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ACC两类中间神经元在小鼠观察性恐惧习得中的作用

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ACC两类中间神经元在小鼠观察性恐惧习得中的作用

作者：周春然中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

共情对于群居性动物来说是一种关系到个体存亡的在进化上保守的能力,而啮齿类动物在观察性恐惧习得中的行为反映了他们的一种低级的共情能力——情绪感染。前扣带回皮层(ANTERIOR CINGULATE CORTEX ACC)不仅在人类的共情中具有重要作用... 详细信息

共情对于群居性动物来说是一种关系到个体存亡的在进化上保守的能力,而啮齿类动物在观察性恐惧习得中的行为反映了他们的一种低级的共情能力——情绪感染。前扣带回皮层(ANTERIOR CINGULATE CORTEX ACC)不仅在人类的共情中具有重要作用,在灵长类甚至啮齿类动物的共情行为中都扮演重要角色。ACC的两类主要中间神经元分别是抑制胞体的PARVALBUMIN(PV)神经元和抑制树突SOMATOSTAIN(SOM)神经元,它们参与了皮层的加工和传递情绪性和认知性信息的功能。然而,目前没有研究表明这两者在啮齿类动物的情绪感染模型——观察性恐惧与习得范式中的功能。首先通过建立小鼠的共情模型——观察性恐惧习得模型,探究几个影响观察性恐惧习得的因素,比如动物的同笼时间和社会孤立状态等。接下来通过使用DREADD系统来抑制双侧ACC的神经元活动,发现观察者小鼠在观察性恐惧习得过程中的SHOCK阶段的恐惧反应有显著降低相比起对照组的观察者小鼠,而单侧抑制没有这种影响,这说明了双侧ACC是小鼠产生观察性恐惧的必要脑区。为了探究ACC内部不同类型神经元在观察性恐惧习得中的作用,通过兴奋性的DREADD系统去分别激活PV-cre转基因鼠和SOM-cre转基因鼠的ACC PV或SOM神经元,结果发现,当使用CLOZAPINE-N-OXIDE(CNO;5 MG/KG,I.P.)兴奋ACC PV神经元后,实验组观察者小鼠在观察习得的shock阶段的恐惧反应(冻结值)和对照组相比有显著降低,而兴奋ACC SOM神经元没有这种效果,因此ACC PV神经元很有可能参与了观察性恐惧习得的冻结行为的编码。接下来为了从更宏观的环路层面探究ACC和上游以及下游的连接在观察性恐惧习得中的可能作用,首先通过使用狂犬病毒(RV)跨单突触逆标的方式标记ACC PV以及SOM神经元的上游来源,结果发现这两类神经元在AM和VM(ANTEROWENTRAL AND ANTEROMEDIAL THALAMIC NUCLEUS)以及DB(NUCLEUS OF THE DIAGONAL BAND)的投入数量上有显著差异,另外ACC PV神经元接受VM(VENTROMEDIAL THALAMIC NECLEUS),MS(MEDIAL SEPTAL NUCLEUS)的稀疏的投射,SOM则会接受LH(LATERAL HYPOTHALAMIC),FRA(FRONTAL ASSOCIATION CORTEX),LO/MO/VO(LATERAL ORBITAL CORTEX)的投射,两者上游投射的差异或许可以解释它们对于观察性恐惧习得中的不同影响。然后通过光遗传和药理学遗传的方法抑制ACC到SC(SUPERIOR COLLICULOS)的轴突末梢,结果实验组和对照组小鼠在观察性恐惧习得中的冻结值没有显著差异,有可能ACC到SC的通路并没有参与到观察性恐惧习得反应的编码中。以上对于动物观察性恐惧习得机制的探究结果:ACC PV神经元而非SOM神经元参与观察性恐惧习得的恐惧反应的编码,最终可以为临床治疗一些共情缺失相关的精神疾病比如自闭症和精神分裂症提供治疗的靶点。

关键词：前扣带回皮层(ACC) PV神经元 SOM神经元观测性恐惧习得共情上丘(SC) 光遗传学药物遗传学

基于氨基酸代谢的原位生物正交标记动态示踪肠道病毒EV71侵染的研究

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基于氨基酸代谢的原位生物正交标记动态示踪肠道病毒EV71侵染的研...

作者：王芳芳中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

肠道病毒EV71(Enterovirus 71,EV71)作为引发手足口病(Hand Foot Mouth Disease,HFMD)的主要病原体,可导致脑炎、脑膜炎、急性弛缓性麻痹、心肺功能衰竭甚至死亡。然而,目前对肠道病毒EV71感染机制仍不够清晰,国家和社会对相关疾病的防... 详细信息

肠道病毒EV71(Enterovirus 71,EV71)作为引发手足口病(Hand Foot Mouth Disease,HFMD)的主要病原体,可导致脑炎、脑膜炎、急性弛缓性麻痹、心肺功能衰竭甚至死亡。然而,目前对肠道病毒EV71感染机制仍不够清晰,国家和社会对相关疾病的防控依然面临巨大挑战。示踪病毒感染途径是研究病毒感染机制不可或缺的手段,而病毒的成功标记是实现病毒示踪的关键。常规的基因工程、直接化学偶联或病毒自组装等方法存在操作繁杂,标记效率低,普适性差和影响病毒活性等缺陷,难以推广应用。近年来,基于代谢工程的生物正交标记技术由于具有高效、特异、无损、稳定的优势,正日益成为标记活体生物系统的重要手段。该策略通过天然代谢途径在靶标物中引入特定的化学报告基团,然后通过生物正交反应与携带配对基团的标记物进行共价连接,从而实现对靶标物的特异标记。鉴于病毒衣壳蛋白合成依赖于宿主细胞,因此利用细胞氨基酸代谢可有效实现病毒衣壳修饰。为实现肠道病毒EV71高效无损的标记与示踪,本研究提出一种新型的基于氨基酸代谢的病毒原位生物正交标记技术,并利用该技术对肠道病毒EV71侵染机制进行深入探究。1.基于氨基酸代谢修饰的肠道病毒EV71生物正交标记技术的建立。利用宿主细胞氨基酸代谢将甲硫氨酸叠氮衍生物(L-Azidohomoalanine,Aha)嵌入子代病毒衣壳蛋白中,成功制备叠氮修饰的肠道病毒EV71(N3-EV71)。N3-EV71通过生物正交反应与携带二苯基环辛炔(DBCO)的荧光探针形成稳定连接,从而成功实现病毒的原位标记。结果表明,DBCO-探针能够高效、特异地捕获N3-EV71病毒粒子实现病毒标记,并且叠氮基团的代谢修饰和荧光探针的原位标记能有效保护病毒侵染活性,为后续病毒的动态示踪提供了可靠的技术手段。2.生物正交标记动态示踪研究肠道病毒EV71的侵染机制。我们运用SYTO染料与原位生物正交技术分别对病毒核酸与衣壳进行无损标记,实现病毒双重标记与动态示踪。结果显示,肠道病毒EV71与细胞表面清道夫受体结合后经网格蛋白介导的内吞入胞,并在晚期内涵体酸性环境中完成病毒核酸的快速释放,阐明了EV71病毒的侵染过程与脱衣壳机制。本研究提出并建立了一种新型的基于氨基酸代谢的原位生物正交标记技术,并利用该技术对肠道病毒EV71进行无损标记与动态示踪,成功阐明其侵染机制,为相关抗病毒药物的研制提供新的理论依据。

关键词： EV71 氨基酸代谢原位生物正交标记病毒侵染核酸释放

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基于深度学习的磁共振图像重建和定量分析

基于深度学习的磁共振图像重建和定量分析

作者：祁可翰中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

磁共振成像是一种在医学诊断和临床研究中得到广泛应用的成像方式,具有安全无电离辐射、软组织对比度高、成像参数多、扫描方位全等优点。从扫描仪获得的磁共振数据往往需要经过处理才可用于后续的流程,处理方式包括对k空间欠采样的磁... 详细信息

磁共振成像是一种在医学诊断和临床研究中得到广泛应用的成像方式,具有安全无电离辐射、软组织对比度高、成像参数多、扫描方位全等优点。从扫描仪获得的磁共振数据往往需要经过处理才可用于后续的流程,处理方式包括对k空间欠采样的磁共振图像进行重建,对重建后的图像进行定量分析(如对病变区域的分割、检测、对疾病的分类、对图像质量的评估等)。随着深度神经网络的发展,基于深度学习的自动化图像处理方法在磁共振图像重建和定量分析中越来越流行。由于磁共振图像的特殊性,这一类方法在进行重建和分析时会面临如下的挑战,从而影响精度。(1)磁共振图像中的组织区域和病变区域往往形状不规则,其内部像素点相距可能较远,直接采用卷积等处理方式难以捕获像素点之间的远距离依赖关系,从而影响对磁共振图像的分割精度。(2)磁共振图像的重建和定量分析是序列化的任务,用两个深度学习模型进行简单地分开处理难以同时保证两个任务的精度,需要进行精心设计来平衡。(3)磁共振图像中不同组织区域具有不同的特性,必须采用不同的评价体系进行图像质量评估,然而现有的神经网络方法对不同的图像区域采用同一套模型参数,难以针对不同的区域进行自动调整,从而影响了磁共振图像质量评估的准确度。为了应对上述挑战,本文对基于深度学习的磁共振图像重建、分割和质量评估方法展开研究,设计深度学习方法用于磁共振图像的重建和定量分析。本文主要完成了以下工作:1.本文提出了一个端到端的用于磁共振图像分割的深度神经网络,其中采用特征相似性模块以捕获磁共振图像中的远距离依赖关系,从而将不同形状和位置的目标区域内的像素点分类为同一类别。在开源数据集上的实验结果表明,该方法与现有图像分割方法相比获得了更好的磁共振图像分割性能。2.本文提出一个深度神经网络用于序列化的磁共振图像重建和分割任务,采用动态重加权损失函数平衡子网络的优化过程,采用教师督导迭代训练策略在缓解上游误差的逐级传递的同时减少训练和推理过程之间的性能差距。在开源数据集上的结果表明,该方法可以同时提升重建和分割的性能。3.本文提出一个神经网络用于磁共振图像质量评估,采用超网络根据不同的输入磁共振图像生成与之相适应的深度神经网络参数,以实现模型参数根据输入图像的自动调节。在磁共振图像质量评估开源数据集上的实验结果表明,提出的方法有效提升了图像质量评估的性能。

关键词：磁共振图像分析磁共振图像重建图像分割图像质量评估深度学习

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NK细胞抗肿瘤应答的调控机制研究

NK细胞抗肿瘤应答的调控机制研究

作者：吴海斯中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

自然杀伤细胞(Natural Killer Cell,NK),因其杀伤肿瘤细胞或者病毒感染的细胞无需预先致敏而得名,是人体免疫监视的第一道防线。细胞氧化还原水平在人类疾病中起着关键作用,在不同程度上参与肿瘤的发生发展过程。目前尚不清楚肿瘤细胞... 详细信息

自然杀伤细胞(Natural Killer Cell,NK),因其杀伤肿瘤细胞或者病毒感染的细胞无需预先致敏而得名,是人体免疫监视的第一道防线。细胞氧化还原水平在人类疾病中起着关键作用,在不同程度上参与肿瘤的发生发展过程。目前尚不清楚肿瘤细胞的一些特征分子,尤其是氧化还原水平对NK细胞抗肿瘤免疫应答的影响。因此,本研究旨在揭示肿瘤细胞的氧化还原水平对NK细胞抗肿瘤应答的影响和机制。硫氧还蛋白互作用蛋白(Thioredoxin-Interacting Protein,TXNIP),是细胞内的一种重要的氧化还原调节分子,通过与硫氧还蛋白(Thioredoxin Protein,Trx)的结合而抑制Trx的抗氧化作用,使细胞处于氧化应激状态。TXNIP在多种癌症组织和细胞系存在不同程度上表达下降,在提高TXNIP的表达后,癌细胞的增殖会受到影响,甚至诱导癌细胞凋亡。因此,TXNIP被认为开发用于许多人类疾病药物的有吸引力的靶标。TXNIP在肿瘤细胞中与氧化还原失衡紧密相关,在NK细胞中与抗肿瘤活性下降相关,但是它介导肿瘤细胞高氧化水平对NK细胞抗肿瘤应答的影响研究甚少。因此,通过氧化还原调节分子TXNIP研究肿瘤细胞的氧化还原水平对NK细胞抗肿瘤的免疫应答的影响及其机制具有重要意义。鉴于TXNIP基因在正常组织表达,而在多种肿瘤组织低表达,以及小鼠T淋巴瘤细胞系RMAS是NK细胞敏感的靶细胞。因此,在本研究中我们选择在RMAS细胞过表达TXNIP基因,发现过表达TXNIP并不影响RMAS细胞增殖和凋亡,且提高了NK细胞对RMAS细胞的杀伤,表明肿瘤细胞过表达TXNIP提高了肿瘤细胞的NK细胞杀伤敏感性。TXNIP具有调节氧化还原功能,因此我们检测了过表达TXNIP的RMAS细胞内活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS)水平,结果实验组的ROS水平比对照组显著高,表明升高肿瘤细胞的ROS可提高肿瘤细胞的NK细胞杀伤敏感性。细胞杀伤是NK细胞抗肿瘤主要途径。因此,在过表达TXNIP提高了肿瘤细胞的NK细胞敏感性的前提下,我们通过在免疫功能正常小鼠和NK细胞清除小鼠建立肿瘤模型,研究在生理条件下肿瘤细胞过表达TXNIP对NK细胞抗肿瘤功能影响。结果表明,在免疫功能正常小鼠模型中,实验组肿瘤生长速度比对照组慢;在NK细胞清除小鼠模型中,实验组和对照组肿瘤生长速度无差异。这些体内数据表明了在肿瘤细胞中过表达TXNIP,以依赖于NK细胞存在的方式抑制肿瘤生长。综上所述,提高肿瘤细胞TXNIP水平,提高了肿瘤细胞的NK细胞杀伤敏感性,并以依赖于NK细胞存在的方式抑制肿瘤发生发展。此研究提示我们,肿瘤细胞内的氧化还原调节分子---TXNIP,可能成为调控NK细胞抗肿瘤应答的一个潜在靶标。

关键词： NK细胞氧化还原 TXNIP 抗肿瘤

基于患者报告结局的心脏外科恢复评价量表选择专家共识

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中国胸心血管外科临床杂志 2025年

作者：国家心血管系统疾病质量控制中心心脏外科专业专家组李伊琤焦中禹张捷轩张默张智翔孙润宸林深中国医学科学院阜外医院心脏外科中国医学科学院阜外医院

心脏外科手术因其创伤性大，常导致患者恢复体验不佳。随着心血管外科技术的进步，手术死亡率及并发症发生率显著降低，患者术后的主观恢复体验受到更多关注。患者报告结局（patient-reported outcomes,PROs）是指患者直接报告的关于自... 详细信息

心脏外科手术因其创伤性大，常导致患者恢复体验不佳。随着心血管外科技术的进步，手术死亡率及并发症发生率显著降低，患者术后的主观恢复体验受到更多关注。患者报告结局（patient-reported outcomes,PROs）是指患者直接报告的关于自身健康状况、功能状态和治疗感受的反馈，对其进行准确评估与及时干预逐渐成为学术热点，部分PROs的改善甚至与预后获益存在显著相关性。然而，心脏外科术后恢复需要关注PROs的哪些维度以及各维度评价量表如何选择仍存在争议。我们参考国内外研究进展，结合国内外临床实践，广泛征求专家意见，制定本共识。从患者的综合恢复情况（手术恢复、生活质量）及各个维度（疼痛、生理、睡眠、口渴、衰弱、活动、认知、精神心理、焦虑和社会支持）出发，推荐相应的PROs评价量表，以进一步规范我国心脏外科术后恢复PROs评价维度及各维度量表的选择。

关键词：心脏外科患者报告结局测量术后恢复专家共识

基于深度学习的疾病风险基因预测模型研究与应用

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基于深度学习的疾病风险基因预测模型研究与应用

作者：王中昊中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

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多示踪剂PET图像重建与人工智能辅助的医学影像应用

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多示踪剂PET图像重建与人工智能辅助的医学影像应用

作者：王海燕中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography,PET)是一种成熟、先进的核医学分子影像技术,它能在生物体的活体分子或细胞水平上开展定性或定量研究。PET的放射性示踪剂药物具有多样性,不同示踪剂可以表征不同病变细胞的摄取差异... 详细信息

正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography,PET)是一种成熟、先进的核医学分子影像技术,它能在生物体的活体分子或细胞水平上开展定性或定量研究。PET的放射性示踪剂药物具有多样性,不同示踪剂可以表征不同病变细胞的摄取差异。相较其他影像技术,PET成像具有高灵敏度与高特异性,因而在众多医学成像中占据重要地位。然而,由于PET扫描仪的硬件限制、示踪剂的剂量安全以及组织细胞对示踪剂的吸收比例等因素,PET成像的分辨率往往较低,尤其对于一些半衰期较短的示踪剂,其扫描延迟较短,成像噪声愈加明显。另外,临床中常用单种放射性示踪剂进行成像,但每种示踪剂仅能表征一种细胞内的信息,因此有可能导致假阴或假阳性的诊断。另一方面,具有更高量化准确性的动态PET参数成像又由于扫描时间较长及部分血液输入函数需要有创采样等问题较难于临床中通用。因此,一直以来PET成像研究处于备受关注的领域。随着近几年人工智能浪潮的推动,深度学习开始逐步应用在医学影像领域。针对上述成像问题,本文提出了多示踪剂PET图像重建算法与基于深度学习方法的医学影像应用技术,将当下较成熟的算法框架加以改进应用于多示踪剂PET与动态PET中,实现了高质量的PET成像,有效保持特定肿瘤区域信息。针对研究内容,本文主要的研究工作与创新点如下:(1)提出一种基于多示踪剂的PET图像重建算法。临床上,对于一些特定疾病往往需要多种PET示踪剂进行表征,进而提高甄别病变组织的灵敏度与特异性。因此,本文针对多示踪剂PET提出了使用一种成像质量较高的示踪剂(通常半衰期较长)PET图像作为先验信息来引导另一种成像质量较低的示踪剂(通常半衰期较短)PET成像。实现过程基于近几年较流行且成熟的kernel算法进行特征引导,通过k近邻搜索构建先验信息的核矩阵引导图像重建。高质量的示踪剂PET的引入能大大丰富待重建图像肿瘤区域的代谢信息。经模拟实验与临床实验验证,提出的方法可以在图像去噪和边缘细节保留的同时,有效地重建出多示踪剂PET丰富的功能代谢信息。特别在临床试验中,提出的方法达到了19.70d B的肿瘤信噪比,相较其他比较算法(最大似然期望最大算法加高斯滤波、最大似然期望最大算法加非均值滤波、MR引导的kernel算法以及多模态引导的kernel算法)高出了28.3%。综上,所提出的多示踪剂PET成像方法可以最大限度地发挥PET成像的优势,进而提升PET成像在临床诊断中的准确性。(2)提出一种基于生成网络模型的动态PET参数成像方法。经研究表明,动态PET参数图像能实现比临床常规静态PET更准确的量化性能,在表征恶性肿瘤中能显现出更高的特异性。然而,由于动态PET扫描时间较长,使其较难通用于临床实践中。因此,本文针对动态PET提出了一种基于常规静态PET扫描的动态参数成像方法。使用深度学习中的对抗生成网络来学习常规PET与动态参数图像间的映射关系,并结合两种成像的临床经验选取合适的损失函数,进而借助静态PET图像直接生成出动态PET参数图像。经过模型训练及临床评估,结果显示提出的方法可以从常规PET图像中学习到高质量的动态参数图像,尤其是在图像的恶性肿瘤与高代谢区域,其结构相似度可以达到0.86,峰值信噪比实现了23.64 d B,而均方根误差为0.08。此外,合成的参数图像有效地结合了分子成像与定量成像,可同时反映组织中示踪剂的浓度状态与代谢率,为临床提供了额外且较为可靠的参考依据,有助于提升恶性肿瘤诊断的准确性。本文提出的多示踪剂PET图像重建算法与人工智能辅助的医学影像应用,通过kenel算法及深度学习方法实现了高质量的成像效果,尤其提升了PET成像对病变组织的表征能力,助于临床诊断的准确性,同时对临床中多示踪剂PET与动态PET的应用有一定促进意义。

关键词：正电子发射断层成像多示踪剂图像重建动态参数成像深度学习

脑血管内皮Wnt/β-catenin信号通路对外周炎症导致的血脑屏障损伤的介导作用和机制研究

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脑血管内皮Wnt/β-catenin信号通路对外周炎症导致的血脑屏障损伤...

作者：黄晓雯中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

血脑屏障（Blood-Brain Barrier,BBB）是维持中枢神经系统正常生理功能和特殊微环境的重要生理屏障,主要由脑血管内皮细胞和周围的血管周细胞、胞外基质膜以及星形胶质细胞构成。在正常生理情况下,BBB严格控制血液中的分子和细胞进入脑... 详细信息

血脑屏障（Blood-Brain Barrier,BBB）是维持中枢神经系统正常生理功能和特殊微环境的重要生理屏障,主要由脑血管内皮细胞和周围的血管周细胞、胞外基质膜以及星形胶质细胞构成。在正常生理情况下,BBB严格控制血液中的分子和细胞进入脑组织,并及时地排除或降解脑组织中的代谢产物或有害物质。传统观点认为,BBB结构使得大脑组织成为“免疫豁免”部位,可以不受免疫系统的侵袭和调控,但如今这个观点正面临挑战,BBB损伤在多种免疫或炎症性疾病中被发现,例如外周系统性炎症可能是通过损伤BBB从而到达脑组织,并引起中枢神经系统疾病的发生发展。BBB功能的形成和维持受多种因素和多条信号通路的调控,其中最重要的信号通路之一是Wnt/?-catenin信号通路。研究表明,脑血管内皮中Wnt/?-catenin信号通路相关基因、受体或功能的缺失会导致脑血管发育和BBB功能异常,但不影响其他器官和组织的血管形成。同时,Wnt/?-catenin信号通路还被证明在某些特定组织和细胞中与NF-?B信号通路存在相互调节作用,因而还具有调节机体炎症反应的功能。因此,从脑血管Wnt/?-catenin信号通路的功能入手,探究其在外周炎症导致BBB损伤的过程中所发挥的作用并阐明其作用机制,有利于我们更全面地了解外周炎症与中枢神经系统疾病的关系,开发保护BBB免受外周炎症损伤的方法,从而预防和治疗中枢神经系统疾病。在本论文中,我们分别从动物和细胞水平对外周炎症导致的BBB损伤以及炎症如何影响脑血管内皮Wnt/?-catenin信号通路进行探究,主要研究结果包括以下三个方面:（1）在脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）、肿瘤坏死因子?（Tumor necrosis factor-?,TNF-?）建立的小鼠外周系统性炎症模型和接受嵌合抗原受体的T细胞（Chimeric antigen receptor T cell,CAR-T）用于治疗肿瘤的小鼠中,大脑伊文斯蓝染色相比于对照组小鼠增加,大脑皮层出现血浆蛋白脑实质渗漏的增加,脑血管中I型血管细胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1）表达上调,表明脑血管受到炎症反应影响,BBB出现了不同程度的渗漏。（2）在脑微血管内皮细胞中,LPS和部分炎症因子具有下调Wnt/?-catenin信号通路活性和靶基因表达的作用,并上调内皮细胞VCAM-1表达。进一步研究发现炎症因子TNF-?通过NF-?B与Wnt/?-catenin相互作用下调Wnt/?-catenin信号通路活性。（3）利用脑血管内皮?-catenin条件性激活的基因工程小鼠建立LPS诱导的外周系统性炎症模型,发现相比于野生型小鼠,?-catenin内皮激活小鼠的大脑伊文斯蓝染色减少,大脑皮层中血浆蛋白的分布减少,表明BBB的渗漏在一定程度上有所改善。综上所述,本论文研究证实外周炎症,无论是由相对简单因素（炎性因子）引起的炎症反应或由于复杂因素（如CAR-T免疫细胞治疗）引起的全身炎症风暴现象,都对BBB具有破坏作用,而NF-?B与Wnt/?-catenin信号通路的相互作用在其中发挥了重要的介导作用。在脑血管内皮?-catenin特异性激活的小鼠中,炎症造成的BBB损伤有所缓解,表明脑血管内皮Wnt/?-catenin信号通路可以在外周炎症中保护BBB功能。这些结果帮助我们认识了Wnt/?-catenin信号通路在外周系统性炎症导致BBB损伤中的介导作用,为预防和改善炎症导致BBB损伤提供了新的思路和靶点。

关键词：血脑屏障炎症反应炎症因子 Wnt/β-catenin信号通路

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基于语音识别技术的轻度认知障碍检测

基于语音识别技术的轻度认知障碍检测

作者：严泉雷中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

语言能力作为人的一种高级认知功能,是一种复杂的过程,涉及广泛的认知能力。语音的发声过程是一个将大脑中的想法通过发声器官转化为对应的语音的过程,在这个转化过程中,大脑必须有效的管理和组织记忆,知识,语言和语义信息。因此,对患... 详细信息

语言能力作为人的一种高级认知功能,是一种复杂的过程,涉及广泛的认知能力。语音的发声过程是一个将大脑中的想法通过发声器官转化为对应的语音的过程,在这个转化过程中,大脑必须有效的管理和组织记忆,知识,语言和语义信息。因此,对患有轻度认知障碍的人来说,其认知能力的下降,对这一复杂的转化过程有显著的影响,进而导致产出的语音出现了声学方面的变化。而这些语音上的病理性变化使得我们可以通过语音技术来实现对轻度认知障碍的检测。目前大部分基于言语分析的轻度认知障碍诊断系统,采用的数据集合规模较小,言语范式设计简单、以西方语言为主。此外,大部分诊断系统使用人工定义特征,分类模型过于简单,性能难以达到实际应用的精度。因此,针对中文设计言语认知障碍语音实验,采集含有正常人和患者的语音大数据,并在此基础上展开基于言语分析的轻度认知障碍自动诊断方法研究,是一个亟待开展的课题。为此,本文基于语音识别技术对轻度认知障碍的自动检测算法进行研究,旨在实现一种低成本,可大规模推广,无侵入的轻度认知障碍检测方法。本文的主要工作如下:1.采集轻度认知障碍患者组及健康对照组语音数据,对语音数据进行预处理并设计建立中文轻度认知障碍语音数据库。数据库音频总时长为42.8小时,包含261名中文说话人,其中76名患有轻度认知障碍,其余185名为健康对照组。2.针对轻度认知障碍病理语音实现高精度语音识别系统。采用基于人类自适应的建模方法,分别从说话人自适应和域适应两个方向对轻度认知障碍语音的隐藏声学条件进行补偿,以提升语音识别系统性能。相对基线系统,特征空间最大似然线性回归变换说话人自适应和学习性隐层单元贡献说话人自适应方法使系统在轻度认知障碍患者组上获得了23.7%的相对提升,而域自适应使系统进一步获得了15.1%的相对提升。3.从自动语音识别和认知机理角度,全面探索用于早轻度知障碍诊断的中文言语方法:包括基于流利度测试的自动检测方法和基于自发语音深层次声学特征提取方法。最终在流利度测试任务和自发语音任务上分别取得了0.75和0.82的检测正确率。实验证明,本文提出的基于语音识别技术检测算法能够有效的实现轻度认知障碍的自动检测。

关键词：轻度认知障碍语音识别自动检测语音分析