光疗对睡眠剥夺小鼠学习记忆以及BDNF-TrkB信号通路的影响

睡眠障碍是临床中的常见多发病,睡眠障碍易诱发和加重认知障碍疾病,损害海马依赖的学习记忆功能。光疗是一种改善睡眠的有效方法,鉴于此,本课题组研究了光疗对睡眠剥夺小鼠炎症反应、氧化应激反应及BDNF-TrkB信号通路的影响,探索光疗对睡眠剥夺小鼠学习记忆的影响。通过旋转圆筒法建立睡眠剥夺模型,小鼠随机被分为对照组、睡眠剥夺组、光疗组(468 nm,光照强度分别为100,300,900 lx)。光疗组边剥夺边治疗,每天早晚进行光照30 min,于剥夺3 d后对各组小鼠进行水迷宫实验和旷场实验,采用ELISA法检测小鼠血浆和海马组织中TNF-α、SOD、5-HT因子的表达量,采用RT-PCR法检测小鼠BDNF、TrkB和Akt中的mRNA表达量。结果显示：与对照组相比,睡眠剥夺导致小鼠体重下降,游泳潜伏期增长,促进了炎性因子TNF-α的表达,降低了SOD活性和5-HT的表达,并降低了BDNF、TrkB和Akt中的mRNA表达;与睡眠剥夺组相比,光疗组小鼠的游泳潜伏期缩短,平台交叉次数增多,TNF-α表达下降,SOD和5-HT表达呈上升趋势,焦虑样行为减轻,BDNF、TrkB与Akt中的mRNA...     

面向康复与辅助应用的脑 机接口趋势与展望

无需肢体神经肌肉接触便可实现人与外界机器设备信息交互、使"思想"变成"行动"的脑-机接口(BCI)是脑神经科学与工程技术结合的新产物,亦是临床神经功能康复与运动辅助控制的新技术,可望为部分或完全丧失语言交流与肢体运动控制能力患者(如脑卒中、脊髓损伤、脊髓侧索硬化等疾病)提供全新的增强治疗与康复手段,但目前实际应用尚存在信息处理效率欠高、康复训练时间过长、控制模型通用性差等技术瓶颈。综述了上述技术难点并以运动想象(MI)BCI和BCI拼写器(Speller)为典型介绍了其可能的模型优化策略和解决方案,最后展望了未来BCI发展方向。     

功能性电刺激对运动想象皮层活动的影响研究

脑卒中是现代社会运动功能障碍的首要诱因。针对传统被动强化肢体运动康复训练手段单一及训练策略缺乏客观评价参数指导等关键问题,设计了右上肢运动想象融合不同强度功能性电刺激(阈上与阈下及无刺激)的实验任务范式,17名年轻健康右利手被试参与各项任务实验。脑电时频特征及统计学结果显示:刺激与无刺激模式间C3/C4导联α频带能量及CPz导联β频带能量存在显著性统计差异;阈上刺激与阈下刺激α频带能量仅在辅助运动皮层存在显著的激活差异。以上结果初步可证实,MI结合FES的康复训练模式更有助于激活运动皮层;可推论出FES作用能够强化包括辅助和初级运动皮层、感觉运动皮层在内的α节律及感觉运动皮层的β节律皮层神经活动。     

运动相关思维诱发脑电信息解码与应用综述

运动是人类日常思维与活动最基本、最重要的必需功能之一,各式动作通过神经系统调节肌肉收缩或舒张得以实现。研究运动相关思维诱发大脑神经生理活动信息不仅可深入揭示脑认知与行为的内在神经原理和调控机制,还能为研究开发新型脑-机接口(BCI)系统、更有效辅助运动障碍患者功能康复提供关键科学依据与创新设计思路,具有显见的学术意义和应用价值。主要综述了运动想象(MI)与运动执行(ME)思维所诱发不同脑电(EEG)神经生理特征的异同;重点回顾了基于运动相关思维EEG信息解码BCI在运动意图检测、特定局部肢体运动分类及参数解码与应用的最新研究进展;分析了阻碍其发展的技术难点并探讨了可能化解思路及展望了其未来前景;以期促进相关BCI技术的深入研究与开发应用。     

面向运动规划能力评估的脑电特征分析

运动规划涉及生活的方方面面，从拿起一个水杯到驾驶车辆时的应急处理，大脑无时无刻不在规划着运动的方式以获得最好的运动结果。运动规划能力的评估可以对运动员的选拔和运动规划障碍患者的诊断治疗提供重要的依据，但是传统的运动规划能力评估方法以行为学为主，经验不足的评估人员可能会得出不准确的结论。为了解决上述问题，本研究探索了基于脑电的运动规划能力评估方法，分别从时域、频域和非线性角度进行分析，提取了运动相关皮质电位（Movement-Related Cortical Potentials, MRCP）幅值，脑电功率谱密度（Power Spectral Density, PSD），脑电复杂度特征。通过相关性分析方法挖掘与行为学指标显著相关的脑电特征，发现FC4,C4及其周围导联的运动相关皮质电位幅值和反应时间呈显著负相关（FC4导联：ρ=-0.509,p=0.021;C4导联：ρ=-0.447,p=0.047），基于脑电功率谱密度计算的标准脑对称性指数（Standard Brain Symmetry Index,sBSI）和反应时间呈显著正相关（ρ=0.494,p=0.026）,LZC(Lempe...     

基于耳周围EMG信号的舌-机接口编解码技术研究

人-机交互（Human-Computer Interface, HCI）是将人的意图或运动转为机器指令的技术。其中，利用生物电信号来实现人与外部设备之间实时通信的HCI系统可反映人体内部状态和预期行动，已广泛应用于健康监测、医疗诊断、航空航天、假肢和辅助设备的开发等多个领域。研究表明，基于肌电（Electromyography, EMG）的HCI系统稳定性强、实用化程度高，具有广阔的应用场景。其中，舌头运动具有高度的灵活性和可控性，诱发信号强且易于检测，因此通过舌动来控制外部设备的舌-机接口（Tongue-Computer Interface, TCI）具有重要的研究价值。然而现有研究的舌动信号采集方式仍然无法同时满足自然场景下高用户舒适度、精识别准确率和多控制指令集等方面的需求。为此，本研究设计了7种不同的舌头运动方式，分别为舌头“从左到右”、“从右到左”、“向上”、“向下”、“吐舌”、“卷舌”和“说‘talk’”运动，并采用更为便捷、舒适的电极放置方法获取了22名受试者的耳周围舌动EMG信号。本研究通过时、频域特征和共空间模式（Common Spatial Pattern, CSP...