脑状态的定义仍然难以捉摸,从麻醉中的觉醒水平到本性神经元的活性,脑电图中的电压和fmri的血流,都在不同的子场上进行了不同的解释。这种缺乏共识给精确的神经动力学模型的发展带来了重大挑战。然而,在动态系统理论的基础上,定义了系统的“状态”,即对系统未来的规范。在这里,我们建议通过将动态因果建模(DCM)应用于静止和任务状况fMRI数据的低维嵌入,以在神经影像学的时间表中建立大脑状态。我们发现,在休息条件下约90%的受试者是通过一阶模型更好地描述的,而在任务条件下约55%的受试者可以通过二阶模型更好地描述。我们的工作质疑几乎完全在计算神经科学中使用一阶方程的现状,并在神经成像数据集中提供了一种建立大脑状态及其相关相位空间表示的新方法。
人的大脑通常被描述为最复杂的器官,是我们的思想,情感和行为的基础。认知神经科学试图通过将认知过程映射到神经底物来揭示这种复杂性。在过去的十年中,技术进步彻底改变了该领域,从而实现了对脑功能的前所未有的见解。本文总结了理解记忆,注意力和决策的最新进展,强调了对基础科学和临床实践的影响。
脑衍生的神经营养因子(BDNF)在整个胃肠道(GI)区域都高度表达,并且在调节肠道运动,分泌,感觉,免疫和粘膜完整性中起着关键作用。BDNF信号传导失调的失调与各种GI疾病的病理生理学有关,包括炎症性肠病,肠易激综合征,功能性消化不良和糖尿病性胃癌。本综述提供了肠道中BDNF定位,合成,受体和信号传导机制的全面概述。此外,还讨论了BDNF在控制肠蠕动,粘膜传输过程,内脏感觉,神经免疫相互作用,胃肠道粘膜愈合以及肠神经系统体内稳态中的生理和病理生理作用的当前证据。最后,探索了靶向BDNF治疗功能性GI疾病的治疗潜力。促进对BDNF生物学的知识和作用机制可能会导致基于利用这种神经营养蛋白的肠道营养作用的新疗法。
现代神经科学之父拉蒙·卡哈尔 (Ramón y Cajal) 将弹钢琴描述为最具挑战性的认知技能之一。因此,他是当代大脑研究的先驱,而大脑研究已经获得了真正的发展势头,特别是在音乐领域。在过去的几十年中,关于音乐和大脑功能的研究激增,主要有两个原因:人们越来越意识到学习演奏乐器会调动大脑的几乎所有高级功能,而且神经成像领域的最新发展为“体内”测量技术带来了突破,可以绘制音乐大脑发育过程中发生的事情。EEG、MEG、ECoG、PET、fMRI、fNIR、DTI、纤维束成像和 3D 可视化只是一些可以绘制活跃大脑功能的技术示例(Reybrouck 等人 [1])。
4加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院 *通信:kanaka.rrajan@mssm.edu抽象行为来自许多解剖学和功能上不同的大脑区域的协调活动。现代的实验工具允许空前访问跨越许多相互作用区域的大型神经种群。然而,了解这样的大规模数据集需要两个可扩展的计算模型来提取区域通信的有意义的特征和原则性理论来解释这些特征。在这里,我们引入了基于电流的分解(CurbD),这是一种使用数据约束的复发性神经网络模型来推断大脑相互作用的方法,该模型直接重现实验性的神经数据。Curbd利用了此类模型推断出的功能相互作用,以揭示多个大脑区域之间的定向电流。我们首先表明Curbd准确地隔离了具有已知动力学的模拟网络中的区域间电流。然后,我们将路缘应用于跑步过程中从小鼠获得的多区域神经记录,在帕夫洛维亚调节过程中的猕猴以及记忆回收期间的人类,以证明Curbd在各种神经数据集中脱离了Curbd对脑部互动的广泛适用性。在发育过程中引入,即使是小生物的神经系统也会组织成非常复杂的结构。大脑具有结构模块性(例如,脑区域,层状组织,细胞类型),具有系统发育跨模块的专业化。大脑区域具有惊人的专业化和独特的功能特征。但是,单个大脑区域也经常与整个大脑中的许多其他区域相互作用2。这些宏观电路通过直接投影,多节日回路和更广泛的间接效应(例如NeuroModulator版本3)反复连接。因此,在理论上,大脑甚至在简单的行为中都处于活跃状态,从理论上讲,只有一个较小的区域4-6介导的大脑。得出对行为神经基础的理解需要考虑大脑活动的分布性质。,尽管现代实验技术提供了大规模的多区域数据集,但研究人员仍缺乏一种全面的,统一的方法来推断全脑部相互作用和信息流。在这里,我们引入了基于电流的分解(CURBD),这是一个计算框架,利用多区域神经记录的复发性神经网络(RNN)模型来推断
摘要 连接复杂的大脑需要许多具有复杂细胞特异性的神经元,这些神经元由有限数量的神经干细胞产生。果蝇中枢脑谱系是一系列预定的神经元,以特定的顺序诞生。为了了解谱系身份如何转化为神经元形态,我们绘制了 18 个果蝇中枢脑谱系。虽然我们发现谱系之间存在很大的总体差异,但我们也发现了形态多样化的共同模式。谱系身份加上 Notch 介导的姊妹命运控制着初级神经元的轨迹,而时间命运使终端的精细化多样化。此外,形态神经元类型可能会反复出现,并与其他类型交错出现。尽管很复杂,但相关谱系会以可比的时间模式产生相似的神经元类型。不同的干细胞甚至会产生两组相同的多巴胺能神经元类型,但姐妹神经元无关。总之,这些现象表明,简单的规则驱动着令人难以置信的神经元复杂性,而形态的巨大变化可能是由相对简单的命运机制引起的。
总而言之,认知控制是一个必不可少的功能,使个人能够有效地调节思想和行动。它由复杂的神经回路支配,主要涉及前额叶皮层及其与其他大脑区域的联系。了解认知控制的神经科学对解决心理健康障碍,改善认知功能并增强整体幸福感具有深远的影响。随着研究的继续,对认知控制机制的新见解可能会导致优化人类认知和行为的创新策略。
3. 例如,I. Tenney、D. Das 和 E. Pavlick,“BERT 重新发现经典 NLP 管道”,arXiv:1905.05950 [cs.CL],2019 年。4. DS Margulies、SS Ghosh、A. Goulas、M. Falkiewicz、JM Huntenburg、G. Langs 等,J. Smallwood,“沿着宏观皮质组织的主要梯度定位默认模式网络”,美国国家科学院院刊,113(44),12574-12579,2016 年。5. Sakura Zensen 开放书架宣言,Wataru Yamada,Sososha,2015 年。 6. 选自一般社团法人塔楼短歌协会塔楼短歌第63卷第4期(2016年4月出版)出版的短歌。 7. H. Kawabata、S. Zeki,《美的神经相关性》,《神经生理学杂志》91(4),1699-1705,2004年。
大脑与行为:认知神经科学视角,作者:David Eagleman 和 Jonathan Downar David Eagleman 是贝勒医学院神经科学系和神经科学与法律计划的主任,而 Jonathan Downar 在多伦多大学精神病学系和医学科学研究所工作。牛津大学出版社隶属于牛津大学,旨在促进研究、教育和学术的卓越发展。它在世界各地设有办事处,包括纽约、奥克兰、开普敦和香港。本书涵盖了认知神经科学和神经精神病学主题,Eagleman 和 Downar 也参与其中。阅读本书的早期阶段,我希望它的最终形式会是值得骄傲的。《大脑与行为》的目录列出了各种章节,包括介绍、感觉系统、运动功能、高级交互、动机行为以及大脑和行为障碍。文本描述了一个全面的指南,涵盖了认知神经科学的基础知识,从了解大脑如何与世界互动到通过案例研究探索其复杂性。教科书《大脑与行为,1e》的章节标题和内容讨论了人类大脑功能、行为和神经可塑性的各个方面。主题范围从了解不同感官如何工作到探索意识、记忆存储、语言习得、决策、情绪以及心智和大脑障碍。本书还深入探讨了与神经可塑性、神经元、突触、神经胶质细胞、脑组织分布以及相关性在行为和神经可塑性中的作用相关的关键原则、研究方法、案例研究和批判性思维问题。第 91 版案例研究:多发性硬化症重组机制日常生活的神经科学:局部神经元的魔力争夺有限空间麻醉剂争夺神经营养因子尖峰意味着什么?神经代码快速变化:揭示现有连接以尖峰形式编码刺激缓慢变化:新连接的生长解码尖峰改变输入通道研究方法:使用案例研究记录动作电位:用舌头攀爬的人电极更大的图景:添加新的外围设备个体和群体结论 126 闭锁综合症:了解运动系统在学习中的作用运动系统在学习中起着至关重要的作用,特别是在通过反馈开发内部模型时。运动系统在学习中发挥作用的关键原则包括: - 创建通过经验和反馈改进的内部模型的能力。 - 无意识推理的过程,其中先前的经验在不知不觉中为未来行动提供信息。 - 使用批判性思维问题来促进反思和改进。- 肌肉及其结构和功能在促进运动技能方面的重要性。 - 神经肌肉接头在神经元和肌肉之间传递信号的作用。 为了提高学习能力,请考虑以下策略: - 嵌入先前的经验以优化资源配置 - 鼓励内部活动以促进内部成长 - 培养重视批判性思维和无意识推理的文化 通过了解运动系统在学习中的作用,我们可以制定更有效的个人和职业成长策略。
摘要:有关人脑发育的最新形态数据是非常零碎的。但是,高度要求他们在胚胎学,细胞学和组织学,神经病学,生理学,路径解剖学,新生儿学等领域进行许多医学实践,教育计划和基础研究。本文提供了有关新的在线人类产前脑发育(HBDA)的初始信息。地图集将从前脑注释的半球图开始,该图基于产前个体发生的不同阶段的人胎儿脑系列切片。在虚拟串行截面上也将证明区域特异性免疫表型的时空变化。HBDA可以用作神经学研究的参考数据库,该数据库提供了比较通过非侵入性技术获得的数据,例如神经发音技术,X射线计算机层析成像和磁共振成像,功能磁共振成像,功能磁共振成像,3D高分辨率相关相结合层析成像技术的转换技术,以及Spatigial以及Spatigial and Spatigial,以及Spatigial and Spatigial。它也可能成为对人脑个人变异性进行定性和定量分析的数据库。系统化的有关产前人胶质和神经发生的机制和途径的数据也可能有助于寻找大量神经病理学的新治疗方法,包括神经退行性和癌症疾病。现在可以在特殊HBDA网站上访问初步数据。