方法:在丘脑腹侧口前/后 (VoaVop)、腹侧中间 (VIM) 和腹侧前 (VA) 亚核以及苍白球内核 (GPi) 和丘脑底核 (STN) 进行 DBS 记录。进行诱发电位 (EP) 和频域分析以确定与对照条件 (非 BDZ) 相比 BDZ 对神经活动的影响。研究招募了三名接受 BDZ 治疗并接受深部电极评估以进行临床靶向治疗的肌张力障碍男性儿科患者。以 25 和 55 Hz 频率施加刺激,并通过一对外部立体脑电图 (sEEG) 电极同时收集记录。在基线和临床施用 BDZ 后比较 EP 幅度和刺激对活动频谱的影响。
个人如何从正面和负面的奖励反馈中学习并据此做出决策,可以通过强化学习的计算模型形式化(Sutton and Barto 1998)。RL 模型的核心是奖励预测误差 (RPE),它反映了已实现奖励和预期奖励之间的差异。从神经上讲,预测误差由中脑多巴胺的阶段性释放发出信号(Hollerman and Schultz 1998,Schultz 2013),同时纹状体和其他大脑区域的神经活动也相应出现(Pine, Sadeh et al. 2018)。人类功能性神经影像学研究报告了中脑、纹状体和几个皮质区域中 RPE 的相关性(O'Doherty, Dayan et al. 2004,D'Ardenne, McClure et al. 2008,Daw, Gershman et al. 2011,Deserno, Huys et al. 2015)。 RL 神经行为相关性的个体差异确实与人类多种多巴胺测量方法有关,包括药理学操作(Pessiglione、Seymour 等人 2006 年、Westbrook、van den Bosch 等人 2020 年、Deserno、Moran 等人 2021 年)、神经化学正电子发射断层扫描 (PET)(Deserno、Huys 等人 2015 年、Westbrook、van den Bosch 等人 2020 年、Calabro、Montez 等人 2023 年)和特定基因型(Frank、Moustafa 等人 2007 年、Dreher、Kohn 等人 2009 年)。
基于奖励的学习和决策是了解注意力缺陷多动障碍(ADHD)的症状的主要候选人。但是,只有有限的证据可用于多动症中所见变化的神经计算基础。这涉及动态变化的环境中的灵活行为适应,这对于患有多动症的人来说是具有挑战性的。先前的一项研究表明,青少年多动症的选择转换升高,伴随着内侧前额叶皮层中的学习信号。在这里,我们使用概率逆转学习实验(fMRI)研究了与年龄和性别匹配的对照(n = 17)相比,我们研究了ADHD(n = 17)的年轻人(n = 17)。任务需要持续学习,以指导灵活的行为适应变化的奖励意外事件。为了解开行为数据的神经计算基础,我们使用了加固学习(RL)模型,该模型为fMRI数据的分析提供了信息。ADHD患者的表现比对照组较差,尤其是在逆转之前的试验中,即奖励调解稳定时。这种模式是由“嘈杂”选择切换产生的,无论先前的反馈如何。RL建模显示,ADHD患者的负反馈降低了增强敏感性和增强的学习率。在神经水平上,这反映在ADHD中左后顶叶皮层中选择概率的降低表示。由于样本量相对较小,这些神经计算发现仍然是初步的。建模显示了对未选择选项的学习的边缘降低,这与学习信号的边缘减少相似,该学习信号纳入了左侧腹侧纹状体中的未选择选项。在一起,我们表明,多动症中的灵活行为受损是由于选择过度切换(“超灵活性”),这取决于学习环境,这可能是有害的或有益的。在计算上,这是由于对加强的敏感性而引起的,我们检测到了注意力控制网络中的神经相关性,特别是在顶叶皮层中。
图 1 人工智能模型正确分类为胸腔积液的 X 光片示例。A、右侧位(kVp 80,mAs 6.5)和 B、腹背位(kVp 90,mAs 6.5)X 光片投影,显示一只单侧有轻微胸腔积液征兆的狗。侧位投影(箭头)上肺部前腹侧有囊泡图案。游离液体在心脏腹侧积聚,增加了纵隔脂肪的 X 光不透明度(箭头)。这只狗在手术中被确认有左前肺叶扭转和胸腔积液
灵长类动物外侧前额叶皮层 (PFC) 功能组织的一个模型认为,该区域以背侧/腹侧方式组织,分别服务于空间和物体工作记忆。或者,有人提出,外侧 PFC 的背侧/腹侧细分反映了对工作记忆中的信息执行的处理类型。我们使用事件相关 fMRI 方法测试了这一假设,该方法可以区分在单个试验中时间分离的行为子成分期间发生的功能变化。受试者执行延迟反应任务,包括两种类型的试验,要求他们:(1) 在延迟期内保留字母序列(维持)或 (2) 在延迟期内将序列重新排序为字母顺序(操作)。在每个受试者中,在两种类型的试验中,延迟期间的背外侧和腹外侧 PFC 都发现了活动。然而,背外侧 PFC 活动在操作试验中更活跃。这些发现与 PFC 中工作记忆的功能组织处理模型一致。
感知是在大脑中形成图形-地面分割和以物体为中心的表征之后产生的。研究表明,注意力在忽视中起着关键作用,研究表明颞顶交界处受损的患者无法将注意力从同侧空间转移到对侧空间(Friedrich、Egly、Rafal & Beck,1998;Posner、Walker、Friedrich & Rafal,1984),即使对于出现在同侧半视野内的目标也是如此(Ladavas,1990;Ladavas、Del Pesce & Provinciali,1989)。与对侧注意力受损相比,对同侧空间的注意力实际上可能会增强(D'Erme、Robertson、Bartolomeo、Daniele & Gainotti,1992;Ladavas,1990;Ladavas、Petronio & Umilta,1990)。这可能是由于右半球受损后优势左半球的抑制作用减弱所致(Cohen、Romero、Servan-Schreiber & Farah,1994;Kinsbourne,1977、1993)。使用经颅磁刺激 (TMS) 暂时扰乱右顶叶皮质处理的研究也为这种半球竞争解释忽视提供了证据(Blankenburg et al.,2008;Seyal、Ro & Rafal,1995;Szczepanski & Kastner,2013)。或者,如果右半球负责注意空间的两个半部,而左半球只负责注意空间的右侧,那么右半球损伤更有可能导致忽视(Heilman & Valenstein,1979;Heilman & Van Den Abell,1979,1980)。此外,右半球损伤后,同侧半球也可能出现注意力缺陷(Vuilleumier & Rafal,2000),忽视还可能出现时间注意力缺陷(Husain、Shapiro、Martin & Kennard,1997)。这些关于忽视的半球不对称解释表明,感知处理可能在大脑损伤同一侧(同侧)的视觉空间中受到影响,这与该领域的普遍观点(同侧空间不受影响)相反。为了验证这一想法,在本研究中,我们使用元对比掩蔽范式评估了忽视患者对侧和同侧空间的空间和时间处理差异,其中短暂呈现的目标刺激在元对比掩蔽之前以不同的延迟呈现。在神经健康的受试者中,当目标刺激在周围元对比掩蔽之前约 30 毫秒的相同位置呈现时,目标刺激经常被错过,并且只感知到元对比掩蔽(Breitmeyer,1984;Breitmeyer & Ogmen,2000;Ogmen,Breitmeyer,& Melvin,2003)。有人假设这种掩蔽是由于视觉皮层中掩蔽的反馈处理中断了目标刺激的前馈处理(Enns,2004;Ro,Breitmeyer,Burton,Singhal,& Lane,2003)。重要的是,研究之前已经表明,正常受试者的元对比掩蔽的幅度和持续时间受到内源性注意力的影响(Boyer & Ro,2007;Ramachandran & Cobb,1995)。通过操纵这些目标和掩蔽刺激在空间中的位置和时间中呈现,我们评估了忽视如何影响两名忽视患者对侧和同侧半场的元对比掩蔽。为了进行比较,我们还在一组神经健康、年龄匹配的受试者中使用相同的范例测量了元对比掩蔽的空间和时间范围
药物滥用是全球范围内的严重健康问题,造成了医疗、社会和经济问题,而药物治疗方法却极为有限。1,2 成瘾性药物针对大脑成瘾中心的中脑皮质边缘多巴胺 (DA) 系统,包括腹侧被盖区 (VTA)、前额叶皮质和伏隔核 (NAc)。腹侧被盖区包含最大的多巴胺神经元群,在奖励相关和目标导向行为(如认知和情绪过程)中起着重要作用。3 将 GDNF 注入腹侧被盖区 (VTA)(一个对成瘾很重要的多巴胺能大脑区域)可阻止对慢性可卡因或吗啡的特定适应以及可卡因的奖励效应。 4 可能在这种保护机制中发挥关键作用的一个因素是神经胶质细胞源性神经营养因子 (GDNF),它是中脑多巴胺 (DA) 神经元发育和残留的主要生长因子。 5 最近的研究表明,GDNF 被认为是某些成瘾类型的负调节因子。 6–8 具体来说,我们之前发现一些 miRNA 在腹侧被盖区 (VTA) 和伏隔核中甲基苯丙胺滥用中起关键作用。我们发现 miRNA 上调了 GDNF 基因。在这项研究中,我们旨在展示 GDNF 靶基因网络。
。CC-BY 4.0 国际许可(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2025 年 1 月 23 日发布。;https://doi.org/10.1101/2024.07.29.605705 doi:bioRxiv 预印本
1 日本滨松大学医学院神经外科;2 日本岩田丰田荣成医院神经外科;3 中国深圳中山大学附属第八医院神经内科;4 日本滨松 JA 静冈光诚连远州医院神经外科;5 日本滨松大学医学院精神病学和神经内科;6 日本静冈癫痫和神经疾病研究所神经内科;7 日本滨松大学医学院神经内科;8 日本滨松医学光子学基金会滨松 PET 成像中心;9 日本滨松大学医学院杰出医学光子学教育与研究中心生物功能成像系