实时功能性MRI神经反馈使个人可以自我调节其持续的大脑活动。这可能是与大脑活动模式改变有关的临床疾病中的有用工具。中风后的运动障碍与运动皮层活性的横向降低有关。在这里,我们检查了慢性中风幸存者是否能够使用实时fMRI神经反馈来增加运动皮层活性的横向性,并评估了对运动性能以及大脑结构和功能的影响。我们进行了一项随机,双盲,假手术试验(ClinicalTrials.gov:NCT03775915),其中24个具有轻度至中肢损伤的慢性中风幸存者经历了三个对真实(n = 12)或sham(n = 12)神经反馈的训练日。在神经反馈训练后和1周之前,对大脑结构,大脑功能和上LIMB功能的度量进行评估。此外,在神经反馈训练后1个月重复上LIMB功能的度量。主要结局指标是(i)在整个神经反馈训练期间,在受中风影响的手的运动过程中,运动皮层活性的横向变化; (ii)杰布森·泰勒(Jebsen Taylor)测试(JTT)上受影响肢体的运动性能变化。中风幸存者能够使用实际的神经反馈来增加(p = 0.019)内部运动皮层活性的侧向,但在整个训练日内却不是。对主要行为结果度量没有群体影响,这是所有子任务中的平均JTT性能(p = 0.116)。二级分析发现,与假相比,实际神经反馈组的JTT总体运动子任务的性能有所改善(p = 0.010)。但是,动作研究臂测试或上肢FUGL -MEYER得分没有改善(均为p> 0.5)。此外,在神经反馈训练后1周检测到皮质脊髓束的白色物质不对称性降低(P = 0.008),表明该区域与实际神经反馈更加相似。受影响的皮质脊髓道的变化与参与者的神经反馈性能呈正相关(p = 0.002)。因此,在这里我们证明了慢性中风幸存者能够使用功能性MRI神经反馈与假控制相比自我调节运动皮层活性,并且训练与总体运动性能的改善以及白质结构变化有关。
。CC-BY-NC 4.0 国际许可,根据 提供(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2022 年 6 月 26 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.06.22.497199 doi:bioRxiv 预印本
6英国牛津大学精神病学系@correspording作者:Michal.wojcik@dpag.ox.ac.ac.uk Mark于2023年1月13日去世。。6英国牛津大学精神病学系@correspording作者:Michal.wojcik@dpag.ox.ac.ac.uk Mark于2023年1月13日去世。他不仅是一个有价值的同事,而且是我们许多人的朋友和导师。他的出色思想和有见地的贡献将被非常怀念。摘要。神经表示的几何形状与正在执行的任务之间的关系是神经科学1-6中的一个核心问题。灵长类动物的前额叶皮层(PFC)是在这方面的询问的主要重点,因为在不同的条件下,PFC可以用依赖过去经验7-13或经验的几何形状编码信息,或者是经验的3,14-16。一个假设是,PFC表示应从学习4,17,18的形式发展,从支持对所有可能的任务规则进行探索的格式到最小化任务 - iRrelevant特征的编码4,17,18的格式,并支持普遍性7,8。在这里,我们通过从头开始学习新规则(“ XOR规则”)时从PFC记录神经活动来测试这个想法。我们表明,PFC表示从高维,非线性和随机混合到低维和规则选择性的发展,与受约束优化的神经网络的预测一致。我们还发现,这种低维表示有助于将XOR规则概括为新的刺激集。这些结果表明,可以通过考虑在不同的学习阶段对这些表示形式的适应来调整以前对PFC表示形式的相互冲突。1a,低维)13。两个看似差异的说法表明,PFC神经活动应追踪低8-13,19或高维3,14-16的环境表示。传统上,有人提出PFC细胞适应了与任务相关的信息,从而导致低维神经活动13。这会导致人口显示结构化的选择性模式,如认知任务训练后通常观察到的那样(图一个对比的假设表明,PFC可能依赖于任务特征的高维,非线性混合表示
海马是一个复杂的大脑结构,该结构由每个具有不同细胞组织的子场组成。虽然海马子场的体积显示与推理和记忆功能相关的年龄相关变化,但每个子场内的细胞组织与这些功能在整个开发过程中与这些功能相关的程度尚未得到充分了解。我们采用了一种明确的模型测试方法来表征组织微结构的开发及其与2个推理任务的性能的关系,一种需要内存(基于内存的推论),而一种仅需要可感知的可用信息(基于感知的推论)。我们发现,每个子场就其细胞组织都与年龄建立了独特的关系。虽然亚面(子)与年龄显示线性关系,但齿状回(DG),Cornu Ammonis Field 1(Ca1)和Cornu Ammonis子领域2和3(组合; CA2/3)显示了与CA2/3中性别相互作用的非线性轨迹。我们发现DG与基于内存的推理性能有关,并且SUB与基于感知的推理有关。两种关系都与年龄相互作用。结果与海马子场内的细胞组织可能经历不同的发展轨迹,这些轨迹支持整个开发过程中的推论和记忆表现。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本(未经同行评审的认证)提供的,他已授予Biorxiv的许可证,以在2023年10月14日发布的此版本中显示此版本的版权持有人。 https://doi.org/10.1101/2023.03.03.03.530970 doi:Biorxiv Preprint
摘要。随着许多新技术的出现,人们开始探索开发新的设备,这些设备可以根据脑电信号预测人类思维中发生的事情,例如本文使用的方法包含对多个运动皮层想象任务获取的脑电信号进行新分类的方法,该方法基于使用 Extra Tree 算法来很好地选择用于获取脑电信号的最佳通道,然后使用支持向量机 (SVM) 算法进行数据分类,此外,本研究使用灰狼优化器 (GWO) 算法快速改进所有 SVM 参数,并将系统的精度收敛到最高可能值。结果,本研究显示基于运动皮层想象的脑电信号预测准确率可提高 99% 以上。此外,本文还与文献中的其他方法进行了比较。
摘要 大脑皮层不对称存在于不同的门类中,在人类中尤为明显,这对大脑功能和疾病具有重要意义。然而,许多先前的研究混淆了由大小引起的不对称和由形状引起的不对称。在这里,我们介绍了一种新方法,使用三个独立数据集中的磁共振成像数据来表征不同空间频率下整个皮层形状的不对称(与大小无关)。我们发现皮层形状不对称具有高度的个性化和稳健性,类似于皮层指纹,并且比基于大小的描述符(例如皮层厚度和表面积)或脑活动区域间功能耦合的测量值更准确地识别个体。个体可识别性在粗略空间尺度(~37 毫米波长)下最佳,形状不对称显示出与性别和认知的尺度特定关联,但与惯用手无关。虽然单侧半球皮层形状在粗尺度(~65 毫米波长)下表现出显著的遗传性,但形状不对称主要由特定受试者的环境影响决定。因此,粗尺度形状不对称具有高度个性化、性别二态性、与个体认知差异有关,并且主要受随机环境影响驱动。
摘要背景:梨状皮质 (PC) 占据内嗅沟的两侧,在颞叶癫痫 (TLE) 的病理生理学中起着重要作用。最近的一项研究表明,切除超过 50% 的 PC 可使癫痫发作的几率增加 16 倍。目的:我们报告了手动分割 PC 的可行性以及将测地线信息流 (GIF) 算法应用于自动分割以指导切除。方法:由两名盲法独立检查者对 60 名 TLE 患者(55% 为左 TLE,52% 为女性)进行 PC 手动分割,中位年龄为 35 岁(IQR,29 – 47 岁)和 20 名对照者(60% 为女性)进行 PC 手动分割,中位年龄为 39.5 岁(IQR,31 – 49 岁)。 GIF 算法用于创建分割 PC 的自动化管道,用于指导颞叶癫痫颞叶切除术中的切除。结果:患者和对照组的右侧 PC 较大。PC 分割用于指导前颞叶切除术,随后癫痫发作消失,视野或语言障碍消失。结论:可靠的 PC 分割是可行的,可以前瞻性地应用于指导神经外科切除术,从而增加颞叶癫痫颞叶切除术获得良好结果的机会。
抽象每个嗅觉皮质半球直接从嗅球和对侧信息中直接从其他皮质半球接收同侧气味信息。由于对嗅觉皮层(OC)的神经预测是无序的,并且无X线摄影,因此不能将空间信息像在视觉皮层中那样对齐两侧的投影。因此,在单个皮质神经元中如何完整的双边信息是未知的。我们发现,在小鼠中,单个神经元对两个鼻孔中每个鼻孔的选择性刺激的气味反应显着相关,因此,从一个鼻孔转移到达的信息中,具有优化的气味标识很好地解码了。尽管如此,这些对齐的响应是不对称的,足以解码刺激的横向性。计算分析表明,这种匹配的气味调整与纯粹的随机连接不相容,但可以通过Hebbian可塑性结构双侧连接来解释。我们的数据表明,尽管OC中有分布和碎片的感觉表示,但两个半球的气味信息高度协调。
摘要 体感皮层的微刺激可引发人工触觉感知,并可纳入双向脑机接口 (BCI) 以恢复受伤或患病后的功能。然而,人们对刺激参数本身如何影响感知知之甚少。在这里,我们通过植入两名颈脊髓损伤人类参与者体感皮层的微电极阵列进行刺激,并改变刺激幅度、频率和刺激序列持续时间。增加幅度和刺激序列持续时间会增加所有测试电极上的感知强度。令人惊讶的是,我们发现增加频率会在某些电极上引发更强烈的感知,但在其他电极上引发的感知强度较低。这些不同的频率-强度关系分为三组,它们在不同的刺激频率下也会引起不同的感知质量。相邻的电极位置更有可能属于同一组。这些结果支持了刺激频率直接控制触觉感知的想法,并且这些不同的感知可能与体感皮层的组织有关,这将有助于双向 BCI 刺激策略的原则性发展。