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损伤神经自发放电节律在双参数调节下的转迁规律

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损伤神经自发放电节律在双参数调节下的转迁规律

作者：宋绍丽陕西师范大学

学位级别：硕士

神经放电的动作电位频率以及动作电位的间隔排列的时间模式中蕴含着丰富的信息,而近期对神经放电的节律研究表明丰富的神经信息也存在于节律转迁的动力学分岔中。神经元可以通过调整自身的活动水平以适应机体内外环境的变化,并在此过... 详细信息

神经放电的动作电位频率以及动作电位的间隔排列的时间模式中蕴含着丰富的信息,而近期对神经放电的节律研究表明丰富的神经信息也存在于节律转迁的动力学分岔中。神经元可以通过调整自身的活动水平以适应机体内外环境的变化,并在此过程中表现出多样的节律模式和规律的节律转迁过程。已有研究表明,连续改变胞外的钙离子浓度,神经的自发放电会出现多种节律模式和多种方式转迁。近期的研究发现,随着钾离子通道阻断剂TEA浓度的增加,实验性神经起步点有三种周期1簇到周期2簇放电的分岔转迁模式。这些研究都表明通道离子电流的变化会影响到损伤神经的放电节律及其分岔转迁,但是影响神经元活动水平的因素是多样的,神经电活动受到多种离子通道的综合作用,并且多种因素对神经电活动的影响是非线性的,不是单一的作用,他们之间相互影响共同改变神经的电活动变化。因此,有必要综合考虑多种离子通道对自发放电节律的转迁的影响,以获得更接近于实际节律变化规律。不仅如此,很多理论上的模型仿真也提示：改变模型中的两个参数其动力学分岔序列会展现出不同的模式。例如使条件参数固定在一个水平,调节分岔参数,会得到一个放电节律转迁分岔序列,然后将条件参数固定在另外一个水平,在同样的分岔参数调节下,又可以得到另外一个不同的分岔序列。这表明在实验中的神经放电的转迁节律也可能会随着条件参数和分岔参数的不同而出现不同的分岔类型。本研究在已有研究结果的基础上,主要考虑到钙离子和钾离子通道对神经电活动的影响。主要有以下三个部分的实验：第一是改变胞外钙离子浓度观察钙通道对神经电活动的影响。第二是升高胞外钾离子浓度研究钾通道对神经电活动的影响。第三是综合考虑到两种通道的作用,以钾离子通道阻断剂4-氨基吡啶为条件参数,胞外钙离子的变化为分岔参数,观察损伤神经自发放电节律的转迁变化,力求对神经电活动的分岔规律获得比较深入和全面的理解。主要结果有： 1.实验中首先调节胞外的钙离子浓度观察损伤神经的自发放电节律转迁,降低胞外钙浓度可以使神经放电频率明显增加,并出现了加周期、倍周期等分岔等节律转迁模式。 2.损伤区胞外钾离子的浓度变化也会使放电节律出现转迁。实验中,升高损伤区胞外钾离子的浓度,放电节律明显增加,出现了多种不同类型的放电节律转迁。包括由周期1簇直接到周期1峰放电的转迁,由周期1簇经加周期分岔到周期2簇再到周期1峰的分岔形式,以及由周期1簇经倍周期分岔到周期2簇再到周期1峰放电,还有由周期1簇经过复杂而完整的分岔序列到周期1峰放电。 3.共同调节钾离子和钙离子的实验结果发现,在不同的条件参数下,同一分岔参数可引起不同的节律分岔转迁。主要有以下2类：第一类是4-AP使神经电活动节律转迁由简单分岔变为复杂分岔;第二类是4-AP使神经的放电节律转迁使复杂分岔变为简单分岔。在第一类中,出现了加入4-AP以后使周期1簇直接到周期1峰的简单分岔变为了周期1簇经周期2簇到周期1峰的较复杂分岔,以及4-AP促使周期1簇和周期2簇之间的倍周期分岔变为加周期,不仅如此,还出现了一例神经纤维在4-AP的驱使下出现了周期1、2、3、4簇共存的节律。第二类是在4-AP的驱使下,神经放电的分岔由复杂的分岔变为了简单的分岔,包括周期1簇和周期2簇之间的加周期分岔变为倍周期分岔等。结果表明,改变胞外的钙离子和钾离子浓度会改变神经放电节律,出现多种转迁分岔类型。同一例神经纤维在4-AP的作用下,在相同的钙离子变化情况下出现不同的放电节律转迁形式,反映了生理参数的不同配置会引起不同的动态神经放电节律模式。

关键词：神经放电钙通道钾通道分岔

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神经放电节律的不同复杂分岔序列的实验研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2013年第4期43卷 518-523页

作者：贾冰古华光宋绍丽同济大学航空航天与力学学院上海200092

神经放电节律在参数空间的分岔结构不仅是重要的动力学问题,对于揭示神经信息编码也具有重要的意义.在大鼠损伤坐骨神经模型,研究了不同K+通道阻断剂的浓度下神经自发放电随Ca2+浓度变化的分岔序列规律.结果发现,包含节律模式种类较少... 详细信息

神经放电节律在参数空间的分岔结构不仅是重要的动力学问题,对于揭示神经信息编码也具有重要的意义.在大鼠损伤坐骨神经模型,研究了不同K+通道阻断剂的浓度下神经自发放电随Ca2+浓度变化的分岔序列规律.结果发现,包含节律模式种类较少的简单分岔序列可以与包含多类周期和混沌的复杂分岔序列相互转换,复杂分岔序列之间也可以转换.分岔点附近的混沌节律的不同是识别分岔序列不同的主要标志.研究结果不仅丰富了神经放电的非线性动力学现象,也会为建立神经放电在参数空间的分岔序列结构进而揭示神经编码机制提供帮助.

关键词：分岔神经放电混沌节律簇放电峰放电

4-氨基吡啶敏感钾通道对神经自发放电节律转迁历程的调节作用

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生理学报 2010年第1期62卷 35-41页

作者：宋绍丽魏春玲古华光刘志强任维陕西师范大学生命科学学院西安710062

为进一步研究损伤神经放电节律的分岔转迁规律,以实验性神经起步点模型为研究对象,在联合改变胞外的钙离子和钾离子浓度的条件下,记录神经单纤维的放电节律转迁方式。选取4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)作为条件参数,Ca2+浓度作为分... 详细信息

为进一步研究损伤神经放电节律的分岔转迁规律,以实验性神经起步点模型为研究对象,在联合改变胞外的钙离子和钾离子浓度的条件下,记录神经单纤维的放电节律转迁方式。选取4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)作为条件参数,Ca2+浓度作为分岔参数,观察了实验性神经起步点自发放电节律的分岔规律。28例实验结果中,有21例神经对本文所取的条件参数变化不敏感,7例实验性神经起步点的自发放电节律会在不同的条件参数下出现不同类型的分岔序列结构。在不同的4-AP浓度下,随着Ca2+浓度的降低,同一实验性神经起步点会表现出不同的放电节律模式的分岔序列,不同实验性神经起步点,双参数分岔序列是不同的。以上结果说明,不同参数配置下的神经放电节律的变化规律是不同的,而且分岔序列结构是认识放电节律转迁规律的基础。

关键词：神经放电分岔混沌 4-氨基吡啶

神经放电节律加周期分岔序列中的簇放电到峰放电的转迁

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生物物理学报 2010年第1期26卷 61-72页

作者：赵小燕宋绍丽魏春玲古华光任维陕西师范大学生命科学学院

含快慢子系统的神经元数学模型仿真预期,神经放电节律经历加周期分岔序列,可以进一步表现激变,并通过逆倍周期分岔级联进入周期1峰放电。实验调节胞外钙离子浓度,观察到从周期1簇放电开始的带有随机节律的加周期分岔到簇内有多个峰的簇... 详细信息

含快慢子系统的神经元数学模型仿真预期,神经放电节律经历加周期分岔序列,可以进一步表现激变,并通过逆倍周期分岔级联进入周期1峰放电。实验调节胞外钙离子浓度,观察到从周期1簇放电开始的带有随机节律的加周期分岔到簇内有多个峰的簇放电,再经激变转迁到峰放电节律的分岔序列,提供了这种分岔序列模式实验证据。实验所见之激变表现为簇放电节律的休止期消失,放电节律变为混沌峰放电和周期峰放电。作者利用随机Chay模型更加逼真地仿真再现了实验所见的分岔序列。该实验结果验证了以前的确定性数学模型的理论预期,并利用随机理论模型仿真了其在现实神经系统的表现;揭示了一类完整的神经放电节律的转换规律。

关键词：神经放电簇放电峰放电加周期分岔激变

基于速率拆分多址的无人机辅助应急通信网络资源分配策略研究

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基于速率拆分多址的无人机辅助应急通信网络资源分配策略研究

作者：宋绍仟吉林大学

学位级别：硕士

随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)核心技术的提升和制造成本的下降,设备逐步向小型化和一体化方向发展,无人机支持的无线通讯领域开始受到广泛关注。由于无人机具有高机动性、灵活性、按需部署等优势,其被广泛应用于灾害应急、... 详细信息

随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)核心技术的提升和制造成本的下降,设备逐步向小型化和一体化方向发展,无人机支持的无线通讯领域开始受到广泛关注。由于无人机具有高机动性、灵活性、按需部署等优势,其被广泛应用于灾害应急、火灾侦测、产品运输等多个领域。特别是可以通过装备通信设备从而快速且自适应地部署于暂时性的无线通信或远距离的连接等场景。在通信场景中,无人机与地面节点之间的通信通常是高质量的视距(Line-of-Sight,Lo S)链路,由此发展出大量UAV辅助的通信技术,典型的应用场景如:(1)无人机辅助的广域覆盖,通过装备小型基站(Base Station,BS)在空中进行按需的区域覆盖;(2)无人机辅助的物联网(Internet of Things,Io T),可以为一个大范围分布的Io T提供信息收集或发送服务;(3)无人机辅助中继,通过装备中继节点,快速建立远距离可靠通信链路。根据第五代(The Fifth Generation,5G)移动通信技术和智能城市的概念,无人机中继系统可以作为现有通信网络的补充,增加网络的冗余性,提高在极端条件下通信系统的鲁棒性和可靠性。首先,无人机中继可以迅速部署到受灾区或通信中断的地区,无需复杂的地面基础设施建设,特别适合在紧急情况下快速恢复通信服务。相比于地面静态中继,无人机中继可以以更低的成本快速地部署于任务区域,使其可以有效地应对各类突发事件。其次,动态调整无人机中继在环境中的位置,能够极大地提升通信链路质量。最后,合理的无人机飞行高度与轨迹设计,可以在有限的机载能量下最大限度地提升系统的通信性能。在无人机中继辅助的应急网络中,实时的视频流和高分辨率图像等数据需要在有限的无人机机载电池下传输。因此,对移动数据传输的上行传输速率及能量消耗有了更高的要求,同时更高的频谱效率以及有效的干扰管理策略也需要被考虑。然而在灾后场景下,由于充电设施等关键地面基础设施容易受到次生灾害的破坏,受影响的用户和无人机的剩余能量通常是有限的,用户数据难以及时完成回传。另一方面,考虑到灾区地理条件复杂、用户分布杂乱分散,不同用户射频信号能量之间存在明显的远近效应。当边缘用户设备的剩余能量有限时,射频能量的减少必然会加剧远近效应,导致严重的传输时延不公平问题。然而,用户传输时延最小化和网络公平性最优之间本就存在矛盾。由于提供给应急通信网络的可用通信资源通常极为有限,提高网络中某些用户的性能必然需要更多的系统资源向它们倾斜,从而造成资源分配的不公平的情况。因此,在无人机中继辅助应急通信中,设计一种传输方案来实现用户性能与网络公平性的权衡就显得非常重要。针对上述问题,本文通过联合优化系统可用资源块的带宽分配、无人机的高度和用户设备的发射功率来研究无人机中继辅助应急通信网络的最大-最小公平性问题。提出了一种新颖的基于上行速率拆分多址(Rate-Splitting Multiple Access,RSMA)的传输策略,以平衡最小传输时延和最佳网络公平性。该策略包括资源分配、用户调度两阶段优化过程。为了应对用户剩余能量有限造成的公平性下降,基于认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术设计了多用户接入调度策略。本文的主要贡献可归纳如下:一、针对无线传感器网络中无线接入节点(Access Points,APs)在传输过程中同频干扰严重的问题,提出了一种无人机辅助的中继传输策略。基于解码-转发中继模式设计系统传输协议,通过联合优化无人机的三维轨迹以及AP和无人机的发射功率,最大化回程链路的总可实现速率。二、针对无人机辅助的应急通信网络在无线回程阶段空对地(Air-to-Ground,At G)干扰严重的问题,提出了一种基于上行RSMA的传输策略。通过联合优化基站接收端的解码顺序选择、无人机三维轨迹以及发射功率,最大化系统的总吞吐量。三、针对用户剩余能量有限且不平衡造成的网络中严重的传输延迟不公平问题,提出了一种基于剩余能量的资源优化和接入调度两阶段策略。第一阶段通过联合优化资源块的带宽分配、发射功率和无人机高度来最小化所有用户对中的最大传输延迟。第二阶段采用CR范式,优先考虑低剩余能量用户的服务质量(Quality of Service,Qo S),并得到了功率分配因子的闭式表达式。

关键词：无人机中继应急通信网络传输时延公平性资源分配

“智慧+食品监管”:发展历程、应用现状与未来方向

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食品科学技术学报 2024年第3期42卷 1-10页

作者：左敏王菲宋绍义颜文婧戴欣然北京工商大学农产品质量安全追溯技术及应用国家工程研究中心北京100048 北京物资学院北京101149 北京工商大学食品与健康学院北京100048 北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048

大食物观为食品产业的未来发展提出了新的需求。随着食品产业的扩大和升级,影响食品安全的因素将变得越来越复杂,因而带来更为艰巨的食品安全风险防控任务。只有保障业态安全,食品产业才能健康和顺利发展。当前,有限的监管资源和力量与... 详细信息

大食物观为食品产业的未来发展提出了新的需求。随着食品产业的扩大和升级,影响食品安全的因素将变得越来越复杂,因而带来更为艰巨的食品安全风险防控任务。只有保障业态安全,食品产业才能健康和顺利发展。当前,有限的监管资源和力量与食品产业中繁重复杂的监管任务之间的矛盾日益凸显,传统的监管手段和方式难以满足食品产业的高质量发展需求。数据驱动下的计算机科学和智能技术为食品监管提供了技术切入点。在食品产业链中,实时采集各种信息形成“数据智能”,发展食品行业的智慧监管技术,有助于建设规范有序、协同高效的食品产业生态环境,为食品行业高质量发展提供保障。介绍了食品产业中智慧监管从初始到繁荣的发展历程,分析了智能技术在食品全产业链和食品监管体系数字化建设中的应用,指出了以安全为底线,以品质监测、营养分析、风味评估为新导向的食品智慧监管未来发展方向,探讨了食品行业智慧监管面临的机遇和挑战,希望为食品监管的智能化和高质量发展提供技术参考。

关键词：人工智能食品监管安全保障风险防范大食物观

铁路线路与地形三维模型实时动态融合方法研究

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1004-1014页

作者：温绍成蒲浩宋陶然李伟相诗尧张涛中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中国中铁股份有限公司北京100039 山东省交通规划设计院集团有限公司山东济南250101

铁路线路与地形三维模型的融合是实现铁路线路三维正向设计的瓶颈之一。线路设计过程中,需要实时更新三维场景。现有的静态融合方法会修改原始的地形数据,且计算量大,耗时过长,无法满足动态交互式设计的需求。对此,提出一种铁路线路与... 详细信息

铁路线路与地形三维模型的融合是实现铁路线路三维正向设计的瓶颈之一。线路设计过程中,需要实时更新三维场景。现有的静态融合方法会修改原始的地形数据,且计算量大,耗时过长,无法满足动态交互式设计的需求。对此,提出一种铁路线路与地形三维模型实时动态融合方法。基于铁路三维场景,在每帧显示前动态提取视相关地形瓦片模型和线路三维模型,在内存中基于线程池并行对地形瓦片裁剪,实现二者的实时融合,并构建缓存队列,重复利用融合结果。为了提升单块地形瓦片和线路三维模型的融合效率,提出了“超挖-回填”的融合思想。借助高效的三角形空间网格索引,快速删除融合边界内及相交网格涉及到的三角形,虽然“超挖”部分三角形,但避免了繁杂的三角形定位、调整计算。依据超挖三角形外边界和融合边界构建“回填”区域,再采用剪耳法对“回填”区域重构三角网,实现铁路线路与地形三维模型的无缝融合。基于该方法开发了铁路线路三维设计系统,对一条104.9 km铁路案例进行了实验,结果表明:其显示帧率可以保持在35~45 fps,且能够实时更新三维场景。相较于传统的静态融合方法,该方法将长时间的全局模型融合转化为帧前的局部视相关动态融合,减少了线路方案修改时更新的融合数据量及计算量,从而满足了动态交互式设计的需求,提升了三维正向设计的效率。

关键词：铁路线路三维建模动态融合视相关地形裁剪

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中学生数字阅读素养及提升个体影响因素研究

图书馆杂志 2024年

作者：宋甲丽陈晓芬程结晶江苏护理职业学院图书馆江苏财经职业技术学院图书馆扬州大学社会发展学院

当前数字技术已经融入中学生的阅读经验并重构其阅读体验。掌握中学生数字阅读素养现状及其个体影响因素，才能在追求沉浸式数字阅读中实现阅读价值。文章采用问卷调查法，对701名中学生的数字阅读素养及个体影响因素进行实证分析。研... 详细信息

当前数字技术已经融入中学生的阅读经验并重构其阅读体验。掌握中学生数字阅读素养现状及其个体影响因素，才能在追求沉浸式数字阅读中实现阅读价值。文章采用问卷调查法，对701名中学生的数字阅读素养及个体影响因素进行实证分析。研究发现中学生数字阅读素养总体水平较好，数字阅读显示出阅读可视化和音视频共融化的趋势。此外，不同年级的学生在数字阅读素养、自我效能感、元认知策略以及认知策略上存在显著差异。最后针对调研数据从政府推动数字阅读融入中学生素质教育体系、学校开设数字阅读课程教育、培养家庭阅读行动力、促进数字阅读素养与全民数字素养有机融合、加强中学生数字伦理与道德等方面提出意见，以期为中学生数字阅读素养乃至数字素养提升带来启发。

关键词：中学生数字阅读素养影响因素自我效能感元认知策略

基于县域尺度的乡村韧性测量及其影响因素分析——以湖南省为例

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世界地理研究 2024年第6期33卷 128-140页

作者：宋关东唐承丽周国华湖南师范大学地理科学学院长沙410081 湖南师范大学地理空间大数据挖掘与应用湖南省重点实验室长沙410081

从抵御与吸收能力、恢复与适应能力、创新与转型能力三个维度构建乡村韧性测度指标体系,以湖南省101个县(市、区)为研究单元,以2012—2020年为研究时段,运用TOPSIS、灰色关联分析法,测度湖南省乡村韧性水平,分析其影响因素。结果表明:(1... 详细信息

从抵御与吸收能力、恢复与适应能力、创新与转型能力三个维度构建乡村韧性测度指标体系,以湖南省101个县(市、区)为研究单元,以2012—2020年为研究时段,运用TOPSIS、灰色关联分析法,测度湖南省乡村韧性水平,分析其影响因素。结果表明:(1)研究期内,湖南省乡村韧性稳步提升,但整体韧性水平仍然不高,抵御与吸收能力、恢复与适应能力提升明显,创新与转型能力变化幅度较小,水平一直较低,成为湖南省乡村韧性的短板;(2)在空间格局上,湖南省乡村韧性的空间分布存在明显分异,韧性水平与所在城市的经济社会发展水平较为一致,呈现出长株潭城市群地区乡村韧性水平高,湘南地区、洞庭湖地区次之,湘西地区最低的格局;(3)从影响因素来看,经济发展水平、社会结构对乡村韧性影响较大。针对湖南省区域之间韧性水平差异的现状,应因地制宜,根据区域不同特点,把握影响乡村韧性的关键因子,采取针对性措施来提升乡村韧性整体水平。

关键词：乡村韧性指标体系影响因素湖南省县域