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Chronic electrical stimulation induces functional network changes in cortical neuron cultures

Science China(Technological Sciences) 2020年第4期63卷 637-647页

作者： WU SongFang wang lubin ZHAO YuWei SUN HongJi LANG YiRan wang ChangYong HAN JiuQi wang Yan HAN Yao Department of Neural Engineering and Biological Interdisciplinary Studies Institute of Military Cognition and Brain SciencesAcademy of Military Medical SciencesBeijing 100850China

Recent studies demonstrated that a functional brain network could be regarded as a complex *** the help of network theory,neuroscientists can identify common organizational principles of the functional brain *** a consequence,some non-random organizational features,such as"small world"(most of the nodes are not connected directly but can communicate with few intermediate relay steps)and"rich club"(nodes that are rich in connections tend to form strongly interconnected clubs),have been found in functional brain ***,the"small world"organizational feature of neuronal functional networks in vitro was found to be influenced by external ***,little is known about the influence of chronic electrical stimulation on functional networks of dissociated cortical cultures during network *** the present study,cortical cultures were electrically stimulated at a frequency of 0,0.02,and 0.2 Hz,between 7 and 26 days in vitro(DIV).The spontaneous activity of the cortical cultures was recorded using ***,a cross-covariance method and graph theory were applied to investigate organizational feature of functional *** results showed that over 3 weeks of stimulation,the network density significantly increased with maturation in the control and 0.02 Hz stimulation groups,but not in 0.2 Hz stimulation ***,all the cultures had a small-world topology at 14,18,22,and 26 DIV,free from the effect of chronic electrical ***,we found an asymmetry effect that partial electrical stimulation inhibited the formation of node connections in stimulated *** effect was more pronounced at 0.2 Hz than at 0.02 Hz *** results suggest that electrical stimulation does not affect the small-world properties of neural ***,electrical stimulation modulates connectivity patterns,and neurons within the stimulated area are less connected than neurons outside the stimulated area.

关键词： neural culture graph theory connectivity microelectrode arrays electrical stimulation

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Classification of schizophrenic patients and healthy controls using multiple spatially independent components of structural MRI data

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Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in China 2011年第2期6卷 353-362页

作者： lubin wang Hui SHEN Baojuan LI Dewen HU College of Mechatronics and Automation National University of Defense TechnologyChangsha 410073China

Several meta-analyses were recently conducted in attempts to identify the core brain regions exhibiting pathological changes in schizophrenia,which could potentially act as disease *** on the findings of these meta-analyses,we developed a multivariate pattern analysis method to classify schizophrenic patients and healthy controls using structural magnetic resonance imaging(sMRI)*** component analysis(ICA)was used to decompose gray matter density images into a set of spatially independent *** multiple regression of a region of interest(ROI)mask with each of the components was then performed to determine pathological patterns,in which the voxels were taken as features for *** dimensionality reduction using principal component analysis(PCA),a nonlinear support vector machine(SVM)classifier was trained to discriminate schizophrenic patients from healthy *** performance of the classifier was tested using a 10-fold cross-validation *** results showed that two distinct spatial patterns displayed discriminative power for schizophrenia,which mainly included the prefrontal cortex(PFC)and subcortical regions *** was found that simultaneous usage of these two patterns improved the classification performance compared to using either of them ***,the two pathological patterns constitute a prefronto-subcortical network,suggesting that schizophrenia involves abnormalities in networks of brain regions.

关键词： schizophrenia discriminative analysis gray matter network independent component analysis(ICA) support vector machine(SVM)

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Modulation of Beta Oscillations for Implicit Motor Timing in Primate Sensorimotor Cortex during Movement Preparation

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Neuroscience Bulletin 2019年第5期35卷 826-840页

作者： Hongji Sun Xuan Ma Liya Tang Jiuqi Han Yuwei Zhao Xuejiao Xu lubin wang Peng Zhang Luyao Chen Jin Zhou Changyong wang School of Life Science and Technology Harbin Institute of Technology 92 West Dazhi Street Nan Gang District Harbin 150080 China Department of Neural Engineering and Biological Interdisciplinary Studies Institute of Military Cognition and Brain Sciences Academy of Military Medical Sciences 27 Taiping Rd Beijing 100850 China Department of Neurology Chinese PLA General Hospital Beijing 100853 China

Motor timing is an important part of sensorimotor control. Previous studies have shown that beta oscillations embody the process of temporal perception in explicit timing tasks. In contrast, studies focusing on beta oscillations in implicit timing tasks are lacking. In this study, we set up an implicit motor timing task and found a modulation pattern of beta oscillations with temporal perception during movement preparation. We trained two macaques in a repetitive visually-guided reach-to-grasp task with different holding intervals. Spikes and local field potentials were recorded from microelectrode arrays in the primary motor cortex, primary somatosensory cortex, and posterior parietal cortex. We analyzed the association between beta oscillations and temporal interval in fixedduration experiments(500 ms as the Short Group and1500 ms as the Long Group) and random-duration experiments(500 ms to 1500 ms). The results showed that the peak beta frequencies in both experiments ranged from15 Hz to 25 Hz. The beta power was higher during the hold period than the movement(reach and grasp) ***, in the fixed-duration experiments, the mean poweras well as the maximum rate of change of beta power in the first 300 ms were higher in the Short Group than in the Long Group when aligned with the Center Hit event. In contrast, in the random-duration experiments, the corresponding values showed no statistical differences among groups. The peak latency of beta power was shorter in the Short Group than in the Long Group in the fixed-duration experiments, while no consistent modulation pattern was found in the random-duration experiments. These results indicate that beta oscillations can modulate with temporal interval in their power mode. The synchronization period of beta power could reflect the cognitive set maintaining working memory of the temporal structure and attention.

关键词： Macaque Primary motor cortex Primary somatosensory cortex Posterior parietal cortex Temporal perception Local field potentials

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面向行人导航意图探测的脑电分类研究

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测绘学报 2024年第9期53卷 1829-1841页

作者：方志祥王禄斌武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

行人导航意图的自动识别是行人导航研究的一个难点问题,对建立智慧导航服务与新型的人机交互方式至关重要。目前,利用行为模式推估导航意图成为主流的解决方案,但是,这种方案依赖多种传感器且具有时滞性。本文提出了一种基于脑成像技术... 详细信息

行人导航意图的自动识别是行人导航研究的一个难点问题,对建立智慧导航服务与新型的人机交互方式至关重要。目前,利用行为模式推估导航意图成为主流的解决方案,但是,这种方案依赖多种传感器且具有时滞性。本文提出了一种基于脑成像技术的行人导航意图探测方法,通过多导联的、高时间分辨率的脑电信号解译行人的转向意图。首先,在处于道路交叉口的场景下,依照标准的运动想象范式采集得到4类导航意图对应的脑电原始数据,包括直行、停止、左转和右转;然后,融合脑电在时频域、空间域与功能连接上的特征,构建表达脑电活动过程的脑电时空连接网络,便于捕获与导航意图高度相关的脑电特征;最后,采用图卷积神经网络编码脑电时空连接网络,完成由脑电到4类导航意图的映射,并利用9个被试者的脑电数据作为样本集对本文方法的有效性进行验证。试验结果表明,采用短时窗(1 s)探测4类导航意图的平均精度为0.443±0.062,最高精度可达0.571。采用长时窗(6 s)探测4类导航意图的平均精度为0.525±0.084,最高精度可达0.665。该方法的探测精度略优于其他脑电解译算法,且对前进和停止意图的识别能力优秀,最高可达0.740和0.700。

关键词：行人导航导航意图识别 EEG GCN

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面向智能商务终端软件Agent的研究

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计算机研究与发展 2006年第z1期43卷 471-475页

作者：金鑫王鲁滨中央财经大学信息学院北京100081 中央财经大学信息学院北京100081

针对智能商务终端的性能需要研究开发了面向智能商务终端的软件主体(Agent).阐述了智能商务终端的体系结构,介绍了智能终端Agent的体系结构和功能模块,并且介绍了描述Agent丰富内容的基于XML语法规范的知识表示语言HDF(helper definitio... 详细信息

针对智能商务终端的性能需要研究开发了面向智能商务终端的软件主体(Agent).阐述了智能商务终端的体系结构,介绍了智能终端Agent的体系结构和功能模块,并且介绍了描述Agent丰富内容的基于XML语法规范的知识表示语言HDF(helper definition format).分析阐述了HDF的语法和使用方法,介绍了基于HDF智能终端Agent的内容表示和处理机制,并且阐述了Agent的实际应用方式.

关键词：智能商务终端智能终端Agent HDF

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蛇纹石物相X射线衍射定量分析精密度评估方法的探讨

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岩矿测试 2023年第3期42卷 513-522页

作者：张梅蔡玉曼肖灵王禄彬江苏省地质调查研究院江苏南京210018

蛇纹石是一种重要的矿物材料和化工原料,广泛应用于化工、农业、建材、冶金及环保等领域,中国由于对蛇纹石矿开采品位要求较高,形成了较多的弃尾矿,造成了大量的浪费和环境污染。根据弃尾矿中蛇纹石的不同含量,进而生产不同的工业产品,... 详细信息

蛇纹石是一种重要的矿物材料和化工原料,广泛应用于化工、农业、建材、冶金及环保等领域,中国由于对蛇纹石矿开采品位要求较高,形成了较多的弃尾矿,造成了大量的浪费和环境污染。根据弃尾矿中蛇纹石的不同含量,进而生产不同的工业产品,可改善生态环境,为蛇纹石企业寻求到新的发展出路。这些工作的基础是能够对蛇纹石进行快速和精确的测定。目前蛇纹石矿石的测定方法采用行业标准《蛇纹石矿石分析方法》(HG/T 3575—2006)进行,其分析步骤繁琐,分析时间过长,现有的检测方法已不能满足市场和企业的急需,而长期以来利用X射线衍射进行的蛇纹石定量分析,其分析方法的精密度一直没有得到规范的量化控制,实验室之间的精密度比对也缺乏相应的依据。为进一步提高X射线衍射法检测蛇纹石矿物含量的水平,本文根据GB/T 6379.2—2004标准中的要求,首先通过挑选加配制共10个不同含量的样品,进行均匀性检验,当检测结果F_(实测值)均小于F_(临界值),表明试验样品是均匀的,然后选择8家实验室使用检验后合格的样品进行精密度协作试验,对得到的测试结果进行格拉布斯检验和柯克伦检验,通过检验的数据才能参与精密度参数的计算,最终获得X射线衍射标准曲线法和K值法的精密度与含量之间的数学函数关系。实验结果表明:本次协作试验的数据,全部通过格拉布斯检验和柯克伦检验,均可参与精密度参数的计算,结果也侧面证明了不同实验室不同仪器测试的结果一致性较高。精密度参数的计算结果显示:在X射线衍射标准曲线法和K值法重复性限和再现性限数据中,含量最低的样品,其重复性限和再现性限也最小,验证了X射线衍射对物相定量分析的误差主要源自于样品的均匀性误差这一特征。证实了在所有影响X射线衍射定量分析结果的因素中,样品的均匀性是最关键的因素,而其他因素产生的影响可用改变测试条件等相应方法来克服。只要样品足够均匀,就能将定量分析的误差限定在可控范围内。本文针对蛇纹石物相定量分析方法精密度的研究,可为蛇纹石物相定量分析标准方法的建立和分析方法的评价及分析质量的监控等提供依据。

关键词：蛇纹石 X射线衍射法物相定量分析精密度协作实验重复性限再现性限

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浅析国有商业银行事业部制转型

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新金融 2007年第11期 44-47页

作者：王鲁兵财政部财政科学研究所

当前,事业部制转型已成为国内商业银行改革的主流模式。但是,立足国有商业银行改革实践,从实务角度系统化阐释事业部制变革缘由及相关构想的文章并不多见。本文从这一视角切入,论述组织架构变革是国有银行改革的重要基础和出发点,深刻... 详细信息

当前,事业部制转型已成为国内商业银行改革的主流模式。但是,立足国有商业银行改革实践,从实务角度系统化阐释事业部制变革缘由及相关构想的文章并不多见。本文从这一视角切入,论述组织架构变革是国有银行改革的重要基础和出发点,深刻揭示了当前国有银行总分行制组织模式的现状、特点及其弊病。在此基础上,对实行事业部制的基本思路、优势和应该把握的相关问题进行了详细分析,对于促动银行顺利变革具有较强的借鉴意义。

关键词：国有银行组织架构事业部制总分行制

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基于神经影像的深度学习模型可解释性方法在阿尔茨海默病识别中的应用

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中国生物医学工程学报 2023年第4期42卷 475-485页

作者：王佳荣柯铭董占国王路斌李椋兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050 军事医学研究院军事认知与脑科学研究所北京100850

阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病,至今其发病机制尚不明确,且无有效治愈方法。AD对家庭和社会造成严重的生活与经济负担,研究表明及时预防和干预能够延缓AD的发生与发展,其早期筛查与诊断具有重要意义。目前,基于神经影像模型的A... 详细信息

阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病,至今其发病机制尚不明确,且无有效治愈方法。AD对家庭和社会造成严重的生活与经济负担,研究表明及时预防和干预能够延缓AD的发生与发展,其早期筛查与诊断具有重要意义。目前,基于神经影像模型的AD预测已有了快速发展。首先,总结基于深度学习技术的AD预测模型,并从模型结构、数据规模以及局部和全局脑区等3个方面进行对比分析,指出其中的三维卷积神经网络模型性能最优,数据规模的持续扩增也有助于提升模型性能;然后,对目前神经影像模型的可解释性方法进行总结,对比基于敏感性分析和反向传播的可解释性方法在AD识别中的优势和缺陷,指出以反向传播为代表的可解释性方法更适合于AD研究;最后,针对研究现状,指出实现语义化的医学影像分析以及生成可理解的诊断报告将是下一步的发展方向。

关键词：阿尔茨海默病可解释性方法磁共振成像卷积神经网络

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工作流模型正确性验证过程中的模型简化问题

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计算机工程 2005年第B07期31卷 110-111,114页

作者：杜淑楠章宁王鲁滨中央财经大学信息学院北京100081

将工作流概念映射到Petri网后得到的工作流网的合理性验证过程比较复杂,容易出现状态空间爆炸的问题,需要对工作流模型进行简化。文章将工作流模型的简化过程分为两个步骤,首先将工作流模型转化为经典Petri网,再对经典Petri网进行简化... 详细信息

将工作流概念映射到Petri网后得到的工作流网的合理性验证过程比较复杂,容易出现状态空间爆炸的问题,需要对工作流模型进行简化。文章将工作流模型的简化过程分为两个步骤,首先将工作流模型转化为经典Petri网,再对经典Petri网进行简化。对于自由选择网可以采用自由选择语义的规约方法进行简化,而对于非自由选择网可以结合自由选择语义的规约方法和标准的Petri网简化方法进行简化。

关键词：工作流模型 Petri网正确性验证简化

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睡眠剥夺影响大脑情绪功能网络的静息态功能磁共振成像研究

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第三军医大学学报 2015年第22期37卷 2278-2284页

作者：雷煜王路斌邵永聪叶恩茂杨征军事医学科学院基础医学研究所军事心理学教研室北京100850

目的探讨睡眠剥夺引起情绪紊乱的大脑功能网络机制。方法采用重复测量自身前后对照设计,利用静息态功能磁共振成像技术,比较睡眠剥夺前后大脑杏仁核3个亚区的全脑功能连接模式表征以及与情绪状态变化的关系。结果睡眠剥夺导致背外侧前... 详细信息

目的探讨睡眠剥夺引起情绪紊乱的大脑功能网络机制。方法采用重复测量自身前后对照设计,利用静息态功能磁共振成像技术,比较睡眠剥夺前后大脑杏仁核3个亚区的全脑功能连接模式表征以及与情绪状态变化的关系。结果睡眠剥夺导致背外侧前额叶、背侧前扣带回、背侧后扣带回以及额下回和杏仁核3个亚区功能连接减弱(P<0.05);后扣带回/楔前叶、内侧前额叶、喙部前扣带回以及海马旁回功能连接上升。与睡眠剥夺前相比,剥夺后POMS总分显著升高,与内侧前额叶和杏仁核SFA区的功能连接强度显著正相关(r=0.415,P<0.05)。结论睡眠剥夺对杏仁核功能连接模式的影响存在明显的区域和网络特异性,杏仁核与默认网络脑区之间的功能连接上升,而与执行控制网络脑区之间的功能连接减弱,可能是睡眠剥夺后情绪调控能力下降的重要神经机制。

关键词：睡眠剥夺杏仁核静息态功能连接

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