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NeuroImage Clinical:EEG神经反馈对ADHD患者的α波振荡、注意力和抑制控制的影响

注意缺陷多动障碍(Attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD)的核心症状是注意力不集中、冲动和多动。全世界约有2-7%的儿童受到ADHD的影响,部分会持续到成年期,成年人患病率为4 - 5%,且ADHD与不良的长期结果相关,如社会适应障碍、学业问题以及与其他精神疾病共病等。 研究发现ADHD儿童EEG普遍偏慢,其特征是低频节律波(如θ波4-7 Hz)功率增加和高频的节律波的功率(如β 14–25 Hz )。在健康发育过程中θ/β比值(TBR)逐渐下降,而ADHD患者的θ/β上升被认为反映了发育迟缓或皮质觉醒不足。然而,最近的研究对θ/β与觉醒的关系及其作为ADHD诊断的可靠依据提出了挑战。除了θ/β外,静息态α波(8-12 Hz)的功率也成为了成人ADHD患者研究的重要课题。研究发现,休息状态ADHD患者前部脑区α波更高且伴随警戒水平更低。而在健康被试中,α波振幅的升高与对刺激感知减弱、走神及注意力缺失有关,另外运动皮层α波振幅的增加与主动的运动抑制有关。然而近期一些研究发现,与健康对照组相比,ADHD成人的α波功率有所提高,而另一些研究则发现ADHD成人α波水平的降低或者没有显著差异。因此,研究中关于α波功率相互矛盾的结果被视为多种支持ADHD电生理表型可能性的证据。 面对这种矛盾的结果,使用神经反馈(neurofeedback,NFB)来控制特定脑区的振荡成了解决这一问题的一个较好的选择。神经反馈导致的可塑性已经在运动和纹状体回路中得到了证实,这与ADHD的病理机制有关。研究表明,神经反馈也许能用于改善ADHD患者的注意力不集中和冲动症状,对成年人的长期影响至少为6个月,且效应接近于哌醋甲酯(又名利他林,是一种治疗ADHD的常用一线药物)。特别是,在注意过程中被调节的α波节律波(8-12Hz)被认为是ADHD潜在的生物标记。在各类研究中,成人ADHD异常的脑电振荡活动模式被反复提及。近期,来自瑞士日内瓦大学的研究团队使用脑电神经反馈的方法让成年ADHD被试自我调节α波的节律,以探索α波振荡对注意力表现和大脑可塑性的调节作用。他们研究团队在NeuroImage Clinical上发表了题为《Linking alpha oscillations, attention and inhibitory control in adult ADHD with EEG neurofeedback》的研究论文(Deiber et al., 2020)。本文对该研究进行详细解读。

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Cerebral Cortex:衰老调节由执行控制训练引起的前额可塑性

​1、 研究背景 抑制控制(IC)是指抑制运动或认知过程的能力。这一执行部分主要涉及抑制冲动或习惯性反应,这是成功的目标导向行为的典型要求。由于IC在很大程度上依赖于腹外侧前额叶——随着年龄的增长而迅速恶化的纹状体脑结构,所以在60-70岁的人群中已经可以观察到IC性能的下降。因此,通过抑制任务(Go/NoGo任务)的重复练习来训练IC已经被提出作为补偿与健康老化相关的执行缺陷的潜在方法,但是目前还没有确切的证据表明随着对老年人的训练IC是否被改善,并且老年人群中支持IC可塑性的神经机制以及它们与年轻人群中的不同之处也没有得到充分的研究。

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    ERP经典范式知多少—重温Go/Nogo范式的经典实验

    《本文同步发布于“脑之说”微信公众号,欢迎搜索关注~~》   ERP(Event-related Potentials)作为神经电生理研究中的重要方法已经被广泛的应用在脑科学研究中。在ERP研究中,实验范式是重中之重,可靠的实验范式能够帮助研究者更好的达到实验目的,并且一些特殊的实验范式还可以诱发特定的ERP成分来帮助研究者达成特定的实验需求。因此,在ERP研究的历史中,一些设计精巧并且在可重复性上表现稳定的实验范式成功的脱颖而出,成为了受到众多研究者青睐的经典范式。如oddball范式、掩蔽范式、启动范式、双任务范式、干扰范式等等。而今天我们要介绍的范式是在语言研究中对词汇产出的时间序列模型产生重大影响的Go/No go 范式。接下里就让我们通过对两篇经典文献的回顾来看看Go/No go 范式的实现以及其经典之处!

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    帕金森疾病的事件相关电位与认知「建议收藏」

    认知障碍是帕金森疾病(PD)中常见的一个非运动性症状。但是在个体之间的认知变化的本质特点有着很大的差异。根据双症侯群假说,一组患者的特点是执行功能的缺陷,这可能与额叶纹状体功能障碍有关;其他患者主要表现为非额叶相关的认知损伤,迅速发展为帕金森疾病痴呆(PDD)。本文对事件相关电位(ERP)的研究进行了全面的回顾,通过ERP方法来证明PD中认知损伤的这种异质性特点。本综述提供了证据,显示PDD中出现P3b和失匹配负波的改变,但这不存在于非痴呆PD患者中,表明这些ERP成分的改变组成了PDD的电生理标记。相反,执行功能相关的ERP成分比如,NoGo-P3,N2以及错误(相关的)负波(Ne/ERN),在非痴呆PD患者中似乎以一种多巴胺依赖的方式减弱。因此,ERP的结果证实并得到了PD患者中认知损伤异质性的不同电生理标记。本文讨论了ERP方法的局限性和开放性问题,并提供了未来ERP研究的方向和预测。本文发表在Neuroscience and Biobehavioral Reviews杂志。

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    云计算如何助力夯实制造业“底盘”?材料科学领域专家学者分享新材料前沿技术成果

    新材料技术是我国制造业的“底盘技术”,在人工智能、云计算等信息技术的加持下,新材料的发现与设计、分析与计算迎来了哪些变化?8月26日,腾讯教育联合腾讯云、腾讯量子实验室、龙讯旷腾、NVIDIA共同举办云计算助力材料多尺度计算研讨会,邀请11位材料科学领域专家学者分享多尺度计算模拟与云计算领域的最新进展、技术及成果,推动多尺度计算模拟的理论发展和应用探索。 腾讯杰出科学家、腾讯量子实验室负责人张胜誉,龙讯旷腾CEO吕海峰,香港城市大学讲座教授张瑞勤,北京航空航天大学物理学院院长、教授吕广宏,中国科学院半导体

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    【Nature 封面论文】机器学习掀起材料革命,人工智能或将颠覆人类科研方式

    【新智元导读】昨日Nature封面论文:哈佛大学研究者借助机器学习算法,利用“废弃”数据成功预测新材料的合成,引发学界激论:人工智能真能加速发现神奇新材料吗?该研究所用的“计算材料学”结合计算机模型和机器学习,是对传统研究方法的革新。计算机科学和人工智能的影响已经拓展到越来越多的领域,机器学习或将改变未来科研方式。 发现一种新的材料是非常艰难的过程,通常要经历无数次失败,偶尔在机缘巧合之下取得成果,还要费劲功夫反向检测这种新材料的性质。但有一批材料科学家转换思路,使用计算机模型和机器学习算法生成海量假想的材

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    糖尿病患者的福音,科学家研究出可自动释放胰岛素的新材料 | 黑科技

    该材料的出现,可极大的缓解糖尿病患者体外注射的痛苦。 近日,日本名古屋大学和东京医科齿科大学的研究人员研发了一种新型材料,该材料可以在植入糖尿病患者体内后,根据患者的血糖值变化自动释放胰岛素。 据悉,此次研发的新材料,是由苯硼酸和高分子凝胶结合而成的。在葡萄糖浓度低的环境中,该凝胶材料的表面分子就会自动形成一种薄膜。而如果其所在环境中的葡萄糖浓度升高时,该材料表面分子构成的薄膜就会立刻消失。 研究人员做了一个实验,将胰岛素注入到一个导管中,并在该导管的导流口涂上了该凝胶材料。随后,科学家将导管植入到患有糖尿

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    学界 | 离开实验室的材料科学:AI正将新材料的发现过程提速200倍

    大数据文摘作品 编译:李雷、大茜、Aileen 算法和材料数据库正帮科学家预测哪些元素能合成新材料。 几百年来,人们一直是通过反复试验或者靠运气和偶然发现新材料。现在,科学家们正在使用人工智能来加速这一过程。 最近,西北大学的研究人员用AI来解决如何生成新的金属玻璃混合物的问题。这比起在实验室进行实验快了200倍。 科学家们正在构建由数千种化合物组成的数据库,以便用算法来预测哪些化合物的组合会形成有趣的新材料。还有人用AI来分析已发表的论文挖据“材料配方”以产生新材料。 过去,科学家和建筑工人们只能将材料混

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    硅芯片接近物理极限,人工智能助力发现可替代的磁性新材料

    相信对大多数人来说,半导体不是一个陌生的名词。它是集成电路和芯片制造最重要的基础材料,从电脑手机到自动驾驶汽车,半导体无处不在。回顾过去的二三十年,从九十年代重量超过一公斤,且仅能打电话的大砖头手机,到现在一二百克,功能丰富的智能手机,半导体的发展可以说是日新月异。但是最近两年,以英特尔为首的半导体厂商却开始放慢了制程的升级迭代之路。目前,半导体制造商最先进的半导体制程已经达到了7nm、5nm,但这几乎已经无限接近硅材料的物理极限。看起来,半导体新材料的研发似乎是能保持未来科技发展的唯一解决方案了。而人工智能,又能在其中发挥怎样的作用呢?

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    MIT陈刚团队新研究登Science:迄今最好的半导体材料,比硅还强

    机器之心报道 编辑:杜伟、陈萍 虽然在热量传导和电子迁移方面更强,但研究者表示他们也不知道可以将立方砷化硼用在什么地方,实现商业用途更是面临巨大挑战。 硅是地球上最丰富的元素之一,已然成为现代技术的基础,从太阳能电池到计算机芯片都有硅的身影。但硅特性在半导体领域远非理想首选。 一方面,尽管硅可以让电子轻松穿过其结构,但它不太适合「电洞,holes」,电洞相当于带正电的粒子,在半导体的导电中起主要作用,因此对芯片来说很重要。 更重要的是,硅不太擅长导热,这就是为什么过热问题和昂贵的冷却系统在计算机中很常见的

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    J.Am.Chem.Soc. | 基于半监督学习的晶体结构的合成预测

    今天给大家介绍韩国高级科学技术研究所Jidon Jang等人在Journal of the American Chemical Society上发表的文章“Structure-Based Synthesizability Prediction of Crystals Using Partially Supervised Learning”。通过预测无机材料的合成能力可以加速新材料的发现,传统方法依靠计算热力学稳定性来预测定材料合成性,但考虑因素过于简单,本文中提出了一种基于材料数据库半监督学习的机器学习方法来量化合成概率。通过对positive and unlabeled machine learning (PU learning)的优化,实现图卷积神经网络作为分类器模型输出合成分数(CLscore)。CLscore排名前100的虚拟材料中有71种材料在文献中被证实可合成。

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