Holden SK、Pelak VS、Sooy T、Heffernan KS、McConnell BV、Pressman PS、Bettcher BM。在阿尔茨海默病研究队列中开发科罗拉多后皮质问卷。J Clin Exp Neuropsychol。2022 年 4 月;44(3):226-236。doi:10.1080/13803395.2022.2105820。电子版 2022 年 8 月 1 日。PMID:35913095;PMCID:PMC9420807。
理解视觉系统的感觉转换的关键挑战是获得一个高度预测的模型,该模型将自然图像映射到神经反应。深神经网络(DNNS)为这种模型提供了有前途的候选人。但是,由于实验记录时间受到严重限制,DNN要求比神经科学家可以收集的训练数据多。这促使我们找到了用尽可能少的培训数据训练高度预测的DNN的图像。,我们提出了自然图像的高对比度,双核版本(Termed Gaudy图像),以有效地训练DNNS,以预测高阶的视觉皮质响应。在对真实神经数据的仿真实验和分析中,我们发现具有艳丽图像的训练DNN大大减少了准确预测对自然图像的响应所需的训练图像的数量。我们还发现,在训练之前选择的谨慎图像优于通过主动学习算法在训练期间选择的图像。因此,谨慎的图像过多地强调了自然图像的特征,这对于有效地训练DNN最重要。我们认为,艳丽的图像将有助于对视觉皮质神经元的建模,这有可能打开有关视觉处理的新科学问题。
“第二 - 关于机械翻译的问题,我坦率地说,恐怕不同语言的单词的界限太模糊了,情感和国际内涵太广泛了,无法使任何准机械翻译方案非常有希望。我会承认,基本的英语似乎表明我们可以比语音机械化中通常做得更多,但是您必须记住,在某些方面,基本英语是机械的逆转,并且抛出了诸如“ get”,“ get”的词,这比大多数在常规英语中带来的词都要大得多。目前,语言的机械化,除了诸如盲人的光电阅读机会的阶段之外,似乎还为时过早。顺便说一句,我对麦卡洛克(McCulloch)在这种设备上的工作着迷,您可能知道,他发现这种设备的接线图真是令人惊讶地像大脑中视觉皮质的显微镜类比。”
皮质失明是一种神经系统疾病,是由于枕叶中的基因藻氨酸途径破坏,导致双侧视力丧失[1],并以正常的基础镜头,眼部运动和瞳孔功能为特征[1]。这是枕皮质损伤[2]因不同病因而引起的失明的重要原因。皮质失明在存在/不存在视觉功能,严重程度,视觉不足的意识以及在不同患者中恢复功能的幅度方面有所不同[3]。尽管由于脑缺血和缺血,但皮质失明可能是燃烧的继发性,但很少有报道。燃烧的机制可能是通过导致流向大脑的血液流动的破坏,从而导致脑部灌注灌注,这可能会导致视觉皮质区域的参与导致皮质失明。尽管皮质失明可能在脑外科手术中很常见,头部创伤[4],但中风等等,但在烧伤患者中非常罕见。
Abstract: This paper presented the assessment of cognitive load (as an e ff ective real-time index of task di ffi culty) and the level of brain activation during an experiment in which eight visually impaired subjects performed two types of tasks while using the white cane and the Sound of Vision assistive device with three types of sensory input—audio, haptic, and multimodal (audio and haptic simultaneously).第一个任务是识别对象属性,第二个任务是导航并避免在虚拟环境和现实世界设置中遇到障碍。结果表明,触觉刺激的直观不如音频,而视觉设备声音的导航增加了认知负载和工作记忆。在多模式刺激的情况下,视觉皮层不对称性比单独刺激(音频或触觉)低。无论导航或感觉输入的类型如何,视觉皮质活动与导航过程中的碰撞数量之间没有相关性。使用设备时,可激活视觉皮层,但仅适用于晚期用户。对于所有受试者,与白色的拐杖导航相比,用视觉设备的声音导航会引起低负价。
摘要:在有色光照射(CLE)下,言语流畅性任务(VFT)引起的脑血管血流动力学和全身生理反应在受试者之间具有很大差异。我们假设机器学习可以让我们对反应模式进行分类,并为受试者之间的常见反应模式提供新的见解。总共 32 名健康受试者(15 名男性和 17 名女性,年龄:25.5 ± 4.3 岁)在进行 VFT 时在两种不同颜色的光(红色与蓝色)下暴露 9 分钟,采用随机交叉研究设计。我们使用系统生理增强功能近红外光谱(SPA-fNIRS)方法同时测量前额皮质(PFC)和视觉皮质(VC)的脑血管血流动力学和氧合情况以及全身生理参数。我们发现,根据以下参数的变化,无监督机器学习可以适当地将受试者分为不同的组:呼气末二氧化碳、动脉血氧饱和度、皮肤电导率、VC 中的氧合血红蛋白和 PFC 中的脱氧血红蛋白。使用硬聚类方法,分别针对蓝光和红光暴露发现了三组和五组不同的受试者。我们的结果强调了人类对 CLE-VFT 实验范式表现出特定反应类型的事实。
大脑中精确的神经回路的发展需要在功能成熟之前自发的神经活动模式。在啮齿动物的大脑皮层中,分别在体感和视觉区域中发展了活性的拼布和波浪模式,并且出生时存在。但是,这种活动模式是否发生在非哺乳动物中,以及在发育过程中何时以及如何出现,仍然与理解健康和疾病中的大脑形成有关。由于图案化的皮质活动的发作是在欧地人中在产前研究的挑战,因此我们在这里使用有袋动物的邓纳特(Marsipial Dunnarts)以微创的方式提供了一种方法,后者的皮质在产后形成。,我们在第27阶段(相当于新生小鼠)的邓纳特体感和视觉皮层中发现了类似的拼布和行进波,并检查了早期发展阶段,以确定这些模式的开始以及它们的首次出现。我们观察到,这些活动模式以区域特异性和顺序方式出现,最早在体感和24阶段在视觉皮质中(分别与胚胎第16天和第17天)中的第25阶段出现,因为皮质层建立和丘脑轴突在皮质层中,并在皮层中发出了丘脑。除了雕刻现有电路的突触连接外,神经活动的进化保守模式还可以帮助调节皮质发育中其他早期事件。
深层神经网络目前提供了整个灵长类动物腹视觉流中神经元反应模式的最佳定量模型。然而,作为腹侧流的开发模型,此类网络仍然令人难以置信,部分原因是它们是经过超级可见的方法培训的,需要比婴儿在发育过程中可以使用更多标签的方法。在这里,我们报告说,无监督学习的最新进展在很大程度上缩小了这一差距。我们发现,在多个腹侧视觉皮质皮质区域中,神经网络模型以深层的对比性嵌入方法获得了神经预测的准确性,该区域等于或超过了使用当今最佳监督方法得出的模型,并且这些神经网络模型的映射是神经层在整个通风流中的神经层。令人惊讶的是,我们发现这些方法即使仅接受从头部安装的相机收集的实际人类儿童发育数据进行训练,即使这些数据集很嘈杂且有限,也会产生类似的表示形式。我们还发现,半佩里的深层对比嵌入可以利用少量标记的示例来产生代表,具有大大改善人类行为的错误模式一致性。综上所述,这些结果说明了无监督学习的使用,以提供穆尔氏皮质脑系统的定量模型,并为灵长类动物感觉学习的生物学上合理的计算理论提供了强有力的候选者。
摘要的分期夹带被认为可以在全球范围内坐落在不同结构(例如海马和新皮层)跨不同结构的活性。在识别和决策过程中,最佳处理感觉输入可能需要此协调。In quadruple-area ensemble recordings from male rats engaged in a multisensory discrimination task, we investigated phase entrainment of cells by theta oscillations in areas along the corticohippocampal hierarchy: somatosensory barrel cortex (S1BF), secondary visual cortex (V2L), perirhinal cortex (PER), and dorsal hippocampus (DHC)。大鼠区分以仅触觉,仅视觉或触觉和视觉方式呈现的两个3D对象。在任务参与期间,S1BF,V2L,PER和DHC LFP信号显示出连贯的theta波段活性。我们发现单细胞尖峰活性的相位夹带到S1BF,V2L,PER和DHC中的局部记录以及海马theta活性。虽然在任务试验的持续时期期间发生海马尖峰的阶段夹带发生在局部theta振荡中,并且对行为和模态的行为和模态,体感和视觉皮质细胞无可置疑,仅在刺激效果期间被置于刺激期间,主要是在其首选模式中(S1BF,触觉,crossit crossit; v2;刺激表现(S1BF:Visual; V2L:触觉)。这种效果无法通过发射速率或theta振幅的调制来解释。因此,海马细胞是长时间时期的相夹具,而感觉和周围神经元在感觉刺激呈现过程中被选择性地夹住,为活动协调提供了短暂的时间窗口。
将人类行为与大脑结构联系起来:进一步的挑战和可能的解决方案Chen Song 1,*,Kristian Sandberg 2,Renate Rutiku 3和Ryota Kanai 4 1。加的夫大学脑研究成像中心,加的夫大学,加的夫,英国。2。功能整合神经科学中心,丹麦奥胡斯大学的奥尔胡斯大学。3。波兰克拉科夫的贾吉伦大学心理学研究所。4。Araya Inc.,日本东京。 *电子邮件:songc5@cardiff.ac.uk在及时的文章中,Genon及其同事回顾了MRI研究的最新发展,旨在将人类行为与大脑结构联系起来(Genon,S.,Eickhoff,S.B. &Kharabian,S。将大脑结构的个体变异与行为联系起来。 nat。 修订版 Neurosci。 23,307–318(2022))1。 他们认为,在过去的十年中,该领域目睹了研究发现的可复制性低,并且有效的大小减少。 他们指出采用多元方法是前进的一个有前途的道路。 我们认可他们有见地的建议,并想提请注意两个点,我们认为这代表了未来的关键挑战和可能的解决方案。 存在结构MRI信号与潜在的“真实”大脑结构之间的简单一对一关系。 MRI信号反映了体素内各种结构成分的混合贡献,其中一些成分以截然不同的方式影响大脑功能。 值得注意的是,正在进行一些有希望的发展来弥合这一差距。Araya Inc.,日本东京。*电子邮件:songc5@cardiff.ac.uk在及时的文章中,Genon及其同事回顾了MRI研究的最新发展,旨在将人类行为与大脑结构联系起来(Genon,S.,Eickhoff,S.B.&Kharabian,S。将大脑结构的个体变异与行为联系起来。nat。修订版Neurosci。23,307–318(2022))1。 他们认为,在过去的十年中,该领域目睹了研究发现的可复制性低,并且有效的大小减少。 他们指出采用多元方法是前进的一个有前途的道路。 我们认可他们有见地的建议,并想提请注意两个点,我们认为这代表了未来的关键挑战和可能的解决方案。 存在结构MRI信号与潜在的“真实”大脑结构之间的简单一对一关系。 MRI信号反映了体素内各种结构成分的混合贡献,其中一些成分以截然不同的方式影响大脑功能。 值得注意的是,正在进行一些有希望的发展来弥合这一差距。23,307–318(2022))1。在过去的十年中,该领域目睹了研究发现的可复制性低,并且有效的大小减少。他们指出采用多元方法是前进的一个有前途的道路。我们认可他们有见地的建议,并想提请注意两个点,我们认为这代表了未来的关键挑战和可能的解决方案。存在结构MRI信号与潜在的“真实”大脑结构之间的简单一对一关系。MRI信号反映了体素内各种结构成分的混合贡献,其中一些成分以截然不同的方式影响大脑功能。值得注意的是,正在进行一些有希望的发展来弥合这一差距。例如,定量T1 MRI信号的增加可能导致髓鞘降低或轴突直径增加2,3(图1A),这会影响相反方向的信号传导速度4。MRI信号和基础大脑结构之间的差距对大脑结构 - behaviour映射构成了巨大挑战。我们想突出两个这样的发展:多维和多模式MRI 5。通过获取多个结构性MRI信号,每个信号反映了不同的结构组件加权总和,这些技术可以分离并测量单个结构成分,例如髓磷脂水平6,轴突直径7和细胞形态8。这些措施在功能上更相关的大脑单位,并为机械见解提供了机会。对大脑结构的另一个挑战 - 行为映射是大脑结构与行为之间的众多关系。正如Genon及其同事所指出的1所指出的那样,该领域长期以来依赖于线性结构 - 行为关系的假设。然而,最近的研究引起了人们对这一假设的怀疑,而是指向多一对一的结构 - 行为关系,称为“多重可变性”。例如,在视觉性能和视觉皮质体积之间观察到U形关系,这表明视觉性能的降解可能是由于皮质厚度增加或皮质表面表面积9的降低而导致的(图1B)。同样,网络结构和网络行为10之间存在多对一的关系。大脑结构与行为之间缺乏一对一的关系增加了采用多元和机器学习方法的重要原因。这些方法可以检查结构 - 行为关系的整个空间。这些方法的一种有希望的应用是寻找最佳的大脑结构。它提供了解决髓磷脂与轴突的比率最佳的机会,对于信号传导,白色与灰质的比例对于不同的行为领域是最佳的,以及其他概念上重要的问题。综上所述,我们认为,由于缺乏从MRI到大脑结构以及从大脑结构到行为的一对一映射,该领域受到了挑战(图1)。进步很大程度上依赖于弥合从MRI到大脑结构的差距并检查行为对大脑结构的多重实现性的能力。