医学多组学数据分析中的多重先验知识图神经网络 背景介绍 精确医学是未来医疗保健的重要领域，因为它为患者提供个性化的治疗方案，从而改善治疗效果并降低成本。例如，由于乳腺癌患者存在复杂的临床、病理和分子特征，相同的治疗可能表现出不同的效果。随着生物医学技术的高速发展，疾病的表征可以通过多组学数据来实现。多组学方法相较单组学方法能够在多个数据间捕捉一致和互补的信息，从而建立更加准确和深入的模型。例如，癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas, TCGA）提供了包括mRNA表达、DNA甲基化和拷贝数变异（Copy Number Variation, CNV）在内的多组学数据。因此，在精确医学的各类任务中引入多组学数据变得必要，这些任务包括药物反应预测、基因发现和生存分析等。 作...
罗兰蒂克型癫痫的丘脑皮层神经连接减少 罗兰蒂克型癫痫（Rolandic Epilepsy, RE），亦即带有中颞棘波的自限性癫痫（self-limited epilepsy with centrotemporal spikes, SELECTS），是最常见的局部发育性癫痫脑病。这种癫痫通常伴随短暂的轻度至严重的认知症状，以及由感觉运动皮层引发的睡眠栓道棘波和癫痫发作。尽管大多数患有RE的儿童在活动期内能够通过正式测试检测到认知缺陷，这些癫痫发作和认知问题最终会自限并消失。然而，仍有许多问题未得到解答，例如：具体的神经机制是什么，哪些因素决定了症状的消失以及这种癫痫的长期影响是什么。正是在这种背景下，本研究旨在更深入地探索解决罗兰蒂克型癫痫症状的神经连接变化。 研究来源 本研究由位于波士顿的多...
成人听觉语言理解与静息态α波功率相关性研究 学术背景与研究问题 尽管成人语言处理的个体差异早有文献记载，但其神经基础仍然大多有待探索。现有研究主要关注通域认知能力、人口统计等因素对语言理解影响，但关于大脑固有活动如何导致个体差异的研究较少。本文通过探讨静息态α波活动与成人句子理解间的关系，来填补这一研究空白。α波振荡调节皮层兴奋性，从而提高大脑信息处理效率。尽管静息态α波活动已证明与认知表现相关，其与听觉语言理解的关联性尚未明确。作者进行该研究旨在探讨静息态α波活动与句子理解中个体差异之间的关系。 文献来源与作者信息 这篇学术论文由Deakin University心理学院认知神经科学单元的Jarrad A.G. Lum、Michael P. Barham和Aron T. Hill撰写。论文...
唾液睾酮水平与疼痛感知在健康成人中表现出性别特异性关联，而在偏头痛患者中则无这种关联 引言 了解疼痛的复杂性和性别在疼痛感知中扮演的角色对医学研究具有重要意义。痛感是一种与实际或潜在组织损伤相关的不愉快的感觉和情感体验，可以受多种内在和外界因素影响，如基因、情绪状态、性别差异等。尤其是在性激素如何调节疼痛方面，已有大量研究表明睾酮与减轻疼痛存在关联。然而，性别在这些关联中的具体角色仍存在很大未知。这促使研究人员探讨健康成人和偏头痛患者中唾液睾酮水平和疼痛感知之间的关联。 研究背景与目的 本文作者关注性别特异性唾液睾酮与疼痛感知的关联，选择偏头痛作为研究对象，因为这是一种常见的疼痛障碍，全球患病率约为15%。研究的目的是探讨在健康个体和偏头痛患者中，唾液睾酮水平是否与疼痛感知存在性别特异性关联...
学术新闻报道 在《Neuroimage》2024年第285卷中，发表了一篇名为《bridging stories and science: an fnirs-based hyperscanning investigation into child learning in stem》的文章，这篇文章由Juan Zhang等人共同撰写，研究团队来自澳门大学教育学院、健康科学学院以及认知与脑科学中心。本文的在线版于2023年12月8日发布。研究主要通过功能近红外光谱（fNIRS）技术，探索不同的STEM（科学、技术、工程、数学）教学方法（传统教学、故事教学和故事板教学）对教师和学生神经活动同步化的影响。 研究背景 STEM教育在早期学习阶段至关重要。科学家们一直在努力寻找更加有效的STEM教学方法...
帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种常见的神经退行性疾病，其主要症状包括静止性震颤、运动迟缓和肌强直。深部脑刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）已被广泛用于治疗帕金森病的运动症状（Krauss et al., 2021）。然而，DBS治疗也存在显著的副作用，其中大部分是由刺激扩展到DBS目标结构周围的区域导致的（Koeglsperger et al., 2019）。为减少这种副作用，研究人员提出了一种适应性深部脑刺激（adaptive DBS, aDBS）方案，通过实时监控病人的当前运动状态来调整DBS的强度和时机（Little et al., 2016; Piña-Fuentes et al., 2017; Tinkhauser et ...
研究背景与问题 陈述 本文是一项关于单一被试形态学脑网络在表型关联性及神经生物学基础方面的研究。该研究结合了多模态和多尺度数据，揭示了形态学脑网络与性别的差异、其作为个体特异性标志的潜力以及其与基因表达、层特异性细胞结构和化学结构的关系。这些发现深化了我们对单被试形态学脑网络作用和起源的理解，并为其在未来个性化脑联结组研究中的应用提供了有力依据。 形态学脑网络指的是基于结构性磁共振成像（structural magnetic resonance imaging，简写为sMRI）估算的脑区域之间的形态学关系。最早的研究通过计算一个群体中某形态学指标（如灰质体积，皮层厚度或表面积）的区域间协方差来估算这些关系，但这种基于群体的方法忽略了个体间的差异，导致了形态学脑网络所揭示的神经生物学意义不明确...
精神分裂症脑磁图基于置换传输熵的网络信息交互研究 学术背景介绍 精神分裂症（Schizophrenia, SCZ）是一种精神疾病，特点是持久的妄想和幻觉、混乱的思维和不一致的行为，常常导致对现实的感知显著障碍。随着现代神经成像技术的快速发展，大量的数据集支持了神经和精神疾病的研究。磁脑电图（Magnetoencephalography, MEG）作为一种神经成像技术，因其高空间和时间分辨率，能够捕捉到大脑电磁信号的非线性特征，因而被应用于探索精神分裂症（SCZ）的信息交互。 文章来源 这篇论文题为《Networked information interactions in schizophrenia magnetoencephalograms based on permutation tra...
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...
基于振幅和相位的磁共振成像时间序列对功能连接分析的影响 引言 在过去十年中，功能磁共振成像（fMRI）作为一种非侵入性成像技术，利用血氧水平依赖（BOLD）对比度来测量大脑活动并研究大脑功能（Kwong, 1996）。通过分析空间上远离的脑区之间的BOLD时间序列的时间相关性，可以估算出静态功能连接（Functional Connectivity, FC）。功能连接通常通过计算大脑区域间的时间序列相关性来测量。一些研究关注于任务状态下（比如手指敲击或视觉任务）的BOLD信号的瞬时相位表示（Instantaneous Phase, IP）用于功能连接分析，但瞬时振幅（Instantaneous Amplitude, IA）的作用却较少被探讨。 本研究中，我们假设来自不同脑区的瞬时振幅表示可能为...