图 1. 神经强化干预总结(有关更多详细信息,请参阅 Taschereau-Dumouchel、Cortese 等人,2018 年)。A)一次多体素神经强化试验中的事件序列。在诱导期间,大脑活动在线处理并使用目标动物的多体素表示进行解码。此过程为我们提供了以视觉方式显示给参与者的激活可能性。B)目标动物的代表性多体素解码器(体素权重已标准化并略微平滑(FWHM = 1 毫米)以方便解释)。这些体素被用作种子区域(我们称之为腹侧颞叶皮层),以确定干预后它们的连接性变化(大脑图像是使用 pySurfer [ https://pysurfer.github.io/ ] 生成的)C)自述对我们数据库中至少 2 只动物感到恐惧的参与者参加了神经强化实验。我们使用了机器学习和一种称为超对齐的方法(Haxby 等人,2011)来确定恐惧动物(即解码器)的多体素表示。然后将恐惧动物类别随机分配为干预的目标或控制条件。参与者完成了在不同日子进行的五次神经强化课程。在干预之前和之后,参与者完成了静息状态课程,并向他们展示了他们害怕的两种动物的图像(即恐惧测试)。在这些课程中,参与者被要求报告他们对所呈现动物的主观恐惧(大脑图像是使用 Pycortex [Gao 等人,2015] 生成的)。
prader-Willi综合征(PWS)是一种罕见的遗传状况,具有多方面的身体,行为和认知困难,其特征在于女性噬菌体和低执行功能。寻求食物的行为可能会受到荷尔蒙,认知和心理因素的调节,并被认为部分是由功能性脑异常介导的。Here, we used an experimental protocol integrating eyes opens resting state magnetoencephalography (MEG) - a high-resolution neurophysiological imaging technique - and neuropsychological profiling to understand the relationship between executive functioning, and intrinsic brain activity & functional connectivity in a prospective, cross-sectional cohort with PWS, and a sex-, age- and BMI-matched control group.我们观察到PWS中的执行功能较低,以及跨大脑同步的多个通道的功能障碍 - 换句话说,跨多个频段,介导了大脑网络内部和大脑网络之间的通信 - 视觉,注意力和默认模式网络中。此外,我们发现了PWS患者脑网络拓扑结构的“脑范围”变化,功能网络的“枢纽”增加,但中心性降低。然而,尽管存在中等效应大小(关联程度),但与神经心理学结果相关后,这些措施与神经心理学结局相关后都没有幸存下来的多重比较校正。这是第一项结合神经心理学和神经生理成像的研究,表明PWS中多个脑网络中的功能同步失调。
摘要:理论基础:静息状态范式经常应用于脑电图 (EEG) 研究;然而,它与无法控制参与者的思想有关。为了量化受试者在休息时的主观体验,引入了阿姆斯特丹静息状态问卷 (ARSQ),涵盖了十个思维游离维度。我们旨在估计主观体验与 EEG 的静息状态微状态之间的关联。方法:使用 197 名受试者的 5 分钟静息状态 EEG 数据来评估七个微状态类别的时间特性。采用贝叶斯相关方法来评估静息后评估的 ARSQ 域与微状态参数之间的关联。结果:揭示了舒适度、自我和躯体意识域与神经电微状态的时间特性之间的几种关联。舒适度与微状态 E 持续时间之间的正相关性显示出最强的证据 (BF 10 > 10);其余相关性显示出大量证据 (10 > BF 10 > 3)。结论:我们的研究表明,评估静息状态下发生的自发思维对于理解微状态所反映的内在大脑活动具有重要意义。
摘要 — 由于脑动力学的复杂性,静息态功能性磁共振成像 (rsfMRI) 中血氧水平依赖性 (BOLD) 信号的传统建模难以进行参数估计。本研究介绍了一种新型脑动力学模型 (BDM),该模型通过微分方程直接捕捉 BOLD 信号变化。与动态因果模型或神经质量模型不同,我们将血流动力学响应整合到信号动力学中,同时考虑直接和网络介导的神经元活动效应。我们利用物理信息神经网络 (PINN) 来估计此 BDM 的参数,利用它们将物理定律嵌入学习过程的能力。这种方法简化了计算需求并提高了对数据噪声的鲁棒性,为分析 rsfMRI 数据提供了全面的工具。利用按估计参数缩放的功能连接矩阵,我们应用最先进的社区检测方法来阐明网络结构。我们的分析表明,在比较神经正常个体与自闭症谱系障碍 (ASD) 患者时,特定大脑区域的参与系数存在显著差异,男性和女性群体之间存在明显差异。这些差异与之前研究中涉及的区域一致,进一步证实了这些区域在 ASD 中的作用。通过将 PINN 与高级网络分析相结合,我们展示了一种分析 ASD 复杂神经特征的稳健方法,为神经成像和更广泛的计算神经科学领域的未来研究提供了一个有希望的方向。
保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。永久性。预印本(未经Peer Review认证)是作者/资助人,他已授予Medrxiv的许可证,以在2025年2月18日发布的此版本中显示在版权所有者中。 https://doi.org/10.1101/2025.02.14.25322283 doi:medrxiv preprint
要全面了解人类的认知功能,必须结合网络化大脑区域之间的相互作用模型。这些网络相互作用的改变是许多神经退行性疾病认知障碍的根本原因,为大脑结构和认知功能之间提供了重要的生理联系。认知架构通常用于解释健康大脑如何运作,通常使用基于任务的活动。然而,这种描述是不完整的。大多数系统级大脑活动都是自发的或内在的,无论受试者是否在执行任务都会发生。在这里,我们提供证据表明,共同认知模型(一种从现有认知架构分析中得出的共识模型)可以(a)推广到解释静息状态下的大脑活动,而不是在执行任务期间,以及(b)正确识别帕金森病中基底神经节连接的差异。关键词:共同认知模型;静息态 fMRI;帕金森病;动态因果建模
静息心率与观察和孟德尔随机研究中的心血管疾病和死亡率有关。这项研究的目的是扩大静息心率相关的遗传变异的数量,并获得有关静息心率生物学及其临床序列的进一步见解。对多达835,465个个体的100个研究的全基因组荟萃分析揭示了352个基因座的493个独立的遗传变异,其中包括以前鉴定的静息心率相关基因座以外的68种遗传变异。我们优先考虑670个基因,并在计算机注释中指出了它们在心肌细胞中的富集,并提供了对ECG签名的见解。两个样本的孟德尔随机分析表明,较高的遗传预测的静息心率增加了扩张心肌病的风险,但降低了发展心房效果,缺血性中风和心脏栓塞性中风的风险。与我们以前的孟德尔随机研究相比,我们没有找到线性或非线性遗传关联的证据。系统改变当前和先前的孟德尔随机研究之间的关键差异表明,这些研究之间最有可能差异的原因是由于先前由较低的P值阈值在较低的P Value阈值下弱的单样MR分析中的假阳性发现。结果扩展了我们对静息心率生物学的理解,并就其在心血管疾病发展中的作用提供了更多见解。
结果:本荟萃分析纳入 31 项研究。汇总敏感性、特异性、DOR 和 AUC 及其 95% 置信区间分别为 0.80(0.75, 0.83)、0.83(0.74, 0.82)、14.00(9, 22.00)和 0.86(0.83, 0.89)。纳入的研究之间存在显著的异质性。元回归分析显示,留一交叉验证(loocv)(敏感度:p < 0.01,特异度:p < 0.001)、图论(敏感度:p < 0.05,特异度:p < 0.01)、n > 100(敏感度:p < 0.001,特异度:p < 0.001)、西门子设备(敏感度:p < 0.01,特异度:p < 0.001)、3.0T 场强(敏感度:p < 0.001,特异度:p = 0.04)和贝克抑郁量表(BDI)(敏感度:p = 0.04,特异度:p = 0.06)可能是造成异质性的来源。此外,亚组分析显示样本量(n > 100:敏感度:0.71,特异度:0.72,n < 100:敏感度:0.81,特异度:0.79),用汉密尔顿抑郁量表(HDRS/HAMD)评估的不同疾病程度(轻度vs.中度vs.重度:敏感度:0.52vs.0.86vs.0.89,特异度:0.62vs.0.78vs.0.82),严重程度相当的患者的抑郁量表。 (BDI 与 HDRS/HAMD:敏感度分别为:0.86 与 0.87,特异度分别为:0.78 与 0.80),所选的特征(图形与功能连接:敏感度分别为:0.84 与 0.86,特异度分别为:0.76 与 0.78)可能是造成异质性的原因。
背景和目的:静息状态下的大脑活动可能与执行任务的能力有关;然而,涉及静息状态下功能性磁共振成像 (fMRI) 和事件相关电位 (ERP) 的多模态方法尚未广泛用于研究成瘾性疾病。方法:我们探索了 26 名患有网络游戏障碍 (IGD) 的患者和 27 名年龄和智商匹配的健康对照者 (HC) 的静息状态下 fMRI 和听觉异常 ERP 值。为了评估静息状态下 fMRI 的特征,我们计算了区域同质性 (ReHo)、低频波动幅度 (ALFF) 和低频波动幅度分数 (fALFF);我们还计算了 ERP 的 P3 成分。结果:与HC相比,IGD个体在听觉ERP任务中表现出左侧枕下回的ReHo和fALFF值显著降低,右侧楔前叶的ReHo和ALFF值升高,左侧额上回的ALFF升高,以及中线中央顶叶区域的P3波幅降低。此外,IGD患者右侧颞下回和枕叶区域的静息态fMRI区域活动与P3波幅呈正相关,而左侧海马和右侧杏仁核的ReHo值与P3呈负相关。讨论与结论:我们的研究结果表明IGD患者难以与认知功能和感觉处理进行有效的互动,尽管其解释需要谨慎。本研究的结果将拓宽对IGD病理生理学背后神经生物学机制的整体理解。