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...
研究背景 胃肠疾病在全球范围内表现出广泛而复杂的症状，如腹泻、胃肠道出血、吸收不良、营养不良，甚至神经功能障碍等。这些疾病因为其显著的地区、年龄和性别差异，构成了现代社会重大健康挑战和社会经济负担，尤其是胃肠道癌症，占全球癌症发病率和死亡率的三分之一。早期筛查胃肠疾病并进行及时干预对减少死亡率和提高寿命具有重要意义。 传统的胃肠疾病筛查方法主要依赖内窥镜检查，使用嵌入摄像头的柔性内窥镜，通过天然开口检查胃肠道。然而，内窥镜检查尽管广泛应用于医院，仍存在光学传感器局限，照明条件差及胃肠道工作环境极其狭窄等问题。这些因素会导致黑暗、炫光、反射等现象，降低影像质量，甚至导致误诊。无线胶囊内窥镜因其无创图像捕获能力引起了极大兴趣。尽管如此，传统内窥镜仍然需要在胶囊内窥镜之后执行详细诊断。 在当前临床...
阿尔茨海默病中的神经成像和分子标记：数据驱动的meta分析 研究背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是一种慢性神经退行性疾病，主要特征是渐进性的记忆丧失和认知障碍，成为目前最常见的痴呆类型。神经元丧失作为AD的主要标志之一，与灰质萎缩密切相关。基于结构磁共振成像（Structural Magnetic Resonance Imaging, sMRI）对脑部形态的研究，是筛查与体内诊断AD的重要手段之一。灰质体积（Gray Matter Volume, GMV）和皮层厚度（Cortical Thickness, CT）是基于sMRI图像的最常用测量指标，从不同角度反映病理变化。然而，由于单一研究中样本量较小，一直以来对AD标准萎缩图谱尚未达成一致。 研究动机与问...
小鼠特定眶额皮层神经元输入和输出的全脑图谱 小鼠的大脑研究一直是神经科学中的重要课题，尤其是对眶额皮质（orbitofrontal cortex，ORB）的研究。ORB在奖赏处理、决策制定、行为灵活性及情绪调节中扮演着关键角色。近年来，发现ORB的功能障碍常与多种精神和神经系统疾病有关，例如抑郁症、强迫症和物质使用障碍。通过对ORB的研究，科学家们希望更深入地理解其在正常和病理状态下的功能。 本文由中心作者Yijie Zhang、Wen Zhang、Lizhao Wang等撰写，并由其所在的中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、复旦大学脑科学与脑启发智能技术研究中心、华中科技大学苏州脑图学研究院等机构研究人员共同完成。该研究发表于2023年12月的《Neurosci. Bull.》。 研究...