“情人眼里出西施”原是脑电流使然

 激情澎湃还是毫无兴趣,当你看到颇具吸引力的脸庞,激情的火花是由一个称为中脑腹侧的大脑区域点燃的,该部位与处理奖赏有关。现在,研究者已经发现2 mA 的电流就可以点燃激情的火花。     

核磁共振脑成像技术

 人类对自己大脑的认识相对其他器官来说非常少,一个重要的原因是大脑功能的复杂性;另一个重要的原因是大脑隐藏在封闭的头颅里,我们很难直接观察到它。但是近几年新发展起来的功能性核磁共振脑成像技术在无创伤的情况下,不仅能对大脑成像,还能辨别大脑进行思维时激活的区域,该技术被称为“人类思维的阅读器”,有人把它形象地描述为对人脑活动“拍电影”。核磁共振脑成像技术为人脑功能研究打开了一扇大门。下面介绍这种技术的理论基础及生理学基础。     

虚拟现实中的超能力有助激发社会责任感

如果能有超人的能力,你可能很乐于扶危济困。受试者在一项研究中戴上虚拟现实头盔,半数人被赋予飞行于虚拟城市上空的能力,其他人则被动地坐在直升机里。一些人仅仅被允许在其空中优势位置探索这个城市,另有一些人则接到将急救胰岛素送给失踪糖尿病患儿的任务。无论执行什么任务,拥有飞行能力的受试者在实验结束后,似乎都更愿意帮助研究者捡起其佯装失手掉落的笔。该实验的论文已发表于《科学公共图书杂志》(PLOS ONE)。     

脑机接口的物理学

人类的大脑是一台惊人而复杂的机器。人类大脑皮层中有超过800亿个神经元,每个神经元有1000个突触,我们的大脑每秒处理大约1亿比特的信息。想象一下,在大脑进行思考时,去实时地测量、提取和解释大脑中的所有信号。从《X战警》到《黑客帝国》,对大脑的研究曾经仅限于科幻小说领域,但是今天,人类已经可以将大脑连接到电脑来控制机械手臂,或将你的想法翻译成文字。     

阴阳离子菁染料在溴碘化银乳剂颗粒上J-聚体反射光谱

本文对两种阴阳离子菁染料在碘溴化银立方体颗粒表面的聚集行为进行了研究。用紫外-可见分光光度计测定了菁染料J-聚集的反射光谱曲线。与对应的阴离子、阳离子菁染料各自在碘溴化银立方体颗粒表面的聚集进行了实验对比。结果表明:阴阳离子菁染料吸附在碘溴化银立方体颗料表面形成的J-聚集态的反射光谱具有单个阴离子、阳离子菁染料形成J-聚体反射光谱的峰值波长。表明阴阳离子菁染料具有两个感色区域,既有阴离子菁染料的感色区又有阳离子菁染料的感色区。     

以功能性核磁共振造影初探10Hz调制激光针灸刺激所引发人类大脑皮质的活化现象(英文)

使用10 Hz调制的低功率激光针灸刺激探究大脑皮质反应.以功能性核磁共振造影技术探讨当激光针灸刺激左脚涌泉穴(K1)时,大脑可能产生的反应机制.研究发现调制激光针灸所引发显著的大脑活化反应,包括右额叶中央前回、右额叶上回、左额叶中央前回、左顶叶中央后回、左侧下部顶叶、左小脑舌前叶、左海马旁回和左小脑山顶等区域.安慰剂组实验并没有发现在脑部有任何活化反应,大多数反应区域所涉及功能与记忆、注意力及自我意识等有关联.结果显示出调制激光针灸的大脑血液动力学反应,并隐含此反应机制不只是依据传入感觉信息处理,而且还有着随外部刺激的变化而有所改变的血液动力学性质.     

机器读梦

听起来似乎是科幻小说,但是日本京都市国立信息与通信技术科学研究所(National Institute of Science of Information and Communications Technology) 的神谷之康(Yukiyasu Kamitani)和同事确实做到了读懂梦境。一些志愿者睡眠时的大脑活动受到功能核磁共振设备的监控,当脑电信号提示研究者志愿者 \     

增强低场下脑功能磁共振成像显著性的研究

实现了基于低场0.35 T磁共振成像系统的大脑功能磁共振成像（functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI）的研究. 基于质子密度加权的快速自旋回波(Turbo Spin Echo,TSE)图像,重点研究增强低场fMRI显著性的方法,目的在于提高低场fMRI的可用性. 结果表明：健康受试者在执行手动任务期间,大脑运动区的信号强度变化可以由基于血管外质子信号增强 (Signal Enhancement by Extravascular water Protons,EEP)的对比机制探测. 优化TSE序列参数能提高图像SNR和扫描速度,并在统计分析中增加外在屏蔽图像,可以有效地提高低场下fMRI研究结果的显著性.     

简单机器人可以群体化执行复杂任务

正一大群蜜蜂或蚂蚁可以一起工作,完成个体不可能完成的任务。比利时的研究者现在发现一群机器人能够完成同样的壮举——包括明确所完成任务的正确顺序。研究者在一个六角形竞技场内部署了20个双轮机器人,每个有50毫米高。他们的工作是以正确的顺序进入3个点位。机器人成功的关键是形成链条,研究者在《科学·机器人》(Science Robotics)上做了报告。这个链条延伸了机器人对周围环境的有限认知,使它们不仅能够知道去哪里,而且知道正确的步骤。     

ICP-AES中基体干扰效应及其机理研究——Ⅰ.基体干扰效应的一般分布规律

本文以Na、ca、Al、Zn作为主要基体元素,在不同ICP发射光谱仪上考察了20多条分析谱线受到的干扰情况,初步总结了基体干扰效应的一般规律。结果表明,在常用分析条件下,一般金属元素具有与易电离元素类似的基体效应,即在较低观察区域对测定谱线信号产生增感,而在正常观察区域产生抑制;从增感转向抑制的零干扰点主要出现在感应圈上方8～14mm的观察区域,这一结果为实际分析条件的优化提供了有益的依据。     

三元混晶的远红外光谱

采用无序元素孤立位移模型(REI mode),建立了三元混晶AB_1-xC_x晶格动力学的Born-Huang方程,并由此出发讨论了几种三元混晶晶格振动的介电常数和远红外反射谱。理论计算结果表明,这个模型适用于三元混晶的所有情况：(1)单模情况——在整个成分比例区域内(0≤x≤1)有1支横光学声子(TO)和1支纵光学声子(LO);(2)双模情况——在整个成分比例区域内(0≤x≤1),有2支横光学声子和2支纵光学声子;(3)第3种情况——部分区域为单模而另外区域为双模。结果显示,单模晶体只有1个反射带;双模晶体有2个反射带;第3种类型的晶体在部分区域有1个反射带而在另外的区域有2个反射带。该理论模型提供了一个理解三元混晶光学性质的可能的途径,依此为基础可以讨论电子-声子相互作用等其他问题。     

手指活动时大脑中磁共振信号的变化

用磁共振成像方法研究了大脑对手指活动的响应,观测到磁共振响应的反常时间过程曲线及很大的相对象元强度变化,特别是在大血管及脑脊液所在的区域。     

基于感兴趣区域的低复杂度多描述编码方法

针对在不可靠网络中传输包含感兴趣区域图像的问题,提出了一种低复杂度、高效、鲁棒的编码方法.该编码方法建立在多路径网络传输结构的基础上,采用多描述编码思想,把图像信息分成几个描述;为了保护感兴趣区域,在每个描述中对这部分区域增加冗余度,并分别通过不同的路径传输.该编码方法实现了信号传输鲁棒性和编码效率的调节控制,并与各种高性能的图像或视频压缩技术相兼容.实验表明,该方法在提高图像在网络上传输鲁棒性的同时,也能有效地保护感兴趣区域,重建图像的感兴趣区域及背景区域的信噪比指标都有了明显的提高.     

扩散张量成像的人脑模板构建

扩散张量脑模板包含丰富的大脑白质组织信息,在空间标准化或者脑图谱创建中具有重要价值,然而基于扩散张量模型构建的脑模板精度不高,特别是在脑部复杂的神经元微观结构区域中应用受到限制.针对这一问题,研究者们提出了基于高分辨率扩散成像构建大脑模板的方法.本文对使用扩散张量成像方法进行脑模板构建的研究进展进行了综述,首先介绍了扩散张量脑模板构建的发展进程,阐述了脑模板构建中解决的技术问题及同时存在的局限性;接着详细论述了基于扩散频谱成像及高角度分辨率扩散成像构建脑模板的不同方法间的差异,并总结了这些研究方法取得的重要进展;最后通过分析目前研究进展提出该研究问题中存在的不足以及未来的发展趋势.     

风电场提高周边夜间气温

最新研究表明, 大型风电场会显著影响周边的气候, 尤其是提升夜间的气温。利用与城市热岛相同的分析技术, 研究者详细审阅了德克萨斯州中西部1万平方千米区域的卫星图像。     

应用限制球形卷积解析弓状束的结构特性与语言理解表现的相关性

通过限制球形卷积(constrained spherical deconvolution,CSD)和神经纤维追踪技术(tractography),以了解大脑左右半球的弓状束(arcuate fasciculus,AF)神经结构完整性与语言理解能力的相关性.该文使用磁共振成像(MRI)仪对14例大脑左半球罹患肿瘤的右利手患者进行了术前术后扫描(每次扫描均伴随一次波士顿失语症测试),并用分析软件DSI Studio计算术前术后左右半球弓状束的四项扩散指标,并进行了比较.结果发现左脑弓状束有两项指标在术前术后有非常显著的差异(p0.01),而右脑四项指标均无显著改变(p0.05).另外,该文还将扩散指标与患者相对应的语言测试所反映的语言理解能力进行了相关性分析,发现无论术前术后,左半球弓状束与语言理解能力相关系数r介于0.6~0.8之间,而右半球则仅介于0.3~0.4之间.上述结果表明,语言理解能力与左侧弓状束密切相关(p0.01),而与右侧弓状束相关性不大,此结果与以往研究者对大脑侧化的认知相符.     

基于多峰高斯拟合的分布式拉曼测温系统设计与应用

针对温感区域长度小于空间分辨率导致温度测量不准确的问题,提出一种多点温度校正方案,并介绍了一种可应用于中小尺度剖面温度分布测量的装置和方法。采用基于多峰高斯拟合的方案,实现了多个测量不准确温度点的同时校正,提高了系统的温度准确度,设计了分布式拉曼测温系统样机,通过将光纤部分缠绕在PPR管上实现了中小尺度剖面温度分布测量。实验装置使2 m和1.5 m温感区域的测量准确度提高到1℃;测得冬季黄河万家寨水库冰盖厚度约为42.33 cm,与人工测量结果相差约为1.67 cm;测得36 m深河水剖面的温度约在0.32℃～0.90℃范围内波动。实验结果表明,采用该分布式拉曼测温系统能够在野外大范围监测河道流水剖面的温度分布。     

角分辨光电子能谱仪在f电子特性研究中的应用

重费米子体系是凝聚态物理研究中的热点和难点,其低的能量尺度和奇异物理特性吸引着研究者的注意力。文章首先简要介绍了重费米子体系的基本概念,随后着重介绍了角分辨光电子能谱技术(ARPES)在重费米子体系中的应用。主要包括以下几个方面内容：f电子与传导电子的杂化特征、f电子的杂化与磁性、f电子杂化与量子临界、超导的关系以及掺杂对杂化的影响等。最后介绍了目前ARPES技术在重费米子体系应用中存在的几个问题,并提出相应解决办法。     

计算遥远黑洞的质量

给天文学家几个小时的时间,他们就能告诉你24.4 亿光年范围内任何黑洞的质量。这项新技术需要测量光吸收物体对星系中心周围盘旋的分子气体云的影响。研究者在《自然》(Nature)网站上发表的一篇文章中报告,他们利用这一方法计算了5.3 亿光年外NGC4526中心的超大质量黑洞。     

S+Au增感中心的电子陷阱效应对光电子行为的影响

利用微波吸收相敏检测技术，对AgBrI-T颗粒乳剂中自由光电子与浅束缚光电子时间行为进行了检测，结果表明在一级衰减曲线的不同区域中增感中心对光电子衰减的作用表现不同；S+Au增感中心的电子陷阱效应随浓度的增加发生了由浅电子陷阱到深电子陷阱的转变.根据增感浓度与光电子衰减时间的对应关系，获得了S+Au最佳增感浓度. 关键词： 微波相敏检测 光电子 增感 电子陷阱