科学报告 背景介绍 感知和神经处理感官信息极大程度上受先验期望的影响。感知不仅仅是被动的接收，而是通过将现有的感官信息与基于过去经验和当前情境获得的先验信息结合而成的一种主动推理过程。这种信息的结合方式可以通过不同的机制表现出来：一种是专注于异常输入，即预测误差信号处理（Prediction Error，简称PE）；另一种是通过对预期信息的增强实现的锐化表示。本文研究了这两种机制在面孔感知中的表现。 研究来源 本研究由德国汉堡大学医疗中心(University Medical Center Hamburg-Eppendorf)系统神经科学系的Annika Garlichs和Helen Blank进行，论文发表于2024年4月的《Nature Communications》期刊。 研究流程及方...
深度学习模型揭示语义饱和机制 语义饱和（semantic satiation），即一个词或短语在被重复很多次后失去意义这一现象，是一种众所周知的心理学现象。然而，导致这一机制的微观神经计算原理仍然未知。本文使用连续耦合神经网络（continuous coupled neural network, CCNN）建立深度学习模型，研究语义饱和的机制，并用神经元成分精确描述这一过程。研究结果表明，从介观角度来看，语义饱和可能是一个自下而上的过程，与现有的宏观心理学研究认为语义饱和是一个自上而下的过程不同，本文的模拟采用与经典心理学实验类似的实验范式，观察到相似的结果。语义目标的饱和类似于本文网络模型用于物体识别的学习过程，依赖于对象的连续学习和切换，神经耦合的增强或削弱影响饱和。综上，神经和网络机制...
人的真实头方向电生理特征 导航是人类复杂认知现象的核心组成部分之一，其中头方向信息对于在空间中定位自己至关重要。然而，由于绝大多数神经影像实验要求头部固定在特定位置，而真实头方向信号需要物理旋转头部，因此关于人脑如何对真实头方向信号进行调谐的了解相对较少。为了解决这一问题，Benjamin J. Griffiths及其团队在Nature Human Behaviour期刊上发表了题为”Electrophysiological signatures of veridical head direction in humans”的研究报告，文章链接为：https://doi.org/10.1038/s41562-024-01872-1。 研究背景 人类对头方向的感知主要依赖于物理旋转头部，而以往关...
腹侧下束在雄性小鼠中通过多条通路促进觉醒 背景介绍 腹侧下束（ventral subiculum，vsub）是海马结构的主要输出区，在动机、压力整合和焦虑样行为中起着关键作用，这些行为都依赖于高度的觉醒状态。然而，vsub在觉醒中的作用及其底层神经回路知之甚少。通过使用体内光纤测钙技术和多通道电生理记录，我们发现vsub的谷氨酸能神经元在觉醒期间表现出高活性。此外，vsub谷氨酸能神经元的激活会导致觉醒和焦虑样行为增加，并诱发从睡眠到觉醒的快速转变。vsub谷氨酸能终端的光遗传学刺激和vsub谷氨酸能神经元的逆行化学遗传学激活揭示了vsub通过内侧下丘脑（lateral hypothalamus, LH）、伏隔核壳（nucleus accumbens shell, NAc）和前额叶皮层（pr...
概述 在Communications Biology上发表了一篇题为“supervised latent factormodeling isolates cell-type-specific transcriptomicmodules that underlie alzheimer’s diseaseprogression”的文章。本文由Liam Hodgson、Yue Li、Yasser Iturria-Medina、Jo Anne Stratton、Guy Wolf、Smita Krishnaswamy、David A. Bennett和Danilo Bzdok等来自McGill University、Université de Montréal、Yale University和Rush...
高级别胶质瘤中的神经上皮遗传标志与预后研究 背景与研究动机 高级别胶质瘤（glioma）是一种恶性程度极高的脑肿瘤，患者预后通常较差。先前的临床前模型研究表明，神经和肿瘤细胞之间的相互作用推动了肿瘤的生长，但在临床中验证这种机制仍然有限。为了解高级别胶质瘤的分子机制，研究人员提出了一种基于表观遗传学的神经标志（neural signature）用于预测患者生存期。通过分析中央神经系统（CNS）肿瘤的表观遗传学特征，研究人员希望识别出在临床上具有重要意义的子类。 研究来源 这篇文章由Richard Drexler等人撰写，他们分别来自德国汉堡大学医学中心、斯坦福大学等多个不同的研究机构。文章于2024年6月发表在《Nature Medicine》上。 研究流程与方法 研究流程 研究包含多个步骤...
科研报告：大脑皮层基因表达与神经发育障碍的联系 研究背景 人脑的解剖学和功能组织是众多基因协调表达的结果。研究发现，皮层基因表达的第一主成分（c1）在感知-运动区到关联区的层级表达中具有重要作用。然而，尽管这一主成分已经广泛被研究，是否还存在其他关键的基因表达成分一直是科学界关注的问题。过去十年，全脑、全基因组的转录图谱（如Allen Human Brain Atlas, AHBA）显示，健康的大脑组织可能依赖于发育过程中大量基因协调表达的“转录程序”。本研究正是在这一背景下展开，旨在揭示更多的基因表达成分及其在大脑发育和神经发育障碍中的作用。 研究作者与发表信息 这篇论文由Richard Dear、Konrad Wagstyl、Jakob Seidlitz、Ross D. Markello...
癫痫发作起始与传播过程中皮层层次的差异性研究 癫痫是一种严重影响患者生活质量的神经系统疾病，约影响了全球1%的人口。在所有癫痫患者中，近三分之一的病例对药物治疗没有反应，即所谓的药物难治性癫痫。对于这一部分患者，最有效的治疗方法通常是通过手术去除或破坏癫痫发作起源区（Ictal or seizure onset zone），即大脑中负责产生和传播癫痫的区域。因此，准确定位癫痫发作起源区是成功进行癫痫手术的关键。尽管已经有几十年的研究，但科学家仍未能完全理解人类癫痫的自发发作及其在神经元微电路层次上的传播机制。 研究背景与动机 癫痫发作的发生和传播机制在神经科学中一直是一个未解之谜。传统的研究主要集中在利用颅内电极长时间记录癫痫发作，通过对大脑局部场电位以及大范围神经元的活动进行监测来确定病理...
全脑1/f指数在帕金森病中的拓扑图谱 作者: Pascal Helson、Daniel Lundqvist、Per Svenningsson、Mikkel C. Vinding、Arvind Kumar 研究背景 帕金森病（Parkinson’s Disease，PD）是一种进行性和使人衰弱的大脑疾病，以运动障碍为主要特征，但也会对感知和认知处理产生影响。由于症状的广泛性和多种神经调节器（如多巴胺）的脑遍布投射，许多脑区在PD中被同时影响。为了表征与疾病相关的全脑神经元功能变化，本研究分析了PD患者和健康对照者的静息态磁脑图（Magnetoencephalogram，MEG）。 传统的光谱分析已表明，PD患者的神经活动频谱在低频（θ波和α波）增加，而在高频（α波和γ波）减少。动力学的分析也显...
阿尔茨海默症研究与治疗前沿：脑电图周期成分中的贝塔/西塔功率比作为潜在生物标志物 背景介绍 阿尔茨海默症（Alzheimer’s dementia, AD）是一种逐步发展的疾病，占所有痴呆病例的60%到80%[1]。在AD的早期阶段，通常会出现轻度认知障碍（Mild Cognitive Impairment, MCI），在此阶段个体仍然可以独立生活[2]。区别MCI与AD或健康老化的生物标志物对于开发预防干预措施至关重要，这有助于提高生活质量，减轻护理负担并降低护理成本[3]。 脑电图（Electroencephalogram, EEG）是一种非侵入性且成本低廉的工具，可通过不同空间尺度的电压差异评估神经离子电流流动，具有高时间分辨率[4-6]。大多数关于AD和MCI的EEG研究集中在分析功...