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通过触觉编码和声音为视力障碍者提供远程虚拟陪伴

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生物化学与生物物理进展 2024年第1期51卷 158-176页

作者：葛松黄轩拓林衍旎李沿橙董问天党卫民徐晶晶伊鸣许胜勇北京大学电子学院教育部纳米器件物理与化学重点实验室北京100871 北京大学信息科学技术学院北京100871 北京大学第六医院北京大学精神卫生研究所国家卫生健康委员会精神卫生学重点实验室(北京大学)国家精神心理疾病临床医学研究中心(北京大学第六医院)北京100191 山东大学微电子学院济南250100 北京大学基础医学院神经生物学系神经科学研究所神经科学重点实验室北京大学公共卫生学院北京100191

目的现有的人工视觉装置分为植入式装置和体外辅助装置两种,但它们都有一些不足之处。植入式装置需要手术植入、会造成不可恢复创伤;体外辅助装置指令相对简单、应用场景较为单一、过于依赖人工智能(AI)的判断不能提供足够的安全性。本... 详细信息

目的现有的人工视觉装置分为植入式装置和体外辅助装置两种,但它们都有一些不足之处。植入式装置需要手术植入、会造成不可恢复创伤;体外辅助装置指令相对简单、应用场景较为单一、过于依赖人工智能(AI)的判断不能提供足够的安全性。本文提出了一种将周边环境信息转化成头颈部触觉指令、并辅助以语音交互的系统,其有效性、安全性、信息量等均优于现有体外辅助技术,同时也具有低成本、低风险、适合多种生活和工作场景等优势。方法该系统借助最新的远程无线网络通讯技术、芯片技术,利用前方人员随身佩戴的微小型电子设备、摄像头和感应器,以及云端庞大的数据库和计算能力,后台人员可以实时、充分地远程(比如跨越城市)了解前方的现场景象、环境参数和人员状态等信息,通过对比云端数据库和内存数据库、AI辅助识别和人工综合分析,快速获得最合理的行动方案,并将行动指令及时传给前方人员,实现盲人导航功能。同时,也用语音互动对话提供人文关怀、情感寄托。结果本文首次提出了“远程虚拟陪伴概念”,并演示了相应的硬件和软件以及多种生活场景下的测试效果。除了可以实现基础的导航功能,比如帮助视觉障碍人群完成在超市购物、咖啡厅寻座、街道行走,以及完成更加复杂的拼图、日常娱乐打牌功能,还可以满足骑行等速度相对快的移动指令要求。结论实验结果表明,这种“远程虚拟陪伴”装置适用大量场景和需求,不仅可以用于视觉障碍人群出行、购物、娱乐,也可用于陪伴老人出行、辅助野外探险或旅行等,具有广泛的发展和应用前景。

关键词：人工视觉辅助远程虚拟伴侣触觉代码盲人导航

CI-WGAN:融合临床指标和WGAN的孤独症个体化脑功能连接网络生成

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数据采集与处理 2024年第4期39卷 813-826页

作者：孙海林严加栋张嵘 KENDRICK Keith 蒋希电子科技大学生命科学与技术学院成都611731 麦吉尔大学蒙特利尔神经研究所蒙特利尔H3A 2B4 北京大学基础医学院神经生物学系北京100191 北京大学神经科学研究所北京100191 神经科学教育部重点实验室北京100191 卫健委神经科学重点实验室北京100191 北京大学医学部孤独症研究中心北京100191

脑功能连接(Functional connectivity,FC)网络作为潜在的脑影像标志物对孤独症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)的辅助诊疗研究具有重要作用。然而现有的FC生成方法大多仅基于脑影像数据,未充分考虑个体的临床指标从而易丢失疾... 详细信息

脑功能连接(Functional connectivity,FC)网络作为潜在的脑影像标志物对孤独症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)的辅助诊疗研究具有重要作用。然而现有的FC生成方法大多仅基于脑影像数据,未充分考虑个体的临床指标从而易丢失疾病的特异性信息。而且,ASD作为一种谱系障碍,其临床指标存在显著的个体化差异。因此,仅基于脑影像数据的传统生成模型在生成准确的且能反映个体化临床指标的ASD个体FC的任务上存在挑战。针对上述挑战,提出了个体化临床指标引导的沃瑟斯坦生成对抗网络模型(Clinical-indicator-aware Wasserstein generative adversarial network,CI-WGAN),用于生成孤独症个体化FC网络。该模型引入个体化临床指标引导机制,实现了高精度ASD患者FC网络的生成。基于全世界最大孤独症脑影像公开数据集之一的ABIDE I数据集进行实验,CI-WGAN生成FC与真实FC的峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio,PSNR)、结构相似度(Structural similarity,SSIM)与平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)分别达到19.037、0.236与0.178,相较于其他FC生成模型分别提升了3%、12%与2%。此外基于生成FC和独立临床验证指标的表征相似度分析(Representational similarity analysis,RSA),CI-WGAN生成的FC相较其他模型生成FC最少提高了0.1倍和3.7倍,证明了CI-WGAN生成的FC包含更多的ASD个体特异性信息。本文提出的CI-WGAN模型实现了高质量个体化FC的生成,为ASD的早期诊断和个性化治疗提供了有力的技术支持。

关键词：孤独症谱系障碍大脑功能连接生成对抗网络临床指标引导机制梯度惩罚机制

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淫羊藿素联合吗啡对骨癌痛小鼠的镇痛效应研究

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中国疼痛医学杂志 2024年第1期30卷 28-37页

作者：杨雪伟袁贤达田越孙琳琳蔡捷孟坤邢国刚北京大学神经科学研究所北京大学基础医学院神经生物学系教育部/卫健委神经科学重点实验室北京100191 北京盛诺基医药科技股份有限公司北京102206 北京大学第一医院内分泌科北京100034

目的:探究淫羊藿素对骨癌痛(bone cancer pain,BCP)小鼠的镇痛效应,以及淫羊藿素与吗啡联合用药的镇痛效应;确定半效剂量淫羊藿素与吗啡联合用药,在达到吗啡最大镇痛效应时所减少的吗啡用量。方法:使用雄性C57BL/6J小鼠及路易斯(Lewis)... 详细信息

目的:探究淫羊藿素对骨癌痛(bone cancer pain,BCP)小鼠的镇痛效应,以及淫羊藿素与吗啡联合用药的镇痛效应;确定半效剂量淫羊藿素与吗啡联合用药,在达到吗啡最大镇痛效应时所减少的吗啡用量。方法:使用雄性C57BL/6J小鼠及路易斯(Lewis)肺癌细胞建立BCP小鼠模型。通过测定机械刺激缩足反射阈值(mechanical withdrawal threshold,MWT),冷刺激缩足潜伏期(paw withdrawal latency,PWL)以及自发抬足次数和抬足保护时间以评估小鼠疼痛敏感度。结果:自造模后第7~14天起,BCP小鼠左侧(荷瘤侧)后爪MWT和PWL明显降低,自发抬足次数和抬足保护时间明显上升,并持续存在(P<0.05)。造模后第7~14天给予淫羊藿素,自第10~14天起淫羊藿素明显增加BCP小鼠左侧后爪的MWT和PWL,并减少自发抬足次数和抬足保护时间,停药后效应持续至造模后第18天(即停药后第4天)(P<0.05)。应用2倍EC50剂量淫羊藿素(200 mg/kg)与吗啡联合用药可明显延长停药后镇痛效应,停药后镇痛效应持续至造模后第21天(即停药后第7天)(P<0.05)。应用半效剂量淫羊藿素(100 mg/kg)与吗啡联合用药,达到吗啡最佳镇痛效应时最多可减少60%吗啡用量。结论:淫羊藿素对BCP小鼠有明显的镇痛效应,当与吗啡联合用药时,不仅明显延长了停药后的镇痛效应,还能够减少高达60%的吗啡用量。

关键词：骨癌痛淫羊藿素吗啡镇痛效应

遗传病并不一定会遗传:遗传病概念的中文翻译与建议

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遗传 2024年第9期46卷 673-676页

作者：田盼辉许玥张永清王天云北京大学基础医学院医学遗传学系医学遗传学中心北京100191 中国科学院遗传与发育生物学研究所分子发育生物学国家重点实验室北京100101 北京大学神经科学研究所神经科学教育部重点实验室国家卫健委神经科学重点实验室北京100191 北京大学医学部孤独症研究中心北京100191

从1865年孟德尔发现遗传学的基本定律到如今基因组学在医学中的广泛应用,医学遗传学取得了诸多进展,遗传病的概念也有了新的扩展。1972年,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)专家组开始使用“Genetic Disease”来定义遗传病,... 详细信息

从1865年孟德尔发现遗传学的基本定律到如今基因组学在医学中的广泛应用,医学遗传学取得了诸多进展,遗传病的概念也有了新的扩展。1972年,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)专家组开始使用“Genetic Disease”来定义遗传病,而国内早期的遗传学教材使用“劣性遗传”来指代遗传病,后引入“Genetic Disease”和“Inherited Disease”等术语作为遗传病的英文翻译。在早期,人们普遍认为遗传病的发生都是由祖辈遗传下来的。但近些年的研究发现,遗传病并不一定会遗传,部分疾病其实是由后代中新产生的突变所引起。这类遗传病的发生虽然和遗传因素有关,但并不是由祖辈遗传下来的,如果仍然使用“Inherited Disease”或“Hereditary Disease”来翻译是不够准确的。为进一步规范“遗传病”概念的翻译及使用,本文系统梳理了其在国内外的发展历程,探讨了不同英文翻译间的区别,以期为科学、准确地表述遗传病提供指导和建议,促进医学遗传学领域的规范交流与合作。

关键词：医学遗传学遗传病中文翻译新发突变遗传变异

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孤独症儿童血浆中缬氨酸水平变化及其与发育商的关系

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北京大学学报(医学版) 2024年

作者：徐新杰蔡小娥孟凡超龙波尤欣张嵘中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院医学科学研究中心北京市海淀医院康复医学科首都医科大学附属北京安定医院国家精神心理疾病临床医学研究中心精神疾病诊断与治疗北京市重点实验室中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院免疫内科北京大学神经科学研究所北京大学基础医学院神经生物学系神经科学教育部重点实验室卫生部神经科学重点实验室北京大学医学部孤独症研究中心

目的：比较孤独症儿童与健康儿童血浆中缬氨酸水平的差异，并探究孤独症儿童血浆缬氨酸水平与其发育商评分的相关性。方法：共招募29例孤独症儿童作为病例组，同期招募30例同年龄段的正常儿童作为对照组。采用儿童孤独症评定量表（child... 详细信息

目的：比较孤独症儿童与健康儿童血浆中缬氨酸水平的差异，并探究孤独症儿童血浆缬氨酸水平与其发育商评分的相关性。方法：共招募29例孤独症儿童作为病例组，同期招募30例同年龄段的正常儿童作为对照组。采用儿童孤独症评定量表（childhood autism rating scale， CARS）对孤独症儿童的核心症状及其严重程度进行评估，采用Gesell发育量表（Gesell developmental schedules， GDS）评估儿童发育商，采用高效液相色谱-串联质谱法测定血浆缬氨酸水平，并比较两组间差异，分析病例组儿童血浆缬氨酸水平与其发育商评分间的相关性。结果：与对照组相比，孤独症组血浆缬氨酸水平显著偏低，差异有统计学意义（P0.05）。根据CARS量表评分标准，将孤独症组儿童根据病情严重程度分为轻中度和重度两个亚组，在亚组之间进行比较发现，重度孤独症儿童在GDS量表适应性、精细运动、语言以及个人-社交方面的评分均显著低于轻中度孤独症儿童（P0.05）。结论：孤独症儿童血浆中缬氨酸水平偏低，且与其精细运动和个人-社交功能之间存在一定关联。

关键词：孤独症缬氨酸发育商

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偏头痛的遗传学研究进展

中国疼痛医学杂志 2024年第1期30卷 52-56页

作者：徐菲刘儒昶王天云郭淮莲北京大学人民医院神经内科北京100044 北京大学基础医学院生理学与病理生理学系北京100191 北京大学基础医学院医学遗传学系北京100191 北京大学教育部/国家卫生健康委员会神经科学重点实验室北京100191

偏头痛是一种常见的原发性头痛,临床表现多样,亚型众多。除家族性偏瘫型偏头痛(familial hemiplegic migraine, FHM)已发现明确致病基因外,无先兆偏头痛(migraine without aura, MO)、有先兆偏头痛(migraine with aura, MA)和其他类型... 详细信息

偏头痛是一种常见的原发性头痛,临床表现多样,亚型众多。除家族性偏瘫型偏头痛(familial hemiplegic migraine, FHM)已发现明确致病基因外,无先兆偏头痛(migraine without aura, MO)、有先兆偏头痛(migraine with aura, MA)和其他类型如月经性偏头痛(menstrual migraine, MM)、前庭性偏头痛(vestibular migraine, VM)的遗传基础尚未完全明确。本文通过回顾偏头痛及各亚型的连锁研究、关联研究及测序研究,总结其遗传学发现,并讨论各个亚型的特点。偏头痛不同亚型的遗传位点极少重叠,未来针对表型一致性高的亚型进行研究并结合组学信息有望明确致病基因。

关键词：偏头痛家族性偏瘫型偏头痛月经性偏头痛高通量测序遗传位点

家长教育焦虑对中小学生手机等电子产品成瘾的影响机制

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中国临床心理学杂志 2024年第2期32卷 335-343页

作者：杨雨萌唐逸文魏悻玥李蓓蕾邓林园北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室北京100875 北京师范大学教育学部北京100875

目的:本研究旨在考察家长教育焦虑对中小学生手机等电子产品成瘾的影响及作用机制。方法:采用家长教育焦虑量表、父母心理控制量表、无法忍受不确定性量表和手机等电子产品成瘾量表对1345对中小学生及其家长进行调查。结果:整体模型拟... 详细信息

目的:本研究旨在考察家长教育焦虑对中小学生手机等电子产品成瘾的影响及作用机制。方法:采用家长教育焦虑量表、父母心理控制量表、无法忍受不确定性量表和手机等电子产品成瘾量表对1345对中小学生及其家长进行调查。结果:整体模型拟合良好,家长教育焦虑既可以直接预测中小学生手机等电子产品成瘾,还可以通过三条路径起到间接预测作用:父母心理控制的简单中介、中小学生无法忍受不确定性的简单中介,以及父母心理控制与中小学生无法忍受不确定性的链式中介。学段对链式中介模型的调节作用显著,相比小学生,父母心理控制对中学生手机等电子产品成瘾的作用较小。结论:为预防或减轻中小学生手机等电子产品成瘾,不仅父母要合理应对自身教育焦虑、减少心理控制的教养方式,中小学生也要提高对不确定性的忍受力,还需要注意不同学段的特殊性,进行针对性干预和指导。

关键词：家长教育焦虑手机成瘾电子产品成瘾父母心理控制无法忍受不确定性中小学生

静息态功能磁共振成像与人口神经科学:信度研究进展与指南

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科学通报 2024年第24期69卷 3547-3559页

作者：罗伟罗崇静颜志雄王银山左西年中国科学院心理研究所北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049 南宁师范大学教育科学学院南宁530299 南宁师范大学教育与发展人口神经科学研究基地南宁530299 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室北京100875 国家基础学科公共科学数据中心北京100190

静息态功能磁共振成像(rsfMRI)测量人脑自发神经活动,安全可靠且易于操作而大规模实施,用于揭示认知活动与精神疾病神经影像变化,已成为人口神经科学收集大脑表型信息而倚重工具之一.高信度是rsfMRI测量个体差异的基本要求,但当前rsfMR... 详细信息

静息态功能磁共振成像(rsfMRI)测量人脑自发神经活动,安全可靠且易于操作而大规模实施,用于揭示认知活动与精神疾病神经影像变化,已成为人口神经科学收集大脑表型信息而倚重工具之一.高信度是rsfMRI测量个体差异的基本要求,但当前rsfMRI测量的信度水平偏低(多低于0.6),不同研究和不同测量指标信度差异较大,脑网络间信度存在较大异质性.当前,rsfMRI信度研究在领域内渐备受关注,如何开展rsfMRI信度研究亟待领域规范和指南.通过描述人口特征学、样本规模和测量安排三个信度研究维度对rsfMRI信度的影响,本文系统介绍rsfMRI信度研究进展,据此提出人口神经科学rsfMRI信度研究指南:基于人口神经科学规范化建模进行rsfMRI测量标准化,提供rsfMRI研究测量指标的信度信息;扩大研究样本量、高效安排扫描间隔和延长扫描时间;优化扫描参数、减少扫描噪声和进行标准化扫描;用标准化程序预处理静息态功能像数据,有效化计算和分析方法.

关键词：静息态功能磁共振成像信度人口神经科学实验设计指南

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幼年期抑制NMDA受体GluN2B亚基功能结合成年后社交应激改变小鼠前额叶皮层神经元周围网络

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生理学报 2024年第1期76卷 1-11页

作者：梁亦睿张雪寒复旦大学脑科学研究院医学神经生物学国家重点实验室教育部脑科学前沿中心上海200032

神经元周围网络(perineuronal nets,PNNs)是一种细胞外基质(extracellular matrix,ECM),被认为是神经系统发育,尤其是皮层发育过程中重要的神经可塑性调节因子。大脑皮层中的PNNs富集在表达小清蛋白(parvalbumin,PV)的中间神经元周围。... 详细信息

神经元周围网络(perineuronal nets,PNNs)是一种细胞外基质(extracellular matrix,ECM),被认为是神经系统发育,尤其是皮层发育过程中重要的神经可塑性调节因子。大脑皮层中的PNNs富集在表达小清蛋白(parvalbumin,PV)的中间神经元周围。越来越多的证据表明,PV阳性神经元和PNNs的异常与多种精神疾病相关,特别是属于发育缺陷疾病的精神分裂症。NMDA受体在精神分裂症的病理生理学中发挥重要作用,NMDA受体的选择性拮抗剂常用于精神分裂症实验模型动物的造模。GluN2B亚基在神经系统发育中发挥至关重要的作用,但GluN2B在精神分裂症中的作用尚缺乏研究。本研究通过腹腔注射GluN2B选择性拮抗剂ifenprodil干扰幼年小鼠(3~4周龄)的GluN2B亚基功能,待小鼠长至成年(9周龄)时,给予小鼠社会应激。用免疫荧光染色方法研究前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)PNNs和PV阳性神经元的变化,用听觉惊吓和前脉冲抑制测试检测PV阳性细胞活性,用免疫印迹技术检测NMDA受体GluN2A和GluN2B亚基蛋白的表达。结果显示,在幼年期GluN2B拮抗剂注射和成年应激处理的小鼠PFC中有更多的PV阳性神经元被PNNs包裹;在需要感觉门控功能支持的前脉冲抑制测试中被激活的PV阳性神经元显著减少;NMDA受体GluN2A/GluN2B亚基蛋白表达比例显著降低。小鼠的这些由幼年期GluN2B拮抗剂注射和成年应激引起的异常,与精神分裂症患者和动物模型中观察到的现象相似。以上研究结果提示幼年GluN2B功能异常,甚至短暂的功能低下,可能是成年后出现精神分裂症症状的风险因素之一。

关键词： NMDA受体 PV阳性中间神经元神经发育精神分裂症前额叶皮层啮齿类动物