脑神经学进展：通过认知地图预测自发脑状态的“导航” 背景介绍 自发脑活动是指不受特定输入或输出制约的脑部过程，这些过程在神经和认知可变性中起着重要作用。虽然自发脑活动的具体机制尚未完全明了，但近年来的研究已经表明，这些自发的脑状态在动态重组过程中具有一定的规律性和可预测性。这一研究领域的重要理论之一是“认知地图”的概念，该概念最早由Tolman在1948年提出，认为我们的外界经验在大脑内部被编码为“认知地图”，这种地图通过建立心理表征之间的关系来组织感知的实体。 研究来源与作者信息 本文发表在《Progress in Neurobiology》2024年第233卷上的一篇研究性论文，题为“Predictable Navigation through Spontaneous Brain Sta...

从超高场7T fMRI解码的猕猴腹侧和背侧视觉通路中尺尺度组织模式 在《Progress in Neurobiology》杂志上，浙江大学神经科学与技术跨学科研究所和第二附属医院神经外科的研究团队发表了一篇题为《Mesoscale organization of ventral and dorsal visual pathways in macaque monkey revealed by 7T fMRI》的研究文章。本文首次揭示了猕猴腹侧和背侧视觉通路中复杂的尺尺度组织模式，并阐明了这些功能域在处理单一视觉刺激时的协同性。 背景介绍 视觉系统分为腹侧通路和背侧通路，这是由Mishkin及其同事早期提出的模型所定义的（Ungerleider和Mishkin，1982；Mishkin et a...

通过NEIL3缺失视角剖析发育中海马体的基因表达网络 背景介绍 海马作为大脑的重要区域，以其在记忆巩固、信息处理和情绪调节中的关键角色而备受关注。在神经科学领域的研究中，海马的基因调控机制被认为对其正常发育、突触可塑性和功能适应性至关重要。然而，尽管对基因表达差异的分析已确定了卷入海马回路组织和功能的关键基因，但更广泛的基因表达模式和高阶功能仍未被充分了解。 NEIL3是一种DNA糖基化酶，广泛存在于发育中的中枢神经系统中，包括海马神经形成区和背侧室区。已有研究表明，NEIL3在神经前体细胞存活、脑卒中后神经生成功能和海马成年神经生成功能中的作用显著。基于这些背景，本文作者决定进一步探讨NEIL3在海马发育中的作用。 研究来源 该研究由Norwegian University of Scie...

癫痫是神经科最常见的疾病之一，其中颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy, TLE)是成人最常见的药物难治性癫痫类型。在这一领域，已有很多研究指向TLE不仅涉及内侧颞叶的病理变化，还影响到大脑广泛的结构和功能。在这篇关于TLE的科学报告中，我们将详细介绍一篇由Kexie等人撰写，并在《Progress in Neurobiology》期刊上发表的研究论文。这篇论文探索了TLE患者大脑功能拓扑结构和信号流动模式的异常，提供了新的洞见，有助于我们更深入地了解TLE相关的颞叶病理和认知功能障碍。 研究背景 颞叶癫痫是最常见的药物耐受性癫痫，主要与内侧颞叶病理相关。然而，近期研究表明，TLE对大脑广泛结构和功能的影响超越了颞叶，尤其是涉及到认知功能中的记忆能力。现有的研究发现，TLE...

脑科学的重大突破：多模态MRI揭示维持人类意识清醒的脑干连接 背景介绍 意识包含觉醒（wakefulness）和意识（awareness）两个基本组成部分。尽管过去两十年科学家们已经取得了在大脑皮层网络方面的显著进展，进一步理解了意识中觉醒的神经解剖基础，但对于人类觉醒的皮层下网络（subcortical networks）的理解依然非常有限。这一认识领域的缺失部分原因在于传统神经影像技术的空间分辨率不足，无法区分脑干内的个别觉醒核（arousal nuclei），也难以描绘脑干与间脑、基底前脑及大脑皮层之间复杂的轴突连接轨迹。 研究来源 该研究由Brian L. Edlow等人撰写，作者隶属于麻省总医院（Massachusetts General Hospital）和哈佛医学院（Harva...

脑部血管疾病领域的新突破：小型光学相干断层扫描成像探头的临床应用 学术背景与研究动机 近年来，脑部血管疾病如脑动脉瘤、缺血性中风、动脉夹层和颅内动脉粥样硬化病（intracranial atherosclerotic disease，ICAD）的介入治疗逐渐成为首选方法。然而，当前的成像技术在空间分辨率和对比度方面存在局限，导致准确诊断和治疗监控存在一定困难。数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、计算机断层扫描（computed tomography，CT）和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等常用的成像手段无法充分显示动脉壁病变、动脉瘤形态以及植入装置的详细情况。此外，术中和术后可能出现的并发症，...

功能性超声成像在研究人体脊髓中的应用 背景介绍 脊髓是神经系统中的重要感知运动整合中心，负责监控全身各部分的运动学和姿势。由于外伤或疾病引起的脊髓信息流中断，可能导致一系列不良后果，如反射活动增强、慢性疼痛、运动或感觉功能部分或完全丧失、排便/排尿功能障碍等。尽管脊髓在感知、运动和自主功能中的重要性，关于其功能架构的研究仍然较少。目前，功能性脑成像技术（如fMRI和立体电极皮层电图）在脑科学研究中广泛应用，但在脊髓研究中应用有限。自20世纪90年代末，功能性磁共振成像（fMRI）被引入到脊髓研究领域以来，尽管有少量研究揭示了脊髓的功能组织，但成像技术上的挑战（如脊髓横截面积小、磁场不均匀性和运动伪影）限制了其进展。 功能性超声成像（Functional Ultrasound Imaging,...

阿尔茨海默症诊断的多模板元信息正则化网络：基于结构磁共振成像的研究 研究背景 阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease, AD）是一种渐进性神经退行性疾病，其诊断和早期检测是医疗领域的重要挑战。结构磁共振成像（Structural MRI, sMRI）因其能够提供详细的大脑形态学模式和解剖特征，已广泛应用于计算机辅助的阿尔茨海默症诊断。尽管之前的研究验证了结合元数据（如年龄、性别和教育年限）对sMRI进行AD诊断的有效性，但现有方法主要关注于元数据与AD的相关性或混杂效应，如性别偏差和正常老化问题，难以充分挖掘元数据对AD诊断的影响。为了解决这些问题，该研究构建了一种新颖的多模板元信息正则化网络（Multi-template Meta-information Regularize...

基于噪声生成和成像机制的隐式正则化学习网络在低剂量CT重建中的应用 低剂量计算机断层扫描（Low-Dose Computed Tomography，LDCT）已成为现代医学成像的重要工具，旨在降低放射性风险并保持图像质量。然而，降低X射线剂量常导致数据受损并引起反投影（FBP）重建不良，进而影响图像质量。为了应对这一问题，研究人员不断开发高级算法以在减少噪声和伪影的同时获取高质量图像。本次报道将详细介绍一项新的研究成果，旨在实现高性能的LDCT重建。 背景介绍 在X射线CT成像中，减少辐射剂量一直是追求的目标，通过降低X射线管电流和/或电压，稀疏视图以及限制角度扫描来实现。然而，这些成像协议可能导致数据损坏和不稳定重建，从而使用经典的FBP算法得到的图像质量较差。因此，开发新的高质量重建算法...

基于全新径向基函数二维插值的时间高效超声局部显微技术 简介 超声波技术是一种主要的医学影像技术，已被广泛应用于可视化皮下体结构如器官、肌肉和动脉中，原因在于其安全性、成本效益和非侵入性。然而，传统超声波成像的性能受限于衍射极限，使得其空间分辨率有限。当频率升高时，空间分辨率会改善，但射束的穿透深度会降低，导致空间分辨率与穿透深度之间存在权衡。 在过去的十年中，超声波定位显微技术（ULM, Ultrasound Localization Microscopy）解决了上述权衡问题。ULM通过精确定位静脉注射的小气泡（MBs, Microbubbles）生成超高分辨率（SR, Super-Resolved）图像。这些SR图像为理解和诊断对血管结构或血流有影响的各种疾病，如癌症、中风和动脉硬化，提供...