摘要。脑成像技术的进步使得从神经活动中解码思想和意图成为可能。然而,跨多个受试者的脑信号的 fMRI 到视频解码遇到了挑战,因为个体大脑之间存在结构和编码差异,而配对 fMRI 刺激数据的稀缺进一步加剧了这一挑战。为了解决这个问题,本文介绍了 fMRI 全局-局部功能对齐 (GLFA) 投影,这是一种将来自不同受试者的 fMRI 帧对齐到统一的大脑空间的新方法,从而增强了跨受试者解码。此外,我们还提供了一个精心策划的 fMRI-视频配对数据集,其中包含来自 8 个人的总共 75k 个 fMRI-刺激配对样本。这个数据集大约是以前基准数据集的 4.5 倍。在此基础上,我们用扩散视频生成器增强了基于变压器的 fMRI 编码器,深入研究了基于跨受试者 fMRI 的视频重建领域。这种创新方法忠实地捕捉了来自不同脑信号中的语义信息,从而生成了生动的视频,并在跨主题语义分类任务中实现了令人印象深刻的 84.7% 的平均准确率。
摘要:最近的 fMRI 到图像方法主要侧重于将 fMRI 信号与预训练扩散模型的特定条件相关联。这些方法虽然可以生成高质量的图像,但仅捕获了 fMRI 信号中复杂信息的有限方面,并且对图像创建几乎没有细节控制。相比之下,本文提出使用 fMRI 信号直接调节扩散模型的生成过程。我们的方法 NeuroPictor 将 fMRI 到图像的过程分为三个步骤:i)fMRI 校准编码,用于处理共享潜在空间的多人预训练,以最大限度地减少个体差异并为后续的多受试者训练提供支持;ii)fMRI 到图像多受试者预训练,感知学习以指导不同个体之间具有高级和低级条件的扩散模型;iii)fMRI 到图像单人细化,与步骤类似
摘要:利用功能性磁共振成像(fMRI)构建功能连接是基于深度学习的脑分析的一个成熟范例。近年来,得益于大规模多模态预训练数据带来的显著有效性和泛化能力,视觉-语言(VL)模型在众多医疗任务中取得了优异的表现。然而,将预训练的 VL 模型应用于脑分析面临着两个重大挑战:(1)缺乏配对的 fMRI-文本数据;(2)从多模态数据构建功能连接。为了应对这些挑战,我们提出了一种 fMRI-文本协同提示学习(fTSPL)流程,该流程首次利用预训练的 VL 模型来增强脑分析。在 fTSPL 中,我们首先提出一种激活驱动的脑区文本生成 (ABTG) 方案,该方案可以自动生成描述每个 fMRI 的实例级文本,然后利用 VL 模型学习多模态 fMRI 和文本表示。我们还通过建立 fMRI 文本表示和脑区嵌入之间的相关性,提出了一种提示增强的多模态功能连接构建 (PMFCC) 方案。该方案作为即插即用的初步方案,可以连接到各种图神经网络 (GNN) 进行大脑分析。在 ABIDE 和 HCP 数据集上的实验表明,我们的流程在脑分类和预测任务上的表现优于最先进的方法。代码可在 https://github.com/CUHK-AIM-Group/fTSPL 获得。
成年中抽象的左半球损害通常会导致语言缺陷,但是许多早期损害的案例都保留了语言处理,并且右半球可以发展功能性语言系统。解释了两个半球对语言的早期明显等电位,有些人提出语言体系在早期发展过程中是双边的,并且只会随着年龄的增长而左侧。我们使用功能性磁共振成像与两个大儿科队列(总n = 273名4-16岁的儿童; n = 107成人)检查了语言横向化。强,成人级的左半球侧向化(在激活体积和响应幅度中)在4岁时都显现出来。因此,尽管右半球可以在某些早期脑损伤的情况下接管语言功能,尽管语言系统的某些特征确实显示出旷日持久的发展(语言网络中语言响应的幅度和区域间相关性的强度),但左 - 透明的语言偏见是在4岁时强烈地存在语言的偏见。这些结果要求对语言两个半球的早期等级性进行替代性说明。
tspo配体在治疗焦虑症中是苯二氮卓类药物的有希望的替代品,因为它们表现出较不明显的副作用,例如镇静,认知障碍,耐受性发展和滥用潜力。在一项随机的双盲重复测量研究中,我们通过评估副作用并从3天的alprazolam,Etefifoxine或aptbo中获取静息状态fMRI数据,将苯二氮卓(Alprazolam)与TSPO配体(Etifoxine)进行比较。为了详细研究FMRI中的药理学干预措施的影响,我们在研究中结合了与全脑功能网络连通性相关的互补分析策略,在区域同质性中表达的局部连接分析,低频率大胆的大胆扩增和独立静止型网络的一致性。参与者报告了与安慰剂相比,与阿普唑仑给药有关的疲劳,嗜睡和浓度障碍等不利影响。在静止状态fMRI中,我们发现功能连接密度,网络效率和网络富club系数的降低显着降低。在观察到高水平脑网络中的区域均匀性在阿普唑仑条件下的总体同质性逐渐减少,但我们可以同时检测到低水平感觉区域中的区域均匀性和静止状态网络相干性的增加。此外,我们发现粗体信号的低频室一般增加。此外,我们的结果表明,TSPO配体在治疗焦虑和抑郁症中的潜力。在埃毒素条件下,与安慰剂相比,参与者没有报告任何显着的副作用,并且我们没有观察到fMRI指标中的任何相应的调制。我们的结果与镇静在全球范围内断开低级功能网络的想法是一致的,但同时增加了它们的内部连接性。
中风会显着失去迁移率和肌肉控制。 div>大脑完整界面(BCI)和功能磁共振(fMRI)促进了大脑重组的运动恢复和映射。 div>最近的研究表明,BCI训练显着改善了中风患者的运动功能和大脑连通性。 div>
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可 它是根据作者/资助者提供的,他已授予 medRxiv 永久展示预印本的许可。(未经同行评审认证)
隐性言语 (CS) 是指不发出任何声音或动作而自言自语。CS 与多种认知功能和障碍有关。通过脑机接口 (BCI) 重建 CS 内容也是一项新兴技术。但 CS 是显性言语 (OS) 的截断神经过程还是涉及独立模式仍存在争议。在这里,我们进行了一个同时进行 EEG-fMRI 的说话实验。它涉及 32 名参与者,他们公开和隐蔽地生成单词。通过将 fMRI 的空间约束整合到 EEG 源定位中,我们精确估计了神经活动的时空动态。在 CS 期间,EEG 源活动定位在三个区域:左侧中央前回、左侧辅助运动区和左侧壳核。虽然 OS 涉及更多大脑区域且激活更强,但 CS 的特点是左侧壳核中事件锁定激活较早(峰值为 262 毫秒对比 1170 毫秒)。左壳核还被确定为 OS 和 CS 功能连接 (FC) 网络中唯一的中心节点,而在 CS 期间,优势半球中与言语相关的区域的 FC 强度较弱。路径分析揭示了显著的多变量关联,表明左壳核中较早的激活与 CS 之间存在直接关联,这是由与言语相关的区域的 FC 减少介导的。这些发现揭示了 CS 的特定时空动态,为 CS 机制提供了见解,这些见解可能与未来治疗自我调节缺陷、言语障碍和开发 BCI 语音应用有关。
背景:长期技能学习可以导致大脑的结构和功能变化。不同的运动可以触发不同大脑区域的神经可塑性。排球是最受欢迎的团队运动之一,在很大程度上依赖于个人能力,例如高级运动员的感知和预测。然而,与非运动员相比,有助于排球运动员表现出色的特定大脑机制尚不清楚。方法:我们进行了一项研究,涉及招募十名女性排球运动员和十名常规女大学生,分别组成了运动员和新手小组。对两组进行了全面的行为评估,包括功能运动屏幕和视听反应时间测试。此外,两组都采集了静息态磁共振成像(MRI)数据。随后,我们进行了深入的分析,重点是运动员和新手组中大脑中大脑中低频频率(ALFF),区域同质性(REHO)和功能连通性(FC)的幅度。结果:两组之间的行为数据中未观察到显着差异。然而,与新手组相比,运动员组在视觉皮层中的ALFF和REHO中都表现出值得注意的增强。结论:这项研究揭示了排球运动员对与视觉,运动和认知有关的各种大脑功能的显着影响。表明排球作为基于团队的竞争活动,促进了视觉,认知和运动技能的发展。此外,视觉皮层和关键大脑区域之间的功能连通性,包括左主感觉皮层,左辅助运动皮层,右岛,右岛,左上颞回和左下壁壁叶,在运动员组中比在运动员组中更强大。这些发现为运动才能的早期培养和青少年的全面发展提供了额外的支持。此外,他们还提供了预防和治疗与运动有关的疾病的新观点。
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