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    Micapipe:一个用于多模态神经成像和连接组分析的管道

    多模态磁共振成像(MRI)通过促进对大脑跨多尺度和活体大脑的微结构、几何结构、功能和连接组的分析,加速了人类神经科学。然而,多模态神经成像的丰富性和复杂性要求使用处理方法来整合跨模态的信息,并在不同的空间尺度上整合研究结果。在这里,我们提出了micapipe,一个开放的多模态MRI数据集的处理管道。基于符合bids的输入数据,micapipe可以生成i)来自扩散束造影的结构连接组,ii)来自静息态信号相关性的功能连接组,iii)量化皮层-皮层邻近性的测地线距离矩阵,以及iv)评估皮层髓鞘代理区域间相似性的微观结构轮廓协方差矩阵。上述矩阵可以在已建立的18个皮层包裹(100-1000个包裹)中自动生成,以及皮层下和小脑包裹,使研究人员能够轻松地在不同的空间尺度上复制发现。结果是在三个不同的表面空间上表示(native, conte69, fsaverage5)。处理后的输出可以在个体和组层面上进行质量控制。Micapipe在几个数据集上进行了测试,可以在https://github.com/MICA-MNI/micapipe上获得,使用说明记录在https://micapipe.readthedocs.io/,并可封装作为BIDS App http://bids-apps.neuroimaging.io/apps/。我们希望Micapipe将促进对人脑微结构、形态、功能、和连接组的稳健和整合研究。

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    NC:脑白质BOLD功能连通性的颅内电生理及结构基础

    虽然功能性磁共振成像(fMRI)研究主要集中在灰质上,但最近的研究一致发现,血氧水平依赖(BOLD)信号可以在白质中可靠地检测到,功能连接(FC)已被组织成白质中的分布式网络。然而,尚不清楚这种白质FC是否反映了潜在的电生理同步。为了解决这个问题,我们使用了16例耐药癫痫患者的颅内立体脑电图(SEEG)和静息状态功能磁共振成像(fMRI)数据。我们发现BOLD FC与SEEG FC在白质中相关,并且这一结果在每个参与者的广泛频段范围内是一致的。通过纳入扩散谱成像数据,我们还发现SEEG和fMRI的白质FC与白质结构连通性相关,表明解剖纤维束是白质功能同步的基础。这些结果为白质BOLD FC的电生理和结构基础提供了证据,它可能是精神和神经疾病的潜在生物标志物。

    03

    NC:皮层微结构的神经生理特征

    在整个皮层中观察到微结构的系统空间变化。这些微结构梯度反映在神经活动中,可以通过神经生理时间序列捕获。自发的神经生理动力学是如何在整个皮层组织的,以及它们是如何从异质皮层微结构中产生的,目前尚不清楚。在这里,我们通过估计来自静息状态脑磁图(MEG)信号的6800多个时间序列特征,广泛地描绘了整个人脑的区域神经生理动力学。然后,我们将区域时间序列概况映射到一个全面的多模式,多尺度的皮质微结构图谱,包括微观结构,代谢,神经递质受体,细胞类型和层流分化。我们发现神经生理动力学的主导轴反映了信号的功率谱密度和线性相关结构的特征,强调了电磁动力学的常规特征的重要性,同时识别了传统上较少受到关注的附加信息特征。此外,神经生理动力学的空间变化与多种微结构特征共定位,包括基因表达梯度、皮质髓鞘、神经递质受体和转运体、氧和葡萄糖代谢。总的来说,这项工作为研究神经活动的解剖学基础开辟了新的途径。

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    大数据能力提升项目|学生成果展系列之六

    导读 为了发挥清华大学多学科优势,搭建跨学科交叉融合平台,创新跨学科交叉培养模式,培养具有大数据思维和应用创新的“π”型人才,由清华大学研究生院、清华大学大数据研究中心及相关院系共同设计组织的“清华大学大数据能力提升项目”开始实施并深受校内师生的认可。项目通过整合建设课程模块,形成了大数据思维与技能、跨界学习、实操应用相结合的大数据课程体系和线上线下混合式教学模式,显著提升了学生大数据分析能力和创新应用能力。 回首2022年,清华大学大数据能力提升项目取得了丰硕的成果,同学们将课程中学到的数据思维和技能成功

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