1智能神经工程枢纽(Hubin),Aspire Create,IOMS,伦敦大学学院(UCL),伦敦Stanmore,伦敦HA7 HA7 4LP,英国伦敦大学学院(UCL); jianan.chen.22@ucl.ac.uk(J.C。); yunjia.xia.18@ucl.ac.uk(y.x。); xinkai.zhou.21@ucl.ac.uk(X.Z。); Alex.thomas@ucl.ac.uk(A.T。)2 DOT-HUB,伦敦大学学院(UCL)医学物理与生物医学工程系,英国伦敦WC1E 6BT; ernesto.vidal@ucl.ac.uk(e.v.r。); robert.cooper@ucl.ac.uk(R.J.C.)3数字健康和生物医学工程,电子和计算机科学学院,南安普敦大学,南安普敦大学SO17 1BJ,英国4 Aspire Create,骨科与肌肉骨骼科学系,伦敦大学学院(UCL),斯坦莫尔大学,伦敦伦敦HA7 4LP,英国伦敦HA7 4LP; r.loureiro@ucl.ac.uk(R.L.); t.carlson@ucl.ac.uk(T.C。)*通信:Hubin.zhao@ucl.ac.uk†这些作者对这项工作也同样贡献。
研究身体性能的神经机制是运动神经科学领域的越来越多的研究重点。Sport is more and more benefiting from and contributing to a greater awareness of concepts such as neuroplasticity (i.e., the structural and functional adaptations in specific brain and spinal circuits), and neuromodulation techniques (i.e., the application of low-level intensity currents to induce polarity-specific changes in neuronal excitability).神经塑性在强度和调节的领域不广泛理解;然而,它从根本上影响了运动员在运动中的运动和表现。理解神经塑性的基本概念可以指导力量训练,这被定义为抗性运动,从而增加了力量能力。要执行多关节运动,大脑必须与合适的肌肉组坐标,以及时执行肌肉收缩。因此,与运动学习有关的力量训练需要在运动皮层中引发的复杂肌内和肌内配位。此外,力量训练会导致中枢神经系统(CNS)(尤其是在运动皮层中)中使用依赖性塑料随时间变化(称为长期增强,Cooke and Bliss,2006)(Hortobagyi等,2021)。广泛接受的是,力量训练需要在培训的早期阶段进行神经适应(Sale,1988; Hortobagyi等,2021)。这一假设的基础是研究表明,训练的初始阶段会导致力产生大量增强,而没有肌肉质量的改变(即结构变化)。特别是,在训练的第一周内,肌肉力量产生的运动单位适应发生(Häkkinen等,1985)。,直到最近,有关力量训练的文献尚未最终确定CNS最负责这些适应的部分。最近的一项灵长类动物研究表明,通过网状脊髓束强度训练引起的脊柱上的脊髓变化与肌肉性能的变化有关(Glover and Baker,2020)。最近的荟萃分析(Siddique等,2020; Hortobagyi等,2021;Gómez-Feria等,2023)强调了一种趋势,趋势趋于同时进行皮质脊髓兴奋性和肌肉力量,并在对肌层降低后的抑制作用后,肌肉力量降低了降低的降低。但是,重要的是要注意,这种趋势根据所选训练方式具有相当程度的异质性(Gómez-Feria等,2023)。迄今为止,鉴于对耐强度训练的神经影响的研究很少,尚不清楚产生大量和持久的神经变化所需的力量训练需要多少。
研究人员没有定义他们检查的自我触摸的种类,实际上是指不同类型的自我触摸(Reinecke等,2020)。这导致了这样一个事实,即自我打击及其神经心理学的相关性仍然知之甚少。因此,在运动学上定义了不同类型的自我触摸类型,例如阶段(离散),重复性和不规则,并探索不同类型的神经相关性,将为自我调控行为的神经心理学功能提供洞察力。自我打击定义为身体两个部分之间的动态物理接触,通常是作用在身体部分的手(Lausberg,2022)。自我打击从刮擦,摩擦和揉捏变成抚摸。基于运动轨迹,可以在日常生活中观察到三种类型的自我触摸,因此如下所示:阶段性自动触摸的特征是相结构。它们包含一个传输阶段,其中手被运输到接触位置,一个概念阶段,带有单向运动路径,其中手在身体上作用于人体,直接后面是一个缩回阶段,其中手被向后移动,例如单笔冲程。重复的自我打击,例如阶段性触摸,由传输阶段,概念阶段和回缩阶段组成。然而,在概念阶段,相同的运动路径被重复使用而没有休息,例如刮擦。仅当运动沿相同方向进行多次移动时,缩回阶段才会随之而来。相比之下,不规则的自我打击没有相结构。它们的特征是各个方向上的短运动路径,实际上没有手的位移。由于它们没有概念阶段,因此它们并非基于任何运动计划(Lausberg,2019年)。重复与阶段性触摸代表两个不同的现象学实体。不是很重要的触摸数量,而是接触的质量(Spencer等,2003; Schaal等,2004; Van Mourik和Beek,2004; Huys等,2008; Lausberg,Lausberg,2013)。不同的自我打击类型发生在日常生活中不同的情况下(Heubach,2016; Mueller等,2019; Neumann et al。,2022)。重复的自我打击与更好的心理健康相关,与不规则的自我打击相反(Reinecke等,2020)。不规则的自我打击可能通过强烈的体感刺激来避免其他负面刺激。此外,发现相反的效果对于阶段与不规则的自我触摸(Lausberg,2022)。阶段性自动触摸也与急性压力期间的调节过程有关,从而增强了认知过程(Freedman和Bucci,1981; Grunwald等,2014; Heubach,2016)。阶段性自我打击的时间比例越高,主观压力体验越低(Heubach,2016年)。所有三种类型的触摸都应从情感,认知和身体功能方面进行区分。在这种情况下,触摸的数量不是重要的,而是联系的质量(Lausberg,2013年)。据我们所知,在三种特定类型的自我触摸中,从未尝试过任何尝试调查大脑激活的尝试。重复,不规则和阶段性自动的差异效果解释了当前研究人员辩论的争议,并表明了对自我打击的精细分析的重要性。先前的研究调查了自动触摸,而没有运动学定义并区分不同类型的自我接触。自我打击被描述为更“重复的”或更“类似的”,但没有使用特定的运动标准
在人口老龄化的背景下,阿尔茨海默病(AD)问题日益严重,对人类构成了巨大挑战。尽管在AD病因探索方面已经取得了长足的进展,即淀粉样斑块和神经原纤维缠结在AD进展中的重要作用已被科学界广泛接受,但传统的治疗和监测方式存在很大的局限性。因此,需要出现新的阿尔茨海默病评估和治疗方式。在本研究中,我们试图回顾基于功能性近红外光谱(fNIRS)和脑电图(EEG)监测的数字化治疗的有效性。这项工作使用关键词方法搜索了四个电子数据库,并重点关注以AD和老年认知为重点的期刊。最终纳入了21篇文章。回顾了AD数字化治疗和结果监测的进展,包括不同平台上的数字治疗方法和不同的神经监测技术。由于θ相干性、α和β节律、氧合血红蛋白等生物标志物可有效监测AD患者的认知水平,从而监测数字疗法的疗效,本综述特别关注数字疗法的生物标志物验证结果。结果表明,基于生物标志物监测的数字治疗具有良好的疗效,其疗效体现在数字治疗前后EEG和fNIRS监测到的生物标志物指标的数值变化上。这些指标数值的增加或减少共同指向认知功能的改善(大多为中等到较大的效应量)。该研究首次从多模态监测的角度研究了AD数字治疗的现状,拓宽了AD疗效的研究视角,为临床治疗师提供了一份治疗方案的“参考清单”。他们可以从这个“参考清单”中选择特定的方案,以便根据个体患者的需求定制数字疗法。
(1) 参与者应执行现实世界人机交互中典型的复杂任务。 (2) 应以可控的方式通过实验操纵工作量,以施加更大或更小的认知需求(不仅仅是打开/关闭负载),以评估不同负载水平对特定资源的敏感性。 (3) 研究应侧重于多资源结构中的不同特定资源,从而检查诊断性 (4) 应通过包括其他工作量测量来确保实验任务操作的有效性,例如自我报告工作量、响应时间、表现和瞳孔直径。 (5) 为了进一步检查测量的诊断性,研究人员应测量多个功能性大脑感兴趣区域 (ROI),理想情况下将其映射到实验设计中确定的多个资源上,以确定特定 ROI 是否对工作量操纵具有不同的敏感性,假设通过增加那里的激活来反映。 (6) 应通过 HbR 和 HbO 的两种不同的 fNIRS 测量来探索激活的增加。 (7) 最后,研究应具有足够的统计能力和合适的 N。
本文对功能性近红外光谱(FNIRS)中基于学习的运动伪影(MA)处理方法进行了简要审查,强调了在受试者运动期间保持最佳接触的挑战,这可能导致MA并损害数据完整性。传统策略通常会导致血液动力学反应和统计能力的可靠性降低。认识到着重于基于学习的MA的研究有限的研究,我们研究了315项研究,确定了与我们的重点领域相关的七个研究。我们讨论了基于学习的MA校正方法的当前格局,并突出了研究差距。注意到缺乏用于MA校正质量评估的标准评估指标,我们建议一个新颖的框架,整合信号和模型质量考虑因素,并采用1个信噪比(1 SNR),混淆矩阵和平均平方误差等指标。这项工作旨在促进基于学习的方法在FNIRS上的应用,并提高神经血管研究的准确性和可靠性。
1.1睡眠研究功能近红外光谱(FNIRS)的FNIR主要用于清醒人群,但对其对睡眠研究的潜力越来越兴趣。睡眠有很大的潜力成为FNIRS的新用例,但是新方法的发展(分析和实际上)都是至关重要的。例如,一些成人研究表明,不同的睡眠阶段表现出不同的氧合水平,如FNIRS 1所评估,并且在睡眠与饮用过渡之前进行了氧化(HBO)和脱氧(HBR)血红蛋白脱氧。在睡眠阶段之间的2个过渡伴随着HBR的增加,当过渡到更深的睡眠阶段,并且在过渡到更轻的睡眠阶段和唤醒的过渡中HBO的增加。3通过Metz等人发现了类似的结果。在青少年中。4 fnirs也已用于新生儿研究,用于睡眠研究,并在发育功能连通性研究中,通常是在睡眠婴儿上进行的,因为数据易于获取(例如,参考文献。5 - 7)。例如,Lee等人。比较了活跃和安静的睡眠状态下的静息状态连接性(即,在健康的新生儿中,后来出现的快速眼动(REM)和非比型眼运动(NREM)睡眠的前体。8他们在积极的睡眠期间显示出更大的远距离连接性,在安静的睡眠期间的短程连接性更高,这与成人研究的结果一致,其连通性模式因睡眠阶段而异。9对成人进行了使用FNIRS和脑电图的功能连通性进行了第一项研究,对成人进行了睡眠状态,并揭示,随着睡眠更深(与N1睡眠相比,N2阶段与N2相比),网络连通性降低了,作者解释说,这反映了这一反映了睡眠成人对环境的减少的反应。9总而言之,在睡眠期间使用FNIRS可以提供有关睡眠的生理和功能的有用信息(即,不同的睡眠阶段如何有助于无法捕获连接性的发展)。
隶属于克雷伊空军基地 110 的塔维尼空军分队为国防和国家安全白皮书的主要战略职能做出了贡献。因此,它是一个反应式战斗工具。它永久地向驻扎在其所在地的部队提供支持,以便他们有效训练并能够立即响应共和国总统通过作战指挥发出的命令。
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