Deep brain implantable microelectrode arrays for detection and functional localization of the subthalamic nucleus in rats with Parkinson’s disease

The subthalamic nucleus(STN)is considered the best target for deep brain stimulation treatments of Parkinson’s disease(PD).It is difficult to localize the STN due to its small size and deep location.Multichannel microelectrode arrays(MEAs)can rapidly and precisely locate the STN,which is important for precise stimulation.In this paper,16-channel MEAs modified with multiwalled carbon nanotube/poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)(MWCNT/PEDOT:PSS)nanocomposites were designed and fabricated,and the accurate and rapid identification of the STN in PD rats was performed using detection sites distributed at different brain depths.These results showed that nuclei in 6-hydroxydopamine hydrobromide(6-OHDA)-lesioned brains discharged more intensely than those in unlesioned brains.In addition,the MEA simultaneously acquired neural signals from both the STN and the upper or lower boundary nuclei of the STN.Moreover,higher values of spike firing rate,spike amplitude,local field potential(LFP)power,and beta oscillations were detected in the STN of the 6-OHDA-lesioned brain,and may therefore be biomarkers of STN localization.Compared with the STNs of unlesioned brains,the power spectral density of spikes and LFPs synchronously decreased in the delta band and increased in the beta band of 6-OHDA-lesioned brains.This may be a cause of sleep and motor disorders associated with PD.Overall,this work describes a new cellular-level localization and detection method and provides a tool for future studies of deep brain nuclei.

基于Moran’s I的多变量空间自相关研究与应用

针对传统空间Moran’s I只适用于分析单一变量的局限性,提出基于Moran’s I的多变量空间自相关性分析理论.首先,借助传统空间Moran’s I的向量定义,推导出适用于分析多变量空间自相关性的Moran’s I矩阵,并通过蒙特卡洛法模拟研究Moran’s I矩阵中元素的分布情况,结果显示:在样本量较小时,只有非主对角线上的元素服从正态分布,在样本量较大时,任一元素都服从正态分布.基于上述分布结论,可对Moran’s I矩阵中元素进行显著性检验.其次,当空间权重矩阵为正定矩阵时,证明Moran’s I矩阵服从Wishart分布.然后,根据Moran’s I矩阵的代数意义提出适用于多变量空间自相关理论的若干综合评价指标.最后,结合多维空气污染数据进行空间自相关分析.

基于改进YOLOX-S的轻量化煤矸石检测方法研究

目的 为了探索基于现有机器视觉煤矸石检测方法的模型参数量、计算量对检测速度和嵌入式设备的影响,方法 提出一种基于改进的无锚框YOLOX-S轻量化煤矸石检测模型。为使模型能提取更真实的煤矸石特征信息,收集分选现场煤矸石样本,保证实际环境下的煤矸石检测效果,适应实际生产环境。结合CSPNet,将输入的特征图分割成两个分支,实现更丰富的梯度组合,同时减少模型计算量;之后在其中一条分支使用Ghost轻量化卷积,通过少量常规卷积生成一组特征图,达到初次减少计算量和参数量的效果,然后在此特征图基础上经过简单线性变化操作,生成一组新的特征图,将两组特征图进行融合,降低对计算资源需求的同时,也达到了常规卷积相同的特征提取效果;引入LeakyReLU激活函数减弱模型梯度消失的影响,提取更深更多的特征信息;最后融合两个分支特征,保证较高的检测精度,提升模型检测速度。采用CIOU Loss(complete IOU loss)优化目标边界框回归损失函数,使模型回归损失收敛更快,提高模型目标定位能力。结果 与原模型相比,本文改进模型在保证较高的平均精度均值90.51%情况下,模型参数减少47%,计算量减少49%,检测速度达到50帧/s。结论 轻量化煤矸石检测模型使智能化煤矸石检测在实际生产环境中具有一定的应用前景。

基于MRI影像组学构建PD-1/PD-L1抑制剂治疗dMMR/MSI-H直肠癌疗效的预测模型

目的:探讨MRI影像组学模型在程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)/程序性细胞死亡-配体1(PD-L1)抑制剂联合全程新辅助治疗(TNT)局部进展期直肠癌(LARC)的疗效预测价值。方法:收集河南中医药大学第一附属医院PD-1/PD-L1抑制剂联合TNT治疗的80例错配修复基因缺陷(dMMR)/微卫星高度不稳定(MSI-H)基因型中低位LARC患者的临床和影像资料。将入组患者按7∶3比例分为训练集和测试集,提取影像组学特征,从中筛选并构建影像组学模型。描绘影像组学模型的Rad-score与病理金标准之间的受试者工作特征(ROC)曲线,计算曲线下面积(AUC),并评价模型的诊断效能。采用决策曲线分析(DCA)计算风险阈值的范围,并评估临床获益情况。收集湖南省人民医院25例dMMR/MSI-H基因型LARC患者的影像资料作为外部验证集。结果:训练集、测试集及外部验证集三者之间的临床特征无统计学差异(P>0.05)。经过降维处理、t检验及一致性检验以及LASSO交叉验证后,筛选出一阶偏度特征和体积2个特征构建影像组学模型。训练集、测试集和外部验证集的影像组学预测模型ROC曲线的AUC、灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为0.920、97.1%、85.7%、91.9%、94.7%;0.885、80.0%、88.9%、92.3%、72.7%;0.875、87.5%、88.9%、93.3%、80.0%。DCA曲线显示,当风险阈值范围为0%~82%时,采用影像组学模型预测LARC患者为病理完全缓解(pCR)的获益大于将所有患者都视为pCR或者无病理完全缓解(npCR)。结论:基于MRI影像组学构建的dMMR/MSI-H型局部进展期直肠癌PD-1/PD-L1抑制剂联合全程新辅助放化疗疗效预测模型,有较大潜力为不同基因分型的直肠癌患者制定个体化治疗策略提供量化依据。

Shear wave splitting analysis of local earthquakes from dense arrays in Shimian,Sichuan

The Shimian area of Sichuan sits at the junction of the Bayan Har block.Sichuan-Yunnan rhombic block,and Yangtze block,where several faults intersect.This region features intense tectonic activity and frequent earthquakes.In this study,we used local seismic waveform data recorded using dense arrays deployed in the Shimian area to obtain the shear wave splitting parameters at 55 seismic stations and thereby determine the crustal anisotropic characteristics of the region.We then analyzed the crustal stress pattern and tectonic setting and explored their relationship in the study area.Although some stations returned a polarization direction of NNW-SSE.a dominant polarization direction of NW-SE was obtained for the fast shear wave at most seismic stations in the study area.The polarization directions of the fast shear wave were highly consistent throughout the study-area.This orientation was in accordance with the direction of the regional principal compressive stress and parallel to the trend of the Xianshuihe and Daliangshan faults.The distribution of crustal anisotropy in this area was affected by the regional tectonic stress field and the fault structures.The mean delay time between fast and slow shear waves was 3.83 ms/km.slightly greater than the values obtained in other regions of Sichuan.This indicates that the crustal media in our study area had a high anisotropic strength and also reveals the influence of tectonic complexity resulting from the intersection of multiple faults on the strength of seismic anisotropy.

The impact of spatial scale on local Moran's I clustering of annual fishing effort for Dosidicus gigas offshore Peru

The spatial scale(?shing grid) of ?sheries research af fects the observed spatial patterns of?sheries resources such as catch-per-unit-ef fort(CPUE) and ?shing ef fort. We examined the scale impact of high value(HH) clusters of the annual ?shing ef fort for Dosidicus gigas of fshore Peru from 2009 to 2012.For a multi-scale analysis, the original commercial ?shery data were tessellated to twelve spatial scales from 6′ to 72′ with an interval of 6′. Under these spatial scales, D. gigas clusters were identi?ed using the Anselin Local Moran's I. Statistics including the number of points, mean CPUE, standard deviation(SD),skewness, kurtosis, area and centroid were calculated for these HH clusters. We found that the z-score of global Moran's I and the number of points for HH clusters follow a power law scaling relationship from2009 to 2012. The mean ef fort and its SD also follow a power law scaling relationship from 2009 to 2012.The skewness follows a linear scaling relationship in 2010 and 2011 but ?uctuates with spatial scale in2009 and 2012; kurtosis follows a logarithmic scale relationship in 2009, 2011 and 2012 but a linear scale relationship in 2010. Cluster area follows a power law scaling relationship in 2010 and 2012, a linear scaling relationship in 2009, and a quadratic scaling relationship in 2011. Based on the peaks of Moran's I indices and the multi-scale analysis, we conclude that the optimum scales are 12′ in 2009 ? 2011 and 6′ in 2012, while the coarsest allowable scales are 48′ in 2009, 2010 and 2012, and 60′ in 2011. Our research provides the best spatial scales for conducting spatial analysis of this pelagic species, and provides a better understanding of scaling behavior for the ?shing ef fort of D. gigas in the of fshore Peruvian waters.

基于CSLE的泛第三极地区土壤侵蚀强度空间分布特征

[目的]定量评估泛第三极地区的土壤侵蚀状况,明确土壤侵蚀的分布特征,以期为土壤侵蚀的科学防治提供依据。[方法]基于分层不等概系统抽样方法,共布设31 406个调查单元。利用中国土壤流失方程CSLE计算泛第三极地区土壤侵蚀速率,并利用莫兰指数(I)探讨其分布特征。[结果](1)泛第三极地区平均土壤侵蚀速率为162.73 t/(km^(2)·a),水土流失面积比例为7.75%,土壤侵蚀速率超过500 t/(km^(2)·a)的地区主要位于西亚、东亚和南亚;(2)土壤侵蚀存在明显的空间聚集性(I=0.920 9),以高高型和低低型聚集为主,高高型聚集主要分布在西亚北部、南亚北部和西南部以及中国的东北、黄土高原和西藏南部;(3)草地、灌丛和耕地是土壤侵蚀较严重的土地利用类型,其中>1 000 m的草地、>500 m的灌丛和耕地的土壤侵蚀更严重,超过25%的土地都发生了水土流失,平均土壤侵蚀速率变化于426.85~683.72 t/(km^(2)·a)。[结论]海拔介于1 000~6 000 m的草地、500~4 000 m的灌丛以及1 000~4 000 m的耕地是泛第三极地区土壤侵蚀发生的重点区域,需特别关注。

S^(*)-收敛和局部强紧空间

定向空间是定向完备偏序集的拓扑推广,局部强紧空间可以刻画为拟连续的定向空间.本文给出了关于局部强紧空间的一个拓扑版的Scott收敛定理.通过引入S^(*)-收敛的概念并定义有限逼近空间,本文得到以下主要结果:(i)定向空间X是局部强紧的当且仅当S_(X)^(*)-收敛是可拓扑化的;(ii)对任意T0空间X,S_(X)^(*)-收敛是可拓扑化的当且仅当X是有限逼近空间;(iii)若定向空间X上的Lawson拓扑是紧的,则X是赋予Scott拓扑的定向完备偏序集.

基于滑动窗宽优化的LMSSGST识别非平稳信号瞬时频率

为提高非平稳响应信号瞬时频率的识别效果,提出基于滑动窗宽优化的局部最大同步挤压广义S变换(local maximum synchrosqueezing generalized S-transform,LMSSGST)。该方法首先对非平稳响应信号进行广义S变换获得相应的时频系数;其次,利用该响应信号的功率谱密度特征曲线确定局部最大同步挤压算子中滑动窗的宽度;再次,通过局部最大同步挤压算子进行时频重排;最后,采用模极大值改进算法提取瞬时频率曲线。通过两个数值算例、一个滑动窗宽参数分析和一个时变拉索试验验证了所提方法的有效性,研究结果表明:利用功率谱密度特征曲线能够有效确定滑动窗的窗宽和模极大值算法的提取范围。相比局部最大同步挤压变换算法,基于滑动窗宽优化的LMSSGST具有更佳的瞬时频率识别效果。

Cortico-striatal gamma oscillations are modulated by dopamine D3 receptors in dyskinetic rats

Long-term levodopa administration can lead to the development of levodopa-induced dyskinesia.Gamma oscillations are a widely recognized hallmark of abnormal neural electrical activity in levodopa-induced dyskinesia.Currently,studies have reported increased oscillation power in cases of levodopa-induced dyskinesia.However,little is known about how the other electrophysiological parameters of gamma oscillations are altered in levodopa-induced dyskinesia.Furthermore,the role of the dopamine D3 receptor,which is implicated in levodopa-induced dyskinesia,in movement disorder-related changes in neural oscillations is unclear.We found that the cortico-striatal functional connectivity of beta oscillations was enhanced in a model of Parkinson’s disease.Furthermore,levodopa application enhanced cortical gamma oscillations in cortico-striatal projections and cortical gamma aperiodic components,as well as bidirectional primary motor cortex(M1)↔dorsolateral striatum gamma flow.Administration of PD128907(a selective dopamine D3 receptor agonist)induced dyskinesia and excessive gamma oscillations with a bidirectional M1↔dorsolateral striatum flow.However,administration of PG01037(a selective dopamine D3 receptor antagonist)attenuated dyskinesia,suppressed gamma oscillations and cortical gamma aperiodic components,and decreased gamma causality in the M1→dorsolateral striatum direction.These findings suggest that the dopamine D3 receptor plays a role in dyskinesia-related oscillatory activity,and that it has potential as a therapeutic target for levodopa-induced dyskinesia.

基于B/S架构的国产化指控系统告警框架

以JavaScript、C++作为开发语言,以达梦作为数据库工具,构建了一个基于B/S架构的国产化指控系统告警框架。框架对各告警事件的类型、等级、阈值进行收集、统计,并在此基础上实现了各类型告警事件统一的前台展现,支持告警记录的查询、筛选,提供后续的事件处置接口。框架统一集成的方式在减少开发人员工作量的同时,也有利于指控人员对各类告警事件进行查阅、管理。

基于局部最大值同步压缩广义S变换识别结构瞬时频率

为提升土木工程结构的瞬时频率识别精度,本文提出局部最大值同步压缩广义S变换方法.该方法首先对响应信号进行广义S变换;然后针对时频系数求取关于时间的偏导,进而估算信号的瞬时频率;最后采用局部最大值同步压缩算子来对时频系数进行重排,以此得到响应信号的瞬时频带.通过一组两层剪切框架模型的数值算例和一个七层钢筋混凝土剪力墙振动台试验验证该方法的有效性和可行性.研究结果表明,与既有的局部最大值同步压缩变换相比,本文方法不仅提升了瞬时频率的识别精度,而且改善了响应信号瞬时频带的时频聚集性.

S Zorb装置再生器进料罐排气线调节球阀国产化改造研究

S Zorb装置再生器进料罐排气线调节球阀通过调节进料罐压力来控制装置吸附剂的循环速率,直接影响装置的催化剂再生,对装置的正常生产至关重要。由于介质流速快、吸附剂硬度高、阀门正常开度小等原因,冲刷很严重,使用寿命短,给装置安稳生产带来了很大的困扰。通过CFD(Computational Fluid Dynamics,即计算流体动力学分析)分析,对该阀进行国产化改造,提升了调节性能和使用寿命,大幅降低了购置成本,在控制阀国产化方面,具有较高的推广应用价值。

铁路国产终端B/S架构应用迁移及管理技术研究

铁路终端国产化迁移是维护铁路上层业务应用系统信息安全、实现自主可控的必然要求。分析铁路应用系统现状、国产化迁移面临的主要问题及需求,研究铁路B/S架构应用系统国产化迁移方案,针对铁路应用特点和应用场景,提出应用商店和安全管控平台,实现对铁路应用全周期管理及信创终端的集中管控,满足应用便捷安装、集中管理、专属渠道分发、安全合规等需求,为信创终端的应用安全稳定运行提供可行的环境支撑。

基于U-G-S合作的地方师范类院校教师教育模式研究

高校—政府—中小学(university-government-school,U-G-S)合作是各国高度重视的教师教育模式,该模式由高校、政府和中小学结成战略合作伙伴关系,协同促进未来教师的培养。基于U-S合作的内涵分析,梳理了美国教师“专业发展学校”模式、英国“以中小学为基地的教师培训学校”模式、法国教师教育“职前职后一体化”模式、芬兰“研究本位”的教师培养模式等国外有代表性的未来教师教育模式,阐述了基于U-G-S合作的未来教师教育模式在中国的发展状况。结合应用型大学关于教师教育的探索实践,对基于U-G-S合作的地方师范类院校教师教育模式优化提出建议。

结合均匀度理论和Moran’s I指数、广义G指数的景观格局全局自相关分析

以塔子沟林场为研究区域,以1997年8月28日和2009年8月25日两期Landsat TM遥感影像为主要数据源,辅助大量非遥感数据,借助ENVI 5.1、Arc GIS 10.3和Geoda095i等软件,将均匀度理论分析方法引入到景观格局空间相关分析中,对研究区域景观格局全局自相关进行了分析,并与Moran’s I、广义G指数的分析方法获得结论进行了对比。经计算,1997年的景观格局均匀度为0.320 7,介于景观均匀度置信区间[0.297 2,0.339 7],景观格局判定为随机分布,2009年的景观格局均匀度为0.288 3,小于下限值0.296 9,景观格局判定为聚集分布。1997年Moran’s I值为-0.11,景观格局判定为分散分布,2009年Moran’s I值为0.42,景观格局判定为聚集分布。1997年研究区域Z Score值为0.92,2009年研究区域Z Score值为2.06,根据景观格局判别可知,2009年研究区域景观格局呈现出明显的高值空间聚集(H-H聚集),即该期景观格局为聚集分布。结果表明3种分析方法得到的结论相同,即从1997—2009年的12年间,研究区域的格局状况由随机格局到聚集格局变化,说明将均匀度理论分析方法引入到景观格局空间相关分析中是可行的。

基于遥感和Moran’s I指数的水稻面积变化空间自相关性研究

本研究基于遥感影像获取了2011-2015年江苏省淮安区水稻面积,在乡镇区划和2 km规则网格的基础上,用Moran’s I指数分析了2011-2015年水稻逐年空间变化的相关关系,分析结果表明,淮安区水稻面积变化有聚集现象,2012年有4个聚集区,2013年有3个聚集区,2014年和2015年有6个聚集区;聚集区仅为乡镇行政区划单元的部分区域。

基于空间权重矩阵变化下Moran’s I检验研究

文章运用LEE的矩阵算法,推导出Moran’s I的期望和方差,然后在四类空间权重矩阵及三个空间计量模型下构建蒙特卡洛实验,并以拒绝频率为依据来检测Z检验效果,研究发现:不存在空间相关时,Z检验在各权重矩阵和空间计量模型下的拒绝频率非常接近标准值0.05,表明检验效果较稳健;在空间相关程度不高(￡0.2)时,空间计量模型和空间权重矩阵对Z检验有轻微影响;但在空间相关程度较高(30.4)时,空间模型对Z检验有一定程度的影响,但SAR与SEMAR无差别;而权重矩阵属性与空间单元个数对Z检验影响程度较大,且与空间相关程度有近似正比关系。

基于Moran′s I的菜地土壤属性空间分布格局分析

为探讨时空尺度下露天菜地及设施菜地种植模式对土壤属性空间分布格局的影响,采用Moran′s I空间分析方法,对安徽省肥东县2017年采集的375个表层土样数据、2016年的露天菜地数据及2019年的设施菜地数据之间的空间自相关性进行研究。结果表明:研究区内露天菜地种植时间越短,土壤全氮、速效钾的平均值越高,设施菜地种植时间越短,有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH 5种土壤属性平均值越高。除速效钾外,露天蔬菜的土壤有机质、全氮、有效磷、pH指标值均低于设施菜地。距离城镇越近,土壤有机质、全氮含量和pH越高。两种菜地分布密度与有机质、全氮空间分布呈高高空间正相关,与有效磷和速效钾呈低高空间负相关,与pH在土壤中呈高低空间负相关。研究结果表明,两种菜地土壤属性指标值因受到种植时间与城镇距离因素的影响而差异明显。因经济利益驱动,设施菜地种植时间较短但土壤养分累积较快。菜地分布密度对土壤属性空间分布格局影响明显,菜地种植与土壤酸化、养分累积具有一定的相关性。通过Moran′s I空间分析,可实现对蔬菜生产区域的管理,为进一步分析土壤属性扩散演化机制提供参考。

图解Bootstrap方法用于空间相关性Moran检验的有效性

因为区域间经济收敛、外商直接投资和知识溢出等领域的空间经济计量研究依赖于空间关系的存在,所以进行空间相关性Moran’s I检验是关键。然而,已有空间相关性Moran’s I检验理论受到众多假设条件限制。利用"名义水平—实际水平"图和"名义水平—功效"图,解析非对称Wild Bootstrap方法用于空间相关性Moran’s I检验的有限样本性质,发现即使模型不满足经典的分布假设条件,与渐近检验相比,Bootstrap方法也能够有效地检验研究对象间的空间相关性。