基于拉曼光谱和机器学习平台的IDH突变与野生型胶质瘤细胞代谢差异研究 背景介绍 在胶质瘤的诊断和治疗中，福尔马林固定、石蜡包埋（FFPE）组织切片通常被广泛应用。然而，受到包埋介质背景噪声的影响，FFPE组织在基于拉曼光谱的研究中应用有限。为了克服这一问题并识别肿瘤亚型，本研究开发了一种新型的基于拉曼光谱的机器学习平台——APOLLO（恶性胶质瘤的拉曼光谱病理学），该平台能够从FFPE组织切片中预测胶质瘤亚型。 论文来源 这篇文章由Adrian Lita、Joel Sjöberg、David Păcioianu等学者撰写，作者来自美国国立癌症研究所(National Cancer Institute)、芬兰图尔库大学(University of Turku)、罗马尼亚布加勒斯特大学(Univ...
利用基于扩散模型的深度学习算法增强超结构成像与体积电子显微镜 背景介绍 电子显微镜（Electron Microscopy，简称EM）作为一种高分辨率成像工具，对细胞生物学取得了重大突破。传统的EM技术主要用于二维成像，尽管已经揭示了复杂的纳米级别细胞结构，但在研究三维（3D）结构时存在一定局限性。体积电子显微镜（Volume Electron Microscopy，简称VEM）作为一种更为先进的技术，通过串联切片和断层扫描技术（如透射电子显微镜TEM和扫描电子显微镜SEM）实现了细胞和组织的3D成像，可以提取细胞、组织甚至小模型生物体的纳米级3D结构。 尽管VEM技术突破了传统二维EM的局限性，但其成像速度和质量之间存在固有的权衡关系，导致成像区域和体积的限制。此外，生成各向同性（isot...
无线可注射超声传感器用于颅内信号监测 背景介绍 颅内生理状态的直接、精确监测对于损伤的划分、预后评估以及疾病的预防具有极其重要的意义。然而，传统的有线临床设备，如经皮导线，虽然在数据采集的准确性方面表现出色，但却存在感染风险、病人活动受限以及在移除过程中可能面临的手术并发症等问题。无线植入设备提供了更大的操作自由度，却在检测范围有限、降解性能差以及在人体内缩小尺寸方面存在诸多挑战。 论文来源 本文由来自华中科技大学、南洋理工大学、新加坡科学技术研究局及武汉同济医学院等多个研究所的研究人员联合撰写，发表在《Nature》期刊2024年6月6日的第630卷上。本文的主要作者包括Hanchuan Tang, Yueying Yang, Zhen Liu, Wenlong Li, Yipeng Zh...
基于卷积神经网络（CNN）的图像分割流程用于个体化猫脊髓刺激建模 背景与研究动机 脊髓刺激（Spinal Cord Stimulation, SCS）是一种被广泛应用于慢性疼痛管理的治疗方法。近年来，它也被用于调节神经活动，旨在恢复失去的自主或感知运动功能。个性化的建模和治疗计划是确保SCS安全有效的重要方面。然而，生成所需细节和准确性水平的脊柱模型需要耗时且劳动密集的手工图像分割，由人类专家进行。因此，迫切需要自动化分割算法，以便在数据有限的情况下也能生成高质量的解剖模型。 论文来源 本文由Alessandro Fasse、Taylor Newton、Lucy Liang、Uzoma Agbor、Cecelia Rowland、Niels Kuster、Robert Gaunt、Elvir...
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 ...
外周神经几何形状和局部解剖对磁刺激时间常数的影响 背景介绍 快速切换的磁共振成像（MRI）梯度场会在人体内产生足够强的电场，导致外周神经刺激（Peripheral Nerve Stimulation, PNS），限制成像速度和分辨率的提高。PNS阈值强度-持续时间曲线被广泛用于表征周期波形的刺激阈值，并用时间常数（Chronaxie）和基础电压（Rheobase）参数化。现行的MRI安全标准依赖单一的时间常数值来表征所有神经的反应。然而，实验结果显示外周神经的时间常数值相差一个数量级。由于观察到多样的时间常数值以及该值在MRI安全模型中的重要性，深入了解导致时间常数变异的机制变得至关重要。 论文来源 此研究成果由Natalie G. Ferris、Valerie Klein、Bastien ...
单次跨频率双焦点tACS调节年轻健康人群和中风患者视觉运动网络活动的研究报告 学术背景与研究意义 在神经科学研究中，神经振荡在调控脑区内和脑区间的通讯中扮演着重要角色。长距离相位同步化为跨区域通讯提供了基础，并且在调节信息处理流以适应认知需求方面具有重要作用。例如，α频段（8-13 Hz）被发现与视觉和触觉整合任务表现的提升相关，而高α频段的同步化则可以减少反应时间（Lobier，Palva & Palva, 2018）。这种现象在视觉系统尤其明显，α（8-13 Hz）和ɣ（>40 Hz）振荡的动态耦合，即相位振幅耦合（PAC），在促进有效神经处理方面起到了关键作用（Canolty et al., 2006; van Kerkoerle et al., 2014）。为此，跨频率（alpha-...
基于高频稳态视觉诱发场的视觉脑机接口 背景介绍 脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术通过解码特定的脑活动信号，使用户能够控制机器。尽管侵入性BCI在捕获高质量脑信号方面表现出色，但其应用主要局限于临床环境。而非侵入性方法，如脑电图（Electroencephalography, EEG），则为广泛应用BCI提供了更具可行性的途径。然而，由于脑脊液和颅骨的影响，EEG信号在传播过程中会变得非常微弱，且颅骨的差异性和各向异性导电性让定位EEG信号位置变得更加困难。 磁源成像（Magnetoencephalography, MEG）是一种非侵入性成像脑活动的方法，它在捕捉精细空间信息方面优于EEG。这种优势主要源自磁通量不会像电流那样受到衰减。然而，传统MEG...
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...
低功率无热经颅聚焦超声刺激在人类中持续减少本质性震颤发作 研究背景 本质性震颤（Essential Tremor, ET）是最常见的神经疾病之一，主要表现为双侧上肢动作性震颤，持续三年以上。对于药物治疗效果不佳的本质性震颤，往往采用神经外科治疗手段，如深部脑刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）和消融术。然而，DBS虽然是治疗各种运动障碍的金标准，但其侵入性和空间特异性有限，使得寻找更精确、更少副作用的治疗方法迫在眉睫。 近些年，经颅超声刺激（Transcranial Ultrasound Stimulation, TUS）作为一种非侵入性脑刺激技术，通过补偿颅骨畸变，可以在毫米级精度上进行定位，从而绕过DBS相关的侵入性手术程序，并克服经颅磁刺激（Transcran...