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人们认为,音乐等听觉符号系统的代际稳定性依赖于大脑过程,这些过程允许忠实地传递复杂的声音。人们对支持这种能力的人类大脑的功能和结构方面知之甚少,一些研究表明听觉网络的双侧组织是假定的神经基础。在这里,我们通过检查听觉皮层之间左右神经解剖不对称的作用进一步检验了这一假设。我们从大量参与者(非音乐家)收集了神经解剖图像,并使用 Freesurfer 的基于表面的形态测量法对其进行了分析。扫描数周后,同样的个体参加了模拟音乐传播的实验室实验:信号游戏。我们发现,人工音调系统的代际传递的高准确性与 Heschl 沟皮层厚度向右不对称的减少有关。我们的研究表明,旋律材料的高保真复制可能依赖于计算神经元资源在半球中的分布程度。我们的数据进一步支持了大脑半球间组织在听觉符号系统的文化传播和进化中的作用。
[1] Chen,Xiaogang等。“具有非侵入性大脑 - 计算机接口的高速拼写。”PNAS 112.44(2015):E6058-E6067。 [2] Recasens,Marc等。 “重复抑制和重复增强是人脑中听觉记忆痕迹形成的基础:MEG研究。” Neuroimage 108(2015):75-86。PNAS 112.44(2015):E6058-E6067。[2] Recasens,Marc等。“重复抑制和重复增强是人脑中听觉记忆痕迹形成的基础:MEG研究。”Neuroimage 108(2015):75-86。
在复杂环境中定位声源的能力对于通信和导航至关重要。空间听证会主要依赖于两只耳朵之间声音到达时间的差异的比较,即播出时间差异(ITD)。听力障碍对声音本地化非常有害。尽管人工耳蜗(CIS)成功地恢复了许多关键的听力能力,但通过ITD检测与双边顺式合理的定位仍然很差。根本原因尚不清楚。神经元,ITD敏感性是通过专门的脑干神经元进行的两只耳朵的兴奋性和抑制输入之间的巧合检测而产生的。由于在CI刺激过程中缺乏电生理学脑干记录,目前尚不清楚在多大程度上是由双耳比较神经元引起的,或者已经在输入水平上引起。在这里,我们使用自下而上的方法比较CI听力动物模型中电气和声学刺激之间的响应特征。在Gerbils中进行细胞外单神经元记录,我们发现在电脉冲刺激期间,兴奋性和抑制性脑干输入对双耳比较神经元的兴奋性和抑制性脑干输入中等高度渗透性。这一发现确定,双耳处理阶段必须应对CI刺激期间的输入统计量的高度变化。为了估计这些影响对ITD灵敏度的后果,我们使用了听觉脑干的计算模型。调整模型参数以使其响应特性与我们在任何一种刺激类型期间的生理数据相匹配时,该模型预测,即使对于超专有输入,也可以保持对电脉冲的敏感性。然而,与声学相比,该模型在电刺激过程中表现出严重改变的空间敏感性:
声音处理的年代和横向化对大脑中听觉刺激的处理的理解显着贡献。There is ample evidence that the temporal hierarchy and the interactions between the right- and left-sided auditory pathways significantly determine the circuits between the peripheral to the cortical level ( Tervaniemi and Hugdahl , 2003 ; Eggermont and Moore , 2012 ), pointing out that the left hemisphere is specialized for temporal processing, whereas the right hemisphere subserves processes domiciled in空间/光谱域(Zatorre和Belin,2001; Poeppel,2003; Boemio等人,2005年; Schönwiesner等。,2005年)。人类听觉皮层被细分为具有多个互连的三个主要部分:核心(主要的听觉皮层),皮带(次级听觉皮层)和正确分子区域(Hackett等人(Hackett等),1998; Rauschecker和Scott,2009年),它们从皮质下边缘投影获得皮质输入(Kraus and Nicol,2005; Wong等人。,2007年; Kraus和Chandrasekaran,2010年; Kraus and Anderson,2014年; Kraus等。,2017年)和来自较高认知水平和触发连接的自上而下的预测(Zatorre等人,2007年; Rauschecker和Scott,2009年)。音乐大脑是显示听觉处理的神经可塑性的绝佳模型(Münte等人,2002年; Wan and Schlaug,2010年)。积极的音乐制作涉及众多对感知,认知,行为和大脑活动的神经过程(Hyde等人。,2009年; Moreno等。,2009年; Skoe等。,2015年; Slater等。,2015年; Habibi等。,2018年至青春期(Tierney等人。,2015年)和成年(Pantev等人,1998; Herdener等。,2010年; Benner等。,2017年;詹姆斯等人。,2020)。此外,在了解神经处理与音乐专业知识(指音乐能力和音乐训练)和杰出的听觉技能方面的关系方面获得了宝贵的见解(Zatorre等人。,2007年; Kraus和Chandrasekaran,2010年; Zatorre and Salimpoor,2013年; Kraus and Anderson,2014年; Wengenroth等。,2014年)。发现,在听觉皮层中心的Heschl Gyri(HG)平均比非音乐家的灰质平均多130%(Schneider等人。,2002)。音乐家还具有扩大的听觉诱发响应模式(Schneider等人,2005年; Benner等。,2017年)。可以通过磁脑摄影(MEG)定位于第一HG的中心部分,包括早期中等潜在的P30和随后发生的P50响应模式,发生在刺激后,刺激性30和50 ms。听觉带和偏对区域的随后的次级N1和第三纪P2响应更多地源于第一hg的周围带区域(Schneider等人,2005年)。晚期听觉诱发领域的P1-N1-P2复合物通常与基本声音感知,注意因素,特征识别和
图1研究方法流(A)肿瘤均被手动掩盖所有个体。(b)所有患者提取肿瘤结构测量,包括最大肿瘤直径,肿瘤体积和肿瘤表面积。(c)低级神经胶质瘤的分布表明,肿瘤广泛分布在整个左半球。(d)结构图像分为灰质(左)和白色物质(右)。灰质体积是根据所有大脑区域的AAL地图集计算的。Voxel的灰质强度相关性。(E)基于体素的病变 - 症状图用于确认灰质分析的结果。(f)背侧(左)和腹(右)语言途径在所有受试者中均单独追踪。相关分析,以探索肿瘤结构测量,不同大脑区域的灰质体积,筋膜特征和听觉理解分数
分裂型人格是精神分裂症的一种潜在表型,是一种在精神病连续体正常范围内表现出精神病样症状的人格特质。家庭沟通可能会影响分裂型人格患者的社会功能。分裂型人格水平较高时,会感受到更大的家庭压力,例如易怒、批评和较少赞扬。本研究旨在通过脑电图 (EEG) 确定分裂型人格水平高低人群在批评、赞扬和中性评论时的差异。在一项新的情绪听觉异常任务中,记录了 29 名普通社区参与者的脑电图,他们的分裂型人格水平从低度分裂型 (LS) 到高度分裂型 (HS) 不等。我们考虑了事件相关电位 (ERP) 参数的影响,即 P300 子成分 (P3a 和 P3b) 的幅度和潜伏期在情绪描述符对(标准、积极、消极和中性)之间的影响。然后,我们提出了一个基于张量分解的模型,使用 CANDECOMP/PARAFAC (CP) 分解技术从 EEG 中检测这些成分。最后,我们采用互信息估计方法来选择有影响的特征进行分类。通过留一交叉验证,获得了最高的分类准确率、灵敏度和特异性,分别为 93.1%、94.73% 和 90%。这是首次尝试通过寻找与感知家庭压力和分裂型人格有特定关联的大脑反应来研究分裂型人格的识别。通过测量这些反应,我们实现了提高精神病早期发作检测准确性的目标。
BCI 系统是一种可以提取大脑活动并处理脑信号的设备,使计算机设备能够完成特定目的,例如通信或控制假肢。更常用的系统涉及运动想象(例如,Hétu等人,2013;Kober等人,2019;Su等人,2020;Jin等人,2021;Milanés-Hermosilla等人,2021;Mattioli等人,2022)、交流(Blankertz等人, 2011;Jahangiri 等人,2019;Panachakel 和 G,2021)、人脸识别(Zhang 等人,2012;Cai 等人,2013;Kaufmann 等人,2013)或 P300 检测(Pires 等人,2011;Azinfar 等人,2013)盖伊等人;等人,2018 年;Shan 等人,2018 年;Mussabayeva 等人,2021 年;Rathi 等人,2021 年;Leoni 等人,2022 年)。只有少数研究同时使用 BCI 系统识别反映不同类型心理内容的多个 ERP 信号,例如音乐(Zhang 等人,2012 年)、面孔(Cai 等人,2013 年;Li 等人,2020 年)或视觉对象(Pohlmeyer 等人,2011 年;Wang 等人,2012 年)。事实上,自大约 40 年前发现 ERP 电位以来(Ritter 等人,1982 年),它已被证明是一种非常可靠的标记
德勤人工智能研究院帮助组织连接强大、高度动态和快速发展的人工智能生态系统的各个方面。人工智能研究院以前沿见解引领跨行业应用人工智能创新对话,促进“协同时代”的人机协作。德勤人工智能研究院旨在促进人工智能的对话和发展,激发创新,并研究人工智能实施面临的挑战及其解决方法。人工智能研究院与由学术研究团体、初创企业、企业家、创新者、成熟的人工智能产品领导者和人工智能远见者组成的生态系统合作,探索人工智能的关键领域,包括风险、政策、道德、工作和人才的未来以及应用人工智能用例。结合德勤在人工智能应用方面的深厚知识和经验,该研究院帮助理解这个复杂的生态系统,并因此提供有影响力的观点,帮助组织通过明智的人工智能决策取得成功。
睡眠是促进大脑和身体健康的强大系统。研究表明,睡眠在清除有毒副产物 [ 1–3 ]、突触稳态 [ 4 ]、记忆巩固 [ 5–11 ]、代谢 [ 12 ]、心血管功能 [ 13–16 ] 和身体核心组织更新 [ 17 ] 等多种功能中发挥作用。特别是,非快速眼动 (NREM) 睡眠具有大振幅、低频慢波,被认为可以引导这些有益作用(例如,参见参考文献 18 中的综述)。慢波上行阶段反映神经元活动期,慢波下行阶段反映神经元沉默期 [19],从而协调丘脑皮质睡眠纺锤波和海马尖波涟漪之间的时间相互作用,这已被证明可以支持长期记忆保留 [20,21]。尽管如此,慢波是否是维持大脑和身体健康的不可或缺的驱动力,仍在很大程度上尚未得到探索。为了阐明慢波对大脑和身体功能的功能性作用,需要调节这些振荡。在过去的几年里,听觉刺激已经成为一种有前途的、非侵入性的、可行的方法,可以在深度睡眠期间选择性地调节慢波 [9,22–24]。然而,由于刺激方案多种多样,导致对行为结果的发现不一致(例如,参见参考文献25 中的综述),并且缺少对这些方法在选择性增强或减少慢波方面的有效性的比较。Ngo 等人[9] 首次报告,针对正在进行的慢波的上升阶段似乎对改善隔夜记忆巩固很重要。另一方面,下行阶段刺激则会干扰慢波以及陈述性记忆和运动记忆的巩固[9, 26]。然而,除了选择合适的听觉刺激目标阶段外,序列中的刺激数量也是可变的,例如,双音调刺激方案之后是后续刺激中断[9, 23],或窗口方法,其中听觉刺激仅在预定长度的 ON 窗口内呈现[7, 8, 22]。除了上述在一定程度上依赖于慢波相位和/或存在(闭环刺激)的程序外,完全开环听觉刺激也已被证明可以增强慢波[11,27]。需要考虑的另一个参数是刺激的音量以及刺激是通过耳机还是扬声器播放。此外,一些研究使用50至60 dB之间的固定音量[9,23,28],或30至60 dB之间的个体和/或自适应音量[10,11,22]。尽管已经应用了许多刺激方法,但听觉刺激仍处于起步阶段。因此,听觉刺激的全部潜力尚未得到充分挖掘,为此需要对其效果有更深入的了解。此外,目前尚不清楚听觉刺激效果是否在整个睡眠周期内保持稳定,以及刺激效果是否在几秒钟的刺激中保持不变。为了促进对听觉慢波调制的理解,我们在此提出了一种新方法,使用窗口 10 秒刺激开启(播放听觉刺激)然后 10 秒关闭(不播放听觉刺激)方法比较单个睡眠期间的不同听觉刺激条件。这种夜间设计消除了任何