病理异质性及其胶质细胞激活模式 学术背景 阿尔茨海默病（Alzheimer Disease, AD）作为老年痴呆症的主要原因，其病理异质性一直是研究的热点。已有研究表明，阿尔茨海默病的临床症状存在多样性，包括健忘型和非健忘型临床症状，这都与神经纤维缠结的分布及胶质细胞激活密切相关。然而，这些异质性及其病理机制尚未完全阐明，因此进一步解析阿尔茨海默病的分子和细胞生物学机制，对于推动临床诊断和治疗至关重要。 研究背景与目的 此次研究由Neuroscience Department of Mayo Clinic Florida等多家学术机构联合进行，旨在深入剖析阿尔茨海默病的临床病理异质性和胶质细胞激活模式。研究团队通过对1991年至2020年间在Florida Autopsie...
MRI 引导的分阶段聚焦超声丘双侧 脑底核切除术治疗帕金森病 背景简介 帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为运动症状如震颤、僵硬和运动迟缓。传统上，针对该病的治疗方法包括药物治疗和外科手术，而后者如深部脑刺激术（Deep Brain Stimulation, DBS）和放射频率外科手术也在不断发展。然而，单侧MRI引导下的聚焦超声丘脑底核切开术（FUS-STN）被证明可以改善患有不对称性帕金森病患者的对侧运动特征，目前尚未探讨双侧FUS-STN的可行性。单侧治疗可能无法提供全局的症状控制，尤其是疾病进行中未治疗的身体半侧可能出现运动恶化和轴性表现，如步态障碍。为此，本研究旨在评估分阶段双侧FUS-STN治疗帕金森病的安全性和有效性。...
构建人类3D纹状体-黑质体神经样器官以模拟亨廷顿病中中型棘状神经元投射缺 背景介绍 亨廷顿病（HD）是一种导致运动系统明显衰退的神经退行性疾病，主要特征是由纹状体（striatum）到中脑黑质（substantia nigra，SN）的中型多棘神经元（medium spiny neurons，MSNs）投射缺陷。然而，研究亨廷顿病病理生理学面临的挑战之一是缺乏有效的人类模型，特别是能够模拟这些神经回路缺陷的体外模型。尽管HD的病因已知是由亨廷顿基因（huntingtin gene）中的异常扩展的CAG重复所致，但有效的治疗方法仍然欠缺，这可能部分归因于缺乏类似物模型用于药理学研究。 在亨廷顿病患者中，纹状体-黑质（striatum-substantia nigra，STR-SN）回路功能障碍...
APOE4纯合子代表阿尔茨海默病独特的基因型 引言 阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是现代医学尚未攻克的神经退行性疾病之一，通常具有复杂的遗传学背景。在3个基因（APP、PSEN1和PSEN2）突变导致了早发性常染色体显性阿尔茨海默病（Autosomal Dominant Alzheimer’s Disease, ADAD）的情况下，有数十个基因的变异与更常见的散发性（晚发性）AD的风险增加相关。其中，APOE是最突出的遗传风险因子。与散发型AD相比，APOE决定性的遗传型AD表现出更高的致病穿透性、临床症状发作年龄的可预测性，明显特征化的病理、临床与生物标志物的变化。 针对现已有的关于APOE4杂合子和纯合子在AD中的生物学影响的研究，该研究旨在通过基于来自美国...
社交派生信息的皮层转移对情绪识别的门控作用 背景介绍 情绪识别及其随之而来的反应对生存和社会功能的维持具有重要意义。然而，如何处理来自社会信息以可靠地进行情绪识别仍不完全清楚。在这项新研究中，作者揭示了一种进化上保守的长程抑制/兴奋性脑网络在这些社会认知过程中的作用。这项研究通过对从内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex, mPFC）到视网膜后皮层（retrosplenial cortex, RSC）的长程投射网络进行了详细分析，以揭示其在情绪识别过程中的作用。 这些发现的背景重要性在于，情绪识别能力的缺陷会阻止个体在看到同类的情绪变化时提供帮助或逃避威胁。此外，这种社会认知能力的缺陷在某些精神和神经发育障碍（如精神分裂症和自闭症中）很常见，对患者生活有深远影响。大...
与觉醒相关的皮层网络在神经活动和血流动力学中的差异耦合 学术背景 在没有特定感官输入或行为任务的情况下，大脑会产生结构化的活动模式。这种组织化的活动会受到觉醒状态的调节。觉醒与大脑皮层活动的关系对于理解神经网络的功能具有重要意义。先前的研究表明，觉醒水平会影响神经活动和血流动力学变化，但这些影响在不同皮层区域和行为状态下是否一致还不清楚。 论文来源 这篇论文由Lisa Meyer-Baese等人撰写，作者隶属于Emory University和Georgia Tech的生物医学工程系和生物学系。这篇论文于2024年5月在《Journal of Neuroscience》上发表。 研究流程 本文研究使用了广视野电压成像技术，研究了觉醒状态如何与自发行为头部固定的小鼠皮层网络电压和血流动力学活动...