听觉经验的可塑性塑造了大脑对声音的编码和感知。然而,这种长期可塑性是否改变了语音处理过程中短期可塑性的轨迹。在这里,我们探讨了短期和长期神经可塑性之间的神经机械和相互作用,以快速听觉听到对年轻,正常听力的音乐家和非音乐家的同时言语的感知学习。参与者学会了在与高密度脑电图同时记录的约45分钟训练过程中鉴定双元音混合物。我们分析了分别研究频率遵循的反应(FFRS)和事件相关电位(ERP),分别研究了皮层和皮质水平的学习神经相关性。尽管两组都表现出快速的感知学习,但音乐家表现出的行为决策速度比非音乐学家总体上更快。学习与学习相关的变化在脑干FFR中并不明显。然而,可塑性在皮质中很明显,在那里ERP揭示了群体之间独特的半球不对称性,暗示了不同的神经策略(音乐家:右半球偏见;非音乐学家:左半球)。来源重建和这些效果的早期(150-200毫秒)的时间过程局部学习引起的皮质可塑性到听觉感官大脑区域。我们的发现增强了音乐家的领域益处,但表明,成功的语音学习是由听觉可塑性的长期和短期机制之间的关键相互作用驱动的,这首先是在皮质层面上出现的。
对各种冥想练习之间的相似性和差异性的研究仍处于早期阶段。在这里,我们利用功能连接和图形测量,展示了对三种冥想传统的研究:喜马拉雅瑜伽 (HT)、Isha Shoonya (SNY) 和内观 (VIP)。冥想区块的 EEG 活动用于建立功能性大脑连接,以利用各种冥想传统和对照组之间的网络。支持向量机用于二元分类,并使用通过图论测量生成的特征构建模型。我们在 HT、SNY 和 VIP 中分别获得了 84.76% 的最大准确率(gamma1)、90% 的最大准确率(alpha)和 84.76% 的最大准确率(theta)。我们的主要发现包括:(a)内观禅修者的 delta 连接更高,(b)经检查,所有禅修者的左半球前额叶区域的 θ 网络同步性更强,(c)喜马拉雅禅修者和内观禅修者更多地参与了 γ2 处理,(d)所有禅修者的 θ 和 γ 波段左额叶活动贡献增加,(e)所有禅修传统的 γ 处理都广泛涉及模块化。此外,我们还讨论了这项研究对神经技术产品的意义,以便让初学者能够进行引导式冥想。关键词:EEG 信号;冥想;功能连接;图形测量;支持向量机;机器学习;脑电波;喜马拉雅瑜伽;Isha Shoonya;内观
在这项即将开展的多中心、前瞻性、随机、双盲安慰剂对照试验中,我们将研究选择性血清素再摄取抑制剂依他普仑对中风后失语症患者语言治疗的增强作用。我们假设,当与语言治疗相结合时,在语言治疗结束一周后进行的未经训练的图片命名任务(费城命名测试简版)中,每日服用依他普仑将比服用安慰剂产生更大的改善。我们还将研究依他普仑对语言的影响是否独立于其对抑郁症的影响,是否因病变部位而异,或是否与左半球功能连接的增加有关。最后,我们将研究 BDNF met 等位基因的个体是否对治疗反应减弱,连接变化是否减少。我们预计将在四年内招募 88 名参与者。参与者在中风后一周内接受依他普仑或安慰剂治疗,持续 90 天,并从药物治疗开始后 60 天开始接受 15 次 45 分钟的计算机语言治疗。然后,患者在最后一次语言治疗后一周、五周和二十周完成全面的语言评估。ELISA 是第一个随机对照试验,评估选择性血清素再摄取抑制剂对在急性至亚急性中风后接受语言治疗的失语症患者语言改善的影响。试验注册:该试验在 ClinicalTrials.gov 注册为 NCT03843463。
目的:与癫痫相关的超同步神经元活性导致广泛的功能网络破坏延伸到癫痫发作区域之外。这种变化的功能网络拓扑被认为是从中出现非疾病症状的调解人,例如认知障碍。本研究的目的是证明具有良好癫痫发作和高质量生活的局灶性癫痫患者的功能网络改变。方法:我们比较了22个局灶性癫痫患者和16个健康对照,这些对照对源的源静脉内脑电图的功能连通性(相锁定值)得出。图指标是在五个频带中的预定义网络密度范围内计算的。结果:就全球网络拓扑改变而言,我们观察到相对于健康对照组,癫痫患者的小世界指数显着增加。在地方一级,两个左半球区域显示向更大的alpha带“集线器”转变。结论:焦点癫痫中明显的广泛的功能网络改变,即使以成功的抗塞氏菌药物疗法和高质量的生活质量为特征的队列。这些发现表明癫痫中功能网络分析的临床相关性。显着性:局灶性癫痫伴随着全球和局部功能网络劣质,这可能暗示在非塞兹症状的维持中。关键字:焦点癫痫;网络分析;功能连通性;来源级脑电图;图理论亮点:
摘要:背景:最近的证据表明,在老年人和患有帕金森病等神经退行性疾病的患者中,侧枕颞皮质在隐性运动意象中被过度招募。这些数据表明,当自动想象运动时,个体会利用视觉区域的神经资源来弥补激活运动表征的下降。因此,枕颞皮质可以作为非侵入性脑刺激与认知训练相结合的皮质目标,以提高运动意象表现。在这里,我们旨在阐明左右侧枕颞皮质在隐性运动意象中的作用。方法:我们在健康的右撇子判断手部图像的侧面性时,对左右侧枕颞皮质施加在线、高频、重复经颅磁刺激 (rTMS)。结果:与假刺激相比,左半球刺激特别降低了判断右手图像的侧向性的准确性。相反,运动模拟的标志,即生物力学效应,从未受到 rTMS 的影响。结论:侧枕颞皮质似乎参与了惯用手的心理表征,至少对右撇子来说如此,但不参与在模拟过程中重新激活感觉运动信息。这些发现为开发组合大脑刺激和行为训练以改善运动意象提供了有用的提示。
近年来数据的指数增长导致了从多个来源产生的庞大,异质的数据集。大数据应用程序越来越依赖这些数据集来提取知识,以进行预测分析和决策。但是,数据的质量和语义完整性仍然是关键的挑战。在本文中,我们提出了一个受脑启发的分布式认知框架,该框架将深度学习与Hopfield Network集成,以识别和链接多个数据集的语义相关属性。我们的方法对人脑的双半球功能进行了建模,右半球在其中处理并吸收了新信息,而左半球则检索学习的表示形式以建立有意义的关联。认知体系结构在MapReduce框架上运行,并链接存储在Hadoop分布式文件系统(HDFS)中的数据集。通过将深层田网络作为一种关联内存机制纳入,我们的框架可以增强经常同时发生属性的回忆,并根据不断发展的数据使用模式动态调整关系。实验结果表明,随着时间的流逝,霍普菲尔德记忆中具有强大关联烙印的属性会得到加强,而相关性降低的属性逐渐削弱 - 这种现象类似于人类记忆的回忆和遗忘。这种自优化的机制可确保链接的数据集具有上下文有意义,从而提高数据歧义和整体集成精度。我们的发现表明,将深层网络与分布式认知处理范式相结合,为在大规模环境中管理复杂的数据关系提供了可扩展且具有生物学启发的方法。
摘要 利用额叶 alpha 不对称 (FAA) 的脑电图神经反馈被广泛应用于情绪调节,但其有效性存在争议。研究表明,神经反馈训练的个体差异可以追溯到神经解剖和神经功能特征。然而,他们只关注大脑区域结构或功能,而忽略了大脑网络的可能神经相关性。此外,目前还没有关于 FAA 神经反馈方案的神经影像学预测因子的报道。我们设计了一个单盲伪控制 FAA 神经反馈实验,并在训练前收集了健康参与者的多模态神经影像数据。我们评估了训练期间 (L1) 和静息时 (L2) 诱发脑电图调制的学习表现,并基于多模态脑网络和图论特征的综合分析研究了与表现相关的预测因子。本研究的主要发现如下。首先,真实组和虚假组都可以在训练期间增加 FAA,但只有真实组在静息时 FAA 显著增加。其次,训练阶段和休息阶段的预测因子不同:L1 与右半球灰质和功能网络的图论指标(聚类系数和局部效率)相关,而 L2 与整个大脑和左半球功能网络的图论指标(局部和全局效率)相关。因此,FAA 神经反馈学习中的个体差异可以通过结构/功能架构的个体差异来解释,而学习表现指数的相关图论指标显示了半球网络的不同侧性。这些结果为神经反馈学习中个体间差异的神经相关性提供了见解。
先前的发现表明,在产后发育过程中,人脑皮质的褶皱(Sulci)的形态(Sulci)扁平。但是,以前的研究并未考虑个别参与者中沟的形态与认知发展之间的关系。在这里,我们通过利用人类参与者(6-36岁,男性和女性,n = 108; 3672 sulci)的横向PFC(LPFC)中的横截面形态神经影像学数据来填补这一空白,并从事纵向和行为的纵向和行为数据。 = 44; 2992 Sulci)。手动定义数千种硫磺表明,儿童(6-11岁)/青少年(11-18岁)和年轻人(22-36岁)的儿童(6-11岁)/青少年(22-36岁)在跨儿童和跨儿童和适当的情况下,儿童(22-36岁)的儿童(11-18岁)和年轻人(22-36岁)之间的儿童(11-18岁)和年轻人(22-36岁)之间有所不同,在儿童和适应性的情况下,儿童和良性差异差异。此外,一种与形态学和认知有关的数据驱动方法确定,四个左半球LPFC Sulci的皮质厚度的纵向变化预先介绍了推理性能的纵向变化,这是一种与LPFC有关的高级认知能力。与预先发现的结果相反,这些结果表明,与以前提出的时间相比,Sulci可能在此之后或更长的纵向时间内平坦。至关重要的是,这些结果还表明,在特定的LPFC硫磺内皮质的纵向变化在行为上是有意义的,提供了靶向结构和皮质区域,以供将来的神经图像研究研究,以研究认知能力的发展。
目的:癫痫相关的超同步神经元活动会导致广泛的功能网络中断,其范围超出致痫区。这种改变的功能网络拓扑结构被认为是导致认知障碍等非癫痫症状的介质。本研究的目的是证明局灶性癫痫患者在控制良好和生活质量高的情况下存在功能网络改变。方法:我们比较了 22 名局灶性癫痫患者和 16 名健康对照者,其图形指标来自源重建的静息态脑电图的功能连接(锁相值)。图形指标是在五个频带中预定义的网络密度范围内计算的。结果:就整体网络拓扑结构改变而言,我们观察到与健康对照者相比,癫痫患者的小世界指数显著增加。在局部层面,两个左半球区域显示出向更大的 alpha 带“中心度”的转变。结论:局灶性癫痫患者中存在细微的广泛功能网络改变,即使在以成功的抗癫痫药物治疗和高生活质量为特征的群体中也是如此。这些发现表明功能网络分析在癫痫中可能具有临床意义。意义:局灶性癫痫伴有整体和局部功能网络异常,这可能与非癫痫症状的持续有关。关键词:局灶性癫痫;网络分析;功能连接;源级脑电图;图论重点:
我们在日常生活中遇到的许多语言都是以对话的形式出现的,但是关于语言理解的神经基础的大多数研究都一次使用了一位演讲者的意见。使用功能性磁共振成像被动观察视听对话时进行了扫描。在一个块设计任务中,参与者观看了20秒钟的木偶视频,要么与另一个木偶(对话条件)或直接与观众(独白条件)说话,而音频则可以理解(播放)或难以理解(向后播放)。单独的功能定位的左 - 半球语言区域比难以理解的语音更容易理解,但对对话的反应与对话的反应没有不同。在第二任任务中,参与者观看了两个木偶的视频(每个1 - 3分钟)相互交谈,其中一个木偶是可以理解的,而另一个木偶的演讲被逆转。所有参与者都看到了相同的视觉输入,但被随机分配了哪个角色的语音是可以理解的。在左旋左右的皮质语言区域中,活动过程仅在所有参与者的视觉输入相同的视觉输入中,仅听到相同角色说话的参与者才相关。为了进行比较,某些单独的思维区域和右半球区域的局部化理论对对话的反应比在第一个任务中对对话的反应更大,而在第二个任务中,无论哪个角色都可以理解,在所有参与者中,某些地区的活动都相关。在一起,这些结果表明,规范的左半球皮质语言区域对观察到的对话和独白之间的差异不敏感。