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Science:预测一个人独特的脑连接性

摘要 : 一种新的模型能够基于在静息状态人脑的MRSs来预测某个人的作业特异性的脑连接性。

 一种新的模型能够基于在静息状态人脑的MRSs来预测某个人的作业特异性的脑连接性。本研究的作者说,这样一种工具如果适用范围超越健康人群(该模型基于健康人群),它能被用于研究无法完成作业者(如瘫痪病人或婴儿)的功能性脑部区域。同时,本研究的结果显示,人与人之间脑连接性的差异是固有的。某些证据提示,一个人在无作业(静息)状态时的脑部活动可反映整体水平的作业依赖性网络。为了观察这一静息态是否能被用来预测个体间脑连接性差异,Ido Tavor和同事应用了人类连接组项目(HCP)数据库中的98个人的数据。这些数据捕捉到了他们脑部在静息态的活动以及在从事不同作业时的活动,这些作业是按照所有7个不同行为区域——如决策(博弈)和语言翻译(阅读)——进行分类的。应用这些数据,研究人员造就的模型能基于那个人在静息态的脑部活动准确地预测跨越所有行为阈的作业差异。将预测模式与实际模式进行重叠证实了该模型的准确性。

据一项新的研究报道,兹卡病毒会优先杀死发育中的脑细胞。这些结果为兹卡病毒如何在宝宝中引起脑部缺陷——尤其是小头畸形(这是一种罕见的出生缺陷,有这种缺陷者的脑子无法正常生长)——提供了证据。巴西正处于一个前所未有的兹卡病毒ZIKV(ZIKV)流行之中,该病毒是在2015年5月首次在该国被检测到的。从那时起,该国小头畸形的报道显著增加,但该病毒与这种出生缺陷间的挂钩还未得到证明。Patricia Garcez和同事在此对从多能干细胞诱导的人类神经干细胞受到兹卡病毒感染的影响进行了检查;它们是以神经干细胞簇(被称作神经球)或作为脑类器官方式生长的;这两个系统都代表了研究胚胎脑发育的体外模型。当研究人员用从一个巴西病人体内分离的兹卡病毒感染这些生长中的细胞时,该病毒在几天内就杀死了大多数的神经球。与此同时,对照组则有数百个神经球生长。在第二个聚焦于脑类器官模型的实验中,与对照组脑类器官相比,该病毒可令感染的类器官生长减少40%。最后,一项评估登革热病毒影响的研究显示细胞在感染后6天时的存活率有显著差异,登革热病毒感染细胞的存活情况比兹卡病毒感染细胞要好得多;登革热病毒是一种与ZIKV类似的黄病毒。而接触登革热病毒的脑类器官与对照相比没有显示出生长减少。这些结果提示,ZIKV在人类神经干细胞中的负面影响并非黄病毒家族的共性,这为ZIKV对发育中脑的可能影响提供了了解。作者们说,有必要进行其它的研究来进一步表征ZIKV感染对不同阶段胎儿发育所产生的后果。

原文链接:

Task-free MRI predicts individual differences in brain activity during task performance

原文摘要:

When asked to perform the same task, different individuals exhibit markedly different patterns of brain activity. This variability is often attributed to volatile factors, such as task strategy or compliance. We propose that individual differences in brain responses are, to a large degree, inherent to the brain and can be predicted from task-independent measurements collected at rest. Using a large set of task conditions, spanning several behavioral domains, we train a simple model that relates task-independent measurements to task activity and evaluate the model by predicting task activation maps for unseen subjects using magnetic resonance imaging. Our model can accurately predict individual differences in brain activity and highlights a coupling between brain connectivity and function that can be captured at the level of individual subjects.

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