脑科学研究启发人工智能算法：知识组装的神经机制 背景简介 当新的信息进入大脑时，人类对世界的先前知识可以通过一种被称为“知识组装”（knowledge assembly）的过程迅速改变。近期，由Nelli等人进行的一项研究中，探索了人类大脑中知识组装的神经关联。研究者们受到这一神经机制的启发，开发了一种人工神经网络算法，以实现快速知识组装，提高系统的灵活性。这一研究再一次证明了研究大脑工作方式能够推动更好的计算算法的发展。 研究来源 这篇研究论文由Xiang Ji、Wentao Jiang、Xiaoru Zhang、Ming Song、Shan Yu和Tianzi Jiang完成，作者们主要来自中国科学院的脑科学与智能技术卓越创新中心、自动化研究所的脑网络组中心及实验室以及浙江实验室的增强智...
原发闭角型青光眼患者的脑网络拓扑结构的图论分析 研究背景 青光眼是一种以视神经损害和眼压升高为特征的全球性致盲眼病（Kang and Tanna 2021）。在各种类型的青光眼中，初级闭角型青光眼（Primary Angle-Closure Glaucoma，PACG）在亚洲尤为普遍（Chan et al. 2016）。PACG的病因复杂，包括前房角狭窄、前房拥挤导致关闭（Sun et al. 2017）、脉络膜增厚（Zhou et al. 2013; 2014），以及脉络膜扩张（Kumar et al. 2008），最终导致眼压升高。环境因素如光照条件也会影响瞳孔大小，从而影响前房角。此外，视网膜神经节细胞的丧失也是青光眼的显著病理特征，相关研究表明这些细胞的损害可导致视神经和束的萎缩，进...
基于源级EEG和图论的卒中后癫痫患者功能连接变化研究报告 研究背景 癫痫的病因多种多样，包括特发性、先天性、头部外伤、中枢神经系统感染、脑肿瘤、神经退行性疾病或者脑血管疾病(Disease)。其中，脑血管疾病占全部癫痫病例的约11%，是老年癫痫患者最常见的病因。同时，卒中后癫痫（Post-Stroke Epilepsy, PSE）是卒中患者常见的并发症之一，3%至30%的卒中患者可能会发展为PSE。卒中性癫痫的风险因素包括皮质参与、出血性转化、早期癫痫发作、年轻时发病、卒中严重程度（如高NIHSS评分）以及酗酒。 网络科学和图论被认为在理解脑功能上具有显著潜力。图论的图指标可反映网络的整合和隔离特性，因此被广泛应用于包括癫痫在内的各种神经系统疾病研究中。然而，尽管已有研究表明癫痫患者的脑网络...
##基于生物网络学习蛋白质知识来预测药物-靶点亲和力 背景介绍 药物-靶点亲和力（drug-target affinity, DTA）预测在药物发现环节中占据重要地位。高效且准确的DTA预测可以显著缩短新药开发的时间和经济成本。近年来，深度学习技术的爆炸性发展为DTA预测提供了强大的支持。现有的DTA预测方法主要分为基于1D蛋白质序列和基于2D蛋白质结构图的方法。然而，这些方法仅关注靶蛋白的内在特性，忽略了过往研究中明确揭示的蛋白质交互的广泛先验知识。 针对上述问题，本文提出了一种名为MSF-DTA（基于多源特征融合的药物-靶点亲和力）的端到端DTA预测方法。MSF-DTA通过利用邻接蛋白的信息，增强蛋白质的表示，并使用高级图预训练框架VG-AE（变分图自动编码器）来学习这些表示，使得预测结...
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...
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...