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    theta悖论:4-8 Hz的EEG振荡既反映睡眠压力又体现认知控制

    theta振荡(4—8赫兹)反映了警觉认知控制状态活动和睡眠剥夺,是睡眠状态下压力的标志。本研究中,我们调查了认知任务和睡眠剥夺期间中,脑电位振荡的差异。我们测量了18名年轻健康成年人(9名女性)在3种睡眠剥夺水平下执行6项任务的高密度脑电图。我们发现认知负荷和睡眠剥夺都增加了内侧前额叶皮质区域的theta功率;然而,睡眠剥夺导致了许多额叶其他部位的theta波增加。睡眠剥夺相关的theta(sdTheta)出现位置随任务不同而不同,在视觉空间任务和短时记忆任务中范围最广,在被动音乐学习任务中辅助运动区活动最强,而在空间任务时颞下回皮层最强。此外,任务行为的改变和睡眠剥夺时的theta增加相关,但是相关无任务特异性而且多重校正后不显著。总之,这些结果表示在睡眠剥夺期和认知过程中that a振荡主要发生在与当前行为无关的皮层区域。

    03

    Nature子刊:EEG源成像可检测到皮层下电生理活动

    皮层下神经元活动与大尺度脑网络高度相关。尽管脑电图(EEG)记录提供了较高的时间分辨率和较大的覆盖范围来研究整个大脑活动的动力学,但是皮层下信号检测的可行性尚有争议。来自日内瓦大学的Martin Seeber等人在NATURE COMMUNICATIONS杂志发文,该研究探讨了了头皮脑电是否可以检测并正确定位放置在中央丘脑和伏隔核中的颅内电极记录的信号。放置在这些区域的深部脑刺激电极(DBS)可与高密度(256通道)EEG信号同时记录活动。在三名闭眼休息的患者中,研究者发现从颅内发出的alpha信号和脑电溯源分析的结果之间存在显著相关性。 脑电溯源分析给出的信号与颅内DBS 电极给出的信号高度相关。因此,该研究提供直接证据表明头皮脑电确实可以感知皮层下信号。

    03

    一种用于干式脑电图的高密度256通道电极帽

    高密度脑电图(HD-EEG)目前仅限于实验室环境,因为最先进的电极帽需要熟练的工作人员和大量的准备工作。我们提出并评估了一种带干式多针电极的256通道脑电图帽。本文介绍了以聚氨酯为原料,涂覆Ag/AgCl的干电极的设计。在一项有30名志愿者参与的研究中,我们将新型干式hd-脑电图帽与传统的凝胶型脑电图帽进行电极皮肤阻抗、静息状态脑电图和视觉诱发电位(VEP)的比较。我们用8个电极在真实的人体和人造皮肤上模拟帽子应用进行佩戴测试。256个干电极中的252个平均阻抗低于900 kΩ,就可以用最先进的脑电图放大器进行记录。对于干式脑电图帽,我们获得了84%的通道可靠性和减少69%的准备时间。在排除平均16%(干性)和3%(凝胶性)坏通道后,静息状态EEG、alpha活动和模式逆转VEP可以在所有比较的信号特征指标中记录到小于5%的显著差异。志愿者报告说,在EEG记录之前和之后,干帽的佩戴舒适度分别为3.6±1.5和4.0±1.8,凝胶帽的佩戴舒适度分别为2.5±1.0和3.0±1.1(1-10分)。试验表明,干电极的使用可达3200次。256通道的HD-EEG干电极帽克服了HD-EEG在制备复杂性方面的主要限制,允许未经医学培训的人员快速应用,从而实现了HD-EEG的新用例。

    01

    BrainStat:一个用于全脑统计和多模态特征关联的工具箱

    神经影像数据分析和解释需要结合多学科的共同努力,不仅依赖于统计方法,而且越来越多地依赖于与其他脑源性特征相关的关联,如基因表达、组织学数据、功能和认知结构。在这里,我们介绍了BrainStat,它是一个工具箱,包括(i)在体素空间和皮层空间的神经影像数据集中的单变量和多变量线性模型,以及(ii)死后基因表达和组织学的空间图谱,基于任务的功能磁共振成像元分析,以及几个常见静息态功能磁共振成像大脑皮层模板在内的多模态特征关联。统计和特征关联结合成一个关键的工具箱简化了分析过程并加速了跨模态研究。工具箱用Python和MATLAB实现,这两种编程语言在神经影像和神经信息学领域中广泛使用的。BrainStat是公开提供的,并包括一个可扩展的文件。

    02

    Cell Reports:青年静息状态皮层hubs分为4类

    在儿童时期,支持高级认知过程的神经系统经历了快速生长和完善,这依赖于整个大脑激活的成功协调。一些协调是通过皮质中枢发生的,皮质中枢是与其他功能网络共同激活的大脑区域。成人皮层中枢有三种不同的特征,但在认知发生关键改善的发育过程中,人们对中枢的类别知之甚少。我们在大型青年样本(n = 567,年龄8.5-17.2)中确定了四个不同的中枢类别,每个类别都表现出比成年人更多样化的连接概况。整合控制-感觉处理的青少年中枢分为两个不同的类别(视觉控制和听觉/运动控制),而成人中枢则统一在一个类别下。这种分裂表明,在功能网络经历快速发展的同时,需要隔离感觉刺激。青少年控制处理中枢的功能协同激活强度与任务表现有关,这表明在将感觉信息传递到大脑控制系统和从大脑控制系统传递信息方面起着特殊作用。

    02

    Nature子刊:生命的最初几个小时内可快速学习音位辨别—基于fNIRS研究

    人类新生儿可以区分音素,但这种能力背后的神经机制尚不清楚。新生儿的大脑可以学会区分自然(前)元音和逆向(后)元音(在子宫中学习不到的)。利用功能近红外光谱,我们检测了出生5小时后随机接触前和后元音 (T1时间点) 和在此之后2小时 (T2时间点)再次接触所发生的神经可塑性变化。实验组的新生儿接受了与T1和T2测试相同的刺激训练,与不接受训练的对照组相比,实验组婴儿在T1时前元音与后元音的血流动力学反应潜伏期更短,且在额下回区域差异最大,在T2神经活动差异增加,在颞叶上部和左侧顶叶下部最明显。由此得知,新生儿在出生后的最初几个小时内表现出对自然音素的超快速调整。

    02

    SCIENCE:脑和脊髓的交互调节价值在反向安慰剂痛觉过敏中的作用

    近日,来自德国汉堡-埃彭夫医学中心的A.Tinnermann在Science上发文,发现昂贵的治疗会导致更多的副作用。将无效的治疗标记为昂贵的药物相比于将它标记为便宜药物会导致强烈的反安慰剂痛觉过敏。这个效应通过皮层、脑干和脊髓间神经交互调节。特别地,前额叶活动调节价值对反安慰剂痛觉过敏的作用。价值进一步调节前额叶区域、脑干和脊髓间的耦合,这可能代表一个灵活的机制,通过这个机制高级认知表征例如价值可以调节早期疼痛处理。 随机安慰剂控制的临床实验病人因为副作用经常终止参与。然而,揭盲后,一些被试成为安慰剂组的

    08

    EEG/ERP研究中使用头皮表面拉普拉斯算法的问题和考虑

    尽管表面拉普拉斯算法可能抵消的容积传导和对表面电位数据记录参考的不利影响,电生理学学科一直不愿采用这种方法进行数据分析。这种顾虑的原因是多方面的,往往涉及到对潜在转换性质的不熟悉、感知到的数学复杂性的威胁,以及对信号损失、密集电极排列需求或噪声敏感性的担忧。我们回顾了容积传导和允许任意选择脑电参考所引起的缺陷,以一种直观的方式描述了表面拉普拉斯变换的基本原理,并举例说明了常见参考模式(鼻子、连接乳突、平均)和用于频繁测量的EEG频谱(theta, alpha)以及标准ERP成分(如N1或P3)的表面拉普拉斯转换之间的差异。我们特别回顾了表面拉普拉斯算法普遍应用中的一些常见的局限,这些局限可以通过适当选择样条弹性参数和正则化常数进行球面样条内插来有效地解决。我们从实用主义的角度认为,这些局限不仅是没有根据的,而且一直使用表面电位对脑电图和ERP研究的进展构成了相当大的障碍。本文发表在International Journal of Psychophysiology杂志。

    03

    可穿戴功能性近红外光谱成像在自然环境中的应用

    新型便携无线可穿戴功能性近红外光谱成像(fNIRS)设备的发展为脑功能成像开辟新路,这将带来认知研究的革命性变化。在过去的几十年里,诸多研究采用了传统的功能近红外光谱成像(fNIRS)方法,证明了这项技术在不同人群和不同应用领域的适用性,其中涉及健康大脑研究及脑损伤研究。然而,可穿戴fNIRS更具吸引力的特征在于,它能够在日常生活场景中施测,这是其他金标准的神经成像方法(如功能性磁共振成像)所不能实现的。这将极大影响我们探究人脑功能的神经基础及机制的方式。本文的目的是回顾认知神经科学领域中采用可穿戴fNIRS在自然环境下进行的研究。此外,我们提出了使用可穿戴fNIRS在无约束环境下可能面临的挑战,讨论了更准确推断大脑功能性激活状态的方法。最后,我们总体展望了认知神经科学领域的未来前景,我们认为,在可穿戴fNIRS研究中的获益将极为可观。本文发表在Japanese Psychological Research杂志。

    01

    Lancet Neurology:最低意识障碍脱离患者的意识的神经关联的多模态影像学研究

    意识障碍是指人对周围环境以及自身状态的识别和觉察能力出现障碍。一般分为两种,一种以兴奋性降低为特点,表现为嗜睡/意识模糊/昏睡直至昏迷;另一种是以兴奋性增高为特点,表现为高级中枢急性活动失调的状态,包括意识模糊/定向力丧失/感觉错乱/躁动不安/言语杂乱等。意识障碍中特殊的障碍群体包括:无反应觉醒综合征和最低意识状态,无反应觉醒综合症是我们常说的“植物人”,最低意识状态是一种严重的意识障碍,但与“植物”状态不同的是,这种障碍人群存在最小但仍旧较为清晰的认识自我和周围环境的能力。

    03

    [收放卷应用]直接张力控制

    在卷材的生产加上中比如成卷薄膜或纸张或线材等的印刷、涂布、绕线设备中,有放卷、收卷等有关卷取操作的工序,卷材张力在动态地变化。在卷取操作工序中卷筒的直径是变化的直径韵变化会引起卷材张力的变化:张力过小卷材会松弛起皱,在横向也会走偏。张力过大。会导致卷材拉伸过度,在纵向上会出直纹或斜拉纹,在膜卷的表面上会出现隆起的筋条,甚至会使卷材变形断裂。影响张力控制的主要因素有机械损耗、被加工材料拉伸弹性率、加减速时膜卷惯性引起的张力变化、卷取电机和驱动装置的特性等。为保证生产效率和卷材的生产质量在卷取过程中,保持恒定的张力是十分必要的;按控制原理基本上可以分为间接张力控制(开环控制)和直接张力控制(闭环控制)两种。

    04
    领券