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World File Search System单脉冲
规范响应参数化
神经系统中的单脉冲电刺激，通常称为皮层间诱发电位 (CCEP) 测量，是了解大脑区域如何相互作用的重要技术。在用相隔几秒钟的短暂电流脉冲刺激一个大脑区域的同时，测量植入在一个大脑区域的电极的电压。从历史上看，研究人员曾尝试通过目视检查来了解诱发电压多相偏转的意义，但还没有出现通用工具来了解它们的形状或用数学方法描述它们。我们描述并说明了一种参数化大脑刺激数据的新技术，其中使用半标准化点积将电压响应轨迹投影到彼此中。点积中包含的刺激时间点的长度会有所不同，以获得结构意义的时间分布，并且分布的峰值唯一地标识了响应的持续时间。使用线性核 PCA，可在此持续时间内获得典型响应形状，然后将单次试验轨迹参数化为具有残差项的典型形状的投影。通过量化交叉投影幅度、响应持续时间、典型形状投影幅度、信噪比、解释方差和统计显著性，这种参数化允许直接比较来自不同大脑区域的不同轨迹形状。通过交叉投影幅度子分布中的异常值，可以自动识别并拒绝伪造试验。这种我们称之为“典型响应参数化”（CRP）的技术大大简化了 CCEP 形状的研究，并且还可以应用于涉及事件触发数据的其他广泛设置中。
脉冲定时对皮层和丘脑底核深部脑刺激诱发电位的影响
脉冲时间的影响是我们了解如何有效调节基底神经节丘脑皮质 (BGTC) 回路的重要因素。通过电刺激丘脑底核 (STN) 产生的单脉冲低频 DBS 诱发电位可以洞察回路激活，但长延迟成分如何随脉冲时间的变化而变化尚不清楚。我们研究了在 STN 区域传递的刺激脉冲之间的时间如何影响 STN 和皮质中的神经活动。在五名帕金森病患者的 STN 中植入的 DBS 导线被暂时外化，从而可以传递脉冲间隔 (IPI) 为 0.2 至 10 毫秒的成对脉冲。通过 DBS 导线和头皮 EEG 的局部场电位 (LFP) 记录来测量神经激活。 DBS 诱发电位是使用通过联合配准的术后成像确定的背外侧 STN 中的接触器计算的。我们使用小波变换和功率谱密度曲线量化了不同 IPI 对跨频率和时间的诱发反应幅度的影响程度。STN 和头皮 EEG 中的 DBS 诱发反应的 β 频率内容随着脉冲间隔时间的增加而增加。间隔 < 1.0 ms 的脉冲与诱发反应的微小变化相关。1.5 到 3.0 ms 的 IPI 使诱发反应显著增加，而 > 4 ms 的 IPI 产生适度但不显著的增长。当 IPI 在 1.5 到 4.0 ms 之间时，头皮 EEG 和 STN LFP 反应中的 β 频率活动最大。这些结果表明，DBS 诱发反应的长延迟成分主要在 β 频率范围内，并且脉冲间隔时间会影响 BGTC 电路激活的水平。
疼痛威胁下的地形选择性运动抑制
摘要 在疼痛发生之前，仅仅因为有疼痛威胁，疼痛相关的运动适应就可能被预测性地激活。然而，在人类中，预期疼痛的运动适应背后的神经生理机制仍然知之甚少。我们追踪了健康成年人学会预测上肢单侧肌肉特定疼痛发生时皮质脊髓兴奋性 (CSE) 变化的演变。使用巴甫洛夫威胁条件反射任务，不同的视觉刺激预测了右前臂或左前臂（实验 1）或手（实验 2）的疼痛。在疼痛发生前的刺激呈现期间，在左侧初级运动皮层施加单脉冲经颅磁刺激以探测 CSE 并从目标右前臂和手部肌肉诱发运动诱发电位。还评估了参与者的特质焦虑与 CSE 之间的相关性。结果表明，疼痛威胁会触发皮质脊髓抑制，特别是在预期出现疼痛的肢体中。此外，皮质脊髓抑制相对于受到威胁的肌肉进行调节，前臂疼痛威胁会抑制前臂和手部肌肉，而手部疼痛威胁仅抑制手部肌肉。最后，皮质脊髓抑制越强，焦虑特质就越强。这些结果推进了对疼痛过程的机制理解，表明疼痛相关的运动适应是在仅仅受到疼痛威胁时发生的，作为一系列预期的、拓扑组织的运动变化，这些变化与预期的疼痛有关，并受个人焦虑水平的影响。将这种预期的运动变化纳入疼痛模型可能会带来新的疼痛相关疾病治疗方法。
单侧和双侧小脑rTMS对人类咽部运动皮层活动及吞咽行为的影响
摘要 小脑被认为可以双侧调节感觉运动功能，最近有研究表明它在吞咽过程中发挥作用。单侧小脑重复经颅磁刺激 (rTMS) 可刺激通往咽部的皮质延髓运动通路，但双侧和单侧小脑 rTMS 对这些通路的影响尚不清楚。在这项由三部分组成的交叉研究中，健康参与者 (n = 13) 被随机分配接受单侧或双侧 10 Hz 小脑 rTMS。参与者插管咽部肌电图和/或测压导管以记录运动诱发电位 (MEP) 和压力。在研究的第 1 部分中，在实施小脑 rTMS 之前，使用单脉冲 TMS 测量基线运动皮质咽部 MEP (PMEP) 和半球小脑 MEP (CMEP) 振幅。在单侧和双侧 rTMS 后一小时内，每隔 15 分钟重复测量 PMEP 振幅。此后，在另外两项研究中，在小脑 rTMS 之前应用皮质“虚拟病变”(V/L)，并使用行为任务进行前后 PMEP（第 2 部分）和吞咽准确性测量（第 3 部分）。与基线相比，单侧和双侧小脑 rTMS 引起咽部皮质兴奋增加（分别为 P = 0.028、0.0005）。双侧 rTMS 在引起皮质兴奋 ( P = 0.0005) 和逆转皮质 V/L 的抑制性神经 ( P = 0.0005) 和行为 ( P = 0.0005) 效应方面明显优于单侧 rTMS。我们的研究结果表明，双侧小脑 rTMS 对咽部皮质延髓运动通路的促进作用比单侧刺激更大，如果其效果在神经性吞咽困难患者中重现，则有可能成为更有效的临床治疗方法。
预测连续theta爆发刺激的神经可塑性效应，来自电动机的生物标志物引起潜在的TMS输入输出曲线
摘要：神经调节的领域缺乏影响可塑性个体差异的预测指标，这些差异会影响对重复的经颅磁刺激（RTMS）的反应。连续的theta爆发刺激（CTB）是一种以其抑制作用而闻名的RTM的形式，显示了个体之间的可变反应，这可能是由于神经可塑性的差异所致。预测单个CTBS效应可以极大地增强其临床和实验效用。本研究探讨了在神经调节之前测量的电动机诱发电位（MEP）输入输出（IO）参数是否可以预测运动皮层对CTB的反应。IO曲线是通过记录在一系列单脉冲TMS强度上的MEP来从健康成年人中取样的，以获得包括MEP Max和S 50（中点强度）在内的参数。后来比较了刺激前后的Moto Cortex及其MEP的相同位置的CTB。MEP Max和S 50都预测了响应，与CTB后10、20和30分钟的个人MEP变化显着相关（P <0.05，R 2> 0.25）。此外，我们介绍并验证了一种易于实现的生物标志物，该标志物不需要全IO曲线的耗时抽样：MEP 130RMT（中位数为10 MEP，在130％RMT）。MEP 130RMT也是CTBS响应的强有力预测指标（P <0.005，r 2> 0.3）。与先前研究的RTMS响应（BDNF多态性）的遗传生物标志物的头对头比较表明，基于IO的预测因子在解释更多响应变异性方面具有出色的性能。关键字：输入输出曲线，CTB，预测变量因此，在CTBS给药之前得出的IO曲线可以可靠地预测CTB诱导的皮质兴奋性变化。这项工作指向RTMS诊断和治疗应用中调整刺激程序的无障碍策略，并可能提高对其他大脑刺激方法的反应率。
提交至《冰川学杂志》，2024 年 4 月 9 日；接受；2024 年 11 月 5 日联系人：T. Scambos，tascambos@colorado.edu，720/891-8518 运行标题：AM
摘要 自动气象学 - 冰 - 地球物理观测系统 3 (AMIGOS-3) 是一个多传感器冰上海洋系泊和天气、摄像机和精密 GPS 测量站，由 Python 脚本控制。该站设计为部署在极地浮冰上，无人值守运行长达数年。海洋系泊传感器（Seabird MicroCAT 和 Nortek Aquadopp）记录电导率、温度和深度（CTD；以 10 分钟为间隔报告）以及流速（每小时报告一次）。Silixa XT 光纤分布式温度传感 (DTS) 系统通过冰和海洋柱提供温度曲线时间序列，节奏为 6/天到 1/周，具体取决于可用的站点功率。站点数据的子集由铱调制解调器遥测。双向通信使用单脉冲数据和文件传输协议，有助于站点数据收集更改和电源管理。电源由太阳能电池板和密封铅酸电池系统提供。 2020 年 1 月，思韦茨东部冰架 (TEIS) 安装了两套 AMIGOS-3 系统，可提供持续到 2022 年的数据。我们讨论了该系统的组成部分，并介绍了几组数据集，总结了观测到的气候、冰和海洋状况。关键词：仪器仪表、冰川学、实地观测、自动化、气候变化 1 简介 全年监测环境或地球物理系统是了解其演变过程的关键部分，而确定表征对变化（例如气候变化）的反应的事件则有助于更好地预测系统将如何演变。由于极地冬季环境带来的挑战，建立长期自动监测对于极地地区尤其困难。尽管自从早期发表有关类似站点的文章（Scambos 等人，2013 年）以来，已经开发出了各种各样的用于极地工作的自主观测系统，但迄今为止的大多数自动化系统都是针对特定的主要测量（例如地震活动、冰或岩石运动、天气监测或海洋状态）。这里我们描述了一个系统，该系统旨在同时观察多个环境和地球物理参数，观察区域内正在发生复杂且相互关联的变化。冰面或冰底快速融化的区域、异常的冰架或冰川动态或自由漂移的冰山都是这种多传感器多年观测系统的潜在场所。连续数年收集的气候-冰-海洋观测数据极大地促进了对气候（或天气）、海洋环流、冰损失和冰川加速之间局部尺度相互作用的理解和建模。自动气象学-冰-地球物理-观测系统-3（以下简称“AMIGOS-3”）站已经为多项已发表的研究做出了贡献，这些研究涉及气候、海洋、以及冰架上的冰川过程（Lee 等人，2019 年；Wåhlin 等人，2021 年；Alley 等人，2021 年；Wild 等人，2021 年；2022 年；Dotto 等人，2022 年；Maclennan 等人，2023 年）。