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中风康复后电动机执行网络的结构连通性变化
摘要。背景：尽管很少有研究测试了干预后的结构连通性变化，但它仅反映了运动网络中选择的关键大脑区域。因此，对与运动恢复过程相关的结构连通性变化的理解尚不清楚。目的：本研究调查了在使用图理论方法的中风理论方法后，低频重复转颅磁刺激（LF-RTMS）（LF-RTMS）和强化职业治疗（OT）的结合干预调查了运动执行网络的结构连通性变化。方法：56名中风患者接受了FUGL-MEYER评估（FMA），狼运动功能测试功能量表（WMFT-FAS），扩散张量成像（DTI）和T1加权成像前后。我们使用结构连接组检查了与二十个大脑区域有关的图理论测量。结果：中风后干预后的ipsiles和对侧半球显示出结构连通性的变化。我们发现，额头内的区域核心和淋巴结效率显着提高，并且在ipsilesital thalamus中的程度中心性和淋巴结效率降低。在库纳斯，中心后，前中央回和ipsilesiles hemisphere的网络测量和临床评估之间发现了相关性。相反区域，例如尾状，小脑和额叶，也显示出显着的相关性。结论：这项研究有助于扩展对LF-RTMS和中风后大量OT的运动恢复过程中两个半球网络的结构连通性变化的理解。
prader-willi综合征儿童的多个静息状态脑网络和认知障碍的神经生理学障碍
prader-Willi综合征（PWS）是一种罕见的遗传状况，具有多方面的身体，行为和认知困难，其特征在于女性噬菌体和低执行功能。寻求食物的行为可能会受到荷尔蒙，认知和心理因素的调节，并被认为部分是由功能性脑异常介导的。Here, we used an experimental protocol integrating eyes opens resting state magnetoencephalography (MEG) - a high-resolution neurophysiological imaging technique - and neuropsychological profiling to understand the relationship between executive functioning, and intrinsic brain activity & functional connectivity in a prospective, cross-sectional cohort with PWS, and a sex-, age- and BMI-matched control group.我们观察到PWS中的执行功能较低，以及跨大脑同步的多个通道的功能障碍 - 换句话说，跨多个频段，介导了大脑网络内部和大脑网络之间的通信 - 视觉，注意力和默认模式网络中。此外，我们发现了PWS患者脑网络拓扑结构的“脑范围”变化，功能网络的“枢纽”增加，但中心性降低。然而，尽管存在中等效应大小（关联程度），但与神经心理学结果相关后，这些措施与神经心理学结局相关后都没有幸存下来的多重比较校正。这是第一项结合神经心理学和神经生理成像的研究，表明PWS中多个脑网络中的功能同步失调。
伴有认知障碍的慢性心力衰竭患者的大脑网络和连接发生改变
结果：与无CI组CHF患者相比，CI组CHF患者的全局效率、局部效率、聚类系数、小世界属性均降低，最短路径长度增加；与无CI组CHF患者相比，CI组CHF患者右侧梭状回（FFG.R）的节点度中心性以及左侧眶上额回（ORB sup. L）、左侧眶下额回（ORB inf. L）、右侧后扣带回（PCG.R）的节点效率均降低；CI组CHF患者特定区域纤维边缘数较少。 CHF合并CI患者的整体效率、局部效率、右侧眶上额回(ORB sup. R)至右侧眶中额回(ORB mid. R)的连接边与视空间/执行功能呈正相关，右侧眶上额回至右侧眶下额回的连接边(ORB inf. R)与注意/计算呈正相关。与无CI CHF患者相比，CI组CHF患者馈线连接和局部连接的连接强度明显降低，虽然合并CI组的CHF患者富棒连接强度与对照组相比有所降低，但无统计学差异。此外，在CHF合并CI患者中，富棒连接强度与蒙特利尔认知评估(MoCA)量表的方位感(方向力)有关，馈线和局部连接强度与MoCA量表的视空间/执行功能有关。
在颞叶癫痫中，功能性脑网络的拓扑特性与疾病持续时间不同的颞叶理论
癫痫是一种慢性疾病。许多较早的研究发现，癫痫的成像特征与疾病的持续时间有关。特别是Cheung等。（11）发现，TLE患者的语音和视觉记忆与疾病持续时间负相关。进一步，Li等。（12）证实，与海马硬化性的TLE海马中的功能连通性（FC）与疾病的持续时间呈正相关。Haneef等。（13）发现癫痫持续时间较长与较低的中心性（BC）有关。Haneef等。（14）发现，作为癫痫进展，TLE显示出降低的连通性多样性。但是，很少有明确研究TLE网络的特征。在众所周知的SANAD试验（15）中，追踪新诊断的患者的癫痫持续时间为五年。Rathouz等。 （16）发现，儿童癫痫的特征是随后加班（长达6年）随后以早期（几乎发作和诊断）的认知异常（长达6年），这种异常以不变的方式持续存在，没有进步或恢复的迹象，并且可以作为成人癫痫的模型。 但是，未知TLE网络的拓扑特性是随着癫痫持续时间的增加而恢复的，并且需要进一步研究这种变化的时间。Rathouz等。（16）发现，儿童癫痫的特征是随后加班（长达6年）随后以早期（几乎发作和诊断）的认知异常（长达6年），这种异常以不变的方式持续存在，没有进步或恢复的迹象，并且可以作为成人癫痫的模型。但是，未知TLE网络的拓扑特性是随着癫痫持续时间的增加而恢复的，并且需要进一步研究这种变化的时间。
通过研究焦虑、抑郁和精神分裂症中的大脑复杂性和神经回路功能障碍，架起神经科学与精神病学之间的桥梁
焦虑、抑郁和精神分裂症是复杂的精神疾病，其特征是神经回路、神经递质系统和大脑连接中断，导致情绪调节和认知功能受损。本综述研究了影响这些疾病的遗传、环境和神经生物学因素，强调了神经递质（如血清素、多巴胺和去甲肾上腺素）在情绪调节、应激反应和神经可塑性中的重要作用。这些发现强调了个性化治疗方法的必要性。本综述还探讨了将药物干预与非药物治疗方式相结合的综合策略，包括针灸、草药和正念，这些策略有望实现个性化治疗。神经成像和神经刺激技术的进步，如特征向量中心性映射和机器学习驱动的分析，提供了对大脑连接的更深入了解，并能够实施更有针对性的干预措施。这对于精神分裂症尤其重要，因为多巴胺介导的纹状体前额叶连接中断会导致认知缺陷和临床症状。然而，目前的局限性，例如对这些疾病背后的神经回路的理解不足以及传统治疗对某些亚群的有效性有限，凸显了现有研究和治疗方法中的关键差距。此外，本文还讨论了如何将计算模型与传统医学相结合以增强我们对神经递质相互作用和神经通路的理解。这种整合促进了创新疗法，既能解决短期症状，又能解决长期恢复能力。这种跨学科方法将基础神经科学与临床实践联系起来，为有效的个性化治疗铺平了道路，并为精神疾病患者带来了新的希望。
将机器学习和复杂网络测量应用于死藤水实验的 EEG 数据集
死藤水由亚马逊草药混合物制成，几百年来一直被该地区的人们用作传统药物。此外，这种植物已被证明是治疗各种神经和精神疾病的潜在药物。EEG 实验发现，由于死藤水，特定大脑区域发生了显著变化。在这里，我们使用 EEG 数据集来研究使用机器学习和复杂网络自动检测大脑活动变化的能力。机器学习应用于三个不同的数据抽象级别：(A) 原始 EEG 时间序列，(B) EEG 时间序列的相关性，以及 (C) 从 (B) 计算出的复杂网络度量。结果，机器学习方法能够自动检测大脑活动的变化，其中案例 (B) 的准确率最高 (92%)，其次是 (A) (88%) 和 (C) (83%)，这表明大脑区域之间的连接变化比大脑区域内的连接变化更重要。最活跃的区域是额叶和颞叶，这与文献一致。在大脑连接方面，F3 和 PO4 之间的相关性最为重要。这种联系可能表明，在死藤水介导的视觉幻觉中，个体的认知过程类似于面部识别。此外，接近中心性和分类性是最重要的复杂网络指标。这两个指标也与阿尔茨海默病等疾病有关，表明可能存在治疗机制。总体而言，我们的结果表明，机器学习方法能够自动检测死藤水消费过程中大脑活动的变化。结果还表明，机器学习和复杂网络测量的应用是研究死藤水对大脑活动和医疗用途影响的有效方法。
mRNA疫苗感应的SARS-COV-2 的免疫力的纵向监测
在60多年前提出了分子生物学的中心教条时，mRNA被假定为瞬态信使或不稳定的中间体，并将核糖体提供信息以供蛋白质合成（Brenner等，1961; Crick，1958; Gros et al。，1961）。随着对基因表达的研究，转录后调节的重要性，RNA世界的证据和RNA的中心性得到了极大的认识（Gilbert，1986; Sharp，2009）。因此，对RNA代谢的机械理解提供了有关基于RNA的技术和治疗学的新见解（Damase等，2021）。特定基因由CRISPR-CAS基因组编辑平台中的指导RNA（GRNA）靶向，而mRNA表达则由反义寡核苷酸（ASOS）和RNA干扰（RNAI）技术调节。这些功能丧失方法是针对疾病中致病基因表达的，并且正在演变为有前途的治疗剂。同样，功能获取的方法已成为一种有吸引力的治疗性，这是通过在2019年冠状病毒病（COVID-19）大流行期间引入的有效mRNA疫苗技术的明显说明的。在有关“生物学和治疗学的RNA”的特刊中，我们描述了RNA生物学的基本概念如何转化为新型治疗学（图1）。在第一篇文章中，达娜·卡罗尔（Dana Carroll）（犹他大学）回顾了CRISPR-CAS基因组编辑平台的一般原则以及基础编辑技术的最新进展。CRISPR-CAS技术的临床应用得到了很好的总结，还讨论了基于CRISPR的疗法的其他问题；后者中的一些也可能适用于其他基于RNA的治疗应用。
我们大脑的颜色
摘要 一些系统评价强调了多种来源在精神疾病研究中的作用。对于 fMRI，最近的文献重点主要放在三个研究方面，即：功能连接、网络分析和频谱分析。数据由加州大学洛杉矶分校神经精神表型组学联盟收集。样本由 130 名神经典型者组成，其中 50 名被诊断患有精神分裂症，49 名患有躁郁症，43 名患有 ADHD。通过一种新方法（i-ECO）对每个感兴趣区域的结果进行平均，并通过加色法（RGB）降低单次 fMRI 扫描的维数：局部连接值（区域同质性）、网络中心性度量（特征向量中心性）、频谱维度（低频波动的分数幅度）。绘制并描述了每个诊断组的平均图像。通过使用卷积神经网络，探索了这种以综合方式可视化和分析 fMRI 结果的新方法的判别能力。i-ECO 的新方法显示了人眼可以轻松识别的组间差异。根据测试集（80/20 分割）的评估，我们模型的精确度-召回率曲线下面积 (PR-AUC) 对于每个诊断组均 > 84.5%。总之，本研究为 fMRI 结果的分析和可视化提供了一种综合且易于理解的方法。对精神疾病的判别能力很高。这项工作证明研究可用于研究更广泛的数据集的进一步发展，涵盖更广泛的精神疾病诊断。
沉浸式脑机接口在运动意象过程中的功能连接评估
脑机接口 (BCI) 设计的新趋势旨在将这项技术与沉浸式虚拟现实相结合，从而为用户提供真实感。在本研究中，我们提出了一种实验性 BCI，使用运动想象 (MI) 来控制沉浸式远程呈现系统。该系统具有沉浸感，因为用户可以以第一人称视角 (1PP) 控制 NAO 人形机器人的运动，也就是说，机器人的运动就像是他/她自己的运动一样。我们使用图论属性（例如度、中介中心性和效率）分析了 BCI 控制过程中 1PP 和 3PP 之间的功能性大脑连接。在 1PP 的情况下以及在传统的第三人称视角 (3PP) 的情况下，这些指标的变化都是在用户可以看到机器人的运动作为反馈的情况下获得的。作为概念验证，在两个受试者进行 MI 来控制机器人运动时，记录了他们的脑电图 (EEG) 信号。图论分析应用于通过部分定向相干性 (PDC) 获得的二元定向网络。在初步评估中，我们发现 1PP 条件下 α 脑节律的效率高于前额叶皮层的 3PP。此外，在 1PP 条件下，EEG 通道 C3（初级运动皮层）测量的信号对其他区域的影响更大。此外，我们的初步结果似乎表明，1PP 条件下 α 和 β 脑节律在前额叶皮层具有较高的入度，这可能与自主感的体验有关。因此，在沉浸式系统中控制远程呈现机器人时使用 PDC 结合图论可能有助于理解这些环境中大脑网络的组织和行为。
在基于目标的药物相似性网络中发现新的药物特性
尽管生物信息学、系统生物学和机器学习最近取得了进展，但准确预测药物特性仍然是一个悬而未决的问题。事实上，由于生物环境是一个复杂的系统，传统的基于化学结构知识的方法无法完全解释药物与生物靶标之间相互作用的性质。因此，在本文中，我们提出了一种无监督的机器学习方法，该方法使用我们了解的有关药物-靶标相互作用的信息来推断药物特性。为此，我们根据药物-靶标相互作用定义药物相似性，并根据药物-药物相似性关系构建加权药物-药物相似性网络。使用能量模型网络布局，我们生成与特定的主要药物特性相关的药物群落。DrugBank 确认了这些群落中 59.52% 的药物的特性，26.98% 是我们使用 DDSN 方法重建的现有药物重新定位提示。其余 13.49% 的药物似乎与主要药理特性不符；因此，我们将它们视为药物再利用的提示。测试所有这些再利用提示所需的资源是相当可观的。因此，我们引入了一种基于中介度/度节点中心性的优先排序机制。通过使用中介度/度作为药物再利用潜力的指标，我们分别选择壬二酸和甲丙氨酯作为可能的抗肿瘤药和抗真菌药。最后，我们使用基于分子对接的测试程序进一步分析壬二酸和甲丙氨酯的再利用。