图1样本算盘计算程序和研究设计。(a)32 + 84的算盘计算的示例。从右至左侧的三列表示数字,数百个数字。算在算盘上部的每个珠子在向下推时表示五个,而算盘下部的每个珠子则在向上推时表示1。为了实现32 + 84的计算,(a)将两个数字列中的两个珠子向下推(↓),(b)(b)将数百位数字柱中的一个珠子向上推(↑)(添加八个等于添加10个缩影2)。然后,(c)将一个数字列上部的一个珠子向下推(↓)和(d)(d)在一个数字柱的下部向下推一个珠子(↓)(添加四个平均值,添加5个量为1个)。该计算的结果为116。(b)研究设计。参与者在一年级开始时分配给基于算盘的心理计算培训(AMC)或对照组。AMC小组的儿童从一年级开始就完成了5年的纵向培训(每周2小时)。在第1年的时间点(1年培训后)收集结构和静止状态功能MRI扫描。数学能力从第一个时间点评估到第2,第三或第4个时间点(经过3 - 5年的培训后)(有关更多详细信息,请参见材料和方法)。对照组除了AMC培训外完成了研究的所有方面。
性别差异的研究是神经科学中最具挑战性和最有争议的话题之一。在过去的几十年中,研究对性别差异的研究的重要性常常被低估了,但是近年来,我们对性别对大脑结构,功能和化学影响的影响的了解大大增强。我们目睹了有关性别差异的发现越来越多,并且它们对人类疾病的风险和过程的重要性(Heidari等,2017; Clayton,2018)。分析技术的进步以及更广泛地使用其使用的机会,授予了更详细地研究大脑并评估男性和女性之间更加精确差异的机会。然而,尽管研究了数十年,但仅部分理解了大脑功能的性别差异。
细胞多样性证明了生命的多功能性和弹性。从单细胞生物的简单性到多细胞寿命的复杂性,细胞类型和功能的光谱证明了自然世界的非凡能力。随着我们继续揭示细胞多样性的奥秘,我们不仅可以深入了解生活的基本过程,而且还可以利用这种多样性来实现医疗,技术和环境进步。细胞多样性的交响曲会发挥作用,在生物领域提供了不断扩展的可能性。
医学应用:基因工程最有前景的方面之一是其在医学上的应用。科学家正在探索通过纠正有缺陷的基因来治疗遗传疾病的方法。基于 CRISPR 的疗法为镰状细胞性贫血和囊性纤维化等疾病带来了希望 [5]。此外,个性化医疗(根据个人的基因组成量身定制治疗方案)正在成为现实。这种方法有可能彻底改变癌症治疗,使治疗更有效、侵入性更小。
神经科学研究的当前重点是使用不同的数据获取方式列举,映射和注释整个脊椎动物大脑中的神经元细胞类型。将这些分子和解剖学数据集映射到公共参考空间中仍然是一个关键挑战。尽管存在几个脑部到ATLA映射工作流程,但它们并不能充分解决现代高通量神经影像学的挑战,包括多模式和多尺度信号,缺失的数据或非参考信号,以及单个变异的几何量化。我们的解决方案是实现一个生成统计模型,该模型描述了一个图像的一系列转换,描述了成像数据的可能性,以及一个最大的框架,用于捕获上述问题的未知参数的后验估计。我们方法中的关键思想是最大程度地减少合成图像量与这些参数的真实数据之间的差异。我们不仅将映射用作“归一化”步骤,我们以空前的方式实施了使用其局部度量变更的工具,以便将其局部度量变更作为几何量化技术和生物学来源的机会。虽然框架用于计算成对映射,但我们的方法特别允许在多模式数据集的链中简化组成。我们将这些方法应用于广泛的数据集中,包括体内和前体内MRI的各种组合,3D STP和最大数据集,2D序列组织学部分以及用于SNRNASEQ的BRAINS和BRAINS,并部分移除了组织。这项工作使整个大脑数据集的大规模集成在现代神经科学中至关重要。我们通过量化细胞密度和跨生物协变量的大脑形状波动的差异表征来显示生物实用性。我们注意到,个体变异的大小通常大于不同样品制备技术之间的差异。为了促进社区可访问性,我们将算法实现为开源,包括基于Web的框架,并实现输入和输出数据集标准。我们的工作建立了一个定量,可扩展和简化的工作流程,以统一一系列多模式的全脑光显微镜数据量,以分为基于坐标的ATLAS框架。
纵裂 - 将两个大脑半球分开 中央沟 - 分隔额叶和顶叶 侧裂 - 将额叶、顶叶与颞叶分开 顶枕沟 - 位于内侧表面,将枕叶与顶叶/颞叶分开 距状裂 - 位于枕叶内侧表面 中央前回 - 中央沟前部 - 初级运动区 中央后回 - 中央沟后部 - 初级体感区
客观对微外科神经解剖学,对手术室环境的熟悉,与手术有关的患者定位以及手术方法的了解对于神经外科教育至关重要。然而,诸如患者暴露有限,患者安全问题加剧,培训期间手术病例的可用性减少以及访问尸体和实验室的困难等挑战对这种教育产生了不利影响。可以利用三维(3D)模型和增强现实(AR)应用来描述大脑的皮质和白质解剖结构,创建患者手术位置的虚拟模型,并模拟手术室和神经剖析的实验室环境。在此,使用了单个应用程序的作者,目的是展示创建3D模型的解剖尸体解剖,外科手术方法,患者外科手术,手术室和实验室设计作为神经外科培训的替代教育材料。方法使用摄影测量法生成3D建模应用程序(Scaniverse)来生成3D模型的尸体标本和手术方法。它也用于创建手术室和实验室环境以及患者的手术位置的虚拟表示,通过利用光检测和范围(LIDAR)传感器技术来精确空间映射。然后将这些虚拟模型呈现在AR中以进行教育权。这些模型提供了各种平面中旋转和运动的灵活性,以改善可视化和理解。创建了三个维度的虚拟表示,以描绘尸体标本,手术方法,患者手术位置以及手术室和实验室环境。在三个维度上渲染了手术室和实验室环境,以创建一个可以使用AR和混合现实技术导航的模拟。现实的尸体模型具有复杂的细节,在基于Internet的平台和AR平台上展示了以增强可视化和学习的方式。结论这种具有成本效益,直接且随时可用的方法来生成3D模型的利用有可能增强神经解剖学和神经外科教育。这些数字模型可以轻松地通过互联网存储和共享,从而使其可用于全世界的神经外科医生,以实现教育目的。
有关人类胎儿主要骨化中心发展的详细数值数据可能会影响更好的评估和骨骼发育不良的早期检测,这与骨质发育和矿化中心的延迟发展和矿化有关。据我们所知,这是医学文献中的第一份报告,用于分析基于计算机断层扫描成像的人类胎儿中颞骨鳞状部分的主要骨化中心。本研究为颞骨的鳞状部分的骨化提供了预先定量的基础,这可能有助于增强产前护理,并改善了具有继承的颅骨缺陷和骨骼发育不良的胎儿的结果。对37名男女(16名男性和21名女性)妊娠18-30周的男性胎儿进行了检查,并保存在10%中性的福尔马林溶液中。使用CT,数字图像分析软件,3D重建和统计方法,评估了颞骨鳞状部分的主要骨化中心的大小。With neither sex nor lateral- ity differences, the best-fit growth patterns for the primary ossification center of the squa- mous part of temporal bone was modelled by the linear function: y = − 0.7270 + 0.7682 × age ± 1.256 for its vertical diameter, and the four-degree polynomial functions: y = 5.434 + 0.000019 × (age) 4 ± 1.617的矢状直径为y = - 4.086 + 0.00029×(年龄)4±2.230,其投影表面积为4±2.230,y = - 25.213 + 0.0004×(年龄)4±3.563。暂时骨鳞状部分的主要骨化部分的基于CT的数值数据和生长模式可以用作妇科医生,产科医生,儿科医生和放射线医生在筛选胎儿超声扫描过程中的妇科医生,妇产科医生,儿科医生和放射线医生的特定年龄规范间隔。我们对颞骨鳞状部分不断增长的原发性骨化中心的发现可能有助于日常临床实践,而超级监测正常的胎儿生长并筛选遗传的颅断层和骨骼发育症。
教师Gadziola博士是心理学系的兼职教学流教师。她获得了肯特州立大学的神经科学博士学位,随后在凯斯西部储备大学获得了博士后研究。她的研究和教学兴趣在于感觉系统,以及影响和评估影响动机行为的显着刺激的基础的神经机制。课程描述人的大脑非常复杂!估计有860亿个神经元,每个神经元能够与许多其他神经元建立联系,我们的大脑包含> 10万亿个突触,引起了我们所有的思想,感觉和动作。神经科学是一个高度高度的跨学科领域,它广泛涉及大脑和神经系统的结构,功能和发展,以了解我们行为和认知功能的神经基础。生物学中的一个总体主题是结构为功能提供了信息,大脑也不不同:首先了解单个组件以及它们如何连接至关重要,以欣赏其专业功能。通过讲座和实验室,本课程将向您介绍中枢神经系统的解剖结构,原代细胞的结构和功能以及神经元如何互连形成电路和系统。我们将重点介绍可视化神经系统并更详细地检查选定的大脑区域以进一步关联形式和功能的经典技术和现代技术。课程学习成果将为您的高级神经科学课程提供基础。通过动手绵羊的大脑解剖和使用数字脑图集的使用,实验室将通过允许您操纵和查看3D的大脑来增强您的学习。前提条件BIOA01H3和BIOA02H3和CHMA10H3以及[CHMA11H3或CHMA12H3]和PSYA01H3和PSYA02H3
图 1. 三维 (3D) 打印工作流程。艺术表现形式说明了 3D 打印工作流程的关键方面。A:生成和获取 3D 医学图像数据(医学数字成像和通信 [DICOM])。B:分割感兴趣的解剖区域。C:编辑和制作可 3D 打印的立体光刻 (STL) 文件。D:STL 文件的后期制作和模型打印准备。E:将模型文件(通常通过通用串行总线设备)传输到打印机并启动 3D 打印过程(可能需要几个小时)。F:打印和后处理,包括清洁和固化 3D 打印模型。G:模型的最终检查(可能需要进一步清洁、干燥和抛光)(1、2)。