学术新闻报道：新的MRI技术通过检测光敏血管的局部血流动力学来实现生物荧光成像 学术背景介绍 生物发光探针广泛应用于监测活体动物中生物医学相关的过程和细胞目标。然而，组织对可见光的吸收和散射极大地限制了生物发光检测的深度和分辨率。特别是在大脑中，由于颅骨对光子的阻挡，短波长光的传播受到限制，导致生物发光成像（Bioluminescence Imaging, BLI）的数据通常限制于浅层来源，并且大多是二维投影，缺乏深度信息。 为了克服这些限制，研究人员开发了光声层析成像和其他基于光散射重建的方法，但这些方法需先验知识和独立成像模式的解剖信息的注册。另一种方法是将生物发光输出局部转换为不同类型的信号，以便使用X射线层析成像、超声波或磁共振成像（MRI）等深度组织成像方式进行检测。尽管已经有一些...

自监督学习手腕加速度计数据揭示睡眠与死亡率关联的新见解 在现代社会中，睡眠作为生命必需的基础活动，其重要性不言而喻。通过准确测量和分类睡眠/清醒状态以及不同的睡眠阶段，在临床研究中对睡眠障碍的诊断以及解读消费者设备所提供的运动和心理健康数据都是至关重要的。然而现有的非多导睡眠图（Polysomnography, PSG）睡眠分类技术主要依赖于启发式方法，这些方法常常是在相对较小的样本人群中开发的，存在一定的局限性。因此，本研究的目标是通过腕戴加速度计确定睡眠阶段分类的准确性，并探讨睡眠时长和效率与死亡率之间的关联。 研究背景 由Hang Yuan及其团队（包括Tatiana Plekhanova, Rosemary Walmsley, Amy C. Reynolds, Kathleen J....

基于心电图的大规模心血管诊断机器学习算法的开发与验证 引言 心血管疾病（Cardiovascular diseases，CV）一直是全球范围内疾病负担的主要来源，早期诊断和干预对降低疾病并发症、医疗使用率和费用至关重要。传统的心电图（Electrocardiogram，ECG）作为一种低成本且便捷的诊断工具，广泛应用于心血管疾病的检测。然而，现有的ECG解释技术（包括人工和计算机算法）在识别高层次信号互动及“隐藏”的临床相关模式方面存在局限。人工智能（Artificial Intelligence，AI）尤其是深度学习（Deep Learning，DL）的出现，提供了识别ECG信号中“隐藏”模式并同时评估多种心血管疾病的复杂互动关系的全新契机。本研究正是基于这一背景展开。 论文来源与作者 本...

MRI 引导的分阶段聚焦超声丘双侧 脑底核切除术治疗帕金森病 背景简介 帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为运动症状如震颤、僵硬和运动迟缓。传统上，针对该病的治疗方法包括药物治疗和外科手术，而后者如深部脑刺激术（Deep Brain Stimulation, DBS）和放射频率外科手术也在不断发展。然而，单侧MRI引导下的聚焦超声丘脑底核切开术（FUS-STN）被证明可以改善患有不对称性帕金森病患者的对侧运动特征，目前尚未探讨双侧FUS-STN的可行性。单侧治疗可能无法提供全局的症状控制，尤其是疾病进行中未治疗的身体半侧可能出现运动恶化和轴性表现，如步态障碍。为此，本研究旨在评估分阶段双侧FUS-STN治疗帕金森病的安全性和有效性。...

科物理性免疫逃逸：机械通讯减弱导致转移性结直肠癌细胞逃逸巨噬细胞攻击 背景介绍 癌症转移是一个复杂且令人望而生畏的挑战，转移性癌细胞能够逃避免疫细胞的攻击，突破细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM），并迁移到其他部位形成二次肿瘤。虽然已经确立了肿瘤免疫微环境中生化信号在影响癌细胞免疫逃逸和转移中的重要性，但环境中物理因素的作用仍然未受到充分探索。具体来说，通过ECM介导的癌细胞与免疫细胞之间的机械相互作用在癌细胞免疫逃逸中的作用尚不明确。最近的研究表明，微环境中的机械信号对调节生物过程至关重要，并吸引了免疫活动中的兴趣。 论文出处 该研究文章由Chen Yang等人撰写，分别来自北京航空航天大学、北京物理研究所、中国科学院等机构。论文发表于2024年5月21日的Pr...

社交派生信息的皮层转移对情绪识别的门控作用 背景介绍 情绪识别及其随之而来的反应对生存和社会功能的维持具有重要意义。然而，如何处理来自社会信息以可靠地进行情绪识别仍不完全清楚。在这项新研究中，作者揭示了一种进化上保守的长程抑制/兴奋性脑网络在这些社会认知过程中的作用。这项研究通过对从内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex, mPFC）到视网膜后皮层（retrosplenial cortex, RSC）的长程投射网络进行了详细分析，以揭示其在情绪识别过程中的作用。 这些发现的背景重要性在于，情绪识别能力的缺陷会阻止个体在看到同类的情绪变化时提供帮助或逃避威胁。此外，这种社会认知能力的缺陷在某些精神和神经发育障碍（如精神分裂症和自闭症中）很常见，对患者生活有深远影响。大...

与觉醒相关的皮层网络在神经活动和血流动力学中的差异耦合 学术背景 在没有特定感官输入或行为任务的情况下，大脑会产生结构化的活动模式。这种组织化的活动会受到觉醒状态的调节。觉醒与大脑皮层活动的关系对于理解神经网络的功能具有重要意义。先前的研究表明，觉醒水平会影响神经活动和血流动力学变化，但这些影响在不同皮层区域和行为状态下是否一致还不清楚。 论文来源 这篇论文由Lisa Meyer-Baese等人撰写，作者隶属于Emory University和Georgia Tech的生物医学工程系和生物学系。这篇论文于2024年5月在《Journal of Neuroscience》上发表。 研究流程 本文研究使用了广视野电压成像技术，研究了觉醒状态如何与自发行为头部固定的小鼠皮层网络电压和血流动力学活动...

Parkinson’s Disease研究报告：基底核-语言网络功能连接预测多巴胺对言语功能的调节 背景介绍 帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）以运动障碍为主要特征，同时还伴有包括言语障碍在内的非运动症状，这严重影响患者的生活质量。尽管目前多巴胺药物（dopaminergic medication）在缓解运动症状方面具有显著效果，但其对言语功能的影响仍处于模糊不清的状态。本研究通过揭示多巴胺如何调节丘脑底核（subthalamic nucleus, STN）与语言网络的功能连接机制，探讨其对语音功能的调控。本研究试图填补多巴胺调控PD患者言语功能的关键知识空白，并为制定更有效的治疗策略提供基础。 论文来源 本研究论文题为《Subthalamic nucleus–lan...

学术新闻报告 背景介绍 运动皮质（motor cortex）一直以来都是运动控制研究的中心，主要研究其在主动运动执行中的作用。然而，人类在进行运动想象（motor imagery）时，即使没有实际的运动输出，运动皮质也会激活。过往的行为学和影像学研究已经证实了这种现象，但运动皮质在隐性运动想象中的特定活动模式和时间动态如何与实际运动执行中的那些模式和动态关联起来，仍然是一个未解之谜。在本文中，作者通过记录两名脊髓损伤患者在执行和想象是等长的腕关节伸展运动时的皮质内电活动，探讨了这一问题。 论文来源 这篇文章发表于2024年4月的《Nature Human Behaviour》期刊，标题为《Motor cortex retains and reorients neural dynamics d...

利用深度神经网络区分人类感知和记忆中的视觉和语义信息 引言 在认知科学领域，一直存在关于人类如何在感知和记忆过程中进行人物和物体识别的研究兴趣。识别人和物的成功依赖于将感知系统生成的表征与存储在记忆中的表征进行匹配。然而，这些心理表征并非外部世界的精确副本，而是大脑的重构。了解这种重构的内容和过程是一项长期存在的挑战。这篇论文尝试通过利用深度神经网络（DNN）来揭示人类在熟悉的面孔和物体进行感知和记忆时的心理表征的内容。 论文来源 这篇论文由 Adva Shoham、西丹·丹尼尔·格罗斯巴德、Or Patashnik、Daniel Cohen-Or 和 Galit Yovel 撰写，作者全部来自Tel Aviv University。论文于2024年2月8日在线发表于《Nature Huma...