目的:提出一种新型脉冲神经元模型及其网络，描述其建模方法，并用计算机模拟验证其性能。方法:在充分考虑生物学适应性（激活电位阈值和不应期开关），及其对尖峰放电脉冲产生及其传导的动态调节机制基础上，在新型脉冲神经元模型中引入了突出后电位多通道滤波器，实现了输出电流及神经元突触强度的动态调节。提出基于自适应最小均方（LMS）的误差反向传播（BP）学习算法，并将其应用于尖峰放电神经网络的调节。结果:在自发噪声下，新型脉冲神经元模型的尖峰放电间期信号直方图满足泊松分布。通过2个新型脉冲神经元的简单连接，可以形成多种复杂的尖峰放电模式。新型脉冲神经元模型具有自发本征噪声的特征，能够形成复杂的周期尖峰放电模式。对于输入噪声控制，该模型的不应期与门限电位适应性参数的稳定性较好。刺激电流-尖峰放电脉冲频率间的线性关系较好。结论:所提出的新型脉冲神经元模型在自发噪声条件下能产生多种模式的振荡和相干振荡，这与生物神经元极其相似，能实现复杂的噪声信号处理。所采用的具有不同频带的多通道突触后电位滤波器，能使一些突触后电位信号变得平稳。所提出的基于于自适应LMS的BP学习算法克服了尖峰放电信号的瞬态变化特性导致的误差驱动学习算法无法应用的问题。

帕金森病( PD)是一种常见的神经退行性疾病，左旋多巴是 PD治疗的常用药物，但长期使用该药会导致部分患者出现以舞蹈样动作为主的运动障碍，即左旋多巴诱导的异动症( LID)，严重影响患者的生活质量。目前对 LID的认识尚不完全，人们认为其发生发展与患者固有的黑质纹状体病变及后期药物的脉冲式刺激有关，涉及多种神经信号通路与脑网络电生理活动的改变，且不同类型的 LID发生机制也存在差异。目前对 LID的预防与治疗方法还不能完全满足临床需求。随着相关研究的发展，人们对突触水平、信号通路水平及基因水平的认识不断深入，该并发症的发病机制也一定会得到合理的解释，并进一步指导临床工作，造福 PD患者。

目的:探讨个体化靶向机器人技术辅助斯坦福加速智能神经调节疗法（Stanford accelerated intelligent neuromodulation therapy，SAINT）对抑郁症自杀观念的疗效、安全性及可能的脑网络机制。方法:本研究为小样本的开放标签研究，纳入了15例伴自杀观念的抑郁症患者，采用SAINT联合SNRIs治疗。基于功能磁共振成像数据个性化定位每例患者左侧背外侧前额叶（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）与膝下前扣带回（subgenual anterior cingulate cortex，sgACC）功能连接最负相关处为刺激靶点，在90%的静息运动阈值下每天进行10次间断性θ波刺激治疗（每次1 800个脉冲，间隔50 min），连续治疗5 d（共计90 000个脉冲）。分别在基线、治疗5 d后、治疗后第15天及治疗后第30天，采用贝克自杀意念量表中文版（Beck Scale for Suicide Ideation-Chinese Version，BSI-CV）、HAMD 17、蒙哥马利-艾森贝格抑郁评定量表（Montgomery-Asberg Depression Rating Scale，MADRS）评估对自杀观念、抑郁症状的疗效；利用REST软件采用基于种子点的功能连接分析方法对比分析治疗前后各脑区脑网络功能连接度的变化，采用重复测量方差分析、配对 t检验或配对Wilcoxon检验对各时点量表得分变化进行统计学分析。 结果:（1）治疗5 d后，BSI-CV得分显著下降（ F=38.77， P<0.01），平均得分减少（11.8±1.2）分（95% CI=8.19~15.41），有效率为86.67%，治疗耐受性好，无显著认知功能方面副作用。（2）治疗后各随访时点MADRS评分均显著下降（ F=306.97， P<0.01），治疗5 d后平均得分减少（22.5±1.1）分（95% CI=19.15~25.91），有效率93.33%；治疗后第15天、第30天的缓解率和有效率分别为53.33%和100.00%，93.33%和100.00%。（3）基于影像学的脑网络分析显示，治疗前后sgACC与前额叶、颞叶及顶叶脑网络功能连接增强。 结论:个体化靶向机器人技术辅助SAINT存在快速、高效、安全地降低自杀观念和缓解抑郁症状的潜在优势，同时能改善受损脑网络的功能连接度，但仍需大样本的随机双盲对照研究进行验证。

目的:观察前额叶间歇性θ短阵脉冲刺激(iTBS)对轻度认知障碍(MCI)合并吞咽障碍患者认知及吞咽功能的影响，并探讨其可能的神经机制。方法:选取MCI合并吞咽障碍患者28例，按照随机数字表法将其分为治疗组(17例)和对照组(11例)，治疗组1例因个人原因退出，最终入组16例。治疗组给予右侧前额叶背外侧(DLPFC)iTBS刺激，频率50 Hz，刺激强度为右侧拇短展肌静息运动阈值(MT)的80%，对照组给予假刺激，共干预2周。治疗前、后，采用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、连线测试(TMT)、数字广度测试(DST)及Stroop色词测试(SCWT)评估2组患者的认知功能。对2组患者行视频透视吞咽检查(VFSS)检查，记录口腔传送时间(OTT)、舌骨向前位移(HAD)及舌骨向上位移(HSD)等数据。行静息态fMRI检查，对局部脑指标低频振幅(ALFF)、局部一致性(ReHo)以及功能连接(FC)进行计算。结果:治疗前，2组患者认知及吞咽功能指标比较，差异无统计学意义( P>0.05)。与组内治疗前比较，2组患者MoCA评分升高( P<0.05)。治疗组治疗后MoCA评分[(24.08±4.82)分]较对照组改善明显( P<0.05)。治疗后，2组患者10 ml食物测试的OTT均缩短( P<0.05)，且治疗组治疗后10 ml食物测试的OTT改善程度优于对照组( P<0.05)。静息态fMRI分析发现，治疗组患者经iTBS治疗后多个脑区局部兴奋指标及功能连接改变，右侧前楔叶ALFF和ReHo增加，左侧颞中回、左侧额下回眶部、左侧扣带中回ReHo减低，右侧DLPFC同双侧楔叶、右侧扣带中回FC增加。 结论:iTBS刺激右侧DLPFC可以改善MCI合并吞咽障碍患者的整体认知功能和口腔期吞咽功能。脑网络功能重组可能是iTBS改善MCI合并吞咽障碍患者认知及吞咽功能的神经机制之一。

目的:通过分析精神分裂症社会隔离饲养模型小鼠杏仁核基因转录水平的改变确定精神分裂症致病基因及相关通路。方法:29只3周龄SPF级C57BL/6J雄性小鼠按照随机数字表法分为对照组(16只)及模型组(13只)，对照组每个透明鼠笼里饲养4只，模型组每个透明鼠笼里饲养1只，每个笼里小鼠可见其周边小鼠，但是无法相互触碰到。2组小鼠均饲养4周，随后1周内完成旷场实验、前脉冲抑制实验及新物体识别实验。实验结束后采用脊椎脱臼法处死小鼠，取杏仁核行转录组测序，通过GO富集分析及KEGG富集分析明确模型组小鼠差异表达基因（DEGs）富集的功能及相关通路。结果:（1）动物实验部分：与对照组小鼠相比，模型组小鼠旷场实验中运动距离显著增加[（1 239.20±106.35） m vs. （1 845.53±143.65） m]，差异有统计学意义（ t=3.464， P=0.002）；实验前5 min在中心区域的活动时间显著减少[（13.15±1.41）s vs. （8.47±1.19） s]，差异有统计学意义（ t=2.464， P=0.020）。与对照组相比，模型组小鼠的78 dB前脉冲抑制缺失[（22.28±1.53）% vs. （14.59±2.76）%]，差异有统计学意义（ t=2.629， P=0.013）；88 dB前脉冲抑制缺失[（32.83±3.39）% vs.（18.44±3.07）%]，差异有统计学意义（ t=3.081， P=0.005）。与对照相比，模型组小鼠测试期新物体识别率显著下降[（80.5±2.2）% vs.（71.0±3.6）%]，差异有统计学意义（ t=2.356， P=0.026）。（2）生信分析部分：共找到96个DEGs，其中表达上调的42个，包含 Th、Crlf1等基因；表达下调的54个，包含 Prkcd等基因。 Th与 Crlf1为正强相关关系（ r=0.940， P=0.018）。GO基因富集分析结果提示DEGs富集在质膜边界细胞投影功能、神经元分化过程、细胞凋亡过程等方向，KEGG富集分析结果提示DEGs富集在WNT信号通路、细胞凋亡通路及酪氨酸代谢通路。蛋白质网络互作分析结果提示Wnt6、Tcf712、Pitx2、Tcf7、Cd4为关键蛋白。 结论:社会隔离饲养模型小鼠杏仁核中 Th、Prkcd、Lrrc74b、Fadd、Wnt6、Ror2、Notum、Tcf7l2等DEGs以及涉及的相关信号通路可能与精神分裂症相关。

腭裂言语障碍（CPSD）发病率较高，严重影响患者的交流及生活质量。以往的研究认为，其特殊语音主要是由于患者固有的解剖学缺陷，但神经影像学检查发现异常的代偿性发音习惯可能源自患者的大脑结构及相关功能网络异常。这一发现可以作为重复经颅磁刺激（rTMS）治疗CPSD的理论依据。rTMS的作用方式是通过一定频率的磁脉冲作用于大脑皮层的特定区域，改变相关脑区的神经兴奋性，并使大脑产生神经可塑性变化，从而重新调整语言网络。因此，rTMS在许多语言和言语相关疾病的康复治疗中起重要的辅助作用。本综述首先总结了CPSD的特点及其神经影像学机制、言语治疗的神经影像学原理，以及经颅磁刺激的原理及其在言语康复中的应用，然后综合上述理论探索言语治疗结合重复经颅磁刺激治疗CPSD的可行性，以期为CPSD患者的康复治疗提供一种全新的手段，并为CPSD康复治疗方案的制定提供新的理论依据。

目的:采用功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)和神经电生理指标观察单回合持续短阵脉冲刺激(continuous theta burst stimulation,cTBS)对脑卒中偏瘫患者静息态脑功能连接模式的影响.方法:选取脑卒中后偏瘫患者12例,采用自身交叉对照设计,在健侧M1区随机交替进行单回合cTBS经颅磁刺激干预和假刺激干预,两种干预方式间隔1周.每次干预前后采集健侧和患侧的运动诱发电位(motor evoked poten-tial,MEP)和fNIRS静息态数据.选择双侧背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、初级运动皮质(primary motor cortex,M1)、辅助运动皮质(pre-motor and supplementary motor cortex,SMA)、初级躯体感觉皮质(primary somatosensory cortex,SI)、体感联合皮质(somatosensory association cortex,SAC)作为感兴趣区,分别做同源脑网络分析和异源脑网络分析,获得干预前后的脑功能连接图,观察运动网络功能连接模式的变化.结果:与假刺激相比,cTBS经颅磁刺激干预后,健侧第一背侧骨间肌MEP显著下降,健侧M1区的同源网络功能连接及健侧M1-患侧SMA间功能连接较干预前显著下降,差异有显著性意义(P＜0.05).结论:cTBS经颅磁刺激能够影响脑卒中偏瘫患者运动网络的静息态功能连接模式,尤以健侧M1-患侧SMA间功能连接明显,可以为神经调控治疗新策略的制定提供靶点和依据.

准确辨识生物网络的功能性连接结构,对于从系统水平探明网络调控机制,具有重要意义.文中发展了一种基于最小描述准则(minimum description length,MDL)的动态贝叶斯网络结构搜索法(dynamical Bayesian network structure searching method,DBNSSM),用于对脉冲神经元网络(pulsed neural network,PNN)(一种人工构造的生物神经元网络)结构进行辨识,以获得其内部神经元间的功能性连接情况和相互作用强度.在网络结构辨识过程中,候选网络结构评分函数综合考虑以下两个因素:1)利用网络动态响应数据确定的网络结构似然度;2)网络结构的复杂度以上两因素相互折中后,评分最小的网络结构,即为最优网络.网络结构选择过程采用遗传算法(genetic algorithm,GA),候选网络结构对应的邻接矩阵元素构成二进制染色体,交叉、变异后,经历有限代的进化选择,收敛于全局最优网络结构.最后,将DBNSSM应用于PNN产生的动态时间序列数据.仿真结果表明:该方法能够有效地利用网络响应数据,辨识出生物神经元网络结构,未来可进一步应用于体外培养生物神经网络结构的辨识

人工智能的快速发展对计算神经科学的计算速度、资源消耗和生物解释性提出了更高的要求.脉冲神经网络能够携带大量信息,实现对大脑信息处理方式的模仿.它的硬件化是实现其强大计算能力的重要途径,但也是极具挑战性的技术难题.忆阻器是目前功能最接近神经元突触的电子器件,能够以与生物大脑高度相似的脉冲时间依赖可塑性(STDP)机制响应脉冲电压,成为近几年研究构建脉冲神经网络硬件电路的热点.本文通过查阅国内外相关文献,对近几年基于忆阻器的脉冲神经网络的研究工作进行了深入了解和介绍.

概述:抑郁障碍是目前最常见的心理健康问题之一.然而,对于该疾病的基于机制的治疗方法仍然是难以捉摸的.重复经颅磁刺激(rTMS)是一种非侵入性的程序,它可以以一种脉冲磁场来刺激大脑中的电活动,被认为是一种有效的抑郁症治疗方式.在这里,我们回顾了关于rTMS治疗抑郁症的临床和基础研究的主要发现,包括它的抗抑郁疗效,基本原理,调节神经回路、神经递质和脑网络、海马神经发生、和突出的功效,以及分子通路.