探索脑化学——纳米电化学监测单细胞、单囊泡、突触间隙释放化学信号分子及形貌分析

针对已有的微米及纳米电化学监测单囊泡、单突触及突触间隙释放, 扫描电化学显微镜用于单细胞释放前后形貌变化的定量分析, 微流控与阵列电极集成芯片, 用于细胞灌注培养及监测释放化学信号分子的研究工作进行了评述. 同时, 对近几年此领域的前沿研究进行了简要评论, 并对其未来发展提出了一些新的观点.     

烤烟中γ-氨基丁酸的测定

γ-氨基丁酸(Υ-aminobutyric acid,简称γ-ABA)是一种独特的非蛋白质氨基酸,其分子式为H2N(CH2)3COOH[1].它是哺乳动物、甲壳类动物、昆虫和某些寄生蠕虫神经系统中重要的抑制性神经递质,具有降血压、治疗癫痫、增强动物的采食能力等生物活性[2];它在高等植物中也广泛分布,并与植物在逆境条件下的应激反应有关.     

光神经形态计算研究进展与展望(特邀)

脑科学与类脑研究是国际必争战略性前沿。人工智能与深度学习的飞速发展对算力提出了迫切需求。而传统的冯诺依曼架构,由于存算分离导致功耗墙和内存墙,摩尔定律也逐渐放缓。光神经拟态计算充分融合高速光通信、光互连、光集成、硅基光电子与神经拟态计算的特点,具有超高速、大带宽、多维度等优势,在高性能计算、人工智能领域有广阔的应用前景,是突破后摩尔时代传统微电子计算极限极具竞争力的方案。本文回顾了国内外主要研究团队在光神经元、光突触、光神经网络的理论、算法及器件方面的工作,并提出了展望。     

Possible Mechanism of Plasticity Influenced by Magnetic Field

The strain energy of an edge dislocation in an external static magnetic field is determined by the theory of elasticity and electrodynamics according to the Volterra dislocation model for continuous media. The results show that the strain energy of the edge dislocation in paramagnetic states is increased due to static magnetic field and the increase in the energy of the dislocation is capable of influencing the dislocation depinning which leads to the change of plasticity. This gives an explanation on plasticity induced by magnetic field.     

相变存储器及其用于神经形态计算的研究综述

目前随着人工智能领域的兴起以及人们对数据存储和计算的强烈需求,迫切需要存储器的改进和类似于人脑的高效存储运算效率。所以,相变存储器及其用于神经形态计算的研究是极具价值的。相变存储材料(PCMs)受到激发时所产生的电阻值变化可以用来建立尖峰神经网络从而实现模拟神经形态计算系统。本文介绍了相变存储器物理机制,其中包括相变材料的相变原理及主要性能特征,重点叙述了相变存储器在优化存储与计算方向的研究进展和应用,进而为该领域未来的发展方向提供参考。     

有机神经形态机器视觉器件及系统

随着有机半导体材料及其器件的快速发展,有机电子学在可穿戴设备、人工智能等发面取得快速发展.有机半导体材料具有成本低、生物相容性好、光谱响应可调、柔性度好等优势,在光电器件等新兴智能感知领域显示出巨大的商业应用潜力,同时也是制造柔性仿生视觉传感器不可或缺的组成部分.本文从有机光电材料分类及用于视觉仿生感知的光电器件层面重点介绍了近年来人工神经形态视觉智能传感系统的研究进展,包括应用较多的视觉触觉多感集成系统.最后阐述了发展有机仿生视觉系统的重要意义与现存挑战以及展望,为将来有机视觉感知应用及多感集成提供可行的研究方向.     

面向神经形态显示的有机电子材料与器件

数字化时代,高度信息化已成为日常生活的常态.显示技术在人机交互中扮演着至关重要的角色.然而,传统的智能显示技术逐渐难以适应日益复杂的人机交互环境.在这一背景下,神经形态技术作为一种新兴的前沿技术,弥补了现有显示技术的不足之处.通过将神经形态技术与传统显示技术有机结合,可以充分发挥其在传感、驱动和显示方面的巨大优势.有机电子器件具有低制备成本、材料多样性等优势,能赋予基于其构建的神经形态器件丰富的功能性.因此,神经形态显示有望成为有机电子学未来在显示技术发展的重要方向之一,可以为日益复杂的人机交互环境提供更出色的解决方案.本综述全面总结了有机神经形态技术在显示技术中的最新进展,归纳了其在神经形态显示中的3个重要发展方向,并探讨了其最先进的设计和未来可能的发展.     

多溴二苯醚对体外培养海马神经元生长的影响

多溴二苯醚(PBDE)是一种普遍存在的持久性环境污染物, 对其毒效应的研究工作已引起广泛关注. 然而, PBDE神经毒性的研究工作仍处于起步阶段, 相关报道不多. 以原代培养的大鼠海马神经元暴露于商品用的十溴代PBDE(deca-BDE), 借助激光共聚焦显微镜采图, 考察了PBDE对神经元生长发育的影响. 15 μmol/L deca-BDE暴露明显抑制了神经元突起的生长, 包括突起长度和分叉均显著性地降低, 神经元突触的形成和发育成熟也受到了明显的抑制. 以上结果有力证明了PBDE对体外培养神经元具有明显的神经毒作用.     

DESIGN OPTIMIZATION FOR TRUSS STRUCTURES UNDER ELASTO-PLASTIC LOADING CONDITION

In this paper, a method for the design optimization of elasto-plastic truss structures is proposed based on parametric variational principles (PVPs). The optimization aims to find the minimum weight/volume solution under the constraints of allowable node displacements. The design optimization is a formulation of mathematical programming with equilibrium constraints (MPECs). To overcome the numerical difficulties of the complementary constraints in optimization, an iteration process, comprising a quadratic programming (QP) and an updating process, is employed as the optimization method. Furthermore, the elasto-plastic buckling of truss members is considered as a constraint in design optimization. A combinational optimization strategy is proposed for the displacement constraints and the buckling constraint, which comprises the method mentioned above and an optimal criterion. Three numerical examples are presented to show the validity of the methods proposed.