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基于 Web 的交互式 3D 建模和可视化...
摘要 如今，3D 医学图像可视化已成为医学教育的重要工具。基于 Web 的 3D 教学工具已被证明是传统系统的有效替代方案。在这项工作中，我们的目标是使用 3D Web 技术对人脑进行建模和基于 Web 的 3D 交互式可视化，并改进虚拟现实教育环境开发方法（MEDEERV，西班牙语缩写）。20 名本科医学、牙科、老年医学和计算机科学专业的学生进行了大脑模型可用性测试（9 名女性；11 名男性，平均年龄 = 22.1 岁，SD = 0.70）。为此，我们使用了一份带有李克特量表答案的后测问卷，其 Cronbach 的 alpha 值为 0.93。我们在本研究中开发的大脑模型的概念验证提供了该系统可用作基础神经解剖学学习的网络工具的可行性证据。这项工作的主要贡献集中在实现 MEDEERV 来建模 3D 人脑，以及用于重新设计反馈的可用性测试。这种建模、可视化和评估方法可用于人体解剖学教学的其他领域。虽然实验结果显示良好的用户体验、功能和可用性，但有必要生成一个新版本，并对具有大脑解剖学知识的更大、更具体的人群进行研究。
营养
1 rWth亚兴大学神经解剖学研究所，温德林维格2，52074，德国亚兴2西德·西德儿童与青少年健康中心（WZKJ），科隆大学科隆大学医院62，50931德国科隆3儿童和青少年精神病学系，心理健康和心理治疗，大学医院，大学医院，雷恩霍夫·维格，纳uenhofer weg 21，52074德国亚历山4日4，儿童和青少年，精神病学和精神病学和心理疗法，ESSEN eSSEN ESSEN，ESSEN ESSEN，VIRCHESS SAVEREN，VIRCHESS 174 174，44。普朗克进化生物学研究所，八月 - 泰恩曼 - 斯特尔。2，24306Plön，德国6基尔大学，基督教 - 阿尔布雷希特斯 - 普拉茨实验医学研究所4，24118德国基尔7号，德国7号基尔7儿科学系，rwth亚太大学医学院，Pauwelsstraße，Pauwelsstraße30，52074 Aachen，Achen，Aachen，ACHEN，ACHEN，ACHEN，ACHEN，ACHEN，ACHEN 8 Freiburgstrasse 15，3010，瑞士伯恩9实验室医学研究所，临床化学与分子诊断学研究所，莱比锡大学，Paul-List-Straße大学，15/15，04103德国莱比锡，德国10研究所10. 44，39120德国Magdeburg 11医学信息学与统计研究所，基尔大学，不伦瑞克斯特。 10，24105德国基尔 *信件：jochen.seitz@lvr.de†这些作者对这项工作也同样贡献。2，24306Plön，德国6基尔大学，基督教 - 阿尔布雷希特斯 - 普拉茨实验医学研究所4，24118德国基尔7号，德国7号基尔7儿科学系，rwth亚太大学医学院，Pauwelsstraße，Pauwelsstraße30，52074 Aachen，Achen，Aachen，ACHEN，ACHEN，ACHEN，ACHEN，ACHEN，ACHEN 8 Freiburgstrasse 15，3010，瑞士伯恩9实验室医学研究所，临床化学与分子诊断学研究所，莱比锡大学，Paul-List-Straße大学，15/15，04103德国莱比锡，德国10研究所10.44，39120德国Magdeburg 11医学信息学与统计研究所，基尔大学，不伦瑞克斯特。 10，24105德国基尔 *信件：jochen.seitz@lvr.de†这些作者对这项工作也同样贡献。44，39120德国Magdeburg 11医学信息学与统计研究所，基尔大学，不伦瑞克斯特。10，24105德国基尔 *信件：jochen.seitz@lvr.de†这些作者对这项工作也同样贡献。
虚拟苍蝇大脑——果蝇的交互式图谱......
作为一种模型生物，果蝇在帮助我们理解大脑如何控制复杂行为方面具有独特的贡献。它不仅具有复杂的适应性行为，而且还具有独特强大的遗传工具包、日益完整的中枢神经系统密集连接组图谱和快速增长的细胞类型转录组谱。但这也带来了一个挑战：鉴于可用数据量巨大，研究人员如何查找、访问、整合和再利用 (FAIR) 相关数据，以便开发电路的综合解剖和分子图像、为假设生成提供信息并找到用于测试这些假设的实验试剂？虚拟蝇脑 (virtual fly brain.org) 网络应用程序和 API 为这个问题提供了解决方案，它使用 FAIR 原理整合神经元和大脑区域的 3D 图像、连接组学、转录组学和试剂表达数据，涵盖幼虫和成虫的整个中枢神经系统。用户可以通过文本搜索、单击 3D 图像、按图像搜索和按类型（例如多巴胺能神经元）或属性（例如触角叶中的突触输入）查询，按名称、位置或连接性搜索神经元、神经解剖学和试剂。返回的结果包括可在链接的 2D 和 3D 浏览器中浏览或根据开放许可下载的交叉注册 3D 图像，以及从文献中整理的细胞类型和区域的详细描述。这些解决方案具有可扩展性，可以涵盖脊椎动物中类似的图谱和数据集成挑战。
MTNeuro：评估跨多个抽象层次的大脑结构表征的基准
我们可以从多个抽象尺度来描述同一张图像，这取决于我们关注的是细粒度细节还是图像的更全局属性。在脑映射中，学习自动解析图像以构建小尺度特征（例如，细胞或血管的存在）和图像全局属性（例如，图像来自哪个大脑区域）的表示是一项重要且开放的挑战。然而，大多数现有的神经解剖学数据集和基准一次只考虑一个下游任务。为了弥补这一差距，我们引入了一个新的数据集、注释和多个下游任务，它们提供了从同一张图像中读取有关大脑结构和架构信息的多种方式。我们的多任务神经成像基准（MTNeuro）建立在体积、微米分辨率的X 射线显微断层扫描图像上，这些图像覆盖了小鼠大脑的大部分丘脑皮质部分，包含多个皮质和皮质下区域。我们生成了许多不同的预测挑战，并评估了几种用于脑区预测和微结构像素级语义分割的监督和自监督模型。我们的实验不仅突出了该数据集的丰富异质性，而且还提供了有关如何使用自监督方法来学习表示以捕获单个图像的多个属性并在各种下游任务中表现良好的见解。数据集、代码和预训练基线模型可在以下网址获得：https://mtneuro.github.io/ 。
认知和大脑的进化全球神经科学...
大脑发育的进化基础代表出发点。它深入研究了进化史的深处，揭示了塑造人脑的复杂旅程。比较神经解剖学和系统发育提供了我们绘制认知进化肖像的画布。它考虑了雕刻人类大脑建筑的遗传和表观遗传学的约束。这些见解是进化全球神经科学所占据的基础。寻求解锁人脑的神秘复杂性，进化的全球神经科学是超越学科边界的变革性范式。这个广阔的领域探讨了我们的进化遗产与当代挑战在认知，脑健康和神经技术的不断发展的景观之间的深刻相互作用。认知，即人类生存的典型标志，几乎引起了我们的注意。它审问了跨时期认知的依赖价值，从而破译了其在生存和繁荣中的作用。然而，在这个快速的社会转变时代，“进化不匹配”的概念浮出水面。它探讨了这种不匹配是如何构成脑部疾病迅速发展的流行的基础，这突显了对解决认知健康的新范式的迫切需求。本文阐明了现代性脑部疾病的严峻景观。阿尔茨海默氏病和自闭症谱系障碍是吞噬我们的进化难题的典型典范。从遗传倾向到环境影响，它构成了这些疾病的多方面起源，始终注意到进化论
神经科学BS（120小时）有效2021
生物学205细胞和发育生物学（4）生物学425人类遗传学生物学431生物物理学生物学450神经生物学生物学生物学概论455行为神经科学生物学458感觉神经生物学和行为生物学生物学和行为生物学542生物学生物学的光学塑料547单位批准547单位分析： 553生物学生物学中的数学和计算模型554计算神经科学化学介绍430生物学化学介绍210数据结构和分析Comp 211 Systems Compastional Comp 301编程组合311计算机组织的基础计算机组织Comp 555 Bioalgorithms Comp 555 Bioalgorithm Comp 633平行和分布的计算Comp 651计算几何形状665图像，图形和视觉EXS 175人体解剖学EXS 275L人体解剖学实验室（1）EXSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS 276 EXSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS 275神经科学的职业发展，网络和应用在工作世界NSCI 401动物行为NSCI 415神经科学史NSCI 420功能性神经解剖NSCI NSCI 421脑电路原理
精神疾病研究与治疗（MIRT）高级...
概述MIRECC奖学金强调部署后心理健康方面的高级研究和专门的临床培训。该计划遵守休斯顿会议指南，用于临床神经心理学的博士后培训。MireCC是全国公认的卓越中心，致力于通过创新的研究，临床护理和教育计划来改善精神疾病个体的长期功能结果。奖学金计划旨在培训盟军的卫生专业人员，目的是成为精神健康优先领域的杰出临床研究人员。个性化的，有指导的研究和临床培训与最先进的课程相结合，强调研究方法，统计学，流行病学，心理卫生系统，质量改进方法，教育和服务提供。每个MireCC站点都有一个特定的研究和临床培训的重点领域。VA中大西洋（VISN 6）MIRECC专注于部署后心理健康，而Hefner VAHCS网站专门针对神经心理学，神经影像学，脑损伤（TBI），爆炸暴露，睡眠，睡眠，睡眠和精神病。奖学金网站通过每周的教学录像会议进行全国性的互动和协作。本网站还提供每周的现场教学用学，包括功能性神经解剖学和晚期神经心理学研讨会。在我们的学术会员Wake Forest医学院（WFSM）的教学机会，包括大回合，临床和翻译科学研究所（CTSI）课程以及观看大脑插条。此外，还提供了全国范围内的学术和研究资源网络，包括与国家认可的专家的有意义的互动。
神经图像-Turk -Browne Lab
成人认知神经科学通过识别与成熟时的认知功能相关的区域来指导人脑发育的研究。可以比较各个年龄段的区域的活动，连通性和结构，以表征相应函数的发展轨迹。然而，发展差异可能反映了该功能的成熟及其在整个大脑中的成熟。也就是说，儿童可能存在一个功能，但受到不同大脑区域的支持，导致其成熟度被低估了。在这里，我们使用共享响应模型（一种用于功能比对的机器学习方法）测试儿童中成人功能的存在，成熟和定位。在成年人观看电影时，从fMRI活动中学习了较低的特征空间后，我们将这些共享特征转化为3-12岁儿童的解剖学大脑空间。为了评估功能成熟度，我们将这种重建活动与儿童的实际功能磁共振成像活动相关联，他们观看了同一电影。，即使在最小的孩子中，我们也发现整个皮质的可靠相关性。precuneus，下额回和侧面皮层的相关性强度预测了年龄。这些与年龄相关的变化是由三种类型的发育轨迹驱动的：从不存在到存在，解剖学表达的一致性以及从一个解剖区域到另一种解剖区域的重组。我们还发现证据表明，电影中与疼痛相关的事件的处理在整个童年时期都经历了重组。这种数据驱动的自然主义方法为整个儿童期功能性神经解剖学的发展提供了新的观点。
神经科学理学学士 (120 小时) 2020 年起生效
BIOL 205 细胞与发育生物学 (4) BIOL 425 人类遗传学 BIOL 431 生物物理学 BIOL 450 神经生物学概论 BIOL 455 行为神经科学 BIOL 458 感觉神经生物学与行为 BIOL 542 生物科学光学显微镜 BIOL 547 突触可塑性：主要文献分析 BIOL 552 行为内分泌学 BIOL 553 生物学中的数学与计算模型 BIOL 554 计算神经科学概论 CHEM 430 生物化学概论 COMP 401 编程基础 (4) COMP 410 数据结构 COMP 411 计算机组织 (4) COMP 555 生物算法 COMP 560 人工智能 COMP 562 机器学习概论 COMP 576 图像计算数学 COMP 581机器人技术 COMP 631 计算机网络 COMP 633 并行和分布式计算 COMP 651 计算几何 COMP 665 图像、图形和视觉 EXSS 175 人体解剖学 EXSS 275L 人体解剖学实验室 (1) EXSS 276 人体生理学 EXSS 380 神经肌肉控制和学习 NSCI 320 神经精神药理学 NSCI 325 精神障碍的神经科学 NSCI 401 动物行为 NSCI 415 神经科学史 NSCI 420 功能神经解剖学 NSCI 421 脑回路原理 NSCI 422 脑疾病遗传学 NSCI 424 神经连接：神经科学实践 NSCI 427 衰老神经生物学
开发和验证新型方法论，以整合沉浸式3D尸体神经外科外科模拟的神经成像和摄影测量法
背景：可视化和理解3维（3D）神经解剖学是具有挑战性的。尸体解剖受到低可用性，高成本和对专业设施的需求的限制。新技术，包括神经影像学的3D渲染，3D图片和3D视频，正在填补这一差距并促进学习，但它们也有局限性。这项概念验证研究探讨了将3D重建的神经影像数据与3D摄影测量法结合现实的纹理和精细解剖细节相结合的空间精度的可行性，以创建高实现cadaveric cadaveric神经外科外科手术模拟。方法：四个固定和注射的尸体头进行了神经影像学。为创建3D虚拟模型，使用磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）扫描渲染表面，并创建了分段的解剖结构。通过同步神经措施和摄影测量数据收集进行了逐步的颅骨切开术。在3D导航空间中获取的所有点均在3D虚拟模型空间中导入并注册。一种新型的机器学习辅助单眼估计工具用于创建2维（2D）照片的3D重建。深度图被转换为3D网状几何形状，该几何形状与3D Virtual Model的脑表面解剖结构合并以测试其精度。定量测量值用于验证不同技术的3D重建的空间精度。结果：使用体积神经影像数据创建了成功的多层3D虚拟模型。合并了2个模型时，单眼深度估计技术创建了照片的定性准确3D表示。