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Search: #脑成像技术

  1. 从脑电波还原10s动态影像？读心术真的要来了？

    人类大脑如何处理视觉信息一直是科学界的谜题。近年来，通过脑成像技术，科学家已经能够从人脑活动中“看”出被试正在观看的影像或图片。不过，这种技术通常依赖于功能磁共振成像（fMRI），而fMRI反映的是血液流动变化，属于间接测量。相比之下，直接记录单个神经元活动能更直接地揭示大脑如何编码视觉信息。

    现在，一项发表在《eLife》上的研究首次实现了从老鼠视觉皮层神经元活动中重建自然影像。研究人员使用先进的动态神经网络编码模型，通过反向传播优化视频，从钙成像数据中成功重建了老鼠观看的10秒自然影像，帧率为30Hz，并且与真实影像在像素级别上的相关性达到了0.57。这一结果远超之前仅用静态图像数据重建的0.24。研究指出，高精度重建的关键在于使用更多神经元数据以及模型集成技术。

    研究团队表示，这项技术为理解视觉处理过程提供了新工具，例如可以研究大脑如何整合不同来源的视觉信息，或者如何处理动态场景。不过，目前的研究仍处于基础阶段，需要更多样本和更复杂的模型来进一步验证其普适性。

    读心术 ×
    搜魂术 ✓

    来源：eLife

    #脑科学 #神经编码 #视觉处理 #小鼠研究 #脑成像技术

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  2. 印刷二维材料实现类生物神经元，柔性脑机接口再进一步

    我们一直梦想着能制造出像生物神经元那样灵活、智能的电子设备，用于脑机接口或神经形态计算。但传统人工神经元往往难以模拟生物神经元的复杂动态行为，比如尖峰放电的多样性和频率变化。现在，科学家们用一种全新的方法，通过印刷二维材料，成功制造出类生物的尖峰神经元，为柔性脑机接口带来了新希望。

    这项研究使用印刷的MoS2（二硫化钼）纳米片网络，通过热激活的导电丝形成和焦耳热效应，实现了非线性开关。这些设备可以在柔性基底上稳定工作，频率高达20kHz，循环超过10^6次。更重要的是，它们能够模拟一、二、三阶尖峰复杂性，包括积分-放电行为、潜伏期、持续放电等，甚至能刺激小鼠小脑切片中的浦肯野神经元，其尖峰波形与生理时间尺度匹配。

    这一突破为神经形态硬件和柔性脑机接口提供了可扩展的平台。然而，研究仍处于实验室阶段，未来需要验证在活体中的长期稳定性和生物相容性。不过，这无疑为未来直接将电子设备印在皮肤上，实现更自然、更灵活的脑机交互铺平了道路。

    打印技术太牛了，以后脑机接口可能直接贴在皮肤上？🤖


    来源：Nature nanotechnology

    #脑机接口 #二维材料 #神经形态计算 #柔性电子 #尖峰神经元

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  3. 给神经器官装上“智能皮肤”：新框架实现高精度电生理监测

    神经器官是研究人类大脑的“迷你模型”，但现有技术难以全面捕捉其复杂的神经活动。科学家们一直面临一个难题：如何让电极更“贴近”这些微小的脑组织，同时不破坏其结构？新的研究可能带来突破。

    研究人员开发了一种形状适配的软质三维多孔框架，通过逆建模技术，能自组装成与神经器官完美贴合的形态。这种框架几乎完全覆盖器官表面，支持高密度的电极阵列，从而实现高分辨率的空间电生理记录。它不仅能记录神经信号，还能进行程序化电刺激，甚至结合荧光成像和光遗传学技术，实现多模态研究。

    这一创新为研究人类大脑发育、疾病模型（如自闭症或脊髓损伤）提供了新工具。它允许科学家更全面地理解神经网络的功能和连接，而不仅仅是局部区域。不过，目前研究主要针对皮质和脊髓器官，未来可能需要验证其在其他类型器官中的适用性。

    神经科学家终于能“摸”到器官的神经活动了！🧠


    来源：Nature biomedical engineering

    #神经器官 #电生理学 #生物工程 #脑研究 #器官模型

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  4. RCT:针灸缓解无先兆偏头痛，大脑连接模式或可预测疗效

    偏头痛是一种常见且痛苦的疾病，传统针灸常被用于缓解症状，但科学证据一直存在争议。一项新研究通过结合现代脑成像技术，为针灸治疗偏头痛提供了新的科学依据。

    这项随机临床试验纳入120名无先兆偏头痛患者，分为真实针灸组和假针灸组。结果显示，真实针灸能显著减少每月偏头痛天数，并改善疼痛评分和生活质量。更有趣的是，通过连接体预测模型分析，研究人员发现大脑特定连接模式与疗效相关——例如，默认模式网络与小脑-皮层连接的异常可能预测疼痛缓解，而小脑-运动皮层连接的异常则与功能改善相关。

    这项研究首次将脑连接模式与针灸疗效联系起来，为个性化治疗提供了可能。然而，研究样本量相对较小，且仅针对无先兆偏头痛，未来需要更大规模、更长期的研究来验证这些发现，并探索是否适用于其他类型的偏头痛。

    偏头痛的脑内“线路图”出炉，针灸像给大脑开导航🗺？


    来源：JAMA network open

    #针灸 #偏头痛 #脑连接 #无先兆偏头痛 #随机临床试验

    via: 热心群友

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  5. 无线光脑机：用光直接给大脑“发指令”

    我们的大脑通过处理来自感官的信号来感知世界，但如果能直接向大脑发送信息呢？西北大学科学家开发出一种无线设备，它像“脑内无线电”一样，用光信号直接与大脑对话，绕过了身体自然的感知路径。

    该研究在《自然·神经科学》上发表，设备柔软灵活，像邮票大小，贴在颅骨表面，通过骨头向大脑皮质发射精确的光脉冲。在实验中，科学家用这种设备激活了小鼠大脑深处特定区域的神经元（这些神经元经过基因改造能响应光），小鼠很快就能识别这些光信号并完成行为任务，甚至在没有触觉、视觉或听觉参与的情况下做出决策。

    这项技术潜力巨大，可用于为假肢提供触觉反馈、开发人工感官、调节疼痛感知、辅助中风或损伤后的康复，以及用大脑控制机械臂等。它让我们更接近恢复因损伤或疾病失去的感官，同时揭示了大脑感知世界的基本原理。

    脑机接口终于不用插线了，以后打游戏直接脑内操作？


    来源：Nature Neuroscience

    #脑机接口 #光遗传学 #神经科学 #人工感知 #神经修复

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  6. 赢球“上瘾”，输球“失控”？fMRI揭示极端狂热大脑的神经根源

    为什么一场球赛能让人欣喜若狂或悲痛欲绝？对于铁杆球迷来说，这关乎身份认同。最近，一项发表在《放射学》期刊的研究，利用功能性磁共振成像技术深入探究了这种强烈情感投入背后的神经机制。

    该研究招募了60名男性球迷，扫描他们观看“主队”与“宿敌”比赛的进球片段。研究发现，强烈的竞争关系可在几秒内迅速重构大脑的“奖赏-控制”平衡。“重大胜利”（攻破宿敌）时，大脑的奖赏回路被放大，强化了归属感；而在“重大失败”（被宿敌进球）时，大脑中负责认知控制的背侧前扣带皮层活动反而被“悖论性抑制”了。

    作者指出，这种“奖赏上升，控制下降”的神经模式在狂热粉丝中尤其明显，导致他们在身份认同受威胁时，瞬间丧失自我调节能力。这一发现不仅限于体育，也可能推广如2021年美国国会山事件的政治狂热和宗教冲突等。更重要的是，这些脑回路可能在生命早期就已形成，深受童年经历和社会学习的影响。因此，保护儿童发展才是预防极端狂热的根本策略。

    已学习如何转职狂战🫡


    来源：Radiology

    #足球狂热 #政治极化 #脑科学

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  7. 人以“脑”分：研究发现大脑对世界的反应相似性可预测未来友谊

    我们如何与陌生人发展成朋友？一项发表于《自然·人类行为》的研究，通过一个精巧的纵向实验揭示了友谊形成的深层神经基础 。研究人员招募了一批互不相识的研究生新生，在他们有机会深入交往前，使用功能性磁共振成像（fMRI）技术扫描并记录下他们在观看一系列相同视频片段时的大脑活动 。随后，研究团队在2个月和8个月后两次调查了整个学生群体的社交关系网络，以追踪他们友谊的建立与变化 。

    结果揭示了惊人的预测能力。首先，八个月后成为朋友的两个人，他们在初见前大脑左侧眶额皮层（一个与主观价值判断相关的区域）的活动模式就比那些关系疏远的人更相似 。不过，这一关联部分可由性别等人口统计学上的相似性来解释 。研究最核心的发现是，大脑相似性最有力地预测了关系的动态演变。与关系随时间疏远的陌生人相比，那些随时间推移关系变得更亲近的人，在初见前的大脑活动模式就表现出广泛且高度的同步性，涉及共情、注意力分配和“意义建构”等40多个高级认知功能的皮层区域 。并且，这种预测能力在排除了人口统计学因素的干扰后依然非常显著 。

    综上所述，这项研究表明，虽然一些初期的友谊可能源于环境便利或背景相似，但一段关系能否经受住时间的考验、不断加深，或许更多地取决于一种深层次的“神经同理心”——即我们双方在认知、感受和理解这个世界的方式上，存在着一种与生俱来的默契 。

    懂了，以后相亲不看八字，看功能磁共振😈


    来源：Nature Human Behaviour

    #神经科学 #脑连接 #影像组学

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