封面图片。上图:Thy1-GFP 标记的透明化鼠脑(CLARITY)。采用 ZEISS Lightsheet Z.1 采集,在 arivis Vision4D 中处理。使用 5 倍物镜成像,使用来自两侧的 6x7 瓷砖。插图:皮质区域的数字变焦,显示可以识别和分析单个神经元。图片由 Douglas S Richardson 拍摄;经 ZEISS 许可复制。中间左侧:有丝分裂中的 HeLa 细胞的 3D 渲染。来自 300 个时间点图像系列的快照。染色体标记为绿色(mCherry-H2B),线粒体标记为黄色(mitotracker - 深红色),内质网标记为洋红色(mEmerald-calnexin)。细胞器结构清晰可见。由 Wesley Legant 和 Eric Betzig 使用晶格光片显微镜采集。图片来自 Chen 等人Science 2014;346:1257998。经美国科学促进会许可转载。中间右侧:海洋甲壳类动物 Parhyale hawaiensis 六天大胚胎的 3D 渲染体积数据集。七天延时拍摄的一个时间点。使用 ZEISS Lightsheet Z.1 采集,数据在斐济处理和融合。图像由 Tassos Pavlopoulos 拍摄。底部:斑马鱼视网膜的发育过程,在出生后 1.5 天至 3.5 天内,每 12 小时在光片显微镜下拍摄一次。标签:视网膜神经节细胞与 Ath5:RFP(洋红色),无长突细胞和水平细胞与 Ptf1a:YFP(黄色),光感受器和双极细胞与 Crx:CFP(青色)。图片由德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)的 Norden 实验室提供(根据知识共享署名 - 相同方式共享 4.0 国际许可证授权 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en)。
摘要 突变型 RHO 是常染色体显性视网膜色素变性 (adRP) 最常见的遗传原因。在此,我们开发了一种等位基因特异性基因编辑治疗药物,以选择性地靶向人类 T17M RHO 突变型等位基因,同时首次保持野生型 RHO 等位基因完好无损。我们鉴定出一种金黄色葡萄球菌 Cas9 (SaCas9) 引导 RNA,它对人类 T17M RHO 等位基因具有高活性和特异性。使用 HEK293T 细胞和患者特异性诱导多能干细胞 (iPSC) 进行的体外实验显示出活性核酸酶活性和高特异性。将单个腺相关病毒血清型 2/8 包装的 SaCas9 和单个引导 RNA (sgRNA) 视网膜下递送到 RHO 人源化小鼠的视网膜下,表明这种治疗药物选择性地靶向突变型等位基因,从而下调突变型 RHO mRNA 表达。施用这种治疗药物可使杂合突变人源化小鼠的视网膜功能长期(治疗后长达 11 个月)改善,并保存光感受器。我们的研究表明,体内治疗效果具有剂量依赖性。在全基因组测序水平上未观察到不良的脱靶效应。我们的研究为进一步开发这种有效的治疗药物来治疗 RHO - T17M 相关 adRP 提供了强有力的支持,也为开发基因编辑医学提供了一个可推广的框架。此外,我们成功恢复了患有 RHO 人源化小鼠的视力,验证了基于等位基因特异性 CRISPR/Cas9 的药物对其他常染色体显性遗传视网膜营养不良的可行性。
与年龄相关的黄斑变性干预视网膜色素上皮(RPE)细胞位于眼睛内的脉络膜和光感受器之间,对于从血液到棒和锥体提供营养至关重要,以及视觉循环的类维生素性至关重要。视力丧失和各种眼部疾病归因于RPE细胞的变性或功能障碍,导致失明。RPE功能障碍的主要眼部问题之一是黄斑变性。与年龄相关的黄斑变性(AMD)可以经常在60岁以上的患者中诊断出来。在AMD的早期阶段,某些症状可能不明显,但两只眼睛都会导致视力丧失。诱导的多能干细胞(IPSC)可以源自体细胞,并已用于再生医学中,取代了丢失或损坏的细胞。IPSC培养物可以从“患者匹配”中得出,因为这些细胞来自血液或皮肤细胞。 i计划研究如何保护RPE细胞免受缺氧,高血糖和促炎症的影响。 结果将提供有关在不同病理条件下RPE存活的分子途径的重要信息。 我们的长期目标是研究如何由于衰老而保护RPE免受功能障碍,并探索了一种新型方法,以保护干细胞衍生的RPE进行AMD移植以恢复视力并防止视力丧失。IPSC培养物可以从“患者匹配”中得出,因为这些细胞来自血液或皮肤细胞。i计划研究如何保护RPE细胞免受缺氧,高血糖和促炎症的影响。结果将提供有关在不同病理条件下RPE存活的分子途径的重要信息。我们的长期目标是研究如何由于衰老而保护RPE免受功能障碍,并探索了一种新型方法,以保护干细胞衍生的RPE进行AMD移植以恢复视力并防止视力丧失。
自闭症谱系障碍 (ASD) 等神经发育疾病的早期诊断仍是一个尚未得到满足的需求。其中一个困难是识别与 ASD 表型相关的生物信号。视网膜电图 (ERG) 波形已被确定为可能对 ASD 等神经系统疾病进行分类的信号。ERG 波形源自光感受器和视网膜神经元对短暂闪光的响应而产生的电活动,为中枢神经系统提供了一个间接的“窗口”。传统上,波形是在时域中进行分析的,但最近,人们已成功地使用离散小波变换 (DWT) 对 ERG 进行了时频频谱 (TFS) 分析,以表征信号的形态特征。在本研究中,我们建议使用高分辨率 TFS 技术,即变频复合解调 (VFCDM),根据两个信号闪光强度分解 ERG 波形,以建立机器学习 (ML) 模型来对 ASD 进行分类。其中包括 N = 217 名受试者(71 名 ASD 患者,146 名对照患者)在两种不同闪光强度,446 和 113 Troland 秒 (Td.s) 下的右眼和左眼的 ERG 波形。我们使用 DWT 和 VFCDM 分析了原始 ERG 波形。我们从 TFS 中计算特征并训练 ML 模型(例如随机森林、梯度提升、支持向量机)以将 ASD 与对照患者进行分类。使用独立于受试者的验证策略对 ML 模型进行了验证,我们发现具有 VFCDM 特征的 ML 模型优于使用 DWT 的模型,实现了 0.90 的受试者操作特性曲线下面积(准确度 = 0.81、灵敏度 = 0.85、特异性 = 0.78)。我们发现与较低频率相比,较高频率范围(80 – 300 Hz)包含更多与 ASD 分类相关的信息。我们还发现,右眼中更强的 446 Td.s 闪光强度提供了最佳分类结果,这支持对 ERG 波形进行 VFCDM 分析,作为辅助识别 ASD 表型的潜在工具。
图 1.1 环境、飞行员和飞机的相互作用 3 图 1.2 事故下滑道 5 图 1.3 黑洞错觉 6 图 1.4 精密进近航道指示灯 6 图 1.5 哈德逊河迫降 14 图 2.1 陨石坑阴影错觉 24 图 2.2 视觉系统的主要组成部分和路径 26 图 2.3 人眼的横截面示意图 29 图 2.4 三种视锥细胞的光感受器吸收曲线 38 图 2.5 跑道的缩短示例 44 图 2.6 从高处看视角几何 47 图 2.7 转盘错觉 49 图 2.8 横向和内侧视角示意图 50 图 2.9 前庭系统组件 53 图 3.1 正弦波光栅 64 图 3.2 对比敏感度函数 65 图 3.3有用视野 71 图 3.4 平均左转安全裕度研究数据 75 图 3.5 视觉敏锐度与眩光敏感度之间的关系 76 图 4.1 3 度下滑道的高度和距离 91 图 4.2 目视俯视和目视直进进近描述 93 图 4.3 着陆进近的三张照片 94 图 4.4 降落在阿尔伯克基国际机场 96 图 4.5 亚速尔群岛葡萄牙丰沙尔的夜间延时照片 99 图 4.6 降落在巴西圣保罗马特雷机场 100 图 4.7 降落在澳大利亚汉密尔顿岛大堡礁机场的最后进近 102 图 4.8 降落在亚速尔群岛葡萄牙圣乔治岛的短距离进近 103 图 4.9 降落在爱沙尼亚塔林机场 103 图 4.10在南极麦克默多站着陆的简短最后阶段 105 图 4.11 空中加油照片 109 图 5.1 张开角度 120 图 5.2 着陆期间的高度提示 123 图 5.3 视网膜图像扩展以估计接触时间 128
H35.54营养不良主要涉及视网膜色素上皮背景Leber的先天性症(LCA)和常染色体隐性隐性视网膜炎色素(RP)是一组遗传性的,早期的,早期的,剧烈的视网膜疾病,导致儿童时期实质性障碍。3-5这些条件的原因之一是编码RPE65的基因中突变(视网膜色素上皮 - 特异性蛋白65 kDa)。双重突变约占LCA病例的16%和2%的隐性RP病例。编码的类视黄素异构酶将全反式视网膜酯转换为11张视网膜,以在暴露于光线后再生视觉色素。RPE65缺乏会引起感光细胞功能障碍,并从出生时视力受损。杆光感受器细胞的严重功能障碍完全依赖于视网膜色素上皮衍生的RPE65,会导致严重受损的夜视。锥形感光细胞的功能在日光下介导视力,在儿童时期相对保存,因为锥体可以使用11张11盘视网膜的替代来源。然而,杆和锥形感光细胞的进行性变性与有毒视网膜酯的局部积累相关,导致成年初期严重的视力障碍。RPE65动物模型中RPE65的增强可以改善视网膜和视觉功能,如通过视网膜造影(ERG)评估和观察视觉引导行为。基因治疗治疗不会产生新的组织,因此患者在给药前具有足够的视网膜细胞至关重要。由于目标视网膜细胞是有丝分裂细胞的,因此,只要视网膜细胞可行,基因产物的一次性给药将提供益处。这可以通过光学相干测试(OCT)来测量,该测试记录了> 100 µm厚的视网膜层。益处考虑一些覆盖范围证书允许在满足某些情况时覆盖实验/研究/未经证实的治疗危及生命的疾病。必须咨询成员特定的福利计划文件,以做出此服务的覆盖范围决策。某些州要求在某些情况下或在某些情况下满足某些情况下的某些诊断中使用药物的效益覆盖范围。在适用此类授权的地方,它们在福利文件或医疗或药物政策中取代语言。在满足某些疾病时,可能会发生其他未经证实的服务来治疗严重罕见疾病的福利覆盖范围。请参阅解决严重罕见疾病治疗的政策和程序。
凯有实习项目2024这些项目的主要重点是:•数据分析•人类实验•机器学习•神经科学•但是,大多数项目涵盖了几种方法和研究领域,因此建议您仔细阅读所有项目及其特定要求。数据分析项目:在蜂窝分辨率项目ID上对脑部的整个通信进行建模:DA-01实验室:系统神经科学与神经工程领域:数据分析,机器学习,Roli Lab中的神经科学,我们对动物的内部状态如何影响行为感兴趣。例如,为什么当动物入睡与醒着何时入睡时,对刺激的反应会发生变化?大脑如何实施这种依赖性的,灵活的计算?为了研究这一点,我们在自由行为斑马鱼中记录了细胞分辨率的脑部神经活动,并使用计算方法将神经活动与行为联系起来。作为实习生,您将分析大规模的神经成像数据。具体来说,您将确定各种模型能够描述神经种群之间的通信,这对于产生行为至关重要。您将探索这些模型的扩展,这些模型结合了内部状态变量,以研究状态如何调节神经元之间的通信。模型将不仅通过其预测准确性,而且通过其生物解释性来评估。有关这些方法和主题的更多背景,请参阅此评论:Semedo等人,《神经生物学的当前意见》,2020年。Required skills: • familiarity with basic machine learning methods (e.g., regression) • strong foundation in math/statistics, particularly linear algebra • experience programming in Python, Julia, or similar Project: Understanding the properties of natural scenes: Image registration, data augmentation, dimensionality reduction and visualization Project ID: DA-02 Lab: Sensory and Circadian Neuroscience Area: Machine Learning, Data Analysis In our lab, the Max普朗克研究小组转化感官和昼夜节律神经科学(https://--tscnlab.org),我们专注于理解光如何影响人类的生理和行为。我们结合了实验方法,我们使用生理,心理物理和神经内分泌方法来检查对光的生理反应,并表征和建模环境光暴露。我们的特殊重点是表达蓝色敏感的黑色素蛋白的眼睛背面的一组细胞,该细胞的光强度与锥和杆无关。作为实习生,您将研究我们在全球范围内收集的数据集,该数据集捕获了人类光感受器的世界(https://www.scenes-dataset.org/)。您将开发新型技术来对齐和比较不同成像技术的数据,用
设备摘要随着人口老龄化,老年性黄斑变性 (AMD) 等神经退行性疾病正在增多 [1]。在 AMD 中,视网膜中心的光感受器会退化和死亡,从而导致视力丧失。电子、微电子和纳米技术研究所 (IEMN) 和 2019 年成立的初创公司 Axorus 正在合作开发一种视网膜植入物原型,旨在恢复 AMD 患者的视觉能力。IEMN 开发了一种电子电路并申请了专利,该电路可以复制生物神经元的电信号。Axorus 已将这种“人工神经元”集成到光驱动的植入物中。本论文的一个目标是开发一种符合眼睛形状的薄可弯曲硅基板。它必须可弯曲以便于插入,并具有较大的植入物尺寸以提供最大的视野 [2][3]。我们的目标是突破基板减薄的极限,达到 10 μm 的厚度。在这个厚度下,硅应该是可弯曲的。本论文工作的另一个目标是选择一种能够储存的能源,并在无法使用光伏能源的情况下提供足够的能量来刺激生物神经元 [4][5]。该能源还必须具有生物相容性,使用寿命至少为 10 年。这将为使用人工神经元的其他应用铺平道路。植入物将适应具有严格尺寸限制的植入区域,并且对于无光照区域将自给自足。[1] « Dégénérescence maculaire liee à l'âge : prise en charge diagnostique et thérapeutique », Haute Autorité de Santé. https://www.has-sante.fr/jcms/c_1051619/fr/degenerescence-maculaire-liee-al-age-prise-en- charge-diagnostique-et-therapeutique。 [2] R. Dinyari、JD Loudin、P. Huie、D. Palanker 等 P. Peumans,“可弯曲硅视网膜植入物”,2009 年 IEEE 国际电子设备会议 (IEDM),美国马里兰州巴尔的摩,2009 年 12 月,第 1-4 页。doi:10.1109/IEDM.2009.5424291。[3] L. Ferlauto 等,“可折叠光伏宽视野视网膜假体的设计和验证”,Nat. Commun.,第 9 卷,第 1 期,第 992 页,2018 年 12 月,doi:10.1038/s41467-018-03386-7。 [4] Pozo、Garate、Araujo 等 Ferreiro,“能量收集技术和等效电子结构模型 - 评论”,电子学,第 8 卷,第 5 期,第 486 页,2019 年 4 月,doi:10.3390/electronics8050486。[5] MA Hannan、S. Mutashar、S. Samad 等 A. Hussain,“植入式生物医学设备的能量收集:问题与挑战”,生物医学工程在线,第 13 卷,第 79 页,2014 年 6 月,doi:10.1186/1475-925X-13-79。
CIMET Human Vision and Computer Vision Course name: Human Vision and Computer Vision Course code: CIMET HVCV Course level: Master ECTS Credits: 5.00 Course instructors: Sérgio Nascimento & Juan Luis Nieves (University of Granada) Education period (Dates): 2 nd semester Language of instruction: English Prerequisite(s): Module “Color Science” (1 st semester) Expected prior-knowledge: Modules光子学和光学基本原理”(第1个学期)和辐射测定法,来源和探测器”(第二学期)的目标和学习成果:课程的目的是提供对视觉过程的稳固而综合的视野,重点是物理方面以及自动处理信息的自动处理。这种更定量的方法与视网膜和皮质组织的概念以及视觉心理物理学的基本原理相辅相成。尽管该课程的目的是在理论上扎实的基础上,但将在适当和独立的项目开发和研究的情况下,将被视为实践问题和解决问题。在完成本课程后,学生将能够:•在解剖学和功能上确定人类视觉系统的主要组成部分。•应用视觉光学以描述眼睛中的成像过程。•确定对视觉系统施加的物理约束,并将它们与视觉性能的限制联系起来。•识别并描述人类视力的主要心理物理方面,并描述基本的心理物理技术。视觉感知和人类视觉系统的主要组成部分。接受场,LGN和皮层处理。人类视力中的基本数字。•在要教的自动视觉问题主题的背景下描述并应用基本图像处理算法(可以修改):•视觉感知引入。视觉过程:图像形成,转导,编码,视网膜和皮质处理。•视觉光学器件。眼睛的光学,球形和散光的差异,畸变。放大倍数。住宿。对比灵敏度。•光波和苏格兰视觉。光波和苏格兰视觉:光波,苏格兰和介质视觉。光谱敏感性和浦肯野的偏移。晚上近视。视野,空间和时间求和。外部。•颜色感知。颜色感知的基本原理:颜色匹配和三色,光感受器的光谱敏感性。色相取消和对手颜色。颜色恒定。彩色幻觉。获得并继承了色觉不足。•视觉感知的空间和时间方面。对象和形状的感知。对运动的感知。双眼视力和深度感知。立体视力。眼动。Troxler现象强化。•图像质量。评估图像感知质量的图像质量和心理物理方法。•计算机视觉简介。计算机视觉简介:什么是计算机视觉?MARR范式和场景重建,基于模型的视觉。光度立体声。其他用于图像分析的范例:自下而上,自上而下,神经网络,反馈。像素,线,边界,区域和对象表示。“低级”,“中级”和“高级”视觉。•计算机视觉的应用。图像处理形状从X形从阴影发出。阻塞轮廓检测。运动分析。运动检测和运动流动结构。基于对象识别模型的方法。基于外观的方法。不变。
1得克萨斯大学里奥格兰德分校背景糖尿病性视网膜病(DR)仍然是美国人时代失明的主要原因。尚未有任何有效的治疗方法可以防止病情发作,只是治疗后期疾病。对疾病早期迹象的研究表明,视网膜神经层的变化是最早的疾病迹象,是在当前定义DR的血管变化之前。这引起了人们对DR涉及的神经变性的发病机理的兴趣。本综述解释了当前对DR中神经元变性的细胞和分子机制的理解,以及针对每种机制研究的潜在药理干预措施。方法进行了文献综述,以查看已定义并与DR相关的神经变性的每个主要细胞和分子途径,有关药理学干预措施的最新研究以及视网膜神经细胞与糖尿病中的微腔之间的关系,以促进神经变性。文章来自PubMed或最新的文章。结果多元醇,PKC,己胺和年龄途径已显示在高血糖中上调。多元途径描述NADPH,这是谷胱甘肽再生所必需的。神经细胞变得无法忍受ROS。果糖和山梨糖醇积聚在细胞中,导致肿胀。epalrestat,FDA批准糖尿病神经病以靶向醛糖还原酶,具有DR的潜力。PKC和rage途径促进了产生ROS的NADPH氧化酶。PKC-抑制剂Ruboxistaurin一直在临床试验中治疗糖尿病性视网膜病。己糖胺途径中间葡萄糖对线粒体有毒,并促进过氧化葡萄糖。benfotiamine,一种B1衍生物,可能会抑制年龄,PKC和六胺途径。dm会导致pro-nGF/ngf比率的不平衡,从而促进凋亡。NGF眼滴显示通过标准化比例来治疗DME的希望。BDNF比率也以相同的方式影响。持续补充BDNF会抑制光感受器的死亡,但是常规注射无效。DM发作后一周在视网膜组织中看到升高的TNF-升高,刺激外部凋亡。eTanercept,TNF-抑制剂,似乎会减慢DR的进展。高血糖下调用于神经元存活的PI3K/AKT途径。胰岛素促进了这种保护侵蚀凋亡的途径,但同时促进了凋亡。muller细胞和小胶质细胞被高血糖激活并释放炎症介质并引起谷氨酸兴奋性毒性。Muller细胞激活在DM发作后1.5个月,在6周内瞬时BBB分解以及胶质反应性提高。tau调节是由星形胶质细胞介导的。异常TAU引起星形胶质细胞功能障碍并导致神经元死亡。一生氧化物被ROS形成毛的硝酸盐并创造神经毒性环境而被灭活。VEGF促进了低水平的神经元存活,但通过高水平的BDNF和GNDF降解而凋亡。升高的ROS可促进VEGF并抑制其保护作用。结论已经描述了细胞和分子的糖尿病性视网膜血管病之前神经退行性的几种机制。许多研究详细介绍了导致视网膜血管病的神经退行性途径的潜力。继续研究哪种机制是开发有效治疗以防止DR发作的必要条件。