通过功能性磁共振成像(fMRI)测量的抽象阳性血液氧合水平依赖性(BOLD)反应(PBR)是大脑中无创映射活性的测量最多的测量。最近的研究一直表明,大胆的反应并非仅是正面的。负粗体反应(NBR)是针对特定的感觉刺激和任务报告的。但是,NBR与潜在的代谢和神经元需求之间的确切关系仍在争论中。在这项研究中,我们使用fMRI和颅内电生理学(电皮质摄影,ECOG)测量了来自同一人类参与者的神经生理基础。我们表明,对于那些对视觉刺激做出反应的电极,PBR与高频带(HFB)响应相关。至关重要的是,NBR与缺乏HFB功率响应和α功率响应的不预测降低有关。
图3。神经影像学结果。在2019年1月19日发生急性中风时从MRI扫描中扩散序列;在右岩核核和邻近的白质(A)中,扩散限制是明显的。T2加权MRI从2021年1月22日起,显示了自中风(B)以来已经开发出来的脑乳突和相对心室的区域。功能性神经成像揭示了一个热点激活,由红圆圈表示,在中央沟的深度沿着前心回(C)的“手旋钮”区域。参与者的皮质表面的三维重建,该表面源自MRI,并以红色圆圈指示的想象的左手运动质心(d)。绿色阴影表示响应左手感觉刺激的区域。黑色正方形表示四个微电极阵列的位置。
社会交流中的非典型性,受限制和重复的行为或兴趣是自闭症谱系障碍(ASD)的主要特征,如《精神障碍诊断和统计手册》中所述,第五版(DSM-5),由美国精神病学协会(APA)发表。这种情况伴随着多种感觉特征,而DSM-5则表明,在ASD患者中,经常观察到对感觉刺激的过度或受限反应(分别为敏感性和低敏敏度)。在ASD患者中的感觉问题,例如超敏反应和低敏性,不是次要的问题,而是指向该疾病核心的重要因素,因为其中一些感觉特征直接降低了个体的生活质量[QOL; QOL; (1)]。此外,有可能在ASD和通常发育中的个体之间的感觉处理之间的差异可能会导致通信方法中的差异(2,3)。
图3。神经影像学结果。在2019年1月19日发生急性中风时从MRI扫描中扩散序列;在右岩核核和邻近的白质(A)中,扩散限制是明显的。T2加权MRI从2021年1月22日起,显示了自中风(B)以来已经开发出来的脑乳突和相对心室的区域。功能性神经成像揭示了一个热点激活,由红圆圈表示,在中央沟的深度沿着前心回(C)的“手旋钮”区域。参与者的皮质表面的三维重建,该表面源自MRI,并以红色圆圈指示的想象的左手运动质心(d)。绿色阴影表示响应左手感觉刺激的区域。黑色正方形表示四个微电极阵列的位置。
在身体完整性障碍 (BID) 中,尽管感觉运动功能正常,但原本健康的个体会感觉身体的某个部分不属于自己。理论和经验证据表明,受影响的身体部位与高阶多感觉皮质身体网络的整合减弱。在这里,我们使用了混合现实中的多感觉刺激范式来调节和研究下肢 BID 患者身体 (不) 所有权背后的多感觉处理。在 20 名 BID 参与者中,在受影响和未受影响的身体部位的视觉和触觉信息之间引入延迟后,测量了延迟感知和身体所有权。与预测的不同,两个身体部位的延迟感知没有差异。然而,具体到受影响的肢体,所有权较低,并且受延迟的调节更强烈。这些发现可能遵循了 BID 对在线自下而上感官信号的依赖性更强的想法。
在身体完整性障碍 (BID) 中,尽管感觉运动功能正常,但原本健康的个体会感觉身体的某个部分不属于自己。理论和经验证据表明,受影响的身体部位与高阶多感觉皮质身体网络的整合减弱。在这里,我们使用了混合现实中的多感觉刺激范式来调节和研究下肢 BID 患者身体 (不) 所有权背后的多感觉处理。在 20 名 BID 参与者中,在受影响和未受影响的身体部位的视觉和触觉信息之间引入延迟后,测量了延迟感知和身体所有权。与预测的不同,两个身体部位的延迟感知没有差异。然而,具体到受影响的肢体,所有权较低,并且受延迟的调节更强烈。这些发现可能遵循了 BID 对在线自下而上感官信号的依赖性更强的想法。
尽管对行为变异性的神经基础显着兴趣,但对无法响应感知水平刺激的皮质机制几乎没有光明。我们假设由感知水平刺激引起的皮质活性对皮质兴奋性的瞬间发光很敏感,因此可能无法提出产生行为反应。我们使用电子摄影记录测试了这一假设,以遵循六个人类受试者的皮质活性的传播,这些受试者对感知水平的听觉刺激做出了反应。在这里我们表明,对于没有导致行为反应的演示文稿,皮质活性的可能性从听觉皮层到运动皮层降低,并且与局部皮质兴奋性降低有关。皮质兴奋性进行了量化。因此,当人类的听觉刺激接近感知水平的阈值时,皮质兴奋性中的瞬间瞬间弹性决定了对感觉刺激的皮质反应是否成功地将听觉输入连接到了结果行为反应。
从神经活动中解码感觉刺激可以提供有关神经系统如何解释物理环境的洞察力,并促进了脑机界面的发展。然而,神经解码问题仍然是一个重大的公开挑战。在这里,我们提出了一种有效的非线性解码方法,用于从视网膜神经节细胞(RGC)的尖峰活动中推断自然现场刺激。我们的方法使用神经网络来改善准确性和可扩展性的现有解码器。对> 1000个猕猴RGC单元的实际视网膜尖峰数据进行了训练和验证,解码器证明了非线性计算的必要性,以准确地解码视觉刺激的精细结构。具体来说,自然图像的高通空间特征只能使用非线性技术解码,而低通功能可以通过线性和非线性方法很好地提取。一起,这些结果在解码大量神经元种群的自然刺激方面推进了最新的状态。
手部接收感觉刺激并执行运动指令,这些指令整合到日常任务的各种功能操作中。手指运动笨拙低效、力量协调性和力量较差、患手运动控制感觉缺陷是患者最常见的现象。因此,我们的研究团队开发了一系列手部功能控制训练系统,以探索执行功能任务时的力量模式特征,并对功能姿势下的手指力量控制进行训练和评估。通过互动游戏提高患者的积极性,同时整合视觉和听觉反馈以获得更好的干预效果。对于腕管综合征患者,他们在不同任务需求中以更大的手指力量抓握,与较弱的成对手指相关性和特定手指上的力量变化较大相关。此外,还开发了定制设计的计算机化评估和再教育生物反馈原型,用于分析手部抓握表现并监测训练对感觉障碍且无运动缺陷的中风患者的手部协调性的影响。最后,对轻度认知障碍患者的训练显著提高了手部灵活性和认知功能,这与先前的研究结果一致,即精细运动表现可以区分认知障碍患者和健康人。