神经信息学领域的一项新突破：Cadence工具用于钙事件检测的研究报告 背景介绍 钙成像技术在神经元集合体研究中引发了一场革命，为研究人员提供了一种同时可视化和监控多个神经元活动的强大工具。钙成像利用荧光钙指示剂，这些指示剂在细胞内钙水平变化时发光，而钙水平与神经元活动密切相关。通过成像这些荧光变化，研究人员可以实时获取神经元集合体的动态，从而研究复杂的神经回路和网络。 尽管钙成像可以生成相对荧光变化δf/f曲线，但研究神经元集合体的科学家通常需要从这些连续的δf/f曲线中推断出钙事件，以创建钙事件的栅格图（raster representation）。为此，科学家们需要一种能够从这些曲线中推断钙事件的工具。在本文中，研究团队介绍了一种名为Cadence的开源工具，它能够通过半自动检测从钙成...
使用贝叶斯多层图分类器的功能性大脑连接研究 研究背景与问题陈述 近年来，针对老年人认知控制的研究日益受到重视，特别是在人口老龄化加速的背景下，理解老年人的认知功能变得尤为重要。这不仅因为其涉及的医疗成本，更由于老龄化社会带来的重大经济和社会影响。研究老年人在进行认知控制任务时大脑功能连接的变化可以为认知神经科学领域提供宝贵的见解。本研究旨在通过功能性磁共振成像（fMRI）数据来探讨认知功能衰退与大脑各区域间相互关系的联动性。 论文来源与作者信息 本文由 Sharmistha Guha、Jose Rodriguez-Acosta 和 Ivo D. Dinov 撰写，来自德克萨斯农工大学与密歇根大学。该论文于 2024 年 5 月 22 日被《Neuroinformatics》期刊接受发表，详细...
神经信息学研究：多相机系统下的神经解剖学3D模型摄制 学术背景 中枢神经系统的外科解剖学，包括颅骨和脊柱，具有极其复杂的三维（3D）结构，这使得学习者难以完全理解各结构之间的复杂关系。准确了解这些解剖关系和3D感知对于进行安全的神经外科手术以及减少手术并发症至关重要。目前，教材和图谱仍然是教授人类解剖学和神经外科的标准方法（Rhoton, 2023）。然而，尸体解剖——被视为研究神经外科解剖学的最现实模型（Sotgiu et al., 2020）——成本高昂，并非所有神经外科和解剖学课程中都能普遍获得。因此，对于那些无法接触到实验室学习的学生，一种经济有效的神经解剖学教育方法显得尤为迫切。 论文来源 这项研究论文名为《Photogrammetry Scans for Neuroanatomy...
MRQA：解决 MRI 协议不合规的广泛问题 背景介绍 近年来，大规模神经影像数据集在研究脑-行为关系中发挥了至关重要的作用，例如阿尔茨海默病神经成像计划（ADNI），人类连接组计划（HCP），少年大脑认知发展（ABCD）研究等。这些数据集通常由多个站点和不同的扫描仪型号采集。然而，跨站点或跨设备的数据收集存在一个重要问题，即成像参数的一致性不足。成像参数的不一致会严重影响数据质量，降低信噪比（SNR）和统计功效，甚至可能使研究结果无效。 传统上，确保MRI扫描协议一致性是一项繁复且手动的任务。这主要是由于DICOM（数字成像和通讯标准）的复杂性和缺乏资源来专门处理这一问题。另外，由于不同站点场所的参数值经常被即兴调整，协议不合规问题通常被忽视。因此，在多个站点进行数据汇总时，一致的成像协议...
高维映射人类CEACAM1在免疫细胞上的表达与黑色素瘤耐药性的关联 研究背景 人类癌胚抗原细胞粘附分子1（CEACAM1）是一种通过同源及异源配体结合发挥作用的抑制性细胞表面蛋白。在人体肿瘤中的免疫细胞上该蛋白的表达尚不清晰。尽管PD1和PD-L1作为免疫疗法的靶点取得了重大进展，但依然存在一部分患者的肿瘤对这些疗法产生了耐药性。为了理解造成耐药性的相关因素并识别潜在的新疗法靶点，本研究意图详细绘制黑色素瘤患者CEACAM1、PD1和PD-L1在不同免疫细胞亚群中的表达情况，进而探究其与治疗耐药病状态的关系。 研究来源 本项研究由Yu-Hwa Huang等多位学者共同完成，研究结果发表于2023年的《Communications Medicine》期刊上。作者分别来自多个著名研究机构，包括哈...
《IEEE生物医学工程汇刊》2022年8月，第69卷，第8期，首次临床研究：近红外窗口IIA/IIB荧光成像在胶质瘤精准手术切除中的应用 曹彩光、金泽萍、史晓菁、张哲、肖安琪、杨君英、计楠、田捷（IEEE会员）、胡振华（IEEE高级会员） 导言 在生物医学研究领域，荧光成像的高敏感性、高空间分辨率、实时成像能力和操作方便性使其受到广泛关注。本研究针对近红外窗口II（NIR-II，1000-1700纳米）成像技术在临床应用中的价值进行探索，以指导胶质瘤手术中切除瘤体的作用。作者结合了新开发的成像设备和术中图像融合方法，致力于提高手术的准确性，减少术中出血量，并最大限度地切除肿瘤。 文章来源 本研究由曹彩光、金泽萍、史晓菁、张哲、肖安琪、杨君英、计楠、田捷、胡振华进行。他们分别隶属于中科院自动化...
数值分析嵌入TiO2-Au-MXene的矩形开放通道PCF生物传感器用于脑肿瘤诊断 学术背景与问题陈述 近年来，具有成本效益和高可靠性的生物传感器的开发成为一个研究热点。这些传感器旨在检测分析物的微小浓度，种类繁多，涵盖了各种技术，用于监测和检测细胞和液体。光子晶体（photonic crystals, PHCs）和PHC纤维（photonic crystal fibers, PCFs）因其紧凑尺寸、电磁干扰抵抗性、对分析物需求量少、结构设计灵活且易于集成等优点，迅速占据了传感器技术的热门选择。 特别值得注意的是，基于表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）的光纤生物传感器表现出色。SPR现象通过光纤和贵金属相结合，可以剧增检测灵敏度，尤其在生物医学领...
肿瘤生长数学模型研究——利用纵向磁共振成像探究胶质瘤的扩展 近日发表在《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》上的一篇文章，对胶质瘤（glioma）的数学建模及生长规律进行了系统性研究。该研究由Birkan Tunç、David A. Hormuth II、George Biros和Thomas E. Yankeelov完成，主要通过纵向磁共振成像（MRI）数据评估三种不同数学模型在模拟肿瘤生长以及质量效应（mass effect）中的性能差异。 研究背景 胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme, GBM）是最常见的原发性脑肿瘤，患者预后较差。GBM一个显著的特征是对周围脑组织的严重变形效应，即“质量效应”，目前已有大量...
比较声波模式和微泡给药策略在聚焦超声介导的血脑屏障大体积药物传递中的应用 背景介绍 弥漫性固有桥脑胶质瘤（Diffuse Intrinsic Pontine Glioma，DIPG）是儿童中最常见且最致命的脑干肿瘤。由于DIPG的血脑屏障（Blood-Brain Barrier，BBB）通常保持完整，致使药物无法有效穿透，这为治疗增加了巨大挑战。近年来，聚焦超声结合微泡介导的BBB打开（FUS-BBBO）技术显示出打破这一障碍的巨大潜力。考虑到DIPG的高扩散性，需要能够覆盖整个肿瘤区域的大体积FUS-BBBO治疗策略。本文的研究目标是确定一种能够在脑干部位实现高效且均匀的大体积BBBO的最优治疗策略，以实现免疫检查点抑制剂（如抗PD-L1抗体）在脑干部位的有效传递。 研究来源 该研究由Ya...
学术背景：在植物生物技术领域，传统的基因操作方法侧重于通过持续表达转基因来生产所需的表型和细胞活性。然而，强大的持续启动子可能会导致基因沉默、代谢负担或对产量产生其他不良影响，从而无法充分实现转基因的潜在益处。通过合成生物学方法，构建合成基因回路有望解决这些挑战，合成基因回路通过整合多种输入信号来控制基因输出，增强对基因表达的时空控制。 作者及来源：本研究源自澳大利亚西澳大学分子科学学院的多位研究人员，包括Muhammad Adil Khan、Gabrielle Herring、Jia Yuan Zhu 等，在《Nature Biotechnology》杂志上发表，文章发表日期为接收日期：2022年7月29日，接受日期：2024年4月10日，发布日期和在线更新请查阅文章。 研究流程： 1）首...