Активность стриатума во время обучения словам в контексте зависит от читательских навыков детей

Бодрствующий отдых после обучения был предложен как способ облегчения консолидации памяти по сравнению с выполнением отвлекающего задания, при этом предыдущие исследования ЭЭГ связывали мощность медленных колебаний во время отдыха с лучшими показателями памяти. Однако попытки воспроизведения показали смешанные результаты. Мы исследовали, улучшит ли 10 минут бодрствующего отдыха ассоциативную память по сравнению с 10 минутами задания на аудиальную кратковременную память, зависимую от гиппокампа, используя дизайн с участием одних и тех же испытуемых и непрерывную запись ЭЭГ. Мы применили как аналитический подход, вдохновленный воспроизводством, который был тесно смоделирован на основе предыдущих работ, так и специфический для данных подход, адаптированный к нашему набору данных. Напротив наших гипотез, мы не обнаружили преимущества отдыха над отвлечением в ассоциативной памяти. Однако мы заметили эффект порядка: производительность была лучше для второго обучения по сравнению с первым, и это улучшение было более выражено, когда отдых выполнялся вторым, а не первым. На нейрофизиологическом уровне ни медленные колебания, ни мощность альфа-волн в период после обучения не коррелировали с производительностью памяти, независимо от аналитической цепочки, хотя перекрестные анализы показали, что выбор эталона ЭЭГ повлиял на направление некоторых корреляций. На феноменологическом уровне саморегистрация умственной активности во время отдыха и отвлечения, а также частота мечтательности не были связаны с результатами памяти, несмотря на то, что оба условия вызывали различные субъективные когнитивные состояния. В совокупности эти результаты не поддерживают устойчивое преимущество бодрствующего отдыха после обучения над задачей отвлечения, зависимой от гиппокампа, для ассоциативной памяти, и не воспроизводят предыдущие корреляты консолидации. Мы обсуждаем методологические факторы, включая эффекты обучения задания в дизайнах с участием одних и тех же испытуемых, грубость усредненных измерений спектральной мощности и вариабельность в конвейерах предобработки ЭЭГ, которые могут способствовать несоответствиям в литературе, и призываем к большей стандартизации и прозрачности в будущих исследованиях.

Обнаружение мутаций митохондриальной ДНК (мтДНК) на уровне отдельных клеток имеет значительный потенциал для определения клональных связей в масштабе, в сочетании с информацией о состоянии клеток у человека. Предыдущие методы фокусировались на мутациях с высокой гетероплазмией, которые, хотя и содержат ценные данные, редки и могут подвергаться функциональному отбору, что ограничивает информацию о родстве и потенциально вводит искажения в отслеживании. Хотя более сложно обнаружить, промежуточные и низкие мутации с гетероплазмией мтДНК имеют ценность из-за своего высокого разнообразия, обилию и меньшей предрасположенности к отбору. Для улучшения обнаружения мутаций мтДНК и содействия точному отслеживанию родословной мы разработали подход, называемый «Регуляторный мультиомикс с глубоким профилированием митохондриальных мутаций» (ReDeeM), представляющий собой интегрированную экспериментальную и вычислительную структуру. Здесь мы конкретно рассматриваем две аналитические проблемы, которые являются центральными для анализа родословной на основе мтДНК: достоверность рабочих процессов вызова вариантов и надежность филогенетического вывода. Мы демонстрируем, что, воспользовавшись ошибками поправки на основе консенсуса, вызовы мутаций мтДНК ReDeeM достигают высокой достоверности, соотносясь с настоящими мутационными сигнатурами даже для мутаций, поддерживаемых одной молекулой на клетку. Мы также разработали улучшенный подход к фильтрации после консенсуса, названный «filter2», который систематически идентифицирует и фильтрует остаточные артефакты, обогащенные краями, хотя они затрагивают лишь меньшинство вызовов мутаций. Чтобы систематически проверить ReDeeM, мы недавно провели эксперимент с лентивирусным баркодированием в человеческих гемопоэтических стволовых клетках, уникально пометив каждую клетку перед ее расширением и дифференциацией, чтобы предоставить основную правду для оценки точности отслеживания родословной. Такая валидация демонстрирует, что оригинальный аналитический подход ReDeeM (filter1) надежно восстанавливает истинную клональную структуру с высокой разрешающей способностью и отзывчивостью. Включение промежуточных и низких вариантов гетероплазмии (<10% на клетку) значительно улучшает выводы о родословной, в то время как исключение мутаций, поддерживаемых одной молекулой на клетку, удаляет истинный клональный сигнал и ухудшает восстановление истинных клонов. Оба фильтра filter1 и filter2 точно восстанавливают истинные клоны и превосходят ранее использовавшиеся подходы на основе мтДНК в отношении точности и отзывчивости, при этом filter2 обеспечивает дополнительные улучшения в производительности. Наконец, хотя ReDeeM продвигает отслеживание родословной на основе мтДНК, восстанавливая истинные клоны с высокой разрешающей способностью, количественная оценка филогенетической неопределенности от митохондриального наследования остается нерешенной. Для решения этой проблемы мы недавно разработали и проверили MitoDrift как платформу следующего поколения, учитывающую дрейф для отслеживания родословной мтДНК, которая дополнительно укрепляет филогенетический вывод и предоставляет интерпретируемые оценки неопределенности.

Существенные достижения в области электрофизиологии глии показали, что астроциты, составляющие половину клеток человеческого мозга, демонстрируют мембранные потенциалы, которые часто отражают изменения во внешней среде. Такие реакции опосредуются различными биохимическими веществами, включая калий и нейротрансмиттеры. Недавние достижения в области визуализации напряжения предоставили новые сведения о электрической активности на периферии астроцитов, выявив высоко локализованную деполяризацию, зависимую от локальной пресинаптической активности. Однако электрофизиологические свойства этих изолированных периферий не были изучены из-за ограничений пространственного и временного разрешения. В данном исследовании мы стремились изучить различия в электрофизиологическом ответе между стимуляцией всего клетки и изолированными стимулами в различных местах клетки. Для этого мы построили эмпирическую модель проводимости на основе NEURON, используя реалистичную морфологию, чтобы одновременно захватывать как процессы астроцитов, так и электрофизиологическую динамику сомы. Наши результаты предсказывают разрушение Нернстовского поведения астроцитов при локализованных калийных стимулах. Вместо этого локальные ответы регулируются их отношениями проводимости. Более того, мы наблюдаем сильные способности изолировать реакции нейротрансмиттеров на конкретные синаптические входы, с минимальным эффектом на сомы астроцитов. Наше исследование подчеркивает асимметричные ответы электрофизиологии астроцитов, зависящие от пространственного масштаба стимуляции.

С учетом старения глобального населения саркопения и остеопороз стали критически важными проблемами общественного здравоохранения. Мышцы и кости анатомически и функционально тесно взаимосвязаны, но биологические механизмы, связывающие саркопению и остеопороз, до сих пор не были полностью раскрыты. В данном исследовании систематически изучалась двусторонняя связь и общие механизмы между саркопенией и остеопорозом с помощью многоомической аналитики, интегрирующей геномные, протеомные и метаболомные данные из Британского биобанка. Наши результаты показали, что эти два состояния могут являться взаимными факторами риска. Более высокий индекс сухой массы тела (отношение рисков [HR] = 0.830, 95% доверительный интервал [CI]: 0.788-0.874), большая сила захвата рукой (HR = 0.544, 95% CI: 0.531-0.558) и более быстрый обычный темп ходьбы (HR = 0.735, 95% CI: 0.723-0.746) были значительно связаны с более низкой заболеваемостью остеопорозом, при этом несколько плазменных белков и метаболитов были идентифицированы как медиаторы в этих ассоциациях. В то же время более высокая минерализация костей левой пятки (HR = 0.613, 95% CI: 0.394-0.946) и правой пятки (HR = 0.591, 95% CI: 0.380-0.912) была связана с уменьшением риска саркопении. Также мы наблюдали положительную генетическую корреляцию (r = 0.25, p = 1.6 × 10), между саркопенией и остеопорозом, а также значительное совпадение в генах, связанных с риском, и циркулирующих биомаркерах между двумя состояниями с согласованными направлениями эффектов. Кроме того, изменяемые факторы, такие как курение, продолжительность сна и физическая активность, продемонстрировали схожие паттерны эффектов между саркопенией и остеопорозом, с более чем 30% перекрытием в медиаторах белков и метаболитах. Эти открытия подчеркивают общие патофизиологические пути, которые могут лежать в основе обоих состояний, и ожидается, что они способствуют пониманию взаимозависимости мышц и костей.

Носимые устройства, такие как смарт-часы, могут поддерживать управление здоровьем в месте оказания помощи для пожилых людей, одновременно снижая нагрузку на системы здравоохранения по мере старения населения. Несмотря на то, что многие исследования подчеркивают техническую точность, исследования с ориентированным на пользователя подходом к принятию смарт-часов среди пожилых людей остаются ограниченными, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода, таких как Бангладеш. Это исследование оценивало реальное удобство, приемлемость и использование смарт-часов среди социально-экономически разнообразных пожилых людей (в возрасте от 60 лет и старше) в контексте страны с низким и средним уровнем дохода. Оно изучало, как возраст, образование, социоэкономический фон и культурные восприятия влияют на пользовательский опыт, а также выявляло барьеры и факторы, способствующие комфорту, удобству использования и долгосрочному взаимодействию. Была также исследована видимость недостающих функций, связанных со здоровьем, которые пожилые люди отмечали как отсутствующие. Участников набирали из общин пожилых людей с разнообразным социоэкономическим и образовательным фоном, им были предоставлены смарт-часы, доступные на коммерческом рынке. Исследование проводилось по смешанной методологии с трехфазным продольным дизайном, включая краткосрочный опрос (n=27), 3 точки долгосрочного опроса (n=19, 18 и 18) и 2 фокусные группы (n=13 и 12). Качественные и количественные анализы включали парный t-тест в разных временных точках и хи-квадрат тесты для распределительных ассоциаций, дополненные тематическим качественным анализом. Комфорт значительно улучшился со временем, участники оценивали смарт-часы как очень удобные, увеличившись с 26% (5/19) на начальном этапе до 80% (16/20) на финальном этапе. Мониторинг сердечного ритма оставался наиболее часто используемой функцией, увеличившись с 68.42% (13/19) до 75% (15/20). Парные t-тесты не показали значительных изменений в долгосрочном использовании (t5=0.00 до 0.22, P=.83 до ≥.99), комфорте (t4=-0.07 до 0.30, P=.78 до .95), наиболее любимых функциях (t8=-0.63 до 0.51, P=.30 до .62) или ясности инструкций (t2=0.00 до 0.19, P=.87 до ≥.99). Были зафиксированы значительные увеличения в использовании функций (точка данных [DP] 2 по сравнению с DP3: t8=-4.16, P<.001; DP1 по сравнению с DP3: t8=-2.53, P=.03) и воспринимаемой сложности использования (DP2 по сравнению с DP3: t8=-4.29, P<.001; DP1 по сравнению с DP3: t8=-2.31, P=.05). Анализы хи-квадрат показали значительную ассоциацию между фазой исследования и ясностью инструкций (χ²24=10.3, P=.03), с тенденцией к комфорту (χ²8=13.8, P=.08); другие параметры удобства не были значимыми (χ²16=7.1 до 17.5, P=.35 до .97). Социоэкономические различия проявились в предпочтениях обмена данными, при этом участники с более высоким уровнем дохода предпочитали непрерывный обмен, в то время как участники с более низким уровнем дохода отдавали предпочтение обмену только в экстренных случаях. Пожилые люди могут адаптироваться к носимым технологиям для здоровья, если им предоставить достаточное время и поддержку, независимо от уровня образования. Предпочтения для ограниченного набора основных функций здоровья и более быстрое принятие среди участников с низким уровнем образования подчеркивают необходимость упрощения дизайна смарт-часов. Эти выводы могут служить ориентиром для создания носимых технологий, соответствующих возрастным особенностям, которые приоритизируют удобство, комфорт и знакомство для улучшения доступа к здравоохранению в условиях ограниченных ресурсов.

Увеличивающееся количество доказательств указывает на то, что рецидивные процессы в зрительной системе играют критическую роль во время сложных задач распознавания. Техники обратного маскирования традиционно использовались как неинвазивный метод изучения рецидивных процессов: маска следует за целевым изображением, предположительно нарушая текущие процессы. Однако у этих методов есть ограничение, так как они не позволяют определить стадию зрительной системы, на которой происходят критические рецидивные процессы. В данной работе, опираясь на достижения в синтезе текстур с помощью глубоких нейронных сетей и приблизительное соответствие между стадиями зрительной системы и слоями глубоких сетей, мы разрабатываем новую психофизическую парадигму, в которой маски с текстурами, нацеленными на разные стадии зрительной системы, следуют за показом сложных изображений. В серии экспериментов мы представляем объекты испытуемым либо на короткий срок, либо в необычных позах, за которыми следует текстурированная маска, предназначенная либо только для ранней зрительной системы, либо для всей зрительной системы. Мы обнаруживаем, что оба типа текстур одинаково влияют на способности к распознаванию, что предполагает, что рецидивные процессы на ранних стадиях зрительной системы уже задействованы в этих задачах распознавания.