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用于癫痫发作检测的新型对比表示学习方法:基于脑电图(EEG)的数据分析
摘要自动检测癫痫发作对于诊断和治疗癫痫至关重要,能够显著改善患者的生活质量。目前已经开发出多种深度学习模型和方法,用于从脑电图(EEG)数据中自动提取特征以检测癫痫发作,但这些方法往往无法充分捕捉EEG信号中的重要周期性和半周期性动态,从而导致提取的特征不完整。为了解决这一挑战,我们提出了一种新的EEG特征学习框架——ContrLF。该框架结合了对比学习框架和Floss方法,以提高癫痫发作检测的准确性。在我们的方法中,首先对原始EEG数据应用强增强和弱增强处理,将其转换为两个不同但相关的视图。随后,利用Floss方法自动检测并学习增强后的EEG数据中的主要周期性动态,从而获得理解EEG信号中癫
来源:Cognitive Neurodynamics
时间:2025-11-24
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在计算皮层模型下,对深脑刺激和光遗传学技术在阿尔茨海默病治疗中的控制分析
摘要阿尔茨海默病(AD)患者大脑中异常的τ波和β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积与认知能力下降有显著关联。据报道,这种异常沉积与神经回路中兴奋性和抑制性时间常数的增加有关。在本文中,我们重点关注了三种临床常见的与AD相关的脑电图(EEG)异常表现:主导频率降低、α节律活动减弱以及δ+θ节律活动增强。首先,我们证明了兴奋性时间常数、抑制性时间常数和突触连接强度的变化可以导致早期AD患者的EEG活动减慢。随后,我们研究了传统深部脑刺激(DBS)和新兴的光遗传学刺激对AD的调控作用。高频、高脉冲宽度和高幅度的DBS在改善AD患者的脑电节律方面更为有效,这支持了皮层高频DBS可能是治疗痴呆相关疾病的有效方法的
来源:Cognitive Neurodynamics
时间:2025-11-24
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受生物启发的脉冲神经网络用于建模和优化适应性眩晕治疗
摘要眩晕是一种常见的神经前庭疾病,由前庭系统功能障碍引起,目前往往缺乏精确且个性化的治疗方法。本研究提出了一种受生物学启发的脉冲神经网络(SNN)模型,该模型利用具有时序依赖性可塑性(STDP)的泄漏积分-放电(LIF)神经元来模拟前庭功能障碍及适应性恢复过程。该模型通过生物学上合理的层次结构(包括毛细胞、传入纤维和小脑整合器)来模拟前庭通路,并能够模拟诸如毛细胞功能减退和突触损伤等病理状态。基于强化学习的反馈机制使得该模型能够模拟治疗引起的可塑性变化:在适应阶段,小脑脉冲活动减少了48–62%,随后又恢复了38%。该模型在标准硬件上平均每个适应阶段的模拟运行时间为4秒,具备实时可行性。其设计
来源:Cognitive Neurodynamics
时间:2025-11-24
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通过基于唾液的RNA测序技术,解码自闭症谱系障碍患者对外界音乐刺激的周围转录组及宏基因组反应
本研究探索了音乐对自闭症谱系障碍(ASD)个体唾液中转录组的影响,旨在为音乐疗法的生物学机制提供新的视角。自闭症是一种复杂的神经发育障碍,其特征包括社交互动障碍、沟通困难以及重复性行为。尽管目前的治疗方法在改善社交能力、沟通技能和适应性行为方面取得了进展,但其效果因个体差异而异,通常需要长期且高强度的干预。因此,寻找能够增强动机、情感参与和社交反应的补充疗法显得尤为重要。音乐疗法因其对广泛脑区的激活和对情绪、认知及运动功能的潜在影响而受到关注,特别是在自闭症患者中,音乐可能通过其结构性和可预测性促进神经可塑性。唾液作为非侵入性生物样本,为研究提供了新的可能。它含有DNA、RNA和蛋白质,可以用
来源:Frontiers in Molecular Biosciences
时间:2025-11-24
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TCPL:基于任务条件的提示学习方法,用于少样本跨受试者运动想象脑电图(EEG)解码
脑机接口(BCI)技术依赖于对脑电图(EEG)信号的准确解码,特别是在运动想象(MI)任务中,其潜力在神经康复、辅助沟通和智能神经假肢领域尤为突出。然而,MI EEG解码面临诸多挑战,包括个体间信号差异显著、训练数据有限以及模型适应性不足等问题。传统的特征提取方法如共空间模式分析(CSP)或频域滤波,往往难以有效捕捉EEG信号中的复杂时空依赖关系。近年来,深度学习方法通过从原始信号中自动学习多级特征,显著提升了MI EEG解码的性能。然而,即使是最先进的深度模型,在实际BCI部署中也面临在面对未见过的个体时需要大量校准数据的问题,这限制了其在临床和日常应用中的可扩展性和实用性。为了解决这些问题
来源:Frontiers in Neuroscience
时间:2025-11-24
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克鲁兹锥虫感染对心脏代谢的影响:基于RPLC-MS和GC–MS的代谢组学分析
### Chagas disease代谢组学研究解读#### 研究背景与意义拉美地区约1.5亿人口受美洲锥虫感染威胁,该病由原虫寄生虫引起,慢性期导致40%患者出现心脏衰竭等严重并发症。尽管已有硝基咪唑类药物用于急性期治疗,但疾病进展机制尚未完全阐明。代谢组学作为系统性研究生物体内代谢物变化的技术,为解析寄生虫感染引发的代谢紊乱提供了新视角。#### 研究方法1. **实验模型**:选用C57BL/6雄性小鼠,通过腹腔注射 Colombian株美洲锥虫进行感染,60天时达到急性期终末期(60 DPI)2. **代谢分析技术**: - 采用RPLC-MS(正负离子模式)结合GC-MS多平台分
来源:ACS Infectious Diseases
时间:2025-11-24
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“口腔暴露于妊娠期PM10颗粒物对Morris水迷宫表现及海马区基因表达的长期影响”
空气污染在人类健康中扮演着重要的角色,特别是在神经系统和认知功能方面。随着全球城市化和工业化的发展,空气污染问题日益严重,其中颗粒物(PM)是影响人类健康的主要污染物之一。特别是在孕期,PM暴露可能对胎儿的大脑发育产生深远影响,进而影响其成年后的行为和认知能力。本研究旨在探讨孕期口服PM10暴露对年老大鼠记忆功能的长期影响,以及其对基因表达的潜在影响,特别是在海马体区域。研究结果不仅有助于理解空气污染对神经发育的潜在影响,也为未来研究提供了重要的数据支持。### 一、研究背景与意义空气污染对健康的影响早已被广泛研究,其与多种疾病如肺癌、肝癌、中风、阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)以及其他
来源:Enzyme and Microbial Technology
时间:2025-11-24
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当前与过去自我面部感知的神经动态:对“特权访问假说”的挑战
人类对自身面孔的识别一直以来都是认知科学和神经科学中的一个重要议题。从哲学和心理学角度来看,自我认知是否与他人认知存在根本性的差异,这一问题引发了长期的讨论。然而,随着神经影像技术的发展,研究者开始探索这种差异是否源于独特的神经机制,还是仅仅由于更丰富的学习经验所致。最近,一项基于多变量模式分析(MVPA)的脑电图(EEG)研究为这一问题提供了新的视角。该研究旨在探讨个体是否通过独特的神经过程来处理自身面孔,还是其熟悉度仅仅是基于长期学习和经验积累的结果。研究结果表明,自身面孔的熟悉度在神经层面与他人高度熟悉的面孔具有相似的处理机制,支持了自我认知并非依赖于特殊的神经过程,而是通过广泛的学习和
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3至9岁儿童对本土字母的粗略识别与方向调整能力的发展:一项关于快速周期性刺激的研究
本研究探讨了阅读技能发展过程中涉及的神经生理机制,特别是儿童对字母形式的编码和识别能力。通过使用一种称为“oddball fast periodic visual stimulation”(非典型快速周期视觉刺激)的方法,结合32通道的脑电图(EEG)技术,研究人员对3.6至9.3岁之间的典型发展儿童进行了系统性分析。研究结果显示,即使在尚未掌握阅读技能的儿童中,也能观察到对非母语字母(如格鲁吉亚语字母)的显著神经生理区分反应,且这些反应在非母语字母呈现频率(1.2 Hz)及其谐波中尤为明显。这一发现为理解阅读技能的发展提供了新的视角,同时也揭示了在儿童早期阶段,对字母形式的神经处理可能已经具
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基于虚拟现实技术的训练对足球运动员的预期大脑功能及认知技能的影响
这项研究聚焦于虚拟现实(VR)技术在年轻半职业足球运动员认知训练中的应用,探索其对认知表现和预判脑功能的影响。通过事件相关电位(ERP)方法,研究人员分析了实验组和对照组在八周训练后的脑活动变化。实验组在每周常规训练之外,还接受了VR训练,结果显示实验组在前额叶皮层的预判脑活动显著增强,具体表现为前额叶负性(pN)ERP成分增加了40%。这一结果表明,VR训练能够有效提升足球运动员的预判能力,从而增强其认知表现。此外,实验组在运动前动机电位(BP)方面也表现出更大的变化,这反映了其在运动准备阶段的脑活动增强。在体育领域,卓越的表现不仅依赖于生理能力,如有氧耐力,还涉及心理特质,如自我效能感,以
来源:Biological Psychology
时间:2025-11-24
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气质如何塑造注意力网络:来自注意力网络测试和瞳孔扩张的启示
本研究旨在探讨个体稳定的气质特征与注意力网络效率之间的关系,通过行为表现和瞳孔反应两个维度进行分析。注意力被认为是调节认知和行为过程的核心机制,使个体能够有效地选择和处理相关信息,同时过滤掉干扰。Posner和Petersen(1990;2012)提出了注意力的三个方面,并将其与特定的脑网络联系起来,包括警觉性、定向性和执行控制功能。这些注意力网络分别主要由去甲肾上腺素、乙酰胆碱和多巴胺调节。在这一框架下,功能性气质模型(FET)提出,相同的神经递质也影响三种核心气质领域:行为维持、行为定向和信息整合速度。本研究进一步验证了注意力网络与气质维度之间的重叠关系,并探讨了个体间差异如何影响注意力功
来源:Biological Psychology
时间:2025-11-24
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VARGG深度学习框架:推动空间转录组学精准空间域识别与细胞异质性分析的新突破
当我们试图理解生命的基本单位——细胞在组织中的排布规律时,传统的单细胞RNA测序技术就像把一杯混合果汁分离出各种水果成分,却无法还原水果在果盘中的原始摆放位置。空间转录组学(Spatial Transcriptomics, ST)技术的出现,终于让我们能够同时获取基因表达信息和空间位置坐标,如同获得了细胞世界的"GPS定位系统"。然而,这项技术面临着一个核心挑战:如何准确识别具有相似基因表达模式和组织学特征的连续空间区域,即空间域(Spatial Domains)。目前的方法各有限制:非空间聚类算法如Seurat和SCANPY忽略了空间背景信息,而空间聚类算法如Giotto、BayesSpac
来源:Briefings in Functional Genomics
时间:2025-11-24
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短双歧杆菌05通过调节BDNF/NeuN以及LPS/Iba1/aβ的表达来改善认知和行为损伤
摘要衰老会降低学习和记忆能力。本研究探讨了从人乳中分离出的Bifidobacterium breve 05(简称B. breve 05)在D-半乳糖诱导的C57BL/6小鼠认知障碍模型中的神经保护作用。B. breve 05显著改善了空间学习、记忆和行为表现。其作用机制在于通过调节促炎和抗炎细胞因子来平衡肠道免疫反应,抑制NF-κB的激活以及CD11c⁺细胞的活性。该菌株通过抑制Allobaculum并促进有益菌属(Alistipes和Kineothrix)的生长来重塑肠道微生物群,同时提高血清中的血清素、GABA和多巴胺水平,并通过降低乙酰胆碱酯酶的活性恢复乙酰胆碱的稳态。在海马区,B. b
来源:International Journal of Food Sciences and Nutrition
时间:2025-11-24
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MSA-TICNN:一种双模框架,整合呼出电子鼻数据以辅助基于心电图的心理压力评估,从而提升认知能力
在现代社会,心理压力已成为影响人类认知能力的重要因素。无论是学业、工作还是日常生活,压力的存在都可能对个体的决策能力、注意力集中程度以及整体效率产生显著影响。随着技术的进步,研究者们正在探索更加精确和全面的方法来监测和评估心理压力,特别是在长期压力条件下。目前,许多研究依赖于单一模态的生理信号,例如心电图(ECG),但这种方法往往无法全面反映心理压力的复杂性。为了弥补这一不足,本文提出了一种新的双模态深度学习框架——MSA-TICNN,该框架结合了ECG和呼出气体中的挥发性有机化合物(VOCs),旨在提高心理压力监测的准确性和鲁棒性。ECG主要记录心脏的电活动,能够捕捉到急性自主神经系统波动,
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-11-24
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基于忆阻器的系统用于鲁棒的气体传感器信号处理与分类
田进|雷张|普利甘|帅斌华|郑瑞辉|郭欣华中科技大学材料科学与工程学院,材料加工与模具技术国家重点实验室,武汉430074,中国摘要气体传感器通常会产生高维且依赖于浓度的响应信号,这些信号难以用传统的计算系统进行处理。在这里,我们提出了一个完全基于硬件的神经形态平台,专为气体传感器信号处理和分类而设计。该平台的核心设备是一种通过阳极氧化法制备的TaOx/ZnOy/TaOz梯度复合忆阻器,它具有优异的均匀性、多种模拟状态和长期耐久性。基于忆阻器的存储计算模块结合混合编码策略,能够将原始气体传感器数据从60,000个点压缩为紧凑的25个特征图,有效降低维度的同时保持对浓度的鲁棒性。此外,受生物嗅觉
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-11-24
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基于图神经网络的源分离方法用于具有较大组分浓度差异的气体混合物分析
电子鼻技术近年来在多个领域得到了广泛应用,其核心功能之一是对混合气体中各组分浓度的准确估计。然而,在实际应用中,化学传感器阵列不可避免地会出现交叉干扰,这使得在存在高浓度背景气体的情况下,对低浓度伴随气体的浓度估计尤为困难。为了克服这一挑战,本文提出了一种基于图神经网络(GNN)的图注意力类别辅助学习(GACA)模型,旨在通过有效的信号分离策略,提高混合气体中各组分浓度估计的准确性。在电子鼻系统中,传感器阵列通常由多种不同类型的化学传感器组成,这些传感器对不同气体的响应特性各异。然而,当多种气体同时存在时,它们的响应信号会相互影响,导致难以区分各组分的浓度。这种交叉干扰在高浓度背景气体存在时尤
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-11-24
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综述:免疫检查点抑制剂的神经系统不良事件:以神经影像学表现为重点的诊断实用指南
免疫检查点抑制剂(ICIs)作为一种新型的癌症治疗方法,通过增强机体对肿瘤的免疫反应,显著改善了多种恶性肿瘤患者的预后。然而,这类疗法在带来抗癌效果的同时,也可能引发一系列神经系统相关的免疫相关不良事件(n-irAEs)。这些不良事件不仅影响患者的生存质量,还可能对治疗策略产生深远影响。因此,深入了解n-irAEs的影像学特征及其诊断流程,对于提高临床判断的准确性、优化治疗方案以及改善患者预后具有重要意义。### n-irAEs的临床表现与分类n-irAEs可以影响中枢神经系统(CNS)和周围神经系统(PNS),但其发生频率存在显著差异。据研究显示,PNS相关的不良事件发生率是CNS不良事件的
来源:Journal of Neuroimmunology
时间:2025-11-24
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基于可穿戴设备的生理监测与多发性硬化症患者的脑磁共振成像指标:一项可行性研究
宫崎裕士|横手宏明|藤森淳一|樱井健三|萩原明文|藤野聡|深見敏和|高桥惠里|宫城麻衣|宇渡美圭|杉村陽子|天野伊太郎|秋本幸子|泉敬介|南和道|南直也|二野正明日本北海道札幌市西区山ノ手5丁目1-1,北海道医疗中心神经科,邮编063-0005摘要背景多发性硬化症(MS)是一种中枢神经系统(CNS)的慢性炎症性疾病。生理监测可能有助于监测MS的进展及其潜在的神经退行性过程目的这项横断面研究评估了通过可穿戴传感器测量的生理参数与MS患者中枢神经系统萎缩和病变负担之间的关联的可行性。方法30名MS患者(复发缓解型[n=23]、继发进展型[n=5]、原发进展型[n=2])使用腕戴式传感器(Fitbi
来源:Journal of Neuroimmunology
时间:2025-11-24
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野生型小鼠和Galectin-3基因敲除小鼠在脊髓损伤后,Galectin-3对炎症反应和再生反应的调节作用
Emanuela Bezerra dos Santos Ribeiro|Luiza dos Santos Heringer|Bruna dos Santos Ramalho|Tiago Bastos Taboada|Fernanda Martins de Almeida|Ana Maria Blanco Martinez巴西里约热内卢联邦大学医学院病理解剖学研究生项目摘要脊髓损伤(SCI)可能由突发性创伤或脊髓节段性的慢性过程引起,导致中枢神经系统(CNS)出现神经损伤,原因是神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞死亡,以及运动、感觉和自主功能显著丧失。SCI发生后,会引发炎症反应,巨噬细胞和小胶
来源:Journal of Neuroimmunology
时间:2025-11-24
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一种用于培养新生小鼠小脑原代细胞并对浦肯野细胞进行基因操作的有效方法
在这项研究中,科学家们专注于开发一种新的方法,用于在体外培养小鼠的皮层颗粒细胞(Purkinje cells),这些细胞是小脑中的关键神经元类型。小脑在发育过程中经历了一个漫长的成熟阶段,延续至青春期,使其对环境因素特别敏感。因此,小脑发育过程中出现的缺陷可能导致多种疾病,如共济失调、自闭症谱系障碍、精神分裂症和注意力缺陷多动障碍等。为了更好地研究这些疾病,科学家们需要能够稳定地在体外培养小脑神经元的方法,尤其是Purkinje细胞,因为它们在小脑细胞总数中占比较小,并且对培养条件高度敏感。当前的研究提出了一种新的培养方法,该方法不仅支持Purkinje细胞的发育,还能实现高效的基因操作。该方
来源:Journal of Neuroscience Methods
时间:2025-11-24