睡眠是促进大脑和身体健康的强大系统。研究表明,睡眠在清除有毒副产物 [ 1–3 ]、突触稳态 [ 4 ]、记忆巩固 [ 5–11 ]、代谢 [ 12 ]、心血管功能 [ 13–16 ] 和身体核心组织更新 [ 17 ] 等多种功能中发挥作用。特别是,非快速眼动 (NREM) 睡眠具有大振幅、低频慢波,被认为可以引导这些有益作用(例如,参见参考文献 18 中的综述)。慢波上行阶段反映神经元活动期,慢波下行阶段反映神经元沉默期 [19],从而协调丘脑皮质睡眠纺锤波和海马尖波涟漪之间的时间相互作用,这已被证明可以支持长期记忆保留 [20,21]。尽管如此,慢波是否是维持大脑和身体健康的不可或缺的驱动力,仍在很大程度上尚未得到探索。为了阐明慢波对大脑和身体功能的功能性作用,需要调节这些振荡。在过去的几年里,听觉刺激已经成为一种有前途的、非侵入性的、可行的方法,可以在深度睡眠期间选择性地调节慢波 [9,22–24]。然而,由于刺激方案多种多样,导致对行为结果的发现不一致(例如,参见参考文献25 中的综述),并且缺少对这些方法在选择性增强或减少慢波方面的有效性的比较。Ngo 等人[9] 首次报告,针对正在进行的慢波的上升阶段似乎对改善隔夜记忆巩固很重要。另一方面,下行阶段刺激则会干扰慢波以及陈述性记忆和运动记忆的巩固[9, 26]。然而,除了选择合适的听觉刺激目标阶段外,序列中的刺激数量也是可变的,例如,双音调刺激方案之后是后续刺激中断[9, 23],或窗口方法,其中听觉刺激仅在预定长度的 ON 窗口内呈现[7, 8, 22]。除了上述在一定程度上依赖于慢波相位和/或存在(闭环刺激)的程序外,完全开环听觉刺激也已被证明可以增强慢波[11,27]。需要考虑的另一个参数是刺激的音量以及刺激是通过耳机还是扬声器播放。此外,一些研究使用50至60 dB之间的固定音量[9,23,28],或30至60 dB之间的个体和/或自适应音量[10,11,22]。尽管已经应用了许多刺激方法,但听觉刺激仍处于起步阶段。因此,听觉刺激的全部潜力尚未得到充分挖掘,为此需要对其效果有更深入的了解。此外,目前尚不清楚听觉刺激效果是否在整个睡眠周期内保持稳定,以及刺激效果是否在几秒钟的刺激中保持不变。为了促进对听觉慢波调制的理解,我们在此提出了一种新方法,使用窗口 10 秒刺激开启(播放听觉刺激)然后 10 秒关闭(不播放听觉刺激)方法比较单个睡眠期间的不同听觉刺激条件。这种夜间设计消除了任何
了解蛋白质表达动力学对于对细胞分化的机械理解至关重要。我们研究了NGN3的动力学,NGN3的动力学是胰腺内分泌发育至关重要的转录因子,包括其功能和解码机制。敲击内源性报告基因表明,Ngn3蛋白的表达在人IPS衍生的内分泌祖细胞中具有13小时的周期性振荡,并且随着细胞与β样细胞和α样细胞的分化而被关闭。增加NGN3蛋白的稳定性会导致一个宽的表达峰,而不是振荡,而较大的峰到槽变化。这导致早熟的内分泌与β样细胞和α样细胞以及关键NGN3靶基因的早熟表达。对动力学,数学建模和生物信息学的单细胞分析表明,NGN3振荡的解码是通过折叠式检测通过不一致的前馈基序进行的,该基序解释了正常和早熟的分化。我们的发现表明振荡性NGN3动力学控制分化的时机,但不能控制命运规范。
Tourette综合征(TS)是一种神经精神疾病,其特征是发声和运动抽动的发生。tics是在回合中发生的非自愿,重复的运动和发声,通常在一天内很多次,并且通常是在强烈的渴望之前,被称为预先渴望(PU)。TS is associated with the following: dysfunction within cortical-striatal-thalamic-cortical (CSTC) brain circuits implicated in the selection of movements, impaired operation of GABA signaling within the striatum, and hy- per-excitability of cortical sensorimotor regions that might contribute to the occurrence of tics.传递到皮质运动区域的非侵入性脑刺激可以调节皮质运动兴奋性,夹带脑部渗透性并减少TS中的抽动。但是,这些技术对于诊所以外的治疗不是最佳的。我们调查了中位神经刺激(MN)的节奏脉冲是否会夹带与抑制运动和TS中TIC的启动有关的脑振荡。我们证明,以12 Hz的速度传递的有节奏的MNS脉冲序列,吸收了感觉运动MU波段振荡,而心律不齐MNS的脉冲序列没有。此外,我们证明,尽管有节奏的MU刺激对意志运动的启动具有显着性但很小的影响,并且对注意力认知任务的执着的影响没有明显的影响,但它仍然导致TIC Freemention和TIC强度的大幅度降低,而TIC中的人数很大。我们认为,这种方法具有相当大的潜力,可以发展成为一种适合在诊所外使用的治疗装置,以抑制TIC和PU。
深度尖峰神经网络(DSNN)是一个有希望的人为智能的构成模型。它通过层次结构从DNN和SNN中受益,分别提供多个级别的抽象和事件驱动的综合方式,分别提供超低功率的神经形态实现。然而,如何有效地训练DSNN仍然是一个空旷的问题,因为不可差的尖峰函数可以防止直接应用于DSNN的传统后反向传播(BP)学习算法。在这里,受到生物神经网络的发现的启发,我们通过向DSNN引入神经振荡和尖峰信息来解决上述问题。特别是,我们提出了振荡后电势(OS-PSP)和相锁的活动函数,并进一步提出了新的尖峰神经元模型,即共鸣尖峰神经元(RSN)。基于RSN,我们为DSNN提供了峰值级依赖性的后传播(SLDBP)学习算法。实验结果表明,所提出的学习算法解决了由于BP学习算法 - rithm和SNN之间不兼容而引起的问题,并在基于尖峰的学习算法中实现了最先进的表现。这项工作提出了引入以生物学启发的机制的贡献,例如神经振荡和尖峰期信息对DSNNS,并为设计未来的DSNN提供了新的观点。
主动导航似乎比被动导航能产生更好的空间知识,但目前还不清楚主动决策如何影响学习和记忆。在这里,我们研究了 θ 振荡对记忆相关探索的贡献,同时测试了有关其如何促进主动学习的理论。使用脑电图 (EEG),我们对个体进行了迷宫学习任务测试,在该任务中,他们在迷宫的每个选择点对探索位置做出离散决策。一半参与者可以在每个选择点自由做出主动决策,另一半则通过在每个交叉点选择标记选项(与主动探索相匹配)进行被动探索。至关重要的是,所有决策都是在静止时做出的,将主动决策过程与运动和速度因素分离开来,这是 θ 振荡的另一个突出的潜在作用。然后通过在迷宫中从物体 A 移动到物体 B 来测试参与者对迷宫的了解。结果显示,在学习过程中,主动决策具有优势,并且表明主动组在探索的选择点(尤其是在中额叶通道)中具有更大的 θ 功率。这些发现表明,主动探索与人类空间导航过程中的 θ 振荡有关,并且这些振荡不仅仅与运动或速度有关。结果表明前额叶区域的 θ 振荡增加表明与海马体的沟通以及将新信息整合到记忆中。我们还发现了主动导航过程中 alpha 振荡的证据,表明注意力也发挥了作用。这项研究支持 θ 振荡在导航学习过程中具有一般的助记作用。
睡眠代表了促进大脑和身体健康的强大系统。建议在过多的功能中发挥作用,例如清除有毒副产品[1-3],突触稳态[4],记忆巩固[5-11],代谢[12]和心血管肢体功能[13-16]和身体核心组织[13-16],以及身体核心组织的转换[17]。尤其是,已经提出了非剥夺性眼动(NREM)的大幅度,低频慢波来指导这些有益的效果(例如,在参考文献中进行了审查。18)。神经元活性的时期反映在慢波上的相过程中,神经元沉默的周期反映了慢波的下坡[19],从而协调了丘脑皮层睡眠纺锤体之间的时间相互作用,以支持长波波旋转的长期记忆,这是21 21 retime retive [20] [20]。然而,慢速波是否是维持健康大脑和身体的必不可少的驱动因素,仍然在很大程度上没有探索。为了阐明慢波在大脑和身体功能中的功能作用,需要调节这些振荡。在过去的几年中,尤其是听觉刺激已成为一种有希望的,无创和可行的方法,可在深度睡眠期间选择性地调节慢波[9,22-24]。但是,存在各种刺激方案,导致对行为结果的发现不一致(例如在参考文献中进行了审查。25)和关于有效性增强或减少慢波的疗效方法的核对片。这种夜间设计消除了任何NGO及其同事[9]是第一个报告靶向较慢的慢波上升的上升相似的人似乎对隔夜记忆巩固的改善似乎很重要。的下相刺激表明会干扰慢波和声明性和运动记忆的巩固[9,26]。然而,除了选择听觉刺激的适当目标阶段外,序列中的刺激数量是可变的,例如两种音调刺激方案随后刺激断裂[9,23]或窗户的刺激,其中仅在预定义长度的窗口中出现听觉刺激[7,8,22]。除了在一定程度上依赖于慢波(闭环刺激)的一定程度的所有程序外,已经证明完全开环听觉刺激也可以增强慢波[11,27]。需要考虑的另一项参数是刺激的量以及刺激是通过耳机还是通过扬声器播放。此外,一些研究使用了50至60 dB之间的固定体积[9,23,28]或个体和/或自适应体积在30至60 dB之间[10,11,22]。尽管已经采用了许多刺激方法,但听觉刺激仍处于起步阶段。因此,为此目的,还没有利用听觉刺激的全部潜力,并且需要更加了解其影响。此外,目前尚不清楚听觉刺激的功效是否在睡眠周期中保持稳定,以及是否在几秒钟的刺激中甚至保持了刺激功效。为了促进对听觉慢波调制的理解,我们在这里提出了一种新型的方法,可以使用窗口的10 s刺激(听觉刺激)在单个睡眠期内对不同的听觉刺激条件进行调查(没有听觉刺激),然后使用10 s(没有听觉刺激播放)方法。
自1950年代以来,澳大利亚西北部的降雨量一直在显着增加(图1A和1B)(Smith,2004年)。大部分降雨量增加发生在12月至2月,这与季风时期大约一致(Wheeler&McBride,2012年)。图1A和1B显示了自1975年以来在澳大利亚北部的每个季风(12月至3月)的降雨天数和总降雨量的增加(图S1的图S1支持S1的趋势S1和SI单位的趋势和额外的降雨指数)。与其他研究相比,此处发现的降雨量增加并不是统计学上的显着意义(Dey,Lewis,Arblaster和Abram,2019; Shi等,2008),因为我们不得不将分析限制在1974年之前(有关更多详细信息,请参见第2.2节)。但是,这个时间周期的降雨趋势在降雨天数和总降雨量中仍显示出很大的增加,在某些地方,降雨量增加了10%。理解这种趋势是否会在未来持续存在,对于理解区域气候变化及其含义很重要。
考虑到大脑细胞和分子组成、连接性和功能,健康和疾病状态下的大脑区域之间存在很大差异。由耦合大脑区域组成的大规模全脑模型可以深入了解形成自发性大脑活动复杂模式的潜在动态。特别是,异步状态下基于生物物理的平均场全脑模型被用来展示包括区域差异的动态后果。然而,当大脑动态由同步振荡状态支持时,异质性的作用仍然不太清楚,这是一种大脑中普遍存在的现象。在这里,我们实现了两个能够以不同抽象程度呈现振荡行为的模型:现象学斯图尔特-朗道模型和精确平均场模型。这些模型的拟合由结构到功能加权 MRI 信号 (T1w/T2w) 提供信息,使我们能够探索纳入异质性对健康参与者静息态 fMRI 记录建模的影响。我们发现,疾病特异性区域功能异质性在神经退行性疾病的 fMRI 记录的振荡范围内产生了动态后果,对脑萎缩/结构(阿尔茨海默氏症患者)产生了特定影响。总体而言,我们发现模型
(R,S) - 和(S) - 酮胺在治疗耐药抑郁症(TRD)方面取得了重大进展,近年来已成为研究重点。但是,它们都有限制其临床用途的心理影响,分离效应和虐待责任的风险。最近的临床前和临床研究表明,与(R,S)和(S) - 酮胺相比,(R) - 酮胺具有更有效和持久的抗抑郁作用,副作用较少。然而,最近的一项小样本随机对照试验发现,尽管(r)酮胺在成人TRD治疗中的不良反应发生率较低,但其抗抑郁药的效率并不优于安慰剂组,表明其抗抑郁药的优势仍然需要进一步的验证和透明度。此外,越来越多的研究表明,(r) - 氯胺酮在预防和治疗医学领域或疾病中也可能有显着应用,例如认知疾病,围手术性麻醉,缺血性中风,parkinson的疾病,多发性硬化性,多种症状,骨质疾病,异常症,杂音,杂音,杂物,以及以下杂物。有机磷酸中毒。本文Brie-trip y回顾了与(r) - 酮胺有关的抗抑郁药的作用机理和研究机制,充分揭示了其应用潜力和开发前景,并为随后的扩展研究提供了一些参考和帮助。
人们能够从行动中获得重要的社会信息的能力受到因素的影响,包括运动的熟悉程度,运动图像的能力,身体之间的相互作用及其数量和特性位置(Calvo-Merino等,2005; Cross等,2006; Cross等,2006; Gardner et; Gardner等,2015; Menicucci etal。2020; Wur。枕骨皮层中的腹腔外体积和锻造形状身体区域有选择性地作用于对人体的感知,其形状,姿势和运动,但不适合其他物体(Downing&Peelen,2016)。此外,枕叶颞皮层仅在彼此社交互动中观察人体时才激活(Abassi&Papeo,2020; Wurm&Caramazza,2019年)。舞蹈和音乐训练以多才多艺的方式参与运动感知,执行和体现的互动,以及舞蹈专业知识修饰了大脑的结构和功能(例如,Foster Vander Elst et al。,2023; Giacosa et al。; Giacosa et al。,2016; 2016; 2015; Karpati et al。在舞蹈中,这些变化被证明发生在多个大脑区域,包括前甲,小脑,小脑和后时间区域与动作观察和执行以及美学上的欣赏(Calvo-Merino等,2006; Cross等,2009; Kirsch等人,2015年)。在音乐中,这些变化与负责电机控制和听觉处理的大脑区域以及电机网络与听觉系统之间的连通性有关(Olszewska等,2021,以进行审查)。艺术体验,例如观看舞蹈,可以创造强烈的情感和持久的回忆。Recently, interest has increased in measuring brain processes in real-world interactional settings, including classrooms, theatres, concerts and museums (Chabin et al., 2021 ; Dikker et al., 2017 , 2021 ; Dolan et al., 2018 ; Tervaniemi et al., 2022 ) as opposed to the conventional artificial viewing situations and simplified stimuli used in isolated laboratories (例如Abassi&Papeo,2020; Calvo- Merino等,2005; Cracco等,2021; Wurm&Caramazza,2019年)。由复杂的电影,舞蹈或音乐引起的大脑反应无法从此类人工设置和简化任务中收集的数据轻松推断出来(Bartels&Zeki,2004; Jola&Grosbras,2013; Nastase等,2020; Zhang et al。,2021)。此外,观众和表演者在现场表演过程中的共同存在和相互关系不能在视频录制的性能中概述。例如,当新手观众观看现场舞蹈与视频记录的舞蹈中观看现场舞蹈时,在新手观众中,运动皮质脊髓兴奋性会得到增强(Jola&Grosbras,2013年)。情感过程与