了解人类心脏的范围内变异性对于检测异常和改善心脏解剖结构和功能的评估至关重要。尽管已经开发出许多构造建模方法来分别捕获心脏解剖学或物理学的可变性,但它们的复杂互连很少被一起进行。在这项工作中,我们提出了一种新型的多模式变异自动编码器(VAE),能够以心电图(ECG)和3D双脑室云的形式处理结构生理学和比较时间的解剖信息。我们的方法在英国生物库数据集上达到了高重建精度,其在基础图像下方的预先介绍和输入解剖学之间的倒角距离和ECG重建超过了一种专门用于ECG生成的ART基准方法。我们还评估了其生成能力,并根据共同的临床指标和最大的平均差异来评估生成和黄金标准解剖学,ECG和联合解剖学ECG数据的可比人群。
解剖学是一门对视觉要求很高的学科,使用传统的教学方法往往很难理解抽象概念。1,2 使用多媒体资源(如动画、三维模型和智能手机应用程序)可以弥补这一限制,学习者可以在易于理解的动画或三维环境中直观地看到复杂的解剖结构。3,4,5 虽然这些多媒体资源无疑是信息丰富的,但它们的效率受到不同程度的用户交互性的限制,而且往往很单调。为了克服这些交互性问题,游戏化的概念通常应用于教育环境中。韦氏词典将“游戏化”定义为在活动中添加游戏或类似游戏的元素以鼓励参与的过程。游戏化已经成为一种潜在的替代教学法,6,7 因为它利用了人们对竞争和成就的自然渴望。
使用地形自动编码器预测本体感受皮层解剖结构和神经编码 Kyle P. Blum 1*、Max Grogan 2*、Yufei Wu 2*、J. Alex Harston 2、Lee E. Miller 1 和 A. Aldo Faisal 2 * 对本文贡献相同 1 西北大学 2 伦敦帝国理工学院 本体感受是最不为人理解的感觉之一,但却是控制运动的基础。甚至肢体姿势在体感皮层中如何表现等基本问题也不清楚。我们开发了一种具有地形横向连接的变分自动编码器 (topo-VAE),从大量自然运动数据中计算假定的皮层图。尽管不适合神经数据,但我们的模型重现了猴子中心向外伸展的两组观察结果:1. 尽管模型不了解手臂运动学或手部坐标系,但本体感受场在以手为中心的坐标系中的形状和速度依赖性。 2. 从多电极阵列记录的神经元首选方向 (PD) 分布。该模型做出了几个可测试的预测:1. 跨皮层的编码具有斑点和风车类型的几何 PD。2. 很少有神经元会只编码单个关节。Topo-VAE 为理解感觉运动表征提供了原则基础,以及神经流形的理论基础,并应用于脑机接口中感觉反馈的恢复和人形机器人的控制。关键词:本体感觉、皮层地图、地形测绘、深度学习、自然感觉统计、感觉生态学、变分自动编码器、计算神经科学、运动运动学、神经活动、初级体感皮层、自然行为、神经力学简介体感包括由皮肤受体提供的熟悉的触觉和本体感觉,本体感觉是一种不太有意识的感觉,它可以告诉我们动作姿势、运动以及作用于四肢的相关力量。前者受到了科学界的广泛关注,而本体感觉则经常被忽视,然而这种感觉反馈方式对于我们规划、控制和调整运动的能力至关重要。在工程学中,如果控制器不知道执行器的位置,就不可能控制机器人的运动;相应地,在人体运动控制(本体感觉)中,反馈控制理论是肢体控制计算的卓越解释(Todorov 和 Jordan 2002;Scott 2004)。此外,患有本体感觉神经功能障碍的个体,例如 IW 患者,即使在有视力和完整的运动系统的情况下,也存在严重的运动障碍 (Tuthill 和 Azim 2018;Sainburg、Poizner 和 Ghez 1993)。同样,神经假体领域的最新重大进展是
柏林夏里特医学院,柏林自由大学、柏林洪堡大学和柏林健康研究所、精神病学和心理治疗诊所的企业成员,德国柏林本杰明富兰克林校区; b 柏林夏里特医学院,柏林自由大学、柏林洪堡大学和柏林健康研究所、柏林医学心理学研究所的企业成员,德国柏林; c 德国柏林自由大学教育与心理学系临床心理学与心理治疗; d 德国波鸿鲁尔大学心理学学院认知神经科学研究所认知心理学系; e 美国加利福尼亚州欧文市加利福尼亚大学儿科系;美国加利福尼亚州欧文市加利福尼亚大学发展、健康和疾病研究项目
技术的进步促进了研究和对大脑功能的理解的重大进展。fMRI一直是对大脑结构和功能研究的突破性成像方式。扩散张量成像是一种MRI模态,可以鉴定大脑中的主要白质区。但是,这些成像方式缺乏灵敏度和特异性,并且不如直接的皮质映射来识别雄辩部位。的确,识别大脑语言区域的黄金标准是清醒的皮质图。清醒颅骨切开术是一种手术,患者全部或部分手术都醒着,以允许功能性皮质映射。我们也必须记住,“口才”的概念是相对的。虽然运动,语言和视觉功能显然是所有人的雄辩领域,但其他高阶功能也可能很重要,例如音乐家,需要视觉空间取向等的职业等。口才是基于个人确定的。Korbinian Brodmann(1868 - 1918)是德国神经科医生。 他确定了52个在组织学上不同的皮质区域。 这些信息随着时间的流逝而进行了完善,但他的工作是识别大脑功能领域的重要第一步。 大脑功能:简单地说,有4个主要大脑功能:1。 移动性2。 交流3。 生物维护4。 “生存套件”1。 流动性:移动功能占中央和周围神经的很大一部分Korbinian Brodmann(1868 - 1918)是德国神经科医生。他确定了52个在组织学上不同的皮质区域。这些信息随着时间的流逝而进行了完善,但他的工作是识别大脑功能领域的重要第一步。大脑功能:简单地说,有4个主要大脑功能:1。移动性2。交流3。生物维护4。“生存套件”1。流动性:移动功能占中央和周围神经的很大一部分
讲师姓名:Drs。Streit,Mandel,Heaton和Burke Room编号:Zoom链接:https://ufl.zoom.us/j/94953269840? (Mandel)rmandel@ufl.edu; (Heaton)Heaton@ufl.edu; (伯克)burkes@ufl.edu办公时间:由于当前的社会疏远要求,校园办公室将不安排。Burke博士将在周二/周三上午10点至上午11点在Zoom或Google Hangouts提供。可以根据要求与Burke博士或其他课程讲师安排其他在线会议。研究生助理:NA CANVAS网站:https://ufl.instructure.com/courses/404209首选课程通信:帆布或电子邮件先决条件:必须是神经科学或相关学科或相关学科的研究生或相关学科的研究生
图 1. 台球游戏是状态和动作表示的模型。任务状态主要编码白球、红球(目标球)和要将球击入的球袋的位置。任务动作是桌上的动作——球杆应该以一定的角度、旋转和速度击中白球的特定位置,白球应该击中目标球并将其推向球袋。身体状态是球员的姿势和他/她握球杆的方式;身体动作是他/她移动球杆的动作。
鱼具有一个简单的两个腔室心脏,本质上只是循环系统的一部分的增厚,而血液从心脏到g到身体再回到心脏的单个电路中流动。从两栖动物开始,第一个带有肺的脊椎动物,循环系统增加了第二个环或电路。这种设计在系统围绕系统的每次旅行中两次都有血液流过心脏,一次是前往肺部的路,一次从肺部返回,从而额外提升。这称为双循环。在两栖动物中,有两个心房,但只有一个心室,这会导致脱氧和充氧的血液混合,但两栖动物也通过湿润的皮肤收集氧气,因此这种低效率并不重要。从爬行动物开始,隔膜或壁会形成部分将脱氧的脱氧血液与心室中的血液划分,这很重要,因为爬行动物具有水密皮肤,完全依靠其肺部用于氧气。爬行动物还具有独特的能力,可以重定向或分流的血液,而无需通过身体电路,将心脏从心脏流动,并在不转到肺部的情况下将脱氧体血流回到体内。该分流的目的(请参阅下图中的紫色容器)
将使用不同模态收集的不同大脑信息映射到与参考大脑相对应的公共坐标空间是现代神经科学的理想目标,其重要性与将基因组数据映射到参考基因组类似。虽然存在针对单模态数据(3D MRI 或 STPT 图像体积)的大脑图谱映射工作流程,但一般来说,数据集需要跨具有不同对比机制和尺度的模态进行组合,同时存在缺失数据以及参考中不存在的信号。到目前为止,这还是一个未解决的问题。我们通过开发和实施一个严格的非参数生成框架,从整体上解决了这个问题,该框架从数据中学习对比机制之间的未知映射并推断缺失数据。我们的方法可以严格量化不同个体大脑之间的局部销售变化,而这迄今为止一直被忽视。我们还能够定量描述个体形状的变化。我们的工作建立了一个定量的、可扩展的、简化的工作流程,将广泛的多模态全脑光学显微数据体统一到一个基于坐标的图谱框架中,这一步骤是现代神经科学中大规模整合全脑数据集的先决条件。