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残留耳廓运动活动指示人类听觉注意力的方向
摘要 与狗和猫不同，人类在将注意力集中在新颖、突出或与任务相关的刺激上时不会将耳朵指向前方。然而，人类可能保留了退化的耳廓定向系统，该系统作为大脑中的“神经化石”存在了大约 2500 万年。与这一假设一致，我们证明了听觉注意力的方向反映在退化耳廓运动系统内肌肉的持续电活动中。表面肌电图 (EMG) 取自移动耳廓或改变其形状的肌肉。为了评估反射性、刺激驱动的注意力，我们在四个不同的侧面位置呈现来自扬声器的新声音，同时参与者默默阅读他们面前的无聊文本。为了测试自愿的、目标导向的注意力，我们指示参与者听其中一个扬声器发出的短篇故事，同时忽略另一侧相应扬声器发出的竞争故事。在这两个实验中，EMG 记录都显示，在关注刺激的一侧的耳朵上活动较大，但模式略有不同。向上运动（竖起）仅在自愿定向时根据侧向注意力焦点而有所不同；耳廓上侧边缘向后折叠仅在反射定向时表现出这种差异。人类存在耳廓定向系统，并且可以通过实验获得，这为基础科学和应用科学提供了机会。
简短的语言学习会话后，皮质语义网络中的快速微观结构可塑性
尽管语言在我们的生活中显而易见，但我们快速有效地学习新单词和含义的至关重要能力在神经生物学上还是很糟糕的理解。传统的知识坚持认为语言学习（尤其是成年期）是缓慢而费力的。此外，其结构基础尚不清楚。即使在立即立即明显地进行了学习的行为表现，但在各种半类别中，先前的神经影像学工作已经在很大程度上研究了与数月或数年的实践相关的神经变化。在这里，我们涉及新词典的获取，特别关注与动作相关的语言的学习，这与大脑的运动系统有关。我们的结果表明，仅在新的单词学习后几分钟后，有可能测量和调节（使用运动皮层的经颅磁刺激（TMS））皮层微解原解重组。通过扩散的峰度成像（DKI）和基于机器学习的分析衡量的学习诱导的微观结构变化在前额叶，时间和顶壁新媒介位点显而易见，这可能反映了在学习任务期间立即立即反映出整合性词典词典 - 弹性处理和新记忆电路的形成。这些结果提出了快速新皮层编码机制的结构性基础，并揭示了模态和联想大脑区域在支持学习和单词获取方面的因果互动关系。
运动启动可增强脊髓损伤患者的物理治疗效果
背景：脑机接口 (BCI) 是一种针对脊髓损伤 (SCI) 患者的新兴神经康复疗法。目的：该研究旨在测试在身体练习之前使用 BCI 控制的功能性电刺激 (FES) 启动感觉运动系统是否比单纯的身体练习更有益。方法：10 名亚急性 SCI 患者参加了一项随机对照试验，其中实验组 (N = 5) 在身体练习 (30 分钟) 之前接受 BCI-FES 启动 (∼ 15 分钟)，而对照组 (N = 5) 进行优势手的身体练习 (40 分钟)。主要结果测量是 BCI 准确度、依从性和感知工作量。次要结果测量是手动肌肉测试、握力、运动范围和脑电图 (EEG) 测量的大脑活动。结果：平均 BCI 准确率为 85%。实验组发现 BCI-FES 启动在精神上要求很高但并不令人沮丧。实验组中有两名参与者由于提前出院而未完成所有课程。两组之间的身体结果没有显著差异。实验组中闭眼与睁眼的脑电图活动比率增加更多（theta P θ = 0.008，低 beta P l β = 0.009，高 beta P h β = 1.48e-04），表明神经系统结果更好。BCI-FES 启动没有可测量的直接效果。结论：物理治疗前启动大脑是可行的，但可能需要超过 15 分钟。这值得进一步研究并增加样本量。
玩电子游戏时，视觉诱发的反应会得到增强
摘要 众所周知，视觉可以引导运动，但人们很少意识到运动皮层也为视觉系统提供输入。在本文中，我们研究了视觉刺激的神经处理是否在运动活动期间受到剧烈调节，假设在从事依赖于视觉刺激的运动任务时，视觉诱发反应会得到增强。为了验证这一点，我们告诉参与者，他们的大脑活动是控制视频游戏，而实际上，该游戏是预先录制的游戏的回放。这种欺骗对一半的参与者有效，旨在调动运动系统，同时避免与实际运动或躯体感觉相关的诱发反应。在其他试验中，受试者主动使用键盘控制玩游戏或被动观看回放。视觉诱发反应的强度是通过连续刺激和头皮上的诱发电位之间的时间相关性来衡量的。我们发现被动观看期间相关性降低，但主动和假玩之间没有差异。在假游戏过程中，中央电极上的 Alpha 波段 (8-12 Hz) 活动减少，表明尽管没有明显的运动，但运动皮层仍然被激活。为了解释游戏过程中注意力的潜在增加，我们进行了第二项研究，受试者在观看过程中数屏幕上的项目。我们再次发现假游戏过程中相关性增加，但数数和被动观看之间没有差异。虽然我们不能完全排除注意力的参与，但我们的研究结果确实表明在主动视觉过程中视觉诱发反应有所增强。
Trabajo FindeMáster-Riuma校长
滑动是一种运动系统，其特征是独立驾驶地面车辆的平行胎面。转弯需要向每个胎面命令不同的旋转速度，这激发了内部胎面在转弯中刹车的外部胎面，相反，该胎面被外部拖动。因此，外胎面滑动，即，它的进展要小于其旋转速度给出的位移，并且内部滑动，即它的旋转速度比预期的要多。当车辆在现场转动时，理想情况下，胎面速度相反，两个胎面上都会滑动。仅当两个胎面都具有相同的旋转速度时，不会发生滑动或打滑（在直线运动期间）。可以使用轨道或几个机械链接的轮子建造滑动车辆的胎面。主要区别在于它们与地面的接触斑，轨道比车轮要大得多，从而导致摩擦更高，并且在不规则的地形上具有更好的牵引力[1]。每侧的车轮数通常在两到四个之间变化，是胎面的行为，距离更接近轨道。由于它的机械简单性和高可操作性，载人[2]和无人驾驶[3]地面车辆通常都采用了滑动运动。滑动移动机器人的现场应用包括检查[4]，采矿[5]，农业[6] [7]，搜救[8]和林业[9]等。尽管如此，这种机制意味着高功率要求[10] [11]，并使动态建模更加复杂[12] [13]。此外，在倾斜的地形上运行[14] [15]，
图像引导的脑外科手术（神经导航）在尼泊尔Annapurna神经学研究所和盟军科学：关于神经导航的角色和有效性的回顾性研究
近年来，由于图像引导的交互式系统的发展，神经外科的发展良好。引入神经运动系统是提高神经外科质量的巨大飞跃。旨在调查导航系统在颅骨手术中的作用，借助Easy Nav Navigation System执行的案例，首次通过游戏硬件和软件进行了审查。材料和方法：在2017年至2021年期间进行了导航指导进行的500次颅手术，并研究了手术结果，有效性。在所有情况下，有71％为脑肿瘤，4％的血管异常，15％垂体肿瘤和剩余的颅内出血和囊肿。结果：研究得出结论，EasyNav导航可以有效地定位病变，减少暴露区域，降低对正常脑组织的伤害以及整体手术时间减少。导航在各种手术中被证明是有效的，无论位点，大小，一致性和血管性如何。然而，在俯卧位的手术中，特别是在后窝中进行的几个手术中可以看出微小的目标指示。结论：简单的NAV神经导航系统被证明是一种负担得起的，简单，直接的基于光学跟踪的导航系统，而其他导航系统对于尼泊尔等发展中国家来说太昂贵了。导航系统已帮助外科医生在困难的部位和深脑结构中找到病变。微切裂术，完整的切除，通过导航的指导更好地定位病变，有助于提高颅骨手术的整体结果。
皮质肌肉耦合控制混合脑......
用于中风后运动康复的脑机接口 (BCI) 系统已证明其通过加强与运动相关的大脑活动来促进上肢运动恢复的有效性。混合 BCI (h-BCI) 利用中枢和外周激活，常用于辅助 BCI 以提高分类性能。然而，在康复环境中，应提取大脑和肌肉特征以促进良好的运动结果，不仅加强中枢运动系统中的意志控制，而且还加强将运动命令有效投射到目标肌肉，即中枢到外周的通信。出于这个原因，我们考虑将皮质肌肉耦合 (CMC) 作为专用于中风后上肢运动康复的 h-BCI 的一个功能。在本研究中，我们对 13 名健康参与者 (CTRL) 和 12 名中风患者 (EXP) 在执行（CTRL，EXP 未受影响的手臂）和尝试（EXP 受影响的手臂）手抓握和伸展时进行了伪在线分析，以优化 CMC 计算和基于 CMC 的运动检测从离线到在线的转换。结果表明，每 125 毫秒更新一次 CMC 计算（滑动窗口的移位）并在最终分类决策之前积累两个预测是运动分类准确性和速度之间的最佳平衡，与运动类型无关。对中风参与者的伪在线分析表明，尝试和执行的抓握/伸展都可以通过基于 CMC 的运动检测进行分类，并且在分类速度方面具有很高的性能（运动检测到 EMG 开始之间的平均延迟约为 580 毫秒）
人类健康参与者的奖励、动机和大脑成像 - 叙述性评论
在过去的 20 年中，越来越多的脑成像研究探讨了人类奖赏动机背后的机制。本综述描述了与奖赏动机相关的神经机制及其与健康人类参与者的认知功能的关系的研究。众所周知，人类大脑的中脑边缘多巴胺奖赏回路控制着人类的奖赏动机行为。内侧和外侧前额叶皮层 (PFC) 在决策过程中整合动机和认知控制，而背外侧 PFC (dlPFC) 整合并传输奖赏信号至中脑边缘和中脑皮层多巴胺回路并启动激励行为。丘脑和岛叶影响人类的激励处理，而运动系统在响应动作控制方面发挥作用。奖赏动机、学习、记忆、想象、工作记忆和注意力之间存在相互关系。评估奖赏动机的最常用方法是金钱激励延迟任务 (DMRT)，并且有几项针对该范式的荟萃分析。基因调节动机奖励，多巴胺为动机和认知控制之间的相互作用提供了基础。有证据表明，男性青少年比女性青少年做出更多冒险的决定，并且腹侧纹状体中奖励相关的 DA 释放的侧化仅限于男性。这些研究对我们理解自然奖励和成瘾、抑郁和 ADHD 等精神疾病具有重要意义。此外，奖励和记忆之间的关联有助于开发干扰记忆巩固的药物成瘾治疗技术。最后，缺乏关于奖励动机、遗传学和性别差异的研究，这可以提高我们对奖励、动机和大脑之间关系的理解。
电动机到感官转换介导了想象的唱歌
是什么能够在我们的脑海中进行口头思考或嗡嗡作响的心理活动？我们假设运动系统与感觉系统之间的相互作用引起语音和旋律的心理表征，而这种运动性转化构成了神经基础，使我们的口头思维和秘密唱歌。与听觉刺激的神经夹带相似，参与者以节奏地想象着众所周知的歌曲的歌词，而使用磁脑摄影（MEG）记录了神经电磁信号。我们发现，当参与者想象在试验中类似的持续时间内唱同一首歌曲时，三角洲频带（1-3 Hz，类似于歌曲的节奏）在试验中显示出更加一致的相位相干性。This neural phase tracking of imagined singing was observed in a frontal-parietal-temporal network: the proposed motor-to-sensory transfor- mation pathway, including the inferior frontal gyrus (IFG), insula (INS), premotor area, intra- parietal sulcus (IPS), temporal-parietal junction (TPJ), primary auditory cortex (Heschl's gyrus [Hg]）和上颞回（STG）和沟（STS）。这些结果表明，神经反应可能夹带精神活动的节奏。此外，theta波段（4-8 Hz）相位相干性位于听觉皮层中。在右侧的感官系统中观察到MU（9-12 Hz）和β（17–20 Hz）频段，这些系统与唱片背景相关。伽马频带在观察到的网络中广泛体现。电动机到感官转移网络中的相干和频率特异性激活介导了感知表示的内部结构，并构成了精神操作的神经计算的基础。
通过独立控制各个运动单元实现的非侵入式脑机接口
通过独立控制单个运动单元实现的非侵入式脑机接口 Emanuele Formento*，1，Paul Botros*，1，Jose M. Carmena 1,2+ * 同等贡献 1 加州大学伯克利分校电气工程与计算机科学系，伯克利，加利福尼亚州，94720，美国。 2 加州大学伯克利分校 Helen Wills 神经科学研究所，伯克利，加利福尼亚州，94720，美国。+ 通讯作者。电子邮件：jcarmena@berkeley.edu 摘要 脑机接口 (BMI) 有可能恢复残疾人的独立性，然而非侵入性和性能之间的妥协限制了它们的转化相关性。在这里，我们展示了一种由从肱二头肌非侵入性记录的单个运动单元控制的高性能 BMI。通过实时听觉和视觉神经反馈运动单元活动，8 名参与者学会了熟练而独立地控制三个运动单元，以完成二维中心向外任务，经过 6 天的训练，控制能力显著提高。与此同时，运动单元群体的维度相对于自然行为显著增加，在很大程度上违反了刻板的等长肌肉收缩期间显示的招募命令。最后，参与者在拼写任务中的表现证明了运动单元 BMI 的转化潜力，超过了现有非侵入式 BMI 的表现。这些结果展示了外周感觉运动系统尚未探索的灵活性水平，并表明可以利用这一点来创建新型的非侵入式高性能 BMI。