经验在皮质反馈组织(FB)组织中的作用仍然未知。我们测量了从后期(LM)视觉区域到小鼠原代视觉皮层(V1)的层(LM)视觉区域(lm)视觉区域(lm)视觉区域(lm)视觉区域(v1)的视网膜和非术的视觉体验上操纵视觉体验的效果。lm输入平均与正常和深色饲养的小鼠中的V1神经元匹配,但视觉上的博览会可将空间重叠输入的分数减少到V1。fb输入来自L5的输入比L2/3传达更多的环境信息。L5的LM输入的组织取决于其方向的偏好,并被黑暗饲养所破坏。这些观察结果是通过模型概括的,在这种模型中,VI-SUAL经验最大程度地减少了LM输入和V1神经元之间的接受字段重叠。我们的结果提供了一种机制,可以使周围调制对视觉体验的依赖性,并提出如何在皮质回路中学习预期的区域间共激活模式。
跨频率耦合 (CFC) 反映了不同频率信号之间的 (非线性) 相互作用。来自患者和健康参与者研究的证据表明,CFC 在神经元计算、区域间相互作用和疾病病理生理学中起着至关重要的作用。本综述讨论了 CFC 计算的方法学进展和挑战,特别强调了杂散耦合、推断目标频带中的内在节律和因果干扰的潜在解决方案。我们特别关注在认知/记忆任务、睡眠和神经系统疾病(如阿尔茨海默病、癫痫和帕金森病)背景下探索 CFC 的文献。此外,我们强调了 CFC 在侵入性和非侵入性神经调节和康复的背景下以及对优化的意义。主要是,CFC 可以支持推进对认知和运动控制的神经生理学的理解,作为疾病症状的生物标志物,并利用治疗干预措施的优化,例如闭环脑刺激。尽管 CFC 作为神经科学的研究和转化工具具有明显的优势,但仍需要进一步改进方法,以促进其在该领域的机器人和仿生系统中实际和正确的使用。
要了解人类大脑线路中半球间差异和共性/耦合的起源,确定左右半球同源区域间连接是如何由遗传决定和关联的至关重要。为此,在本研究中,我们用高质量的扩散磁共振成像纤维束成像分析了人类双胞胎和家系样本,并估计了同源左右白质 (WM) 连接的遗传性和遗传相关性。结果表明,两个半球之间 WM 连接的遗传性相似且耦合,并且同源 WM 连接的遗传因素(即半球间遗传相关性)的重叠程度在整个大脑中差异很大:从完全重叠到完全不重叠。特别地,皮层下 WM 连接的遗传性明显强于皮层 WM 连接,并且遗传因素在半球间完全重叠的机会更高。此外,长距离连接的遗传性和半球间遗传相关性比短距离连接更强。这些发现突出了 WM 连接及其半球间关系背后的遗传学决定因素,并深入了解了健康和疾病状态下 WM 连接不对称的遗传基础。
受大脑功能源自大脑区域间相互作用这一概念的启发,我早期的工作重点是开发从 MRI 数据重建和研究高分辨率功能和结构连接组图谱的方法(Neuroimage,2008 年,Human Brain Mapping 2008 年)。我的研究是首批将连接组学与大脑功能联系起来的研究之一(J Neuroscience,2009 年),作为一名博士后,我假设存在一个“人类连接组的富人俱乐部组织”,描述了一个密集连接的枢纽集合,它们充当人类(和动物)大脑中的中央通信和整合支柱。在一系列研究中,我表明富人俱乐部在全球大脑通信和功能整合中发挥着重要作用(J Neuroscience 2011、2013、2013、2014、JAMA Psychiatry 2013、PNAS 2012、Neuroimage 2014)。我建议富人俱乐部包含跨物种神经系统组织的基本结构(“布线规则”),并在各种大脑功能障碍中发挥重要作用(TiCS 2013,Nature Reviews Neurosciences 2020)。
要了解人类大脑线路中半球间差异和共性/耦合的起源,确定左右半球同源区域间连接是如何由遗传决定和关联的至关重要。为此,在本研究中,我们用高质量的扩散磁共振成像纤维束成像分析了人类双胞胎和家系样本,并估计了同源左右白质 (WM) 连接的遗传性和遗传相关性。结果表明,两个半球之间 WM 连接的遗传性相似且耦合,并且同源 WM 连接的遗传因素 (即半球间遗传相关性) 的重叠程度在整个大脑中差异很大:从完全重叠到完全不重叠。特别地,皮层下 WM 连接的遗传性明显强于皮层 WM 连接,并且遗传因素在半球间完全重叠的机会更高。此外,长距离连接的遗传性和半球间遗传相关性比短距离连接更强。这些发现突出了 WM 连接及其半球间关系背后的遗传学决定因素,并深入了解了健康和疾病状态下 WM 连接不对称的遗传基础。
皮质回路的许多解剖和生理特征,从突触的生物物理特性到不同神经元类型之间的连接模式,都表现出从感觉区域到联想区域的层级轴的一致变化。值得注意的是,静息状态下神经活动的时间相关性尺度(称为内在时间尺度)在灵长类动物和啮齿动物中都沿着这一层级系统地增加,类似于空间受体场的规模和复杂性不断增加。然而,任务相关活动的时间尺度如何在大脑区域间变化,以及它们的层级组织是否在不同哺乳动物物种中一致出现仍未得到探索。在这里,我们表明,内在时间尺度和任务相关活动的时间尺度在猴子、大鼠和小鼠的皮质中都遵循类似的层级梯度。我们还发现,这些时间尺度在皮层和基底神经节中以类似的方式共同变化,而丘脑活动的时间尺度比皮层时间尺度短,并且不符合其皮层投影预测的层次顺序。这些结果表明,皮层时间尺度的层次梯度可能是哺乳动物大脑皮层内回路的普遍特征。
1 Servizio Trasfusionale Crs della Svizzera Italiana,瑞士Lugano 6900; manuela.aprile@trasfusionale.ch 2输血部门,洛桑大学生物学与医学学院,瑞士1015洛桑大学3.瑞士神经科学系,瑞士南部EOC神经中心,瑞士6900 Lugano,瑞士,瑞士。 paolo.ripellino@eoc.c.ch 4生物医学学院,瑞士卢加诺市6900 Universiit -della svizzera Italiana University 5号,瑞士5号卢加诺市5区域间输血SRC,3008 Berne,瑞士伯恩; nadja.widmer@itransfusion.ch(n.w.); peter.gowland@itransfusion.ch(p.g.)6伯恩大学传染病研究所,瑞士伯恩3008号7伯恩7学院,瑞士6500 Switzerland Applied Sciences&Arts Applied Sciences and Arts of Applied Sciences and Arts of Arts and Artied Sciences and Arts。 orlando@poleconsult.com 8瑞士贝林佐纳6500号卫生与社会事务部公共卫生部门首席医疗机构总局; giorgio.merlani@ti.ch 9 Epatocentro Ticino,通过Searlino 5,6900 Lugano,瑞士; pro orian.bihl@gastromedical.ch 10胃肠病学和肝病学部,瑞士日内瓦大学医院,日内瓦大学医院电话。: +41-91-960-26-49†这些作者对这项工作也同样贡献。
过去 20 年,区域政策讨论中反复提出的一个问题是,是否有更好的替代方案,可以取代将研发投资分散到几个前沿技术和研究领域,从而无法在任何一个领域产生太大影响的政策。一个更有前景的策略可能是,各区域确定新的研发和创新活动将补充该地区其他生产性资产的领域,以创造未来的国内能力和区域间竞争优势。四位经济学家(Paul David、Dominique Foray、Bronwyn Hall 和 Bart Van Ark)在担任欧洲委员会(EC)知识促进增长专家组成员时,将这种策略称为“智能专业化”(S3)(Foray 和 Van Ark,2008 年;Foray 等,2009 年)。随后,欧盟委员会将其作为区域和凝聚力政策的核心政策方法。根据这种方法,建议每个地区:(i)根据其特定的能力和机会,制定未来转型和多样化领域的愿景;(ii)将这一愿景转化为几个优先领域;(iii)通过自下而上的创业发现过程,将这些优先事项具体化为项目、行动和政策举措。
摘要 大脑皮层不对称存在于不同的门类中,在人类中尤为明显,这对大脑功能和疾病具有重要意义。然而,许多先前的研究混淆了由大小引起的不对称和由形状引起的不对称。在这里,我们介绍了一种新方法,使用三个独立数据集中的磁共振成像数据来表征不同空间频率下整个皮层形状的不对称(与大小无关)。我们发现皮层形状不对称具有高度的个性化和稳健性,类似于皮层指纹,并且比基于大小的描述符(例如皮层厚度和表面积)或脑活动区域间功能耦合的测量值更准确地识别个体。个体可识别性在粗略空间尺度(~37 毫米波长)下最佳,形状不对称显示出与性别和认知的尺度特定关联,但与惯用手无关。虽然单侧半球皮层形状在粗尺度(~65 毫米波长)下表现出显著的遗传性,但形状不对称主要由特定受试者的环境影响决定。因此,粗尺度形状不对称具有高度个性化、性别二态性、与个体认知差异有关,并且主要受随机环境影响驱动。
摘要——先前研究探索驾驶困倦时利用了频谱功率和功能连接,而没有考虑频率间和更复杂的同步。为了弥补这种不足,我们使用高阶功能连接 (HOFC) 和包络相关性探索了基于频带间地形和动态特性的区域间同步。我们提出了 HOFC、相关 HOFC 和衡量功能连接总体效应的全局指标的动态相互作用。EEG 数据集是从 30 名健康受试者那里收集的,他们经历了两次驾驶会话。采用两会话设置来评估会话间的指标可靠性。根据结果,我们观察到可靠的显著指标变化,主要涉及 alpha 波段。在 HOFC θα 、HOFC αβ 、相关 HOFC θα 和相关 HOFC αβ 中,额叶中央、中央中央和中央顶叶/枕叶区域的连接水平指标显著增加,表明中央区域占主导地位。HOFC θαβ 和 aHOFC θαβ 也得到了类似的结果。对于动态低阶 FC 和动态 HOFC,全局指标显示 alpha、theta-alpha 和 alpha-beta 波段有可靠的显著增量。相关 HOFC α 和相关 HOFC θα 的模块化指数也表现出可靠的显著差异。本文证明了带内和频率间地形和