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雙層PSM/Gel-SC(IL-4)神經導管通過巨噬細胞觸發級聯反應調控微環境促進周圍神經再生
周圍神經損傷(PNI)是臨床常見的嚴重創傷,可導致患者運動或感覺功能障礙,嚴重影響生活質量。目前,自體神經移植雖是治療的金標準,但存在供體有限、二次損傷等缺陷。神經導管(NGC)作為替代方案,因缺乏適宜的再生微環境,尤其對長距離神經缺損的修復效果仍不理想。神經再生涉及炎癥期、增殖期和再生期的序貫激活,其中巨噬細胞作為關鍵免疫效應細胞,其極化狀態直接影響微環境平衡。促炎型巨噬細胞分泌TNF-α、IL-1β等加劇炎癥,而促修復型巨噬細胞通過IL-10、VEGF等促進組織修復。如何通過生物材料精準調控巨噬細胞極化,成為突破長距離神經再生瓶頸的新思路。為解決這一難題,武漢大學的研究團隊在《Bioact
來源:Bioactive Materials
時間:2025-05-08
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CalliCog:開啟小型非人靈長類認知實驗新時代,助力揭秘人類認知奧秘
研究背景非人靈長類(NHPs)在研究人類認知方面具有重要價值,其神經生物學、生理和遺傳與人類相似。然而,傳統的 NHPs 認知研究受限較多。一方面,研究多集中在少數配備先進設施的專業實驗室,需要專業知識和大量資源,且樣本量小、成本高。另一方面,傳統認知行為測試方法存在缺陷。以往研究常將動物從家籠轉移到測試環境,這種方式會給動物帶來壓力,影響數據有效性,還需要長時間的習慣化訓練。而且傳統方法多針對大型 NHPs,如獼猴,小型 NHPs 如普通狨猴(Callithrix jacchus)對約束更敏感,分離其社會住房進行測試會對其造成更大傷害。近年來,家籠測試在 NHPs 研究中逐漸受到關注。這種測
來源:Cell Reports Methods
時間:2025-05-08
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綜述:深度學習在計算機生成全息術中的應用
深度學習賦能計算機生成全息術的革命性進展基礎原理與學科融合計算機生成全息術(CGH)通過數值計算模擬光波前記錄過程,可生成包含振幅和相位信息的全息圖。傳統算法如Gerchberg-Saxton(GS)迭代法雖能優化相位分布,但存在收斂慢、散斑噪聲等問題。深度學習(DL)憑借多層神經網絡(DNN)的通用逼近能力,為CGH提供了端到端解決方案,其中卷積神經網絡(CNN)和U-Net成為處理圖像類全息數據的首選架構。三大技術框架的突破數據驅動模型:依賴標記數據集,如MIT-CGH-4K-V1數據集,通過監督學習實現快速全息圖生成。代表性工作Tensor Holography V1利用殘差網絡(Res
來源:iScience
時間:2025-05-08
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探秘認知控制發展的神經密碼:EEG 時頻分析揭示額中回 θ 波的關鍵作用
在人類的成長歷程中,認知控制能力猶如大腦的 “指揮官”,指揮著我們的行為和思維,以實現各種目標。從嬰兒時期開始,認知控制能力就逐步發展,對個體的認知和社會情感發展產生著深遠影響。它不僅關乎當下的行為表現,還與未來的學術成就、社會適應能力以及心理健康等緊密相連。然而,長期以來,認知控制在神經層面的發展機制一直像神秘的面紗,讓科學家們難以看清。以往的研究雖然揭示了認知控制的重要性,但對于其神經動力學何時出現、如何發展,仍然存在諸多未解之謎。比如,在嬰兒和兒童時期,大腦是如何對認知控制需求進行檢測的?又是怎樣具體實施控制的?這些問題就像一個個謎團,吸引著科學家們不斷探索。為了揭開這些謎團,深入了解認
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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探秘胎兒、嬰幼兒神經發育個體差異:解鎖成長密碼,助力精準干預
在生命的早期階段,胎兒、嬰幼兒的大腦如同正在精心構建的神秘城堡,處于飛速發展之中。這一時期的神經發育,不僅奠定了個體未來認知和行為的基礎,還對其一生的健康起著關鍵作用。然而,就像每一座城堡都有獨特的建造方式,每個孩子的神經發育也存在著個體差異。如何精準測量這些差異,并深入解讀其背后的意義,成為了科學界亟待攻克的難題。一方面,目前還沒有明確的 “標準” 來界定人類大腦的發育方式。而且在研究 “發育” 時,語義、實踐和理論上的限制,也會影響對個體差異的測量和解讀。另一方面,FIT 階段大腦和行為變化迅速、復雜且多樣,同時 FIT 神經影像數據質量和數量欠佳,這些都給研究帶來了極大的挑戰。為了深入了
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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BrainXcan:基于大規模遺傳與影像數據解析行為和精神性狀的腦特征關聯機制
腦科學研究正面臨一個關鍵矛盾:雖然MRI技術能非侵入性地獲取腦結構、功能連接等精細特征,但高昂的檢測成本導致樣本量普遍偏小,嚴重影響研究可重復性。與此同時,GWAS研究雖然能收集百萬級樣本,卻缺乏直接的腦影像數據。更棘手的是,傳統病例對照研究中觀察到的腦結構差異,往往難以區分是疾病的成因還是結果。這種"雞生蛋還是蛋生雞"的困境,嚴重阻礙了對精神疾病機制的深入理解。為破解這一難題,研究人員開發了創新方法BrainXcan。該方法巧妙結合了兩大數據優勢:利用GWAS研究的龐大人群規模,以及參考腦MRI數據集提供的深度表型信息。通過建立腦特征的遺傳預測模型,該方法能在僅使用遺傳數據的情況下,系統評估
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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多體素模式分析:解鎖發育認知神經科學新視角
在當今神經科學研究的廣闊領域中,發育認知神經科學就像一座神秘的寶藏庫,吸引著無數科研人員探索其中關于大腦發育的奧秘。隨著功能性磁共振成像(fMRI)技術的廣泛應用,該領域取得了不少進展。然而,目前主流的分析方法,如大腦連通性分析和基于任務的單變量分析,盡管強大,但仍存在局限性。這些方法難以深入挖掘大腦在發育過程中如何編碼信息以及處理復雜任務的機制,就像用一把不夠精細的梳子梳理頭發,總會遺漏一些關鍵的細節。在這樣的背景下,多體素模式分析(MVPA)的出現為研究人員帶來了新的希望。它就像是一把精準的手術刀,能夠更細致地剖析大腦活動模式。為了深入了解 MVPA 在發育認知神經科學中的潛力,研究人員開
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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探秘自閉癥根源:早期視覺系統發育的關鍵作用
在兒童發育的神秘世界里,自閉癥(Autism Spectrum Disorder,ASD)如同一片烏云,籠罩著無數家庭。這是一種在全球范圍內影響著 2 - 3% 人口的神經發育障礙性疾病,不僅需要長期大量的支持和高昂的治療費用,而且其診斷往往滯后,多數在孩子四歲左右才得以確診。然而,早期跡象其實在孩子 1 - 2 歲時就已出現,這使得早期干預的需求極為迫切。盡管已有針對 18 個月前嬰兒的行為干預研究,但效果并不理想,何時以及如何進行干預仍迷霧重重。與此同時,遺傳學研究揭示了自閉癥的高遺傳性,有自閉癥兄弟姐妹的孩子患病風險高達 20%。在探尋自閉癥根源的道路上,越來越多的研究開始關注視覺系統,
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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唐氏綜合征學齡兒童白質微結構特征的多模態擴散成像研究:揭示半球間與半球內通路的特異性改變
論文解讀在神經發育障礙研究中,唐氏綜合征(DS)作為最常見的遺傳性智力障礙病因,其白質發育異常長期備受關注。然而現有研究存在三大瓶頸:樣本多局限于成人群體,兒童期數據嚴重匱乏;技術手段依賴傳統擴散張量成像(DTI),難以解析復雜的神經突微結構特征;缺乏與癥狀譜部分重疊的對照疾病比較。這些空白阻礙了對DS神經發育軌跡的深入理解,也限制了精準干預靶點的發現。為突破這些限制,來自美國多所研究機構的研究團隊在《Developmental Cognitive Neuroscience》發表了開創性研究。該研究創新性地采用多模態擴散成像策略,對23名DS學齡兒童、27名自閉癥兒童和50名典型發育兒童進行D
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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杏仁核亞區體積與分配在青春期前兒童中的研究:年齡、性別和體重指數的關聯 —— 為腦發育及疾病風險研究提供關鍵線索
在成長的奇妙旅程中,青春期是一個至關重要的階段。在這個時期,大腦中的杏仁核(Amygdala)會發生顯著的變化,它對我們的情感、社交以及飲食行為的發展有著深遠的影響。杏仁核可不是一個簡單的結構,它由多個不同的核組成,就像一個精密的小宇宙,每個部分都有著獨特的功能。然而,一直以來,科學家們對杏仁核各個亞區在發育過程中的成熟差異了解得并不夠深入。以往的研究雖然發現杏仁核總體積的增長遵循特定軌跡,且存在性別差異,但年齡對杏仁核體積變化的解釋力并不強,這表明個體之間杏仁核的發育存在很大差異。此外,青春期的發育進程以及肥胖等因素對杏仁核體積的影響也尚不明確。更重要的是,目前對于杏仁核亞區發育的研究還存在
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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錨定嬰兒與成人腦功能圖譜評估青少年早期神經認知成熟度:開拓認知發展研究新視角
在青春的成長旅程中,青少年的大腦宛如一座正在建設的復雜城市,發生著翻天覆地的變化。認知能力的提升是這一時期的重要標志,然而,如何精準解讀大腦變化與認知發展之間的神秘聯系,一直是科學界苦苦探索的謎題。以往,研究人員嘗試借助各種手段揭開這層面紗,數據驅動的腦年齡差距測量方法曾備受關注,它試圖通過復雜的算法,從大腦數據中挖掘出與認知衰退相關的線索,進而預測青少年的認知發展。但現實卻給了大家沉重一擊,這些方法在青少年群體中的應用結果參差不齊,猶如霧里看花,難以捉摸。在這樣的困境下,一項新的研究應運而生。來自國外的研究人員懷揣著探索未知的熱情,踏上了尋找新方法的征程。他們將目光聚焦于青少年的大腦,希望能
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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空氣污染影響學齡兒童大腦髓鞘?—— 基于 ABCD 和 NeuroSmog 研究的新探索
在現代社會,空氣污染如同隱匿的 “健康殺手”,悄無聲息地威脅著人類的健康。它對心血管和肺系統的危害早已被熟知,而近年來,其對神經系統的影響也逐漸受到關注。尤其在兒童神經發育的關鍵時期,空氣污染是否會干擾大腦的正常發育,成為科學界亟待解開的謎題。此前的研究雖已表明,吸入的污染物顆??纱┰窖X屏障,引發一系列神經損傷,還發現空氣污染與兒童白質微觀結構改變有關,但在空氣污染對大腦髓鞘影響的研究上,結果卻不盡相同,存在諸多爭議。這可能是由于不同研究中空氣污染濃度、污染物類型、成像方法及分析流程的差異,以及研究對象人口統計學組成的不同。因此,深入探究空氣污染與大腦髓鞘之間的關系迫在眉睫。來自美國相關研究
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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難民兒童逆境發育時程與神經網絡組織的關聯:基于fNIRS的神經可塑性研究
論文解讀全球范圍內,戰爭和沖突導致超過1200萬敘利亞人流離失所,其中半數為難民兒童。這些兒童在發育關鍵期經歷著獨特的逆境模式——從被迫遷徙、難民營生活到教育中斷等多重壓力。盡管已有研究表明貧困等慢性逆境會加速兒童腦皮層變薄(Cortical Thinning)并改變神經網絡拓撲結構,但關于逆境發生的具體時間點(Age of Displacement, AoD)和持續時間(Duration of Displacement, DoD)如何影響神經可塑性,仍是發育認知神經科學領域的重大空白。加拿大研究團隊通過功能性近紅外光譜技術(fNIRS)這一適合兒童群體的移動神經影像手段,對61名8-18歲敘
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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揭秘胎兒晚期大腦亞穩動力學發育:對認知發展與早產影響的深度剖析
在生命科學領域,大腦的奧秘始終吸引著眾多研究者不斷探索。大腦并非處于靜態,即便在無外部刺激時,也持續產生有規律的電和血液動力學活動。亞穩性(Metastability)這一源自動力學系統理論的概念,為理解大腦在不同功能狀態間的轉換提供了重要框架,它對認知、行為和社會功能起著關鍵支撐作用 。在成年人的大腦研究中,亞穩性已得到廣泛關注,但在早期大腦發育過程中的研究才剛剛起步。胎兒在孕晚期,大腦會經歷劇烈的功能和結構變化。然而,目前對于這些變化如何反映在大腦亞穩動力學上,以及早產對其有何影響,仍知之甚少。為了解開這些謎團,相關研究人員開展了此項研究,其成果發表在《Developmental Cogn
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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兒童再認記憶發展軌跡的神經探秘:主體間神經相似性的關鍵作用
在記憶的奇妙世界里,兒童的再認記憶隨著成長不斷發展。但長久以來,這種發展背后的神經機制以及發育過程中的差異,就像隱藏在迷霧中的寶藏,一直未被清晰揭示。再認記憶作為情景記憶的重要組成部分,對兒童的學習和生活有著至關重要的影響。它在兒童時期不斷改善,然而,神經系統究竟如何發展,以及在記憶的不同階段(編碼和檢索階段)發育差異體現在哪里,科學界知之甚少。為了揭開這些謎團,來自常州市兒童醫院的研究人員踏上了探索之旅,他們開展了一項極具意義的研究,其成果發表在《Developmental Cognitive Neuroscience》上。研究人員運用了多種關鍵技術方法來開展這項研究。在樣本選取方面,他們招
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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社會經濟地位通過感覺聯合皮層與前額葉結構的關聯塑造及其對執行功能的影響機制研究
在兒童發育過程中,社會經濟地位(SES)的差異如何影響大腦結構和認知功能一直是神經科學領域的核心問題。已有研究表明,低收入家庭兒童在感覺聯合皮層(包括視覺聯合皮層VAC和聽覺聯合皮層AAC)和前額葉皮層(PFC)的結構上存在顯著差異,這些差異可能進一步導致執行功能(EF)的發育差距。然而,關于感覺皮層是否作為"腳手架"支撐PFC發育并最終影響EF的神經機制仍不明確,且既往研究多受限于小樣本橫斷面設計。為回答這一問題,來自國外研究機構的研究團隊利用青少年腦認知發展(ABCD)研究的縱向數據,對11,566名9-13歲兒童進行了為期兩年的追蹤。通過結構方程模型(SEM)分析皮層厚度和表面積的變化軌
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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揭秘青少年學習 “密碼”:獎勵與努力如何共塑學習神經機制?
在青春的成長畫卷里,學習是濃墨重彩的一筆。青少年常常在學習中面臨抉擇:要不要花費精力去攻克難題?獎勵又能否激發他們投入更多努力?過往研究表明,成年人做此類決策時會進行成本效益分析,認知控制被視為有 “代價” 的,可能會阻礙努力投入,但獎勵能提升認知控制的價值。青少年正處于認知控制逐步成熟且對獎勵極為敏感的時期,他們在學習中如何權衡獎勵與努力,背后的神經機制又是怎樣的呢?這一系列問題如同迷霧,吸引著科研人員去探索。為了撥開這層迷霧,來自國外的研究人員踏上了探索之旅。他們開展了一項頗具意義的研究,相關成果發表在《Developmental Cognitive Neuroscience》上。研究人員
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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揭秘社會經濟地位影響閱讀腦機制的路徑:口腔語言才是關鍵 “橋梁”?
在現代社會,閱讀對于個人的教育和職業發展至關重要。然而,閱讀技能的差異受到多種因素的影響,其中環境因素對閱讀相關腦機制的作用一直是研究的熱點與難點。以往研究雖然揭示了認知和神經生物學因素與閱讀的關聯,但對于社會經濟地位(SES)這類環境因素如何影響閱讀相關神經生物學,了解還相對不足。比如,雖然知道 SES 與閱讀以及閱讀相關白質束的完整性有關,但 SES 通過白質完整性對閱讀的直接和間接貢獻尚未明確區分。同時,盡管口腔語言(包括語音意識 [PA] 和詞匯量)與 SES 和閱讀都有正相關,但很少有研究將白質完整性納入模型來探究 SES 與閱讀之間的關系。為了解決這些問題,來自國外的研究人員利用健
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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從嬰兒期到幼兒早期抑制控制發展的奧秘:基于縱向 fNIRS 研究的新發現
在孩子成長的過程中,從嬰兒期到幼兒早期,他們的認知能力發生著翻天覆地的變化。就像小樹苗逐漸長成大樹,這個階段的孩子在認知技能,比如早期執行功能(EFs)方面不斷進步,與此同時,他們的前額葉和頂葉皮層也在逐漸成熟,與認知技能的發展相輔相成。然而,目前對于大腦皮層的功能變化如何支持早期執行功能在這一階段的發展,我們知之甚少。而且,以往研究多為橫斷面研究,難以探究執行功能真正的發展變化,同時還缺乏適用于各年齡段且可靠的測量任務。為了深入了解這些問題,英國牛津大學的研究人員開展了一項極具意義的縱向研究。研究人員從嬰兒期到幼兒早期,對同一批參與者進行追蹤,收集他們在 10 個月、16 個月和 3 歲半時
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08
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兒童睡眠電生理學:多導睡眠圖在發育認知神經科學中的應用與機制探索
睡眠在兒童腦發育和認知功能中扮演著至關重要的角色,但長期以來,研究者們面臨著一個關鍵難題:如何準確捕捉快速變化中的兒童睡眠特征與神經活動之間的動態聯系?傳統腦電圖(EEG)技術難以滿足長時間睡眠監測的需求,而臨床多導睡眠圖(PSG)系統又過于復雜。更棘手的是,從嬰兒到學齡期,睡眠的宏觀結構(如NREM/REM周期)和微觀特征(如紡錘波頻率)會發生顯著變化,這使得標準化研究方法的建立尤為困難。針對這些挑戰,來自馬薩諸塞大學等機構的研究團隊在《Developmental Cognitive Neuroscience》發表了系統性的方法學指南。他們通過整合近百項發育睡眠研究證據,首次提出了適用于0-
來源:Developmental Cognitive Neuroscience
時間:2025-05-08