Gray matter changes are thought to be closely related to cognitive decline in mild cognitive impairment (MCI) patients. The study aimed to explore cortical and subcortical structural alterations in MCI and their association with cognitive assessment. 24 MCI patients and 22 normal controls (NCs) were included. Voxel-based morphometry (VBM), vertex-based shape analysis and surface-based morphometry (SBM) analysis were applied to explore subcortical nuclei volume, shape and cortical morphology. Correlations between structural changes and cognition were explored using spearman correlation analysis. Support vector machine (SVM) classification evaluated MCI identification accuracy. MCI patients showed significant atrophy in the left thalamus, left hippocampus, left amygdala, right pallidum, right hippocampus, along with inward deformation in the left amygdala. SBM analysis revealed that MCI group exhibited shallower sulci depth in the left hemisphere and increased cortical gyrification index (GI) in the right frontal gyrus. Correlation analysis showed the positive correlation between right hippocampus volume and episodic memory, while negative correlation between the altered GI and memory performance in MCI group. SVM analysis demonstrated superior performance of sulci depth and GI derived from SBM in MCI identification. When combined with cortical and subcortical metrics, SVM achieved a peak accuracy of 89 % in distinguishing MCI from NC. The study reveals significant gray matter structural changes in MCI, suggesting their potential role in underlying functional differences and neural mechanisms behind memory impairment in MCI.

Olfactory sensitivity is influenced by intranasal trigeminal sensation. For instance, sniffing is central to how humans and animals perceive odorants. Here, we investigated the influence of olfactory co-stimulation on the perception of intranasal somatosensory stimulation. In this study, twenty-two healthy human subjects, with normal olfactory function, performed a localization task for weak air-puff stimuli, in the presence or absence of a pure odorant, phenyl ethyl alcohol (PEA; rose odor). Visual cues were used to inform participants to briefly hold their breath while weak, poorly localizable, air-puffs and/or PEA were delivered to either nostril. Although PEA alone could not be localized, when accompanied by a weak air-puff in the ipsilateral nostril, localization accuracy significantly improved, relative to presentation of the air-puff without the odorant. The enhancement of localization was absent when the air-puff and PEA were presented to opposite nostril. Since ipsilateral but not contralateral co-stimulation with PEA increased the accuracy of weak air-puff localization, the results argue against a non-specific alerting effect of PEA. These findings suggest an interaction between the olfactory and somatosensory trigeminal systems.

Humans naturally integrate signals from the olfactory and intranasal trigeminal systems. A tight interplay has been demonstrated between these two systems, and yet the neural circuitry mediating olfactory-trigeminal (OT) integration remains poorly understood. Using functional magnetic resonance imaging (fMRI), combined with psychophysics, this study investigated the neural mechanisms underlying OT integration. Fifteen participants with normal olfactory function performed a localization task with air-puff stimuli, phenylethyl alcohol (PEA; rose odor), or a combination thereof while being scanned. The ability to localize PEA to either nostril was at chance. Yet, its presence significantly improved the localization accuracy of weak, but not strong, air-puffs, when both stimuli were delivered concurrently to the same nostril, but not when different nostrils received the two stimuli. This enhancement in localization accuracy, exemplifying the principles of spatial coincidence and inverse effectiveness in multisensory integration, was associated with multisensory integrative activity in the primary olfactory (POC), orbitofrontal (OFC), superior temporal (STC), inferior parietal (IPC) and cingulate cortices, and in the cerebellum. Multisensory enhancement in most of these regions correlated with behavioral multisensory enhancement, as did increases in connectivity between some of these regions. We interpret these findings as indicating that the POC is part of a distributed brain network mediating integration between the olfactory and trigeminal systems. PRACTITIONER POINTS: Psychophysical and neuroimaging study of olfactory-trigeminal (OT) integration. Behavior, cortical activity, and network connectivity show OT integration. OT integration obeys principles of inverse effectiveness and spatial coincidence. Behavioral and neural measures of OT integration are correlated.

ABSTRACT Objective Determine the neural basis of olfactory impairment in akinetic-rigid (PD AR ) and tremor predominant (PD T ) Parkinson’s disease subtypes. Methods We combined resting-state fMRI (rs-fMRI) with seed based functional connectivity (FC) in order to delineate the olfactory network’s functional connectivity (ON FC) between PD AR and PD T patients. We then contrasted their ON FC patterns with cognitively normal (CN) subjects. All three groups were closely matched in age, demographic variables, and adjusted for relative cognitive performance. Olfactory function was measured using the University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT). Results UPSIT scores were lower in akinetic-rigid vs tremor subtypes; ON FC values were lower in PD AR compared to PD T and CN, and followed the trend observed in UPSIT scores. UPSIT scores and ON FC values were significantly correlated, reflecting the effects of PD pathologies. Conclusions The results show that olfactory function differs between PD AR and PD T suggesting a correlation between PD-related motor symptoms and olfactory deficits. ON FC differences accounts for the impaired olfactory functions observed between PD AR and PD T . PD AR is known to have worse clinical outcomes and faster cognitive decline compared to PD T ; therefore, PD-related olfactory dysfunction may serve as a novel metric for enhancing PD prognosis.

There has been no research investigating susceptibility-weighted imaging (SWI) radiomics features in evaluating molecular makers in gliomas. The aim of this study was to assess the predictive value of radiomics features extracted from structural magnetic resonance imaging (MRI), apparent diffusion coefficient (ADC), and SWI in determining World Health Organization (WHO) Grade, isocitrate dehydrogenase (

In this paper, we demonstrated a novel bidirectional high-speed transmission system integrating a free-space optical (FSO) communication with a 5G wireless link, utilizing a high-power erbium-doped fibre amplifier (EDFA) for enhanced loss compensation. The system supports downlink rates of 1-Gb/s/4.5-GHz and 10-Gb/s at 24-GHz and 39-GHz, and an uplink rate of 10-Gb/s/28-GHz. The high-power EDFA boosts signal strength, facilitating reliable long-distance transmission through the FSO transmission link while compensating for losses and reducing bit error rates (BER) and error vector magnitude (EVM). Fibre Bragg grating sensors are employed as wavelength selectors for both downlink and uplink, offering a simpler, cost-effective solution compared to previously utilized reflective semiconductor optical amplifiers and multiple laser sources. The system successfully transmits 16-quadrature amplitude modulation orthogonal frequency division multiplexing signals across various carrier frequencies, achieving total data rates of 21-Gb/s for downlink and 30-Gb/s for uplink across a 1.6-km FSO transmission link integrated with 10/15-m 5G links. Performance metrics, including low EVM and BER, and well-defined constellation patterns, indicate the reliability and effectiveness of the system. This bidirectional FSO-5G wireless communication system offers a high-speed and cost-effective solution for extending 5G coverage in both densely and sparsely populated areas.

ABSTRACT Humans naturally integrate signals from the olfactory and intranasal trigeminal systems. A tight interplay has been demonstrated between these two systems, and yet the underlying neural circuitry that mediates olfactory-trigeminal integration remains poorly understood. Using functional magnetic resonance imaging (fMRI), combined with psychophysics, this study investigated the neural mechanisms underlying olfactory-trigeminal integration. Fifteen participants with normal olfactory function performed a localization task with air-puff stimuli, phenylethyl alcohol (PEA; rose odor), or a combination thereof while being scanned. The ability to localize PEA to either nostril was at chance. Yet, its presence significantly improved the localization accuracy of weak, but not strong, air-puffs, relative to air-puff localization without concomitant PEA when both stimuli were delivered concurrently to the same nostril, but not when different nostrils received the two stimuli. This enhancement in localization accuracy, exemplifying the principles of spatial coincidence and inverse effectiveness in multisensory integration, was associated with multisensory integrative activity in the primary olfactory (POC), orbitofrontal (OFC), superior temporal (STC), inferior parietal (IPC) and cingulate cortices, and in the cerebellum. Multisensory enhancement in most of these regions, except the OFC, correlated with behavioral multisensory enhancement, as did increases in connectivity between some of these regions. We interpret these findings as indicating that the POC is part of a distributed brain network mediating integration between the olfactory and trigeminal systems. HIGHLIGHTS Psychophysical and neuroimaging study of olfactory-mechanosensory (OM) integration Behavior, cortical activity and network connectivity show OM integration OM integration obeys principles of inverse effectiveness and spatial coincidence Behavioral and neural measures of OM integration are correlated

Motivation: Premature ejaculation (PE) is a major component of male sexual disfunction. The brain's recovery process following erotic stimulation in PE patients remains unclear. Goal(s): In this study, we aimed to explore the brain network hierarchies by brain gradient and the dynamic gradient stability modified by erotic stimulation. Approach: We explored the brain network hierarchies by brain gradient in PE and NC group across pre- and post-task resting-state and brain dynamic BOLD phase-locking functional gradient stability. Results: The PE patients have decreased dynamic functional gradient stability of visual network and increased stability of the default mode network. Impact: The dynamic functional gradient stability of visual network and the default mode network were altered in lifelong PE compared to normal controls. These findings revealed that brain spontaneous activity in PE patients can hardly recovery as soon as normal control.