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新探针可高清记录深脑活动 004

新探针可高清记录深脑活动

科技日报

作者：张梦然

科技日报北京1月18日电（记者张梦然）据17日出版的《自然·通讯》杂志报道，美国加州大学圣迭戈分校集成电子和生物界面实验室采用新方法制造出一种传感器，能记录人类以及一系列动物模型中大量单个神经元的活动，分辨率精细到一至两... 详细信息

科技日报北京1月18日电（记者张梦然）据17日出版的《自然·通讯》杂志报道，美国加州大学圣迭戈分校集成电子和生物界面实验室采用新方法制造出一种传感器，能记录人类以及一系列动物模型中大量单个神经元的活动，分辨率精细到一至两个神经元。新系统依赖于超薄、灵活和可?

关键词：脑活动制造方法电刺激

来源： cnki报纸评论

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脑活动图谱与脑网络连接的研究进展

中华精神科杂志 2014年第3期47卷 179-182页

作者：路翰娜宁玉萍广州医科大学附属广州市脑科医院精神科 510370 广州医科大学附属广州市脑科医院神经内科 510370

2013年伊始，伴随着美国对脑活动图谱（Brain Activity Map，BAM）项日的高度支持和欧洲有史以来最大的资助项目人脑工程研发计划的呼之欲出，脑科学的探索即将从20世纪90年代的“脑十年”计划迈入新的里程。

关键词：脑活动网络连接图谱资助项目 Map 脑科学

低频振幅算法功能磁共振成像观察屈光参差性弱视患者脑活动

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中国医学影像技术 2010年第11期26卷 2052-2056页

作者：殷小会郭明霞张云亭李青吉傅悦姜钦影天津医科大学总医院放射科天津300052 天津医科大学医学影像学院天津300203 天津市眼科医院眼整形科天津300020

目的应用基于低频振幅(ALFF)算法的功能磁共振成像(fMRI)观察屈光参差性弱视患者脑活动的变化。方法对9例左眼单眼屈光参差性弱视患者(弱视组)和12名健康志愿者(对照组)在黑白棋盘格刺激下行fMRI,应用t检验对ALFF脑图进行组间和组内统... 详细信息

目的应用基于低频振幅(ALFF)算法的功能磁共振成像(fMRI)观察屈光参差性弱视患者脑活动的变化。方法对9例左眼单眼屈光参差性弱视患者(弱视组)和12名健康志愿者(对照组)在黑白棋盘格刺激下行fMRI,应用t检验对ALFF脑图进行组间和组内统计学分析。结果 1例弱视组患者数据在预处理后被剔除。左眼接受刺激时,弱视组较对照组左侧舌回、右侧枕中回、右侧中央前回、左侧后扣带回、左侧顶上小叶、左侧楔前叶和楔叶等区域ALFF减弱,左侧额中间回、左侧额上回、左侧颞上回、右侧杏仁体和右侧壳核等区域ALFF显著增强;右眼接受刺激时,弱视组较对照组胼胝体和左侧颞中回ALFF减弱,双侧枕叶、右侧额中回和右侧尾状核等区域ALFF显著增强。弱视组中,与右眼接受视觉刺激时比较,左眼接受视觉刺激时右侧额下回、左侧尾状核、丘脑及前扣带回等脑区ALFF显著增强,双侧枕叶ALFF显著减弱。结论任务状态下基于ALFF算法的fMRI不仅可反映弱视患者视皮层的功能损害,还可反映多脑区神经活动的变化。

关键词：磁共振成像低频振幅弱视脑活动

基于驾驶模拟器和fNIRS的与晕动病相关脑活动区的差异性

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汽车安全与节能学报 2019年第4期10卷 433-442页

作者：张晨阳李曙光李耀华姚进祝磊王敏四川大学机械工程学院中国成都610065 电子科技大学自动化工程学院中国成都611731 成都市第一人民医院中国成都610000 汽车安全与节能国家重点实验室清华大学中国北京100084

为研发车辆自动驾驶技术,需探究自动驾驶的汽车和电动汽车上出现的晕动病的发病机理。基于六自由度驾驶模拟器和非侵入式功能性近红外光谱技术(fNIRS),实验中设计了直线工况的实验道路,直行工况下收集了52位参与者的驾驶时间和距离等驾... 详细信息

为研发车辆自动驾驶技术,需探究自动驾驶的汽车和电动汽车上出现的晕动病的发病机理。基于六自由度驾驶模拟器和非侵入式功能性近红外光谱技术(fNIRS),实验中设计了直线工况的实验道路,直行工况下收集了52位参与者的驾驶时间和距离等驾驶数据以及大脑的氧合血红蛋白浓度变化值,并对驾驶数据与大脑数据进行差异性分析。结果表明:大脑区域的活跃度按BA6、BA17和BA18区域最活跃,接着是BA1、BA2、BA3和BA4区域,最后是BA8、BA10和BA40区域依次递减;直行工况下与晕动病相关的大脑Brodmann区域会有不同的反应。该结果有助于从大脑的角度研究晕动病。

关键词：自动驾驶车辆脑活动晕动病驾驶模拟器功能性近红外光谱技术(fNIRS)

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用低频震荡幅度探讨局部自发性脑活动的研究

中华放射学杂志 2008年第7期42卷 765-767页

作者：杨虹张敏鸣周翔平阎浩朱朝喆四川大学华西医院放射科成都610041 浙江大学医学院附属第一医院放射科北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室

在静息状态下，用功能MR（fMR）研究发现：大脑双侧初级运动区之间，听觉皮层和视觉皮层的低频振荡（LFF）具有很高的同步性，即保持着很强的功能连接，一般认为这种LFF是由于神经元的自发活动引起的^[1-2]。

关键词：低频脑活动自发性初级运动区静息状态视觉皮层听觉皮层自发活动

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静息状态脑活动及其脑功能成像

自然科学进展 2005年第10期15卷 1160-1166页

作者：赵小虎王培军唐孝威浙江大学物理系交叉学科实验室杭州310027 同济大学附属同济医院上海200065

目前应用无创性磁共振功能成像技术的脑功能成像研究常把无任务的静息状态作为对照, 特定的脑功能区活动是任务状态脑活动与对照状态相减所得。但是近年来研究发现,所谓静息状态时大脑也存在功能活动。显然这种脑活动将会影响与目的任... 详细信息

目前应用无创性磁共振功能成像技术的脑功能成像研究常把无任务的静息状态作为对照, 特定的脑功能区活动是任务状态脑活动与对照状态相减所得。但是近年来研究发现,所谓静息状态时大脑也存在功能活动。显然这种脑活动将会影响与目的任务相关的脑功能成像结果以及对这种结果的解释。因此理解静息状态脑活动及其生理意义,对解释脑功能成像的结果以及全面了解大脑功能具有重要意义。文中就静态脑活动的研究背景、存在证据、活动特点、生理意义及其功能成像研究进展做简要评述。

关键词：静态脑活动血氧水平依赖性负激活氧吸收分数脑功能成像大脑功能成像技术脑活动状态静息

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基于可重构天线阵技术的脑活动微波探测研究

基于可重构天线阵技术的脑活动微波探测研究

作者：张恺然桂林电子科技大学

学位级别：硕士

二十世纪以来,人类脑科学领域逐渐在全球掀起了广泛的关注,微波技术凭借其特有的优势,越来越广泛的应用于生命科学领域。非侵入式脑活动探测是近十年来脑科学领域的主要研究方向之一,而其中大脑活动状态的判断分类以及诊断成像等一直是... 详细信息

二十世纪以来,人类脑科学领域逐渐在全球掀起了广泛的关注,微波技术凭借其特有的优势,越来越广泛的应用于生命科学领域。非侵入式脑活动探测是近十年来脑科学领域的主要研究方向之一,而其中大脑活动状态的判断分类以及诊断成像等一直是研究重点。利用微波技术探测大脑中不同区域的功能,有助于更深入了解人类大脑的工作原理。本文针对利用微波技术进行脑活动探测做了相关研究,从基于脑部神经产生活动时引起的兴奋区介质电参数变化特性,以及电磁波在三层动态介质中传播时的状态角度出发,详细描绘了利用电磁波技术对大脑进行探测的过程。神经产生兴奋时细胞膜两侧的电位会发生改变,进而影响该区域电参数特性。依靠这种变化,利用电磁波获取大脑活动与传输相位的同步改变,进而分析大脑不同区域的功能。随后设计用于脑活动探测的天线单元,同时借助高精度的三维人头模型,对天线阵列不同方向上接收到的散射信号进行了数据处理,结果表明利用微波技术进行脑活动探测的有效性。最后进行了应用于脑活动微波探测的可重构天线阵技术的研究,对天线单元及射频前端电路设计加工后,设计可行性方案进行脑活动仿生实验,进一步验证了理论的正确性。论文的主要内容及工作成果如下:1.通过大脑各种状态下产生神经活动的角度,对大脑的生理环境、神经细胞发生活动时由于带电离子往复运动引发的生物电信号进而影响介质电参数特性的变化,以及微波在色散介质中的传输过程进行了阐述。根据脑神经兴奋状态下的工作原理,建立了基于均匀平面波的分层时变介质传输模型,同时构建了电磁波传输相位与介质动态时变电参数特性之间的数学关系。进而描绘了动态时变介质中,变化的介电参数引发透射电磁波相位同步变化的过程,且两者的特征变化频率是相等的。为后续研究提供了相应的理论基础。2.针对人体头部生物结构以及微波探测的具体要求,设计天线单元结构用于脑活动微波探测。首先设计了一款用于脑活动探测研究的平面单极全向天线,该天线利用了平面六边形单极天线的宽频带特性,通过蚀刻缺陷地结构实现天线小型化。为了增强天线的定向辐射能力,同时设计使用了一种花瓣形谐振式反射器,其在较宽频带内可以产生同相反射,并减少剖面高度至仅为0.1λ。该天线实测阻抗带宽为0.91GHz-2.42 GHz(91%),在同相反射频带内其前后比都大于5 d B,在1.05 GHz处的前后比峰值达到了15 d B。测试结果与仿真的一致性表明了该天线具有超宽带的特点,从远场方向图可以看出该天线具有良好的定向性能,使得该天线可以应用于脑活动探测领域。3.利用电磁仿真软件进行理论的合理性验证。引入精密三维人头模型,为大脑不同组织配置对应的电参数。在电磁仿真软件中建立模型,依据脑功能区介质的时变电参数特性,在对应的位置处模拟视觉皮层与嗅觉皮层的神经活动。在该人头模型外围的建立6单元天线阵列,根据比吸收率分析结果证明了天线探测系统的安全性。对不同方向接收到的散射电磁波进行记录处理,利用时频域变换方法,深入研究了介质电参数(介电常数、电导率)的改变对传输系数相位变化的影响。仿真结果证明,利用微波技术对脑功能区的神经活动探测的有效性。最后分析头部不同生物组织的色散特性,结合分辨率和透射深度选取合适的工作频率。4.利用收发可重构天线阵技术,在大脑仿生模型中进行脑活动相关的模拟实验。基于Peregrine Semiconductor半导体公司的PE42442A-Z射频开关芯片,设计了可用于收发切换的微波馈电网络。对电路进行加工和实测,各射频通路的插入损耗均小于3 d B,各支路之间的隔离度均大于20 d B。随后利用天线单元、射频开关电路以及人头仿生模型组成6单元收发可重构环形天线阵列,应用在脑活动微波探测的后期实验研究中。通过深入研究,分析不同种无机化学物在水中溶解后的电参数变化特性,掌握其变化规律后根据一定配比混合制成大脑组织仿生模型。最后经过仿生模拟实验,分析不同微波传输路径上的脑活动信息,表明了功能区介质电参数的改变会引起传输相位的变化。实测的变化规律与仿真数据的相吻合,证明了不同方向散射波的S参数相位变化能够携带大脑兴奋区神经活动的信息。

关键词：脑活动微波探测时变介质动态电参数谐振式反射器可重构天线阵列脑活动模拟实验