经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响

背景:经颅磁声电刺激是一种基于磁声耦合电效应的无创、高精度脑神经聚焦刺激方法,可调节神经节律振荡活动,从而影响大脑的运动、认知等功能。目的:探究经颅磁声电刺激对健康与帕金森病大鼠神经回路中beta振荡的影响。方法:①动物实验:采用随机数字表法将24只Wistar大鼠随机分为4组,每组6只:正常对照组不进行任何干预;正常刺激组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电刺激(空间峰值脉冲平均强度为13.33 W/cm^(2),基波频率为0.4 MHz,基波周期数为1000,脉冲重复频率为200 Hz);模型对照组、模型刺激组通过腹腔注射1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶建立帕金森病模型,造模成功后,模型对照组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电假刺激,模型刺激组大脑前额叶皮质接受经颅磁声电刺激,每天刺激时长2.0 min,刺激结束停留8-10 min后,采集大鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号并同时记录行为学正确率,对比分析各组局部场电位信号能量的时频分布情况和行为差异,当大鼠正确率连续3 d高于80%后停止刺激实验和T迷宫实验。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激下皮质-基底神经节回路模型,分别改变超声发射周期(5,10,20 ms)、超声发射占空比(30%,50%,90%)和感应电流密度(20,50,100μA/cm^(2)),比较不同刺激参数下健康与帕金森病大鼠beta振荡的功率谱密度值。结果与结论:①动物实验:正常对照组大鼠的空间学习能力强于模型对照组(P<0.001),正常刺激组大鼠的空间学习能力强于正常对照组(P<0.05),模型刺激组大鼠的空间学习能力强于模型对照组(P<0.01);正常对照组beta振荡能量分布较为集中,正常刺激组较正常对照组beta振荡信号能量有所降低,模型对照组与模型刺激组beta振荡能量广泛分布且能量值显著高于正常对照组、正常刺激组,并且模型刺激组beta振荡信号能量明显低于模型对照组;②建模仿真实验:不加刺激时,健康大鼠beta频段功率谱密度峰值(30 dB)显著低于帕金森病大鼠(55 dB);施加经颅磁声电刺激后,两组大鼠beta频段功率谱密度值普遍降低;beta频段功率谱密度峰值与超声发射周期呈正相关、与感应电流密度呈负相关,当超声发射占空比为50%时功率谱密度峰值最低;③结果表明:经颅磁声电刺激可抑制健康与帕金森病大鼠的beta振荡,进而改善大鼠的运动功能与决策认知功能。

经颅磁声电刺激下大鼠工作记忆中前额叶皮层因果连接网络特性分析

经颅磁声电刺激(TMAES)是一种新型非侵入式的脑神经调控技术,利用静磁场和超声波耦合在脑组织中产生刺激电流以调节特定脑区的神经放电活动。本研究旨在从神经节律振荡与信息传递的角度,探究经颅磁声电刺激对大脑工作记忆功能的影响。将24只斯普拉格·道利(SD)大鼠随机分为对照组、超声组和磁声组,磁声组接受0.10 T、7.98 W/cm^(2)的刺激,超声组接受相同强度的超声刺激,对照组不接受刺激;采集T迷宫工作记忆实验中大鼠前额叶皮层的局部场电位(LFPs)信号,对比不同组别θ(4~8 Hz)和γ(30~80 Hz)频段LFPs信号的时频分布,并基于图论进一步分析前额叶皮层的因果连接网络特性。结果显示,磁声组大鼠在行为选择过程中θ和γ频段LFPs信号的能量值大于超声组与对照组(P<0.05);磁声组信号间平均因果连接强度高于超声组和对照组(P<0.05);磁声组大鼠工作记忆任务中θ频段因果连接网络的全局效率(E_(glob))和聚类系数(C)比超声组和对照组显著升高(磁声组:E_(glob)=0.134±0.033,C=0.837±0.071;超声组:E_(glob)=0.099±0.032,C=0.713±0.111;对照组:E_(glob)=0.068±0.022,C=0.554±0.118,P<0.05);磁声组γ频段因果连接网络的全局效率、聚类系数比超声组和对照组显著升高(磁声组:E_(glob)=0.116±0.031,C=0.789±0.106;超声组:E_(glob)=0.087±0.018,C=0.641±0.135;对照组:E_(glob)=0.066±0.012,C=0.480±0.091,P<0.05)。研究表明,TMAES增强了θ和γ节律神经放电活动,促进大鼠行为选择期间神经元集群之间的信息交互,提高工作记忆相关信息的传递效率,为进一步揭示经颅磁声电刺激调控大脑记忆功能的深层作用机制提供支持。

Grey relation function between local electrical potential and stomatal behavior during light exposure in plants

The stoma of the plant leaf and the factors that elicit movement of its guard cells are taken as a grey system. Effects of temporary light exposure on local electrical potential of the leaf surface (LEP), on CO 2 and on relative humidity (RH) changes within the leaf chamber were recorded with a multi-channel electronic recorder. The results are analyzed by employing the grey relation function ( ξ ) and grey relation grade ( R ) based on the Grey Theory. The analysis shows that LEP could represent the dominant factor in executing the stomatal movement under the light exposure.

经颅磁声电刺激参数对神经元放电模式的影响分析

经颅磁声电刺激(TMAES)是一种超声波和静磁场共同作用于大脑的新型无创脑调控方法,具有较大的刺激深度和良好的聚焦性。为了探索TMAES对脑神经兴奋状态的影响,该文基于H-H神经元模型,仿真了不同发射参数超声波下TMAES对神经元放电模式的影响,并采集了刺激后大鼠的局部场电位对其功率谱进行分析。仿真结果表明,不同参数超声波刺激的神经元会产生不同放电模式。动物实验结果表明超声及静磁场参数均会对经颅磁声电刺激的刺激效果产生一定影响,且其影响程度不同。对于具体神经调控,该文可为得到最优TMAES刺激参数提供理论指导。

侦察无人机航迹规划设计研究

对侦察无人机航迹进行规划,可以提高无人机生存概率,保证无人机能突破敌方威胁,安全到达目标点,成功完成侦察任务。而在航迹规划中,经常因陷入局部最优而导致规划失败,成为无人机航迹规划的难点。针对容易陷入局部最优的问题,采用改进的蚁群算法,引入"电势场"理论,把威胁源视为带电体,将形成电势场,则待选航迹节点具有不同的电势能,从而区分出待选航迹节点的优先级,使无人机选择远离威胁优先级高的航迹点,而不会落入威胁交叉作用区域,避免了陷入局部最优。仿真结果表明,所改进的算法是可行的,可为侦察无人机的航迹规划提供依据。

电刺激丘脑腹外侧核对运动皮质2区放电的影响

目的通过刺激帕金森病(PD)大鼠丘脑腹外侧核,观察运动皮质2区局部场电位的改变。方法选取成年雄性Wistar大鼠18只,随机分为对照组6只,实验组12只,实验组建立PD模型,采取信号后,实验组大鼠行电刺激,再采集信号,利用MATLAB软件进行频谱分析和功率谱密度分析。结果与对照组比较,实验组大鼠电刺激前8～12 Hz频段频率信号显著升高,26～40 Hz频段频率信号显著降低(P<0.05,P<0.01)。与电刺激前比较,实验组大鼠电刺激后8～12 Hz和13～25 Hz频段频率信号显著降低,26～40 Hz和41～100 Hz频段信号显著升高(P<0.05,P<0.01)。结论电刺激丘脑腹外侧核可以改善PD大鼠大脑运动皮质2区的异常放电。

黄杨树树干局部电位差对根系吸水过程响应的实验研究

树干木质部中树液流密度的变化会引起树干局部电位差的变化,通过测定这种局部电位差来研究液流密度的变化过程是一种可行的方法.本次研究通过测定倾斜黄杨加水前后树干的局部电位差,同时借助小波变换方法,探讨了这种局部电位差对根系吸水过程的响应.结果表明:加水前树干液流密度相对稳定,而在加水后树干部分区域的树液便开始了明显的流动;加水后树液优先从树干的向阳面流动,而树干侧面的树液流动则明显滞后于向阳面;干旱状态下局部电位差对根系吸水过程响应的变化幅度要明显大于湿润条件;电位差的变化在短时间条件下反映树干液流的变化过程,并可据此测定液流速度,但在更长的时间尺度条件下则可能更多地反映了树干的生理变化过程.

经颅磁声电刺激对大鼠工作记忆局部场电位gamma节律的影响

经颅磁声电刺激(TMAES)是一种新型无创的神经调控技术,利用超声与静磁场相互耦合产生感应电场,调节相应脑区的神经节律振荡活动,从而影响大脑学习、记忆等认知功能。为探究经颅磁声电刺激对大鼠工作记忆(WM)行为学实验中gamma节律神经振荡活动的影响,将20只健康成年Wistar大鼠随机分为对照组和刺激组,刺激组大鼠接受0.05~0.15 T、1.33~13.33 W/cm^(2)的经颅磁声电刺激,持续10 d,对照组不接受刺激;采集T型迷宫工作记忆任务中大鼠前额叶皮层(PFC)的局部场电位信号(LFPs),对比分析两组间的行为学差异、LFPs的时频分布和互信息相关性。结果显示,刺激组大鼠执行工作记忆任务达到正确率80%以上所需时间为(7.57±0.99)d,明显少于对照组(10.65±2.32)d(P<0.05);在经过选择点位置前后,2.66~13.33 W/cm^(2)组、0.10~0.15 T组大鼠LFPs信号gamma频段的能量密度明显高于对照组的相应值(P<0.05),6.65~13.33 W/cm^(2)组、0.10~0.15 T组大鼠gamma频段12通道信号间的相关性明显强于对照组的相应值(P<0.05)。研究结果表明,经颅磁声电刺激能够增强大鼠工作记忆中前额叶皮层神经元集群gamma节律振荡活动,为进一步探索经颅磁声电刺激调节大脑记忆功能的作用机制奠定基础。

基于皮层神经元模型的经颅磁声电刺激神经网络放电活动仿真分析

基于脑皮层真实神经元模型搭建皮层神经网络,对模型在经颅磁声电刺激下的电活动响应特性进行仿真分析。采用短时傅里叶变换方法对不同刺激方式和经颅磁声电刺激不同刺激参数下神经元局部场电位信号进行时频联合分析。结果显示,经颅磁声电刺激方式可达到与神经元自身突触激活和阶跃电流刺激方式相近的刺激效果;神经元不同位置在经颅磁声电刺激下的电活动响应有所区别,胞体附近膜电压变化最为明显,且局部场电位能量强度最大;随着调制频率和刺激电流两个参数的增大,神经网络的局部场电位信号能量强度均呈现先增强后减弱的趋势。这表明经颅磁声电刺激可对神经电活动产生促进与抑制两种效果,改变刺激参数可以实现对生物体神经活动的调节。研究结果有助于揭示经颅磁声电刺激的神经作用机制,为其应用于神经调节和神经系统疾病治疗提供理论依据和参考。

GaN HFET沟道中的强场峰和场效应管能带

引入新的解析函数来描绘GaN HFET沟道中的电势、电场强度和电场梯度。自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程计算了沟道强场峰中的场效应管能带。研究了不同栅、漏电压下的场效应管能带,计算出强场峰中的局域电子气势垒。详细计算了强场峰中的电场峰、能带谷、能带峰和局域电子气势垒随栅、漏电压的变化曲线。研究了高漏压下场效应管射频工作性能的退化和沟道开关时电场梯度与沟道电子状态间的相互作用。由此证明漏压决定了沟道中的电场梯度,栅压控制了沟道电子的状态,两者之间的相互作用描绘出一幅复杂的场效应管能带图像。通过EL谱和可靠性测试中的退化率直接观察强场峰内的局域电子气。最后讨论了这一场效应管能带理论在优化设计器件结构中的重要作用。

脉冲电流烧结Al_2O_3颗粒的广义热弹性分析

脉冲电流烧结过程的颈部形成机理,特别是非导电粉末材料,是需要着重研究的核心问题。以非导电Al_2O_3粉末为研究对象,引入L-S(Lord and Shulman)型广义热弹性方程,初步探究烧结初期非导电粉末颈部局部高温形成以及快速烧结机理。利用Comsol Multiphysics模拟得到脉冲电流烧结过程中颗粒内部的温度场和应力场分布以及烧结颈部的化学势和空位浓度变化规律。数值结果表明,热以波的形式在烧结颈部产生叠加,形成局部高温。化学势变化表明:烧结初期表面扩散占主要作用,空位浓度差的突变使烧结颈部产生局部空位浓度梯度,促进烧结颈长过程,缩短烧结时间。

时间相关的含缺陷材料的流变破坏理论(英文)

含缺陷物体的与时间相关的失效过程是一个热力学开放的,远离平衡态的系统,失效过程中发生耗散结构的自组织现象.不同尺度上耗散结构的自相似性可供从微观过度到细观和宏观.基于缺陷演化过程中局域温度场和热磁效应的实验研究,从统一的宏、细、微观层次体系出发,研究了与时间相关的缺陷体的失效过程.结果表明,这个失效过程并非纯力学过程,其中的热力耦合和热磁效应不容忽略.

基于信号特征分析的植物体表电信号记录模式选择

为了探索不同耦合记录模式所记录植物体表波形数据特征,选择德抗961型小麦与含羞草2类植物,分别对每株植物进行直流耦合、交流耦合同步信号记录。分析光诱导下小麦所产生的局部电位中直流耦合记录与交流耦合记录的数据差异。小麦局部电位直流耦合与交流耦合记录数据波形峰峰值差异可达25倍以上;基于短时傅里叶变换,功率密度时频分布图显示直流耦合记录到的信号局部电位的频谱主要在0.2 Hz以内。而含羞草的变异电位的上述2种耦合模式记录的波形差异相对较小,功率密度时频分布图中可以反映其信号功率谱分布在0.6 Hz以内。通过记录不同下限截止频率的数据,小麦的光诱导电信号更加清晰的反映耦合方式对信号的影响,进一步地,通过含羞草变异电位的传导特性与对小麦钙通道阻滞的对照试验来验证所测信号的真实性。因此,针对不同植物及其植物电信号本身的特点,应选择适合的耦合记录方式。

高脂饲养青春期大鼠电击回避反应和海马CA3区场电位的改变

目的：观察高脂饲养至青春期的大鼠对电击回避反应和海马CA3区实时局部场电位变化。方法：断乳1周幼鼠改用基础饲料和高脂饲料分别喂养4周至青春期,分为基础饲料组（BF组）和高脂饲料组（HFD组）,Y型迷宫电击回避训练方法,记录2组大鼠电击回避达学会标准的相关参数,同时无线遥测大鼠达标时海马CA3区实时局部场电位。结果：与BF组大鼠比较,HFD组大鼠体重明显增加,Y型迷宫电击回避训练1-2 d大鼠达标百分率、电击回避达标各项指标均略优于BF组;双侧海马CA3区局部场电位节律出现去同步化快波改变,右侧海马CA3区出现了θ波和γ1波百分比的同步性增加,但无θ-γ1波相位-振幅耦合出现。结论：幼年期短期高脂饮食至青春期的大鼠,尽管体重较基础饲料大鼠增加,但未见Y型迷宫电击回避反应能力和海马依赖性空间认知功能的减退。

住宅楼等电位联结浅析

针对等电位联结在电气安全上的重要性作了分析探讨 ,从总等电位联结和局部等电位联结两方面 ,就住宅等电位联结设计与安装中存在的问题 。

电气设计中容易疏忽的几个问题

介绍了电气设计中容易疏忽的几个问题,并提出了相应的解决办法;结合工作实际案例,分析了对如何选择断路器及线缆,给出了校验计算的方法和步骤,可为电气设计人员提供参考。

“小鼠视觉感受区电位信号与视觉刺激之间关系研究”方案综述

局部场电位(Local Field Potential,LFP)反映来自神经元网络局部神经核团的活动状态,是脑内局部大量神经元树突电位和的综合反映.LFP可能与大脑对行为的控制和刺激有关.该问题研究目标是寻找对应视觉刺激的脑电波成份,并通过建立数学模型分析小鼠视觉感受区电位信号(LFP)与视觉刺激之间的关系.

电击回避训练前后快回避反应大鼠海马CA3区神经振荡的变化

本研究旨在探讨与动物空间辨别学习能力相关的神经振荡电活动及其改变。运用Y型迷宫电击回避训练方法,筛选出与空间认知能力相关的快回避反应组和普通回避反应组大鼠,无线遥测两组动物在电击回避实验前、后海马CA3区实时局部场电位(local field potential,LFP),分析与空间辨别和学习能力相关的神经振荡成分变化。结果显示,与普通回避反应组大鼠比较,电击回避训练前快回避反应组大鼠左侧海马CA3区LFP成分无显著差异,但电击回避训练后,右侧海马CA3区0~10 Hz和30~40 Hz电节律百分比显著增加(P<0.01或P<0.05);快速傅里叶变换显示,0~10 Hz频段百分比增加主要发生在θ波(3~7 Hz)频段,而30~40 Hz频段改变相当于γ1频段。进一步将两组大鼠训练前后的右侧CA3区神经振荡进行自身比较,结果显示训练后快回避反应组大鼠仅出现β波、β2(20~30 Hz)和γ1节律百分比增加,θ波节律百分比在训练前后无明显变化,而普通回避反应组大鼠训练前后比较显示,训练后右侧CA3区θ波节律百分比和大幅波(强度:+2.5^-2.5 db)显著减少(P<0.01)。本研究结果显示,快回避反应组大鼠电击回避训练后,右侧海马CA3区β2和γ1节律百分比增加,θ波节律百分比保持较高水平,这些改变可能与其较强的空间认知能力有关。

经颅磁声电刺激影响大鼠工作记忆中局部场电位的相位幅值耦合分析

经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控手段,其利用超声与静磁场耦合作用产生的感应电场调节相应脑区神经节律振荡活动。本文旨在探讨经颅磁声电刺激对记忆过程中神经元集群信息传递与交流的影响。实验中,将20只健康成年维斯塔尔(Wistar)大鼠随机分为对照组(5只)和刺激组(15只),对刺激组施加0.05~0.15 T、2.66~13.33 W/cm2的经颅磁声电刺激,对照组不施加刺激;采集大鼠执行T迷宫工作记忆任务中前额叶皮层的局部场电位信号,比较不同参数刺激组大鼠与对照组大鼠delta节律相位、theta节律相位与gamma节律幅值之间的耦合差异性。实验结果显示,刺激组delta节律与gamma节律的耦合强度明显低于对照组(P<0.05),theta节律与gamma节律的耦合强度明显高于对照组(P<0.05);随着刺激参数的增加,delta节律与gamma节律、theta节律与gamma节律耦合程度分别呈现减小、增大的趋势。本文初步研究结果表明,经颅磁声电刺激能够抑制前额叶皮层中delta节律神经活动,增强theta节律与gamma节律振荡活动,从而促进了不同空间范围内神经元集群之间的信息交流与传递,这为进一步探索经颅磁声电刺激调节大脑记忆功能的作用机制奠定了基础。

丽江花园局域网的防雷设计

阐述了雷电对丽江花园局域网的危害,介绍了各级网络设备的防雷措施及取得的成效。