青少年吸烟者结构脑网络的可控性分析 被引量：1

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作者 丁静静 董芳 +6 位作者 王宏德 袁凯 程永欣 王娟 马宇欣 薛婷 喻大华 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第1期182-193,共12页

目的基于控制和脑网络理论来探讨青少年吸烟者结构脑网络的可控性变化,考察可控性指标是否可以作为预测青少年吸烟者睡眠情况的有力因子。方法在内蒙古科技大学筛选出50例青少年吸烟者和51例健康对照者。基于弥散张量成像(DTI)构建每例... 目的基于控制和脑网络理论来探讨青少年吸烟者结构脑网络的可控性变化,考察可控性指标是否可以作为预测青少年吸烟者睡眠情况的有力因子。方法在内蒙古科技大学筛选出50例青少年吸烟者和51例健康对照者。基于弥散张量成像(DTI)构建每例受试者的基于各项异分数(FA)加权矩阵的结构脑网络。依据控制和脑网络理论计算平均可控性和模态可控性。采用双样本t检验进行组间差异比较,采用Pearson相关性分析对存在组间差异脑区的平均可控性和模态可控性与Fagerström尼古丁依赖测试(FTND)进行相关性分析。选取可控性得分在前10%的节点作为超级控制器,最后采用反向传播(backPropagation,BP)神经网络来预测青少年吸烟者的匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)。结果吸烟组的背外侧额上回、辅助运动区、豆状核壳、豆状苍白球脑区的平均可控性,以及眶部额下回、辅助运动区、回直肌、后扣带回的模态可控性,均与健康对照组有显著性差异(P<0.05);吸烟组右侧辅助运动区(SMA.R)的平均可控性与FTND呈正相关(r=0.3801,P=0.0065),模态可控性与FTND呈负相关(r=0.3292,P=0.0196);利用可控性指标预测青少年PSQI睡眠指数时,平均可控性的预测效果(R=0.72281)要优于模态可控性的预测效果(R=0.60226)。结论青少年吸烟者结构脑网络的可控性存在异常,其可控性指标可以有效预测其睡眠情况,可为评估其认知功能损伤提供影像依据。 展开更多

关键词 青少年吸烟者 结构脑网络 可控性 反向传播神经网络

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基于新型图神经网络TI-GNN的青少年吸烟成瘾诊断

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作者 王旭雯 喻大华 +6 位作者 薛婷 李晓娇 麦珍珍 董芳 马宇欣 王娟 袁凯 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第9期2393-2405,共13页

目的烟草相关疾病是全球可预防的主要健康问题之一,也是导致过早死亡的主要原因之一。吸烟成瘾作为一种慢性大脑疾病,已广泛被认定为影响大脑结构和功能的关键因素。然而,目前有效的诊断方法仍存在挑战。为了更好地理解吸烟成瘾的神经机... 目的烟草相关疾病是全球可预防的主要健康问题之一,也是导致过早死亡的主要原因之一。吸烟成瘾作为一种慢性大脑疾病,已广泛被认定为影响大脑结构和功能的关键因素。然而,目前有效的诊断方法仍存在挑战。为了更好地理解吸烟成瘾的神经机制,并提高诊断的准确性,本研究提出了一种新型的图神经网络框架——TI-GNN,旨在通过功能磁共振成像(fMRI)数据揭示吸烟成瘾与大脑连接异常之间的关系。方法本研究基于fMRI数据,利用图神经网络(GNN)对吸烟成瘾的功能连接模式进行建模。TI-GNN通过Transformer提取全局交互信息和空间注意机制有效获取脑区之间的联系,以提高模型的诊断性能。此外,模型内置因果解释模块,以深入挖掘大脑不同区域的因果关系,从而增强模型的可解释性。结果实验结果表明,TI-GNN模型在吸烟成瘾数据集上的分类效果显著优于现有的最佳基线方法。特别地,TI-GNN在提高区分效果、准确识别吸烟成瘾与健康对照之间的差异方面表现出色,准确率、F1分数和马修斯系数分别达到0.91、0.91和0.83。同时揭示了杏仁核、前扣带皮层等关键脑区的异常连接模式,与临床研究结果一致。结论TI-GNN框架为吸烟成瘾的客观诊断提供了高效工具,其揭示的脑网络异常与因果关联机制,深化了对成瘾病理机制的理解,为靶向干预策略和个性化治疗奠定了重要理论基础。 展开更多

关键词 空间注意力 TRANSFORMER 图神经网络 功能磁共振成像 分类 青少年 吸烟成瘾

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生物技术大实验课程教学改革与实践 被引量：8

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作者 曾琦 谢晖 +3 位作者 陈丹 王福 詹勇华 梁继民 《生物学杂志》 CAS CSCD 2017年第6期116-119,共4页

生物技术大实验是生物技术专业本科生的一门综合性实验技能课程,涉及众多学科基础知识及技能,主旨于系统性培养学生的科研素养和创新精神。采用复合型的实验内容设计,囊括基础实验技能并组成真正的科研体系;半自选命题授课模式,以学生... 生物技术大实验是生物技术专业本科生的一门综合性实验技能课程,涉及众多学科基础知识及技能,主旨于系统性培养学生的科研素养和创新精神。采用复合型的实验内容设计,囊括基础实验技能并组成真正的科研体系;半自选命题授课模式,以学生为实验主导体,教师作为辅助人员,协同完成实验课题;以及多元化的考核体系,从总的实验掌控力、实验操作及论文写作等几个方面来进行考核。从而达到将实验课堂的主动权还给学生,以学生为实验的主导,全面调动学生积极性,综合培养学生科研素养的目的。 展开更多

关键词 生物技术大实验 教学改革 复合型设计 半自选命题 多元化考核

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脑电图信号在疲劳驾驶检测中的应用与挑战 被引量：4

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作者 宗少杰 董芳 +5 位作者 程永欣 喻大华 袁凯 王娟 马宇欣 张飞 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1645-1669,共25页

当前快节奏生活已经成为日常生活的常态,对人们的身心健康带来了不少负面影响,特别是在驾驶过程中容易出现疲劳困倦的情况。因此,疲劳驾驶检测技术成为了研究的热点,并取得了显著的进展。本文将介绍基于脑电图(electroencephalogram,EEG... 当前快节奏生活已经成为日常生活的常态,对人们的身心健康带来了不少负面影响,特别是在驾驶过程中容易出现疲劳困倦的情况。因此,疲劳驾驶检测技术成为了研究的热点,并取得了显著的进展。本文将介绍基于脑电图(electroencephalogram,EEG)信号的疲劳驾驶检测方法。本文首先概述基于EEG信号的疲劳驾驶检测的总体流程,包括信号采集、预处理、特征提取和分类等步骤。然后,详细介绍EEG信号中与疲劳相关的特征及其在疲劳驾驶检测中的应用。这些特征包括频域特征、时域特征、拓扑特征等,通过分析这些特征可以有效地识别出驾驶员是否处于疲劳状态。接下来,探讨目前已有的疲劳驾驶检测模型的性能评估和评价指标。针对基于EEG信号的疲劳驾驶检测,常用的指标包括准确率、灵敏度、特异度等。本文分析不同模型在这些指标上的表现,并比较它们的优劣。本文还简单介绍了EEG信号分类方法及其应用现状。常见的分类方法包括支持向量机、神经网络、贝叶斯分类器等,这些方法在疲劳驾驶检测中得到了广泛应用。针对目前基于EEG信号的疲劳驾驶检测面临的问题,本文提出了一些解决方法。例如,统一数据标注标准、增加被试数量等。最后,在总结全文内容的基础上讨论了基于EEG信号的疲劳驾驶技术未来的发展方向。在未来,可以进一步提升疲劳驾驶检测技术的准确性和实用性,以更好地应对快节奏社会给驾驶员安全带来的挑战。 展开更多

关键词 脑电图信号 疲劳驾驶检测 脑功能连接 传统机器学习 深度学习

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啶虫脒在豇豆腌制过程中的生物转化

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作者 靳玉慎 唐初 +4 位作者 李会 邢杨 范梦蝶 牛宇敏 邵兵 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期240-248,共9页

本研究通过测定在豇豆腌制过程中啶虫脒的消散和转化行为,同时通过毒理学软件ECOSAR和毒性评估软件工具T.E.S.T.进一步预测了啶虫脒及其转化产物(transformation products,TPs)的毒性。结果表明在豇豆腌制过程中啶虫脒发生明显的降解行... 本研究通过测定在豇豆腌制过程中啶虫脒的消散和转化行为,同时通过毒理学软件ECOSAR和毒性评估软件工具T.E.S.T.进一步预测了啶虫脒及其转化产物(transformation products,TPs)的毒性。结果表明在豇豆腌制过程中啶虫脒发生明显的降解行为,其降解速率常数为0.96761,半衰期为(34.95±0.78)d。在豇豆腌制过程中鉴定出了4种啶虫脒的TPs,其中TP1和TP2的大鼠口服致死剂量分别为358.17 mg/kg和385.7 mg/kg,属于“有害”等级,且其发育毒性较母体明显增加。此外,在实际样品检测过程中,所有样品中啶虫脒以及转化产物TP1、TP2和TP3均有检出,啶虫脒的最高质量浓度为473.8μg/L,中位质量浓度为41.1·μg/L。这些研究结果揭示了啶虫脒在豇豆腌制过程中的降解及生物转化情况,有助于更好地了解腌制食品可能存在的健康风险。 展开更多

关键词 啶虫脒 腌豇豆 生物转化 毒性预测

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紫外极光图像极光卵提取方法及其评估 被引量：4

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作者 王倩 孟庆虎 +3 位作者 胡泽骏 邢赞扬 梁继民 胡红桥 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期168-177,共10页

有效确定极光卵边界对于研究太阳风-磁层能量耦合过程是非常重要的。本文提出一种新的星载紫外极光图像极光卵边界的提取方法。该方法利用一种基于模糊局部信息C均值聚类方法,对紫外极光图像进行分割,并根据极光卵的环状特性,提取较完... 有效确定极光卵边界对于研究太阳风-磁层能量耦合过程是非常重要的。本文提出一种新的星载紫外极光图像极光卵边界的提取方法。该方法利用一种基于模糊局部信息C均值聚类方法,对紫外极光图像进行分割,并根据极光卵的环状特性,提取较完整的极光卵极向/赤道向边界。结合DMSP卫星沉降粒子观测数据,分别构建了极向边界和赤道向边界数据库,对本文提出的极光卵提取方法的准确性进行了评估,结果表明其性能优于现有的其他方法。 展开更多

关键词 极光卵 边界提取 模糊聚类

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步态表征和步态融合方法新进展 被引量：4

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作者 陈昌红 梁继民 +1 位作者 赵恒 焦李成 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第8期15-20,31,共7页

作为可远距离感知的生物特征识别技术之一,步态识别受到越来越多的关注。有效的步态表征方法是步态识别的关键,信息融合是提高步态识别性能的重要手段。从步态表征方法和信息融合方法两方面总结了步态识别技术的最新进展;对步态表征方... 作为可远距离感知的生物特征识别技术之一,步态识别受到越来越多的关注。有效的步态表征方法是步态识别的关键,信息融合是提高步态识别性能的重要手段。从步态表征方法和信息融合方法两方面总结了步态识别技术的最新进展;对步态表征方法做了详细的总结;从多特征融合、多视角融合和多模态生物特征融合3个方面归纳了融合在步态识别方面的发展。在此基础上,分析了步态识别的发展趋势。 展开更多

关键词 步态识别 步态表征 信息融合

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特征选择对FHMM性能影响研究 被引量：1

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作者 陈昌红 赵恒 +1 位作者 梁继民 焦李成 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期934-940,共7页

在利用因子隐马尔可夫模型(Factorial Hidden Markov Model,FHMM)进行分类识别的过程中,特征选择是影响其性能的主要因素.通过研究特征选择对FHMM性能的影响,提出了一种性能分析的方案,得出了选择FHMM特征的准则.将FHMM引入到步态识别中... 在利用因子隐马尔可夫模型(Factorial Hidden Markov Model,FHMM)进行分类识别的过程中,特征选择是影响其性能的主要因素.通过研究特征选择对FHMM性能的影响,提出了一种性能分析的方案,得出了选择FHMM特征的准则.将FHMM引入到步态识别中,提取4种步态特征,得到使用不同特征组合的FHMM的实验结果.使用McNemar检验的方法将其与单个特征的识别性能做比较,结合由正则典型相关分析得到的维数不同的特征间的相关性,分析得到以下结论:基于FHMM的识别性能与特征间的相关性并没有必然联系,其性能更多地受到特征间的识别性能差异和单个特征的识别性能的影响.为发挥FHMM的优越性,应选择特征间识别性能差异小和单个特征识别性能好的特征组合,在此基础上特征间相关性越小越好. 展开更多

关键词 因子隐马尔可夫模型 特征选择 正则典型相关分析 MCNEMAR检验 步态识别

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基于分层时序模型的步态识别算法

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作者 陈昌红 梁继民 朱秀昌 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 2011年第6期1-6,共6页

以隐马尔可夫模型和动态纹理模型为代表的动态贝叶斯网是描述步态序列的重要方法,但都存在一些不足之处。提出了一种新的动态贝叶斯网——分层时序模型,该方法采用分段线性逼近非线性和用各段的动态纹理模型作为隐状态,将隐马尔可夫模... 以隐马尔可夫模型和动态纹理模型为代表的动态贝叶斯网是描述步态序列的重要方法,但都存在一些不足之处。提出了一种新的动态贝叶斯网——分层时序模型,该方法采用分段线性逼近非线性和用各段的动态纹理模型作为隐状态,将隐马尔可夫模型和动态纹理模型做了结合,充分发挥了其优势。该方法在CMU Mobo步态数据库和CASIA步态数据库B上做了评估,结果充分显示了分层时序模型的高性能。 展开更多

关键词 步态识别 分层时序模型 隐马尔科夫模型 动态纹理模型

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光学分子影像仿真平台MOSE的设计与实现 被引量：3

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作者 任努努 陈多芳 +3 位作者 陈雪利 彭宽 冒晶晶 田捷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期268-271,共4页

随着光学分子影像研究的不断深入及相关实验的不断改进,越来越多的研究人员迫切需要一种仿真平台来辅助研究光传输过程。介绍了一种集成多种光学分子成像模态前向仿真的软件平台MOSE(Molecular Optical Simu-lation Environment)。该平... 随着光学分子影像研究的不断深入及相关实验的不断改进,越来越多的研究人员迫切需要一种仿真平台来辅助研究光传输过程。介绍了一种集成多种光学分子成像模态前向仿真的软件平台MOSE(Molecular Optical Simu-lation Environment)。该平台以光学分子成像实验为基础,实现了光在混沌介质及自由空间中的传输仿真算法,并在统一的光学分子成像仿真框架上整合了图形显示与数据分析等功能。给出了整个平台的结构设计、仿真算法、图形显示及其他设计细节,并给出了应用示例来展示MOSE的仿真功能。实验结果表明,相关研究人员通过该平台可快速实现光学成像研究中的实验仿真及数据分析,提高研究效率并降低研究成本。 展开更多

关键词 光学分子影像 光传输 MONTE Carlo 面向对象 仿真平台

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腈类化合物的新法合成 被引量：1

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作者 朱周静 仝红娟 +2 位作者 唐文强 唐初 刘斌 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1912-1919,共8页

本文报道腈类化合物的一种新合成方法。以各种醛(2a~2q)为原料,分别与盐酸羟胺反应得到一系列醛肟中间体(3a~3q),然后在叠氮磷酸二苯酯(DPPA)和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)作用下,得到一系列腈类化合物(1a~1q)。中间体及产物结构均... 本文报道腈类化合物的一种新合成方法。以各种醛(2a~2q)为原料,分别与盐酸羟胺反应得到一系列醛肟中间体(3a~3q),然后在叠氮磷酸二苯酯(DPPA)和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)作用下,得到一系列腈类化合物(1a~1q)。中间体及产物结构均经过~1H NMR和ESI-MS表征。其中,中间体3i、3l及产物1q结构进一步通过X-单晶衍射确证。并以2-硝基苯甲醛肟(3a)和2-硝基苯腈(1a)的合成为模型,考察反应的主要影响因素。确定产物腈的合成条件为:DPPA用量为n(DPPA)∶n(化合物3a)=1.1∶1,DBU用量为n(DBU)∶n(3a)=1.2∶1,在25℃反应30 min,产物2-硝基苯腈(1a)收率为68.5%。该合成方法工艺简单、反应时间短、产物收率高、底物适用性广、原料廉价易得,为腈类化合物的合成提供了一种高效的新方法。 展开更多

关键词 腈类化合物 醛肟 晶体结构 合成方法

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