基于长期电子游戏训练的注意力增强及其神经可塑性

已有研究表明动作类视频电子游戏训练能够改善人的多种认知能力,但目前电子游戏训练游戏类型单一、训练时间短。为了填补这一空缺,针对多种类型电子游戏长时间训练提高注意力展开研究。本研究将176名健康的大学本科生随机分为训练组接受为期5个月的游戏训练。采用当今流行的三款游戏,受试以所进行游戏的简称分组,分别为GSGO组、LOL组和SGS组。训练期间每一个月完成3种行为任务,评估注意能力,并在训练前后各采集1次脑电数据计算脑功率谱能量,以评估长期电子游戏训练后脑功能状态的变化。结果发现,经过5个月的游戏训练后,各训练组θ频段功率谱能量显著提高,并在顶叶存在显著差异(F=3.13,P<0.05)。LOL组及SGS组的α频段功率谱能量在所有皮层都显示出下降的趋势,但CSGO组经训练后,在额叶(t=2.43,P=0.02)、顶叶(t=2.28,P=0.03)及中央区域(t=2.48,P=0.02)表现出显著的α1同步。各训练组R3频段功率谱能量在额、顶叶存在显著的组间差异(F=3.69,P=0.03),其中LOL组与SGS组的R3频段功率谱能量相比训练前均显著提高(P<0.05),说明长期电子训练可以诱发注意力水平的提升,且不同类型游戏训练后的效果有差异。行为任务的评估结果支持了相同的结论,第1月的训练结束后,各训练组在分散式空间注意能力的成绩都显著提高(P<0.05),CSGO组提升了11.12%,SGS和LOL组分别提升了9.68%和15.66%。LSD多重比较后显示CSGO组训练期间的成绩要显著好于SGS组(P=0.01),前月的训练结束后,LOL组的集中式空间注意能力要显著好于CSGO组(P=0.02)。研究证明,电子游戏因果性地增强了注意力的可塑性,动作类电子游戏相比休闲类游戏训练有更好的注意能力增强效果。研究结果对评估电子游戏训练和干预效果,具有一定参考价值。

六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交后代中染色体遗传与结构变异鉴定

六倍体小黑麦是普通小麦品种遗传改良的重要基因资源,可以拓宽小麦的遗传基础。本研究以六倍体小黑麦为供体向普通小麦转移黑麦染色质,以探明六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交、回交后代的染色体遗传特性,为小黑麦种质材料的后续研究和利用奠定基础。以六倍体小黑麦16引171为母本,六倍体小麦川麦62为父本配制杂交及回交组合,利用非变性荧光原位杂交技术(non-denaturing florescence in situ hybridization,ND-FISH)对F1、BC1F1和BC1F2植株进行细胞学跟踪鉴定。结果表明,杂种F1回交结实率为2.61%;BC1F1植株2R染色体传递频率最高;BC1F2植株中黑麦染色体在后代的传递率为6R>4R>2R,小麦背景中5B-7B相互易位染色体在BC1F2植株中表现出严重偏分离。在BC1F1和BC1F2植株中观察到24种结构变异染色体,包括染色体片段、等臂易位染色体、易位染色体以及双着丝粒染色体,且部分BC1F2植株的种子表现粒长和千粒重均优于六倍体小麦亲本川麦62。因此,在利用六倍体小黑麦作为桥梁向普通小麦导入黑麦遗传物质时,应尽量采取多次回交的方式,使D组染色体迅速恢复,保证后代育性的恢复,同时关注染色体结构变异材料的潜在应用价值。

从脑-机接口到脑-器交互

脑-机接口(brain computer interface,BCI)建立了大脑和非生物设备之间直接的信息交互通道。在认可BCI技术独特应用价值的基础上,进一步整合了身心医学与脑-机接口,强调了“脑与身体”和“脑与环境”的相互支撑关系,提出了脑-器交互(brain-apparatus communication,BAC)框架。对脑-机接口到脑-器交互的发展历程进行了概述,并从脑-器官交互、脑-外部环境交互以及两者融合方面讨论了脑器交互对人类健康的影响。

基于脑电网络的情绪识别研究进展

情绪识别使计算机系统具备感知人类情感的能力,它已成为计算机科学、心理学、社会学、生物医学工程等多个学科的研究热点。脑电(Electroencephalography, EEG)网络分析方法是神经影像领域常用的神经认知分析方法,它通过捕获脑区间交互关系构建脑网络,以此描述大脑不同区域的信息流动状态和功能协作状况。由于情绪功能本身涉及多脑区协作,脑电网络的分析方法凭借其出色的脑区信息交互捕获能力在情感识别领域发挥重要作用。该文对脑电网络情绪识别的研究背景、原理方法和研究现状进行详细介绍,并讨论了基于脑电网络分析的情绪识别研究目前存在的问题和未来发展趋势。

国内医学图像处理技术的最新动态

阐述了医学图像处理技术的发展动态,介绍了目前国内在三维医学图像的可视化和基于PACS的医学图像压缩在医学图像处理方面的进展。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。

基于心率变异性的自动睡眠分期及其脑电图验证

睡眠障碍会严重影响人们的日常生活,因此睡眠的早期监测对睡眠疾病的预防和诊断有重要意义。采用自行研制的便携式多导睡眠监护仪,开展了103人次的居家夜间睡眠数据收集(含脑电、眼电、肌电和心电信号)。然后,从同步采集的心电数据RR间期中提取时域、频率和非线性特征,组合出最高达426个心率变异性(HRV)特征,基于Xgboost算法构建模型对睡眠中的清醒期(wake)、非快速眼动|期(N1)、非快速眼动Ⅱ期(N2)、非快速眼动Ⅲ期(N3)和快速眼动期(REM)进行五分类(wake、N1、N2、N3、REM)、三分类(wake+N1、REM、N2+N3)和二分类(wake、N1+N2+N3+REM)预测,并与脑电图睡眠分期标签进行验证。最后,五分类、三分类和二分类测试结果准确率分别达到84.0%、89.1%和95.2%,F1-score达到83.2%、88.9%和94.9%,为同类模型研究中表现最佳。说明HRV与睡眠阶段具有良好的相关性,基于便携式设备收集数据构建的算法模型可以较好地识别睡眠状态。

汉语具体词和抽象词记忆的神经机制研究

具体词和抽象词加工的神经机制是认知神经科学的研究热点,但过往的相关研究主要集中于拼音文字,发现抽象词加工更多激活语言系统,而具体词加工更多激活感知觉系统。该文使用功能性磁共振成像,通过记忆-自由回忆任务,探究了汉语具体词和抽象词加工在记忆编码过程中的大脑活动情况,结果是两种词类的记忆加工都主要激活了颞枕皮层和左侧额下回。除此之外,抽象词记忆更多激活了默认脑网络,而具体词记忆更多激活了感觉运动皮层。结果表明具体词和抽象词的记忆都会激活语言和执行控制系统,但也会依赖不同的脑区进行记忆编码。

以文献为导向的教学模式在生物技术制药课程中的探索与实践

生物技术制药是一门多学科交叉、理论性和实践性并重的课程。为培养生物制药领域的研究型创新型人才,探索了以文献为导向的教学模式改革,即通过阅读文献并以讨论课的方式进行学习。从以文献为导向的教学模式的理念和流程、文献类型和课堂讨论方式等方面论述了该教学模式在生物制药教学中的实践,为相关课堂教学改革提供借鉴和参考。

媒体暴力与攻击性:社会认知神经科学视角

媒体暴力与攻击性之间是否存在因果关系一直存在争论。随着社会认知神经科学的兴起,研究者可以通过ERP和fMRI等技术进一步对媒体暴力与攻击性的内在联系进行研究。本文首先分析媒体暴力与攻击性在社会认知神经科学领域取得的最新研究成果,特别是ERP和fMRI成果。其次,指出该领域研究中应该注意被试、工具以及研究方法的选择。最后,未来可以从不同年龄段、不同媒体暴力形式、以催化剂模型为理论背景等多方面进行社会认知神经机制的研究,另外,构建媒体暴力影响攻击性的认知神经模型也是未来一个有价值的研究方向。

异步脑机接口技术现状及发展趋势

脑机接口的出现,为人们提供了一种全新的对外信息交流和控制方式。异步脑机接口由于具有最接近人们日常生活的特点,成为继同步脑机接口之后新的研究热点。对异步脑机接口的研究现状、关键技术及新的进展进行较为详细的阐述,并探讨该领域可能进一步的研究方向。

矿山地质灾害监控预警的工程物探技术

以某矿山排石场稳定性对矿山地质灾害的影响为例,将高密度电阻率法及工程地震反射法同时应用于矿山地质灾害进行监控和勘察中,结果表明:对于可能引起排石场地质灾害隐患的调查,两种物探方法相结合,相互补充,消除了单一方法的多解性,得到的勘探结果更加准确可靠。

功能磁共振和脑电神经成像技术与大脑刺激相结合的研究进展

随着对神经机制问题阐述水平的迅速提高,所应用的神经成像技术、方法及各种工具的复杂程度也在不断提高.一方面是神经成像技术本身的不断发展,另一方面则是大脑直接刺激与神经成像技术同步记录方法的发展.经颅磁刺激-功能磁共振成像同步技术(TMS-fMRI)和经颅磁刺激-脑电技术(TMS-EEG)能为研究大脑网络的功能和有效连通性提供技术手段,该技术在多种认知领域的发展和应用,为神经科学、认知心理学、神经信息学等学科的研究者对人脑的研究开启了多条通道,更加有利于深入地理解人类大脑的工作机制.

暴力电子游戏对攻击行为的影响及其争论

以Anderson为核心的研究者通过数十年研究发现,暴力电子游戏是攻击行为产生的前因变量,并且提出可以用一般攻击模型(General Aggression Model,GAM)来解释这一结论。然而,Ferguson等人的研究表明,暴力电子游戏不是攻击行为产生的前因变量,而是攻击行为产生的催化剂,并提出催化剂模型(Catalyst Model,CM)来解释该结论。由于社会心理研究中,实验研究难以严格控制,导致研究结果大径相庭,暴力电子游戏影响攻击行为的争论还在不断扩大。未来要加强对暴力电子游戏和攻击行为的测量,同时还需整合一般攻击模型和催化剂模型指导实证研究,最后从认知偏差以及社会认知神经科学视角寻求暴力电子游戏对攻击行为影响的新证据。

治疗性抗体人源度评价与人源化的计算方法研究进展

治疗性抗体已成为全球生物制药行业不可或缺的组成部分。如何从海量非人源抗体中选择出或者基于非人源的先导抗体设计出人源化程度高的抗体从而降低其免疫原性,这一问题已成为当今抗体药物开发领域的研究热点之一,相应的经验、实验及计算方法统称为抗体人源化技术。已有研究证明,在保持抗体特异性、亲和力和稳定性等特征的前提下,提高抗体人源度能够有效降低其免疫原性。抗体人源化相关计算方法主要涉及人源化抗体的设计、抗体人源度的计算与评价等。当前,许多计算工具已被证实为抗体人源化和人源度评价的有效工具。该文系统性概述了抗体人源化的理论依据以及基于此开发出的计算方法的发展历程,并讨论了相关计算方法研究的最新进展。

生物技术制药课程的研究型教学

生物技术制药是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的课程,传统的教学方式难以满足学生直接参与药物研究开发的需要。转变教学理念,以学生为学习主体,综合利用多种资源,发挥教师的引导作用,把基础科研思维训练引入到教学中,从而将学生培养成具有基本科研素养的人才。

基于液体培养基的白芨种苗离体快繁技术

针对白芨[Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.]种苗人工繁育存在的问题,介绍了一种基于液体培养基的白芨种苗离体快繁技术,比较了不同成熟度白芨种子离体培养的具体技术方案。该技术操作简便,成本低廉,能有效实现白芨组培苗的高效快速生产,适宜于进行规模化生产。

基于概率稀疏自注意力神经网络的重性抑郁疾患诊断

抑郁症的诊断主要依赖于医师的咨询和量表评估等主观方法,可能导致误诊。脑电图(EEG)具有高时间分辨率、低成本、易于设置和无创等优点,因此可以用作精神障碍(如抑郁症)的定量测量工具。深度学习算法目前在EEG信号上有多种应用,其中就包括抑郁症的诊断和分类。EGG信号在通过自注意力机制处理时有大量的冗余部分,因此,提出一种基于概率稀疏自注意力机制的卷积神经网络(PSANet)。首先,根据采样因数在自注意力机制中选取少量最关键的注意力点,在运用自注意力机制的同时克服它计算成本高的缺点,使它可以在脑电长序列数据上应用;同时将脑电图与患者的生理量表进行嵌合,从而进行多维度诊断。在一个包含抑郁症患者和健康对照组的数据集上进行实验评估,实验结果表明,PSANet表现出较高的分类准确性,参数量也低于EEGNet等对比方法。

RNA干涉技术在功能基因组学和医学研究中的应用

RNA干涉 (RNAi)能特异性降解 m RNA,在转录后水平抑制基因活动 ,作为新的技术平台将对功能基因组学研究和疾病的防治产生重要影响。RNAi能特异地“剔出”靶基因的表达及功能 ,可广泛地运用于基因功能的分析。 RNAi是动植物在抗御病毒、转座子等外来基因侵袭或内源性基因变异的进化过程中发展起来的 ,利用这种内在的防御机制可望发展成为征服感染、肿瘤等疾病的有效的手段。

基于真实头模型的EEG参考电极标准化技术

目的 :研究基于真实头模型的参考电极标准化技术并验证它的有效性。方法 :基于真实头模型的等效源技术 ,建立了由以头表某点或平均电位为参考点的实际记录近似得到以无穷远点为参考的记录的方法。由于无穷远点的电位可假设为常数零 ,因此可称该方法为真实头模型的参考电极标准化技术 (REST)。对真实头模型全空间内任意位置的源的实际头表记录进行REST处理 ,然后计算经REST处理后的近似记录与以无穷远点为参考的记录之间的相对误差 ,以此检验该技术的有效性。结果 :对于真实头模型REST是有效的 ,尤其对重要的表层皮质区域更为有效 ,它的应用可以降低因非零的参考电位而引入头表记录的干扰。结论 :采用参考电极标准化技术能得到更真实的脑电 (EEG)记录 ,从而可能对脑电的应用产生重要的影响。

青少年抑郁症患者主动遗忘能力与童年创伤和抑郁症状的关系

目的:比较青少年抑郁症患者与正常青少年在主动遗忘能力上的差异,并探讨该能力与童年创伤和抑郁症状的关系。方法:符合精神障碍诊断与统计手册第5版(DSM-5)抑郁症诊断标准的141例青少年患者和42例正常对照组参与研究。采用定向遗忘(DF)任务,以情绪图片为记忆材料,比较两组在再认成绩上的差异。DF效应指“记住”条件再认成绩高于“忘记”条件。并采用儿童期创伤问卷(CTQ-SF)和贝克抑郁量表(BDI-II)评估被试的童年创伤程度和抑郁症状。结果:与正常对照组不同,抑郁症组仅在正性材料中出现DF效应(P<0.001)。在抑郁症组中,负性材料DF效应值在CTQ-SF得分与BDI-II得分间起部分中介作用(效应值=0.10,95%可信区间为0.05~0.17,占总效应21.3%)。结论:青少年抑郁症患者的主动遗忘能力部分受损,他们对负性记忆的主动遗忘能力在童年创伤与抑郁症状间有部分中介效应。