过去几十年来,神经成像技术的进步改变了医学、神经病学和神经外科领域。利用计算机断层扫描 (CT)、磁共振成像 (MRI) 和脑电图 (EEG) 等结构和功能成像技术无创地窥视强化颅骨内部的能力极大地扩展了我们对人脑的了解。通过 CT 和标准 MRI 获得的结构成像使神经外科医生能够定位病理并使手术对患者更安全。然而,这些方式只能提供大脑的静态图像,而 EEG 提供的功能数据仅限于皮质表面 [1] 。功能性磁共振成像 (fMRI) 是一种可获取功能数据的方法;然而,该测量方法检测血流变化。这是试图将功能与相关的生理变化联系起来,而不是直接测量神经信号 [2] 。
*通讯作者:Devika S Manickam 600 Forbes Avenue,453 Mellon Hall,匹兹堡,宾夕法尼亚州15282。电子邮件:soundaramanickd@duq.edu x/twitter:@manickam_lab电话:+1(412)396-4722
在2013年,兰开斯特(M. Lancaster)描述了第一个获得人脑器官的方案。这些类器官通常是由人诱导的多能干细胞产生的,可以模仿人脑的三维结构。虽然他们概括了人脑的显着发育阶段,但它们用于研究神经退行性疾病的发作和机制仍然面临着关键的局限性。在这篇综述中,我们的目的是强调这些局限性,这些局限性阻碍了脑类器官成为可靠的模型,而不是研究神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏病(AD),帕金森氏病(PD)和肌萎缩性侧向硬化症(ALS)。具体来说,我们将描述结构和生物学障碍,包括缺乏衰老的足迹,血管生成,髓鞘形成以及功能和免疫能力的小胶质细胞 - AD,PD和ALS中神经变性的所有重要因素。此外,我们将讨论监测这些器官的微型解剖学和电生理学的技术局限性。并行,我们将提出解决当前局限性的解决方案,从而使人脑器官成为建模神经变性的更可靠的工具。
摘要:我们的思想、动作、记忆和决定都由大脑控制,大脑是人类神经系统的枢纽。随着进化,人类大脑的复杂性不断增加,研究人员对其许多迷人的特性仍然了解甚少。在数学计算、定量分析和游戏节目问题方面,计算机可能能够始终胜过人类大脑,但这并不意味着计算机通常更聪明。人类更善于通过记住以前的经验来对新情况得出结论。定性分析和情商是人类拥有的技能。本文探讨了一些与人类大脑信息容量有关的主题。基于信息测量单位为比特这一事实,评估和估计了大脑中可以存储的信息量以及其保留和再现文本和听觉信息的能力。已经研究了计算机的潜力,以模拟人类大脑中发生的图像识别。提出了一种理论,考虑到当今计算机的功能,这些过程的实时建模具有挑战性。人类与计算机智能的比较研究 人类与计算机的智力:比较分析 人类智能与计算机智能:认知能力评估 人类与计算机相对智能的调查 人类智能与计算机智能:人类与机器智能的比较分析 人与计算机的比较:实证研究 人类与人工智能能力的考察 人类智能与计算机智能:认知功能的比较研究 大辩论:人类智能与人工智能
抽象的大麻滥用是青少年中的常见现象。大麻中的主要精神活性物质是四氢大麻酚(THC)。但是,在过去的40年中,在大多数制剂中,精神活性成分THC的含量不是恒定的,而是由于其他繁殖和培养条件而增加的。Thc充当CB1和CB2受体的内源性大麻素,但可以描述为偏痕为部分(不是纯)Ago-NETIST。最近的证据表明,通过THC激活CB1可以减少神经元中神经元生长因子的产生,并影响突触形成的其他信号传导级联反应。由于这些因素在大脑发育和青春期的神经元转化过程中起重要作用,因此THC可以以另一种方式影响青少年大脑以外的人大脑以外的方式合理。因此,在某些大脑区域的灰色含量损失时,观察到了青春期大麻中的结构变化。此外,最近的研究表明,THC对青少年和成人大脑以及
总结中枢神经系统(CNS)神经胶质在维持自主炎症和驱动多发性硬化症(MS)的临床进展方面的作用正在获得科学兴趣。我们将基于单个转录因子(SOX10)方案应用于与HIPSC衍生的神经前体细胞的少突胶质细胞分化,从而产生自组织的前脑器官。这些类器官包括神经元,星形胶质细胞,少突胶质细胞和HIPSC衍生的小胶质细胞,以实现免疫能力。在8周内,类带有可重复产生的成熟的CNS细胞类型的类器官,与成人人类大脑相似的单细胞转录曲线。暴露于MS患者的发炎脑脊液(CSF),类器官适当模拟了慢性活性MS中观察到的神经性表型和细胞间通讯。少突胶质细胞脆弱性在第6天的MS-CSF暴露后出现,减少了近50%。暂时分辨的类器官数据支持并扩展可溶性CSF介体在维持下游事件中的作用,导致少突胶质细胞死亡和炎症性神经变性。这种发现支持实施这种类器官模型以筛查药物筛查以停止炎症性神经退行性。关键字:HIPSC,脑官,SOX10,少突胶质细胞,单细胞基因组学,多发性硬化症,神经胶质细胞轴,神经炎症。
耶鲁大学,加利福尼亚大学,戴维斯大学和联合成像医疗保健的合作成功地开发了神经脱落者,这是一家专门的人脑宠物成像仪,具有高空间分辨率,高灵敏度和内置的3维相机,用于无标记的无效运动跟踪。它具有较高的相互作用和交流时间的分辨率,以及52.4厘米的横向视野(FOV)和扩展的轴向FOV(49.5厘米),以增强灵敏度。在这里,我们介绍了神经解释器的身体表征,性能评估和第一个人类图像。方法:对空间分辨率,灵敏度,计数率性能,能量和时序的测量以及图像质量进行了遵守国家电子制造商协会(NEMA)NU 2-2018标准。通过对Hoffman 3维脑幻影和迷你Derenzo phanmom的成像研究来证明该系统的性能。提出了来自健康志愿者的最初18个F-FDG图像。结果:通过过滤后的反射重建,径向和tan量的空间分辨率(最大宽度为一半)平均为1.64、2.06和2.51mm,轴向分辨率为2.73、2.89,2.89和2.93 mm的径向偏移量为1、10和20cm,相应的距离。平均交流分辨率为236 PS,能量分辨率为10.5%。NEMA敏感性分别为46.0和47.6 kCPS/MBQ,分别为10 cm偏移。在FOV中心达到了11.8%的敏感性。在58.0 kBQ/mL时,峰值噪声等效率为1.31 mcps,在5.3 kbq/mL时的散射分数为36.5%。峰值噪声当量计数率在峰值等效率下的最大计数率少于5%。在3次迭代时,NEMA图像质量对比度恢复系数从74.5%(10毫米球)到92.6%(37毫米球)不等,背景可变性在4.0:1的对比度为3.1%至1.4%。一个例子人脑18 F-FDG图像表现出很高的分辨率,在皮质和皮层结构中捕获了复杂的细节。结论:神经塑料提供了高灵敏度和高空间分辨率。具有长的轴向长度,它还可以实现高质量的脊髓成像和颈动脉的图像衍生的输入功能。这些绩效增强能力将大大扩大人脑宠物范式,方案的范围,从而扩大临床研究应用。
4 GENERAL DISCUSSION ................................................................................. 70 4.1 E FFICIENCY AND INFORMATION THEORY ..................................................................................... 71 4.2 B AYESIAN INFERENCE AND IMAGING MARKERS OF PREDICTIVE PROCESSING ....................................... 72 4.3 P RECISION ‐ WEIGHTING AND ATTENTION .................................................................................... 73 4.4 T HE EFFICIENCY OF PERCEPTION BASED ON INTERNAL MODELS ........................................................ 74 4.5 F ROM BIOLOGICAL TO ARTIFICIAL INTELLIGENCE ........................................................................... 77 4.6 L IMITATIONS ............................................................................................................................................................................................................................................................. 78
缩写列表:AG,角回;CES,经颅电刺激;CI,置信区间;COBIDAS,数据分析和共享最佳实践委员会;CoG,重心;DLPFC,背外侧前额皮质;EEG,脑电图;FEF,额叶眼区;FFT,快速傅里叶变换;IAF,个体阿尔法频率;ICA,独立成分分析;IPS,顶内沟;ITPC,经颅间相位相干性;LTD,长期抑郁;LTP,长期增强;mA,毫安;MD,平均差异;MEEG,脑磁图和脑电图;MEG,脑磁图;MRI,磁共振成像;MT,运动阈值;NIBS,非侵入性脑刺激;OSF,开放科学框架;otDCS,振荡经颅直流电刺激; PAF,峰值 alpha 频率;PICO,参与者,干预,控制,结果;PRISMA,系统评价和荟萃分析的首选报告项目;PROSPERO,国际系统评价前瞻性注册库;RINCE,减阻非侵入性皮层电刺激;rTMS,重复经颅磁刺激;SE,标准误差;SM,感觉运动;STDP,尖峰时间依赖性可塑性;SWiM,无需荟萃分析的综合;tACS,经颅交流刺激;TBS,Theta 爆发刺激;tDCS,经颅直流刺激;tES,经颅电刺激;TMS,经颅磁刺激;tRNS,经颅随机噪声刺激。